Branches de la chimie

Comprendre la chimie

Bien qu'on ne l'appelait pas ainsi à l'époque, les fondements de la chimie remontent à 1 000 ans avant Jésus-Christ, mais notre idée moderne de la chimie n'est apparue qu'aux alentours des années 1600. Il est important de se rappeler que la chimie est un vaste domaine qui comporte de nombreuses branches. Cependant, toutes ces branches ont un point commun : elles se concentrent sur les éléments et les réactions chimiques.

La chimie, à la base, est définie comme la branche de la science qui étudie les propriétés et le comportement de la matière. La chimie se ramifie en fonction du type de matière et du comportement de la matière. Alors, plongeons dans le vif du sujet, d'accord ?

Les 5 grandes branches de la chimie et leurs définitions

Il existe 5 grandes branches de la chimie, qui sont les suivantes :

1. Chimie analytique

2. Biologie/Biochimie

3. Chimie organique

4. Chimie inorganique

5. la chimie physique.

Bien que ces branches représentent des domaines différents, elles ne sont pas isolées les unes des autres. Par exemple, pour comprendre la chimie biologique, tu dois aussi comprendre la chimie organique, la chimie des composés à base de carbone, puisque de nombreux processus biologiques sont organiques.

En outre, il existe des sous-branches plus petites qui empruntent à plusieurs catégories. À titre d'exemple, la chimie environnementale relève du domaine de toutes les branches principales.

Chimie analytique

Tout d'abord, parlons de la chimie analytique.

La chimie analytique est une affaire de mesures. La majeure partie de la journée d'un chimiste analytique consiste à placer des échantillons dans différents instruments pour les analyser (bien que ce soit en réalité beaucoup plus compliqué).

Par exemple, voici l'un de ces instruments : un système de chromatographie en phase gazeuse.

Fig.1 - Un système sophistiqué de chromatographie en phase gazeuse

Les chimistes analytiques interprètent ensuite cette analyse et utilisent plusieurs calculs pour s'assurer que leur analyse est aussi exacte et précise que possible.

La chimie analytique, comme son nom l'indique, est généralement utilisée dans des contextes d'analyse, tels que :

• La science médico-légale

• la bioanalyse

• L'analyse environnementale

• Analyse des matériaux

Biologie/Biochimie

La deuxième branche de la chimie est la biochimie.

Il s'agit essentiellement d'un mariage entre la biologie et la chimie.

La biochimie se concentre sur l'exploration des processus chimiques au niveau biomoléculaire. Cela comprend l'étude de composants tels que les cellules, les organites et les protéines. Elle s'attache à comprendre le raisonnement chimique qui explique le fonctionnement des molécules biologiques (telles que l'ADN).

La biochimie a une grande variété d'applications, telles que :

-la médecine

-la médecine

-l'agriculture

Chimie organique

Ensuite, nous avons la chimie organique.

Lescomposés organiques sont à la base de toute vie sur terre, il est donc très important de les étudier ! Les chimistes organiques passent la plupart de leur temps à développer de nouveaux composés ou à trouver des moyens nouveaux et créatifs de synthétiser d'anciens composés.

Par exemple, voici quelques composés organiques qui sont à l'origine de différents parfums :

Fig.2 - Différents composés organiques responsables des odeurs

Voici quelques applications courantes de ce domaine :

• Produits pharmaceutiques
• Cosmétiques
• L'agriculture
• les biocarburants

La chimie organique peut souvent chevaucher la biochimie en raison de l'importance des composés organiques dans les systèmes biologiques.

Chimie inorganique

Voyons maintenant ce qu'il en est de la chimie inorganique.

Cette branche de la chimie se concentre sur les minéraux, les métaux et les composés organométalliques. La chimie inorganique comprend essentiellement tous les composés qui ne sont pas couverts par la chimie organique. Cependant, il y a un certain chevauchement puisque les composés organométalliques sont ceux qui contiennent un métal ou un métalloïde lié à un carbone.

Les chimistes inorganiques s'attachent à comprendre le comportement de ces composés et à trouver comment ils peuvent être manipulés et/ou utilisés.

La chimie inorganique s'applique à une grande variété de domaines, tels que : l'exploitation minière -l'agriculture -les pigments

-les carburants

-les médicaments

Chimie physique

Enfin, nous avons la chimie physique.

La chimie physique est essentiellement le "bébé" de la physique et de la chimie.

Elle étudie le comportement de la matière au niveau atomique/moléculaire, ainsi que la façon dont les réactions se produisent. Ce type de chimie aborde des sujets tels que les taux de réaction et le transfert de chaleur.

Ce type de chimie est davantage utilisé pour renforcer notre compréhension des systèmes que pour des applications dans l'industrie.

Malgré tout, elle trouve des applications dans les domaines suivants :

-la science des matériaux

-la modélisation moléculaire

la modélisation moléculaire - la science analytique

Fondateurs des branches de la chimie

Les branches de la chimie n'ont normalement pas de fondateurs à proprement parler. Lorsque nous appelons quelqu'un le "Père/Mère de ___", c'est parce qu'il est un pionnier du sujet ou qu'il y a apporté des contributions majeures. Comme la chimie elle-même existe depuis des millénaires, les principes de base de certaines branches existent depuis longtemps, mais leur classification/fondation n'a eu lieu que bien plus tard.

Biologie/Biochimie

La biochimie en tant que concept remonterait à la Grèce antique, mais le terme lui-même n'a été créé en tant que discipline officielle qu'en 1903 par le chimiste Carl Neuberg (1877-1956).

Selon la personne à qui tu t'adresses, tu obtiendras probablement un nom différent pour le fondateur "officiel" de la discipline. Voici quelques-uns des fondateurs possibles, dans l'ordre de leurs travaux :

• Antoine Lavoisier (1743-1794) : A étudié la fermentation et la respiration au 18e siècle.

• Anselme Payen (1795-1871) : A découvert la première enzyme en 1833

• Justus von Liebig (1803-1873) : Écrit Animal chemistry, or, Organic chemistry in its applications to physiology and pathology en 1842, qui présente la théorie du métabolisme.

• Eduard Buchner (1860-1917) : A remporté le prix Nobel de chimie en 1907 pour avoir démontré le processus biochimique de la fermentation de l'alcool.

Chimie analytique

L'une des premières grandes figures de la chimie analytique est le scientifique suédois Torbern Bergman (1735-1784), qui a introduit le concept de système qualitatif d'analyse (c'est-à-dire un système de mesures numériques). Robert Bunsen (célèbre pour son bec Bunsen) et Gustav Kirchhoff ont été les premiers à effectuer une analyse instrumentale en 1890. Cependant, la plupart des développements majeurs ont eu lieu après 1900.

Izaak Maurits Kolthoff (1894-1993) est considéré comme le père de la chimie analytique moderne. Il est responsable de la création de la base des principes théoriques et des techniques expérimentales que nous utilisons aujourd'hui. À son époque, la chimie analytique était plutôt considérée comme un art car elle manquait de principes fondamentaux et s'appuyait sur des recettes basées sur l'expérience plutôt que sur des tests. Kolthoff a réussi à unifier et à développer les méthodes actuelles et à leur donner une base scientifique plus claire.

La chimie organique

Avant les XVIIIe et XIXe siècles, on pensait généralement que les êtres vivants possédaient une "force vitale" qui les distinguait des êtres non vivants. Cependant, en 1828, le chimiste allemand Friedrich Wöhler (1800-1882) a largement réfuté cette croyance. Il est parvenu à synthétiser de l'urée (un composé organique présent dans l'urine) à partir de composés inorganiques (cyanate de potassium et sulfate d'ammonium).

C'était la première fois (connue) qu'un composé biologique était produit en laboratoire sans matériaux de départ organiques. Cet événement est largement marqué comme étant celui qui a réfuté le vitalisme et a mis en avant une nouvelle vision de la chimie organique.

Chimie inorganique

Comme pour beaucoup d'autres branches de la chimie, les composés eux-mêmes sont connus depuis des millénaires. Cependant, c'est Alfred Werner (1866-1919) qui est à l'origine de l'un des développements les plus significatifs qui ont donné le coup d'envoi à ce domaine.

Werner était un chimiste suisse qui a proposé la théorie des complexes de coordination en 1893. Les complexes de coordination sont des composés dont le centre est un atome de métal auquel sont liés des molécules et/ou des ions appelés ligands. Werner a reçu le prix Nobel de chimie en 1913 pour ses travaux sur la configuration des complexes de métaux de transition. Ses travaux sont à la base de la chimie de coordination moderne, qui est une branche majeure de la chimie inorganique.

Chimie physique

"La chimie physique" en tant que terme a été inventée en 1752 par Mikhaïl Lomonosov (1711-1765). Cependant, la chimie physique moderne n'a commencé à s'épanouir que dans les années 1860.

L'un des principaux contributeurs est Josiah Willard Gibbs (1839-1903). Gibb a publié l'article On the Equilibrium of Heterogeneous Substances (L'équilibre des substances hétérogènes ) en 1876, qui a introduit plusieurs pierres angulaires du disciple. Ces concepts comprennent l'énergie libre de Gibb, les potentiels chimiques et la règle de phase de Gibb.

Branches de la chimie avec des exemples concrets

Nous avons parlé brièvement de certaines applications pour chaque branche, mais voici quelques exemples plus spécifiques pour te donner une image plus claire de ce que font les chimistes dans ces disciplines.

• Chimie analytique
  • Analyse les concentrations de certains produits chimiques (comme le fluorure) dans l'eau potable pour s'assurer qu'elles sont à des niveaux sûrs.
• Biochimie
  • Peut détecter une grossesse en mesurant les marqueurs biochimiques, tels que l'hormone de grossesse hCG.
• Chimieorganique
  • Formule des produits pour la peau afin de répondre aux problèmes de la peau tout en ne nuisant pas à la peau et/ou au corps.
• Chimieinorganique
  • Développe des méthodes pour éliminer les métaux en toute sécurité des masses d'eau comme les cours d'eau.
• Chimiephysique
  • Développer des techniques pour étudier et mesurer les processus biologiques, comme l'IRM (imagerie par résonance magnétique).

Relations entre la chimie et les autres branches de la science

La chimie a tendance à s'entremêler avec d'autres branches de la science. Selon la branche de la chimie, différents principes d'autres disciplines ont tendance à apparaître dans la recherche et l'industrie, comme :

• La biologie

  • Chimie biologique et organique

• Science de l 'environnement

  • Chimie organique et analytique

• la physique

  • Chimie physique

• Neurosciences

  • Chimie biologique, organique et analytique

La science consiste à partager des informations pour en savoir plus sur notre monde et résoudre des problèmes, il est donc logique que la chimie "parle" souvent à d'autres disciplines.