kjemi

Kjemi er læren om stoffer, hvordan de kan fremstilles, hvilke egenskaper de har og hvordan de reagerer med hverandre. Som skole- og forskningsfag har kjemien tradisjoner fra slutten av syttenhundretallet.

Stoffene ble opprinnelig funnet i naturen, men etter hvert er stadig flere blitt fremstilt kunstig. I august 2015 er det registrert 101 millioner organiske og uorganiske kjemiske forbindelser, og antallet øker for tiden med ca. 15 000 per dag.

Opprinnelig foregikk alle kjemiske eksperimenter på makronivå, der man så på hvordan reaksjoner artet seg og hvordan kjemiske stoffer oppførte seg. Etterhvert som man forstod mer om hva som foregår på mikronivå, altså på molekyl- og atomnivå, har man tolket eksperimentene i et samspill mellom de to nivå.

Kjemiens eget språk, med egne symboler og notasjoner, er viktig å lære om man skal forstå dagens kjemi.

Faget ble tidlig delt i organisk kjemi og uorganisk kjemi. Senere har nye områder kommet til.

• Organisk kjemi har mye til felles med biokjemi og molekylær biologi
• Uorganisk kjemi grenser til geologi/mineralogi
• Fysikalsk kjemi har mye til felles med fysikk
• Kvantekjemi er et nyere fagområde, her beregnes strukturen og egenskapene til stoffene.

For kjemi som fag i skolen, se fellesfaget naturfag og programfaget kjemi.

Arbeidsmåten i kjemi har forandret karakter i løpet av de siste femti år. Opprinnelig lærte man om nye stoffer ved å la dem reagere med andre stoffer. Man lærte med andre ord kjemi ved å drive med kjemi. I dag bruker man i stedet forskjellige instrumenter med en innebygget datamaskin hvor målingene bearbeides. Med kromatografi kan stoffer i en blanding skilles fra hverandre og identifiseres. Med andre instrumenter kan man bestemme hvordan atomene i stoffene er bundet sammen (spektroskopi og diffraksjon).

I en kjemisk reaksjon blir det dannet nye forbindelser (produkter) som er forskjellige fra utgangsforbindelsene (reaktanter). Antall atomer før eller etter reaksjonen er det samme, men atomene er bundet forskjellig i reaktantene og produktene.

Når for eksempel karbon (C) brenner i luft, reagerer karbonet med oksygen (O) i luften til karbondioksid (CO₂), som har helt andre egenskaper enn utgangsstoffet.

Vi skriver den kjemiske reaksjonen i form av en reaksjonsligning:

C(s) + O₂(g) → CO₂(g)

(s) viser at karbon er et fast stoff (s står for engelsk solid) og (g) viser at oksygen og karbondioksid er gasser. Pilen leser vi som «reagerer med og gir».

I tillegg til produktene frigjøres det energi i denne reaksjonen.

I en kjemisk reaksjon er det elektronene i det ytterste skallet som endres (se atom). En kjemiker rår vanligvis ikke over utstyr som kan endre atomkjernen. Å endre atomkjernen hører til kjernefysikk. Kjernekjemi er den del av kjemien hvor man studerer og bruker stoffer merket med radioaktive isotoper.

Ordet kjemi kan komme fra det greske ordet for å helle (khymeia), som ble brukt av greske apotekere i Alexandria. Ordet ligner dessuten på det egyptiske ordet chem, 'svart', fra den svarte, fruktbare jorden ved Nilen. Araberne føyde til sin bestemte artikkel «al», som gjenfinnes i ordet alkymi.

• Arvid Mostad: Alt er kjemi – men kjemi er ikke alt. Universitetsforlaget (2011).