Visualizza wikitesto di Chimica

{{nota disambigua}}
{{citazione|Nulla si crea, nulla si distrugge, ma tutto si trasforma.|[[Antoine-Laurent de Lavoisier]]<ref>In ''Histoire et Dictionnaire de la Révolution Française'', Parigi, Éditions Robert Laffont, 1998; Il testo di Lavoisier è: "On voit que, pour arriver à la solution de ces deux questions, il fallait d’abord bien connaître l’analyse et la nature du corps susceptible de fermenter, et les produits de la fermentation ; car rien ne se crée, ni dans les opérations de l’art, ni dans celles de la nature, et l’on peut poser en principe que, dans toute opération, il y a une égale quantité de matière avant et après l’opération ; que la qualité et la quantité des principes est la même, et qu’il n’y a que des changements, des modifications."  [https://www.google.it/books/edition/Trait%C3%A9_%C3%A9l%C3%A9mentaire_de_chimie/miezDwAAQBAJ?gbpv=1 ''Traité élémentaire de chimie''], 1789, pp. 140-141.</ref>}}
[[File:Chemicals in flasks.jpg|thumb|Soluzioni di sostanze in flaconi di reagenti, tra cui [[idrossido di ammonio]] e [[acido nitrico]], illuminati in diversi colori.]]
La '''chimica''' (da ''kemà'', il [[libro]] dei segreti dell'arte egizia, da cui l'[[lingua araba|arabo]] "''al-kimiaa''" "الكيمياء") è la [[scienza fondamentale]]-[[scienze naturali|naturale]] che studia la [[composizione chimica|composizione]], la [[struttura chimica|struttura]] e le [[proprietà chimiche|proprietà]] della [[materia (fisica)|materia]], sia essa in forma di [[elemento chimico|elementi]], [[specie chimica|specie]], [[composto chimico|composti]], [[miscela|miscele]] o altre [[sostanza chimica|sostanze]], e i cambiamenti che questi subiscono durante le [[reazione chimica|reazioni]] e il loro rapporto con l'[[energia chimica]].<ref>{{cita web|url=https://www.treccani.it/enciclopedia/chimica#:~:text=Scienza%20che%20studia%20le%20propriet%C3%A0,inorganico%20e%20di%20quello%20organico.|titolo=chìmica in Vocabolario|sito=[[Vocabolario Treccani|Treccani]]|lingua=it|accesso=3 marzo 2023}}</ref> Studia anche le loro associazioni tramite [[legame chimico|legami chimici]] che generano in particolare composti [[molecola]]ri [[Stabilità (chimica)|stabili]] o [[intermedio reattivo|intermedi]] più o meno [[instabilità chimica|instabili]]. [[Linus Pauling]] la definì "la scienza che studia le sostanze, la loro struttura (tipi e forme di disposizione degli [[atomo|atomi]]), le loro proprietà e le reazioni che le trasformano in altre sostanze in riferimento al tempo".<ref>{{cita web|url=https://www-cientec-or-cr.translate.goog/mhonarc/boletincientec/doc/msg00185.shtml?_x_tr_sl=es&_x_tr_tl=it&_x_tr_hl=it&_x_tr_pto=sc|titolo=Quimica|sito=Cientec|data=novembre 2004|lingua=spagnolo|accesso=3 marzo 2023|dataarchivio=3 marzo 2023|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20230303212514/https://www-cientec-or-cr.translate.goog/mhonarc/boletincientec/doc/msg00185.shtml?_x_tr_sl=es&_x_tr_tl=it&_x_tr_hl=it&_x_tr_pto=sc|urlmorto=sì}}</ref> La chimica, attraverso una delle sue branche conosciute come [[chimica supramolecolare]], si occupa principalmente di gruppi sopraatomici, come [[gas]], [[molecola|molecole]], [[cristalli]] e [[metalli]], studiandone la composizione, le proprietà statistiche, le trasformazioni e le reazioni, sebbene la chimica generale includa anche la comprensione, le proprietà e le interazioni della materia su scala atomica.

Nell'ambito della sua materia, la chimica occupa una [[Confronto tra chimica e fisica|posizione intermedia]] tra la [[fisica]] e la [[biologia]].<ref>Carsten Reinhardt. Chemical Sciences in the 20th Century: Bridging Boundaries. Wiley-VCH, 2001. ISBN 3-527-30271-9. pp. 1–2.</ref>

