เคมี

เคมี หรือ เคมีวิทยา () เป็นวิทยาศาสตร์สาขาหนึ่งที่ศึกษาในเรื่องของสสาร โดยไม่เพียงแต่ศึกษาเฉพาะในเรื่องของปฏิกิริยาเคมี แต่ยังรวมถึงองค์ประกอบ โครงสร้างและคุณสมบัติของสสารอีกด้วย  การศึกษาทางด้านเคมีเน้นไปที่อะตอมและปฏิสัมพันธ์ระหว่างอะตอมกับอะตอม และโดยเฉพาะอย่างยิ่งคุณสมบัติของพันธะเคมี

บางครั้ง เคมีถูกเรียกว่าเป็นวิทยาศาสตร์ศูนย์กลาง เพราะเป็นวิชาช่วยที่เชื่อมโยงฟิสิกส์เข้ากับวิทยาศาสตร์ธรรมชาติสาขาอื่น เช่น ธรณีวิทยาหรือชีววิทยา ถึงแม้ว่าเคมีจะถือเป็นสาขาหนึ่งของวิทยาศาสตร์กายภาพแต่ก็มีความแตกต่างจากวิชาฟิสิกส์ค่อนข้างมาก 

มีการถกเถียงกันอย่างมากมายถึงต้นกำเนิดของเคมี สันนิษฐานว่าเคมีน่าจะมีต้นกำเนิดมาจากการเล่นแร่แปรธาตุซึ่งเป็นที่นิยมกันมาอย่างยาวนานหลายสหัสวรรษในหลายส่วนของโลก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในตะวันออกกลาง

ศัพทมูลวิทยา
คำว่า เคมี () มีรากศัพท์มาจากคำว่า  ซึ่งหมายถึงการเล่นแร่แปรธาตุ มาจากคำภาษาอาหรับ  ที่เข้ามาสู่โลกตะวันตกในสมัยกลาง แต่ชาวมุสลิมก็รับคำนี้มาจากภาษากรีกอีกทอดหนึ่ง คือ  ("ศาสตร์ว่าด้วยโลหะผสม") ซึ่งมาจากคำนาม  ("ของเหลว") และมาจากคำกริยาว่า  ("เท, ริน") อีกทอดหนึ่ง

ทฤษฎี 

โดยทั่วไปวิชาเคมีมีเป้าหมายพื้นฐานที่จะทำการศึกษาเกี่ยวกับอนุภาคพื้นฐาน, อะตอม, โมเลกุล  หรือพูดอีกอย่างว่า วิชาเคมีเป็นวิชาที่มุ่งศึกษาเกี่ยวกับสสาร ปฏิสัมพันธ์ระหว่างสสารด้วยกันเอง หรือปฏิสัมพันธ์ของสสารกับสิ่งที่ไม่ใช่สสาร เช่น พลังงาน แต่หัวใจสำคัญของเคมีโดยทั่วไป คือการปฏิสัมพันธ์ระหว่างสารเคมีด้วยกันในปฏิกิริยาเคมี โดยสารเคมีนั้นมีการเปลี่ยนรูปไปเป็นสารเคมีอีกชนิดหนึ่ง นี่อาจจะรวมไปถึงการฉายรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าสู่สารเคมีหรือสารผสม (ในเคมีแสง) ในปฏิกิริยาเคมีที่ต้องการแรงกระตุ้นจากแสง อย่างไรก็ตาม 
ปฏิกิริยาเคมีนั้นเป็นเพียงส่วนหนึ่งของเคมีซึ่งศึกษาสสารในด้านอื่น ๆ อีกมากมาย  ตัวอย่างเช่น นักสเปกโตรสโคปีจะศึกษาปฏิสัมพันธ์ระหว่างแสงกับสสารโดยที่ไม่มีปฏิกิริยาเกิดขึ้น

ประวัติศาสตร์ 
วิวัฒนาการของวิชาเคมีแบ่งออกเป็นยุคต่าง ๆ ดังนี้

ยุคก่อนประวัติศาสตร์ – ค.ศ. 500 
 ชาวอียิปต์เป็นชนชาติแรกที่รู้จักใช้วิธีการทางเคมี และคำว่า Chemeia มีปรากฏในภาษาอียิปต์
 เดโมคริตัส (นักปราชญ์ชาวกรีก) แสดงความคิดเห็นในเรื่องโครงสร้างของสารโดยคิดหาเหตุผลเพียงอย่างเดียว ไม่ได้ทำการทดลองประกอบให้เห็นจริง
 อริสโตเติล รวบรวมทฤษฎีเกี่ยวกับสสาร โดยสรุปว่า สสารต่าง ๆ ประกอบขึ้นด้วยธาตุ 4 อย่าง คือ ดิน น้ำ ลม ไฟ ในสัดส่วนที่ต่างกันสำหรับสสารที่ต่างชนิดกัน

ยุคการเล่นแร่แปรธาตุ ค.ศ. 500–1500 

 นักเคมีสนใจในเรื่องการเล่นแร่แปรธาตุให้เป็นทองคำ แต่ไม่ประสบความสำเร็จ ประมาณ ค.ศ. 1100
 ความรู้ทางเคมีได้แพร่เข้าสู่ยุโรป ในปลายยุคนี้นักเคมีล้มเลิกความสนใจการเล่นแร่แปรธาตุ
 เริ่มสนใจค้นคว้าหายาอายุวัฒนะที่ใช้รักษาโรค

ยุคการเสาะแสวงหายาอายุวัฒนะ (ค.ศ. 1500–1600) 
 เป็นยุค Iatrochemistry
 นักเคมีพยายามค้นคว้าหายาอายุวัฒนะและบรรดายารักษาโรคต่างๆ

ยุคปัจจุบัน (ค.ศ. 1627–1691) 
 เริ่มต้นจากโรเบิร์ต บอยล์ "ศึกษาเคมีเพื่อเคมี"
 โรเบิร์ต บอยล์ "ศึกษาเคมีเพื่อความเจริญรุ่งเรืองของเคมีโดยเฉพาะ" และ "ใช้วิธีการทดลองประกอบการศึกษาเพื่อทดสอบความจริงและทฤษฎีต่าง ๆ"
 เลิกล้มทฤษฎีของอริสโตเติลที่เกี่ยวกับดิน น้ำ ลม ไฟ
 อ็องตวน ลาวัวซีเย (ค.ศ. 1743–1794) เป็นผู้ริเริ่มเคมียุคปัจจุบัน
 เกออร์ค แอ็นสท์ ชตาล (ค.ศ. 1659–1734) ตั้งทฤษฎีฟลอจิสตัน (Phlogiston Theory)
 อ็องตวน ลาวัวซีเย ตั้งทฤษฎีแห่งการเผาไหม้ขึ้น ยังผลให้ทฤษฎีฟลอจิสตันต้องเลิกล้มไป
 จอห์น ดาลตัน (ค.ศ. 1766–1844) ตั้งทฤษฎีอะตอม ซึ่งเป็นรากฐานของเคมีสมัยใหม่ แต่ทฤษฎีอะตอมก็ต้องล้มเลิกไป เนื่องจากอะตอมที่แสดงพฤติกรรมได้ทั้งอนุภาคและคลื่น

สาขาวิชาย่อยของวิชาเคมี 
วิชาเคมีมักแบ่งออกเป็นสาขาย่อยหลัก ๆ ได้หลายสาขา  นอกจากนี้ยังมีสาขาทางเคมีที่มีลักษณะที่ข้ามขอบเขตการแบ่งสาขา และบางสาขาก็เป็นสาขาที่เฉพาะทางมาก

 เคมีวิเคราะห์  เคมีวิเคราะห์ (Analytical Chemistry) คือการวิเคราะห์ตัวอย่างสาร เพื่อศึกษาส่วนประกอบทางเคมีและโครงสร้าง.

 ชีวเคมี  ชีวเคมี (Biochemistry) คือการศึกษาสารเคมี ปฏิกิริยาเคมี และ ปฏิสัมพันธ์ทางเคมีที่เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิต

 เคมีอนินทรีย์  เคมีอนินทรีย์ (Inorganic Chemistry) คือการศึกษาคุณสมบัติและปฏิกิริยาของสารประกอบอนินทรีย์  อย่างไรก็ตามการแบ่งแยกระหว่างสาขาทางอินทรีย์และสาขาอนินทรีย์นั้น ไม่ชัดเจน และยังมีการเหลื่อมของขอบเขตการศึกษาอยู่มาก เช่นในสาขา organometallic chemistry

 เคมีอินทรีย์  เคมีอินทรีย์(Organic Chemistry) คือการศึกษาโครงสร้าง, สมบัติ, ส่วนประกอบ และปฏิกิริยาเคมี ของสารประกอบอินทรีย์

 เคมีฟิสิกส์  เคมีเชิงฟิสิกส์(Physical Chemistry) คือการศึกษารากฐานทางกายภาพของระบบและกระบวนการทางเคมี ตัวอย่างที่เห็นก็เช่น นักเคมีเชิงฟิสิกส์มักสนใจการอธิบายการเปลี่ยนแปลงทางเคมีในเชิงของพลังงาน  สาขาที่สำคัญในกลุ่มนี้รวมถึง 
 เคมีอุณหพลศาสตร์ (chemical thermodynamics) 
 เคมีไคเนติกส์ (chemical kinetics)
 เคมีควอนตัม (quantum chemistry) 
 กลศาสตร์สถิติ (statistical mechanics)
 สเปกโตรสโคปี (spectroscopy)
 สาขาอื่นๆ  
 เคมีบรรยากาศ (Atmospheric chemistry) 
 เคมีดาราศาสตร์ (Astrochemistry) 
 เคมีการคำนวณ (Computational chemistry) 
 เคมีไฟฟ้า (Electrochemistry) 
 เคมีสิ่งแวดล้อม (Environmental chemistry) 
 ธรณีเคมี (Geochemistry) , 
 วัสดุศาสตร์ (Materials Science) 
 เคมีเวชภัณฑ์ (Medicinal chemistry) 
 ชีววิทยาโมเลกุล (Molecular Biology)
 พันธุศาสตร์โมเลกุล (Molecular genetics)
 เคมีนิวเคลียร์ (Nuclear chemistry) 
 ปิโตรเคมี (Petrochemistry) 
 เภสัชวิทยา (Pharmacology) 
 เคมีพอลิเมอร์ (Polymer chemistry) 
 โลหะอินทรีย์เคมี (Organometallic chemistry)
 ซูปราโมเลกุลาร์เคมี (Supramolecular chemistry) 
 เคมีพื้นผิว (Surface chemistry)
 เคมีความร้อน (Thermochemistry)

มโนทัศน์พื้นฐาน

โมเลกุล 
โมเลกุลเป็นหน่วยที่เล็กที่สุดของสารประกอบบริสุทธิ์ ประกอบด้วยอะตอมตั้งแต่ 2 อะตอมขึ้นสร้างพันธะต่อกัน

สารละลาย 
สารละลายอาจเป็นธาตุ สารประกอบ หรือของผสมจากธาตุ หรือสารประกอบมากกว่า 1 ชนิด สสารส่วนใหญ่ที่พบเห็นในชีวิตประจำวันจะอยู่ในรูปของผสม

อ้างอิง

ดูเพิ่ม 

 ตารางธาตุ
 วิศวกรรมเคมี

 
สาขาวิชา