化学定义

化学是关于物质特性和行为的科学研究。它是自然科学的一个分支，研究物质的组成部分，从原子、分子和离子，到由它们构成的化合物：它们的组成、结构、特性、行为以及它们在与其他物质相互作用时所经历的变化。

就其主题而言，化学介于物理学和生物学之间。化学至关重要，因为它在基础科学和应用科学学科之间形成了理解的纽带，因此也被称为基础科学。

炼金术是一个术语，用来描述一种早期的技术集合，它结合了化学、冶金学、哲学、占星术、天文学、神秘主义和医学的各个方面，在文艺复兴时期被修改为“化学”一词。尽管炼金术士也对许多现代化学问题感兴趣，但炼金术通常与将铅或其他贱金属转化为黄金的努力联系在一起。

传统化学研究原子、分子、晶体、物质、金属和其他类型的物质。可以单独或组合研究固态、液态、气态和等离子态的物质。两个或多个原子之间相互作用以将它们结合在一起并形成化学键的过程属于化学研究。这些相互作用、反应和转化通常在该领域进行研究。化学实验室用于研究这种行为。

在化学实验室中，除了化学品，还使用许多类型的实验室玻璃器皿。然而，玻璃器皿对于化学来说并非必不可少，并且在大量的实验或应用/工业化学中并没有大量使用。

在几乎所有化学研究中，能量和熵问题都至关重要。化学研究科学家根据化学成分、相和结构特征对化合物进行分类。大多数化学家专注于一个或多个子领域。化学研究需要几个不同的概念。

化学将物质定义为具有静止、质量和占据空间的体积的粒子。物质可以是混合物或纯化学化合物。

我们可以将纯化学元素定义为由一种原子组成的物质。这些物质通过一个特定的周期数（由 Z 表示）相互区分。每个原子在其原子核中都具有特定数量的质子。原子的质量通过计算原子核中存在的质子和中子的总数来计算。尽管给定元素中的每个原子都将具有相同的原子序数，但该元素中的每个原子不一定具有相同的质量数；此类原子被称为同位素。

根据原子序数，化学元素在化学周期表中周期性排列。周期表代表了迄今为止发现的世界上所有元素的普遍排列方式。

由多种元素组成的物质称为化合物。化合物的特性很少与其组成部分的特性相同。有机物质的命名采用特殊的命名系统，使其在全世界都被称为相同的名称，该系统称为有机命名法。同样，无机化合物的命名通过无机命名法进行。化合物通过化学文摘服务开发的适当系统进行索引。根据该系统，每个化合物都被赋予了一个唯一的识别号，称为 CAS 注册号。

分子是纯化学物质的最小不可分单位，具有自身独特的化学性质，并能以各种方式与其他分子发生化学反应。大多数情况下，分子由一组通过共价键连接的原子组成，使结构电中性，并确保所有价电子都与其他电子成对，无论是在键中还是作为孤对电子。

因此，与离子不同，分子是电中性的实体。当分子键违反规则断裂时，会形成分子离子或多原子离子。结果，分子上形成电荷，使该分子带电，称为分子离子。然而，由于分子概念的离散和独立性质，分子离子通常必须以良好分离的形式存在，例如在质谱仪的真空中形成定向束。在化学中，固体中发现的带电多原子基团（例如常见的硫酸根或硝酸根离子）通常不被称为“分子”。当某些化合物含有一个或多个不成对电子时，会产生自由基。虽然大多数自由基都具有反应性，但有些自由基，如一氧化氮 (NO)，可以保持稳定。