È spesso chiamata la "[[scienza centrale]]" (in [[Lingua inglese|inglese]] ''"central science"'') perché connette le altre [[scienze naturali]], ovvero la [[fisica]] (attraverso la [[chimica fisica]]), la [[biologia]] (attraverso la [[biochimica]]), l'[[astronomia]] (attraverso l'[[astrochimica]]) e la [[geologia]] (attraverso la [[geochimica]]).<ref name="Central Science">Theodore L. Brown, H. Eugene Lemay, Bruce Edward Bursten, H. Lemay. ''Chemistry: The Central Science''. Prentice Hall; 8 edition (1999). ISBN 0-13-010310-1. Pages 3-4.</ref><ref name="20th Century">Carsten Reinhardt. ''Chemical Sciences in the 20th Century: Bridging Boundaries''. Wiley-VCH, 2001. ISBN 3-527-30271-9. Pages 1-2.</ref> Inoltre, fornisce una base per comprendere le discipline scientifiche [[Ricerca scientifica#Ricerca di base|di base]] e [[Scienza applicata|applicate a un livello fondamentale]]. Ad esempio, la chimica spiega gli aspetti della crescita delle piante ([[botanica]]), la formazione di rocce ignee ([[geologia]]), come si forma l'ozono atmosferico e come si degradano gli inquinanti ambientali ([[ecologia]]), le proprietà del suolo sulla luna ([[cosmochimica]]), come funzionano i farmaci ([[farmacologia]]) e come raccogliere prove del [[DNA]] sulla scena del crimine ([[scienza forense]]). La maggior parte dei [[processo chimico|processi chimici]] può essere studiata direttamente in [[laboratorio]], utilizzando una serie di tecniche spesso consolidate, sia per la manipolazione dei materiali che per la comprensione dei processi sottostanti. Un approccio alternativo è fornito dalle tecniche di [[Chimica computazionale|modellazione molecolare]], che traggono conclusioni dai modelli computazionali.

La chimica affronta argomenti come il modo in cui gli atomi e le molecole interagiscono tramite [[Legame chimico|legami chimici]] per formare nuovi [[Composto chimico|composti chimici]]. Esistono due tipi di legami chimici: 
* Primari: [[legame covalente|legami covalenti]], in cui gli atomi condividono uno o più elettroni; [[legame ionico|legami ionici]], in cui un atomo dona uno o più [[elettroni]] a un altro atomo per produrre ioni ([[Catione|cationi]] e [[Anione|anioni]]); e [[legame metallico|legami metallici]].
* Secondari: [[legame a idrogeno|legami a idrogeno]]; legami con le [[forza di van der Waals|forze di van der Waals]]; interazioni ione-ione; e [[interazioni ione-dipolo]].

La chimica moderna si è sviluppata dall'[[alchimia]], una pratica [[Protoscienza|protoscientifica]] di natura [[Esoterismo|esoterica]], ma anche sperimentale, che combinava elementi di chimica, fisica, biologia, [[metallurgia]] e [[medicina]].
[[File:Tavola periodica 2013.png|thumb|upright=1.4|Tavola periodica degli elementi chimici moderni aggiornata nel 2013.]]
La sistematizzazione divenne evidente con la creazione della [[tavola periodica degli elementi]] e l'introduzione della [[teoria atomica]], poiché i ricercatori svilupparono una comprensione fondamentale degli stati della materia, degli [[Ione|ioni]], dei [[legame chimico|legami chimici]] e delle reazioni chimiche. A partire dalla prima metà dell'Ottocento, lo sviluppo della chimica è stato accompagnato dalla comparsa e dall'espansione di un'[[industria chimica]] che è rilevante per l'economia attuale e la qualità della vita.

Le discipline della chimica sono raggruppate secondo la classe di materia oggetto di studio o il tipo di studio svolto. Tra questi la [[chimica inorganica]], che studia la materia inorganica; [[chimica organica]], che studia la [[materia organica]]; la biochimica, che studia le sostanze esistenti negli organismi biologici; chimica fisica, che comprende gli aspetti strutturali ed energetici dei sistemi chimici su scala macroscopica, molecolare e atomica, e [[chimica analitica]], che analizza campioni di materia e cerca di comprenderne la composizione e la struttura attraverso vari studi e reazioni.

== Descrizione ==
[[File:Lab bench.jpg|thumb|[[Laboratorio chimico]], Istituto di [[biochimica]], all'[[Università di Colonia]] in [[Germania]].]]
La chimica ha interessato, anche per motivi pratici derivanti dalle sue applicazioni [[Tecnologia|tecnologiche]], le innumerevoli popolazioni dell'[[Homo sapiens sapiens|umanità]] fin dai tempi antichi. Dal [[II secolo a.C.]] si sviluppò, a partire dall'[[storia dell'Egitto greco e romano|Egitto tolemaico]], l{{'}}[[alchimia]], un insieme di conoscenze sulla materia e le sue trasformazioni legate a convinzioni [[Filosofia|filosofiche]] ed [[Esoterismo|esoteriche]]; da essa derivò la chimica moderna (in seguito alla [[rivoluzione scientifica]], e più precisamente alla [[rivoluzione chimica]] alla fine del [[XVIII secolo]]). Anche nel periodo seguente la chimica continuò ad evolversi, perché sempre nuove scoperte ne ampliarono i campi di interesse e i metodi impiegati.

Oggetti di studio della chimica sono principalmente: 
* le proprietà dei costituenti della [[materia (fisica)|materia]] ([[atomo|atomi]]);
* le proprietà delle [[entità molecolare|entità molecolari]], ad esempio [[ione|ioni]] o [[molecola|molecole]], costituite da singoli atomi o dalla combinazione di più atomi;
* le proprietà delle [[specie chimica|specie chimiche]] (ciascuna delle quali caratterizzata da una specifica tipologia di entità molecolare e da particolari proprietà che la distinguono dalle altre specie chimiche);
* le proprietà delle [[miscela (chimica)|miscele]] e dei [[materiale|materiali]] costituiti da una o più specie chimiche.

Tale studio della materia non è limitato alle sue proprietà e struttura in un dato istante, ma riguarda anche le sue trasformazioni, dette [[Reazione chimica|reazioni chimiche]] (che comportano la rottura dei legami che tengono uniti gli atomi appartenenti alla stessa entità molecolare e la formazione di nuovi legami per dare origine a nuove entità molecolari).<ref group=N>Non bisogna confondere le trasformazioni di tipo chimico da quelle di tipo fisico. La differenza principale tra i due tipi di trasformazione risiede nell'entità delle interazioni che si realizzano tra i costituenti della materia: nel caso di rottura e/o creazione di legami meno energetici (quali ad esempio [[forza di van der Waals|legami di van der Waals]] e [[forze di London]]) si parla di trasformazione fisica (ad esempio [[miscelazione]], [[assorbimento gas-liquido]], [[distillazione]], [[adsorbimento|adsorbimento fisico]]), mentre nel caso di rottura e/o creazione di legami più energetici (quali ad esempio legami covalenti e legami ionici) si parla di trasformazione chimica.</ref>

Sono studiati anche gli effetti di tali proprietà e le interazioni tra i componenti della materia su quelle degli oggetti e della materia con cui comunemente abbiamo a che fare, e le relazioni tra di essi, il che determina un'ampia importanza pratica di tali studi. Si tratta quindi di un campo di studi molto vasto, [[#Discipline fondamentali della chimica|i cui settori]] sono tradizionalmente suddivisi in base al tipo di materia di cui si occupano o al tipo di studio.

La conoscenza della struttura elettronica degli atomi è alla base della chimica convenzionale, mentre la conoscenza della struttura del [[nucleo atomico]] e delle sue trasformazioni spontanee ed indotte è alla base della [[chimica nucleare]].

== Storia ==
{{Vedi anche|Storia della chimica}}
[[File:Alchemist-small.png|thumb|Laboratorio alchemico (illustrazione di [[Pieter Bruegel il Vecchio]]).]]

Due erano le principali scuole di pensiero della [[filosofia naturale]] elaborata dai [[elleni|Greci]]: [[Democrito]] sosteneva che la [[natura]] fosse formata da corpuscoli indivisibili (gli [[atomo|atomi]]) che si uniscono e separano in uno spazio vuoto, mentre [[Aristotele]] ipotizzava la struttura continua della [[materia (fisica)|materia]] risultante dalla combinazione degli elementi [[acqua]], [[aria]], [[suolo|terra]] e [[fuoco]].

Tra il [[II secolo|II]] e [[V secolo|V secolo d.C.]] si sviluppa ad [[Alessandria d'Egitto]] l'[[alchimia]], che conservava le origini [[filosofia|filosofiche]] unite a una forte connotazione [[esoterismo|esoterica]]. In questo contesto l'[[alchimista]], o "mago naturale", si poneva come tramite tra [[macrocosmo e microcosmo]], [[divinità|divino]] e umano. Due erano gli obiettivi fondamentali degli alchimisti, da realizzare con l'ausilio della [[pietra filosofale]]: la [[trasmutazione]] dei [[metallo|metalli]] in [[oro]], che corrispondeva anche all'elevazione verso la perfezione delle qualità spirituali umane, e la possibilità di curare ogni genere di [[malattia]] e creare la vita. Nel [[XVI secolo]] assumeva autonomia propria la branca definita [[iatrochimica]], che ebbe i maggiori contributori in [[Paracelso]] e [[Jean Baptiste van Helmont]] e che si prefissava di correlare i processi chimici che avvengono all'interno dell'organismo umano con gli stati patologici e con i possibili rimedi.

Le basi per lo sviluppo della chimica moderna si pongono nel [[XVII secolo]], con la prima definizione delle [[reazione chimica|reazioni chimiche]] (nel ''[[Tyrocinium Chymicum]]'' (1610) di [[Jean Béguin]]) e il graduale sviluppo del metodo sperimentale, grazie a diversi scienziati tra i quali spicca [[Robert Boyle]]. Lo spartiacque simbolico tra alchimia e chimica può essere considerato l'anno [[1661]], con l'uscita del libro di Boyle ''[[Il chimico scettico]]'' (''The Sceptical Chymist''), in cui vengono introdotti i concetti di [