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化学

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化学

 

化学は、物質を扱う学問です。物質を、構造、反応、物性の3つの視点から分析して理解しようとしています。扱う対象の違いから、さらにいくつかの分野に分かれますが、この世界にある全て物は物質でできていることを考えれば、全ての物が対象であり、物理学とともに自然科学の基礎的な学問です。

 

分野としては、有機化学、無機化学、物理化学が大きな柱になっています。

 

有機化学は、炭素の6員環であるベンゼン環が発見されて以来、多くの有機化合物がこのベンゼン環を含んでいるために大きく発展しました。今では、化学を代表する研究分野になっています。日本からも多くのノーベル賞受賞者が出ていますが、この分野の研究者が多いです。

 

無機化学は、周期表の全ての元素を扱う分野です。最近はこの分野でも特に有機金属化学とか錯体化学という分野の発展が著しいです。中心部に金属イオンがあり、その周囲をいろいろな配位子と呼ぶ無機イオンや有機物のイオンが取り囲むような物質で、構造としてはたいへん複雑です。最近の発展は、有機化学者がこの分野に進出して、これまでは考えられないような配位子を開発して爆発的に発展しています。

 

物理化学は、物理の原則や法則を利用して、物質を理解しようとする分野です。特に、核の周囲に存在する電子雲(量子力学から確率的にしか存在が示せないので確率的に示した電子密度を言います)の集まりが、原子や分子で大きく異なり、これらと構造や反応性や物性の関係を示すのが中心的な仕事です。日本からは、京大の福井謙一先生が、この分野の先駆者としてノーベル賞を受けています。

 

そのほかに、分析化学や地球化学、最近ではコンピューター化学なども登場してきました。それでも分析化学は、最近は多くの分析機器が登場して、どの分野の化学者も自分で分析できるようになり、昔のような専門性がなくなりました。また、地球化学は、無機化学の一部分と考えて良いでしょう。コンピューター化学は、パソコンの進歩と量子化学の進歩により生まれました。原子核の周辺にある電子密度がかなり正確にわかるようになり、それをパソコンで簡単に可視化できるようになり、詳しい理論を知らない化学者であっても、その成果を利用できるようになりました。また、高分子化学や生物化学または生化学という分野もありますが、どれも有機化学の分野から大きく発展したものです。

 

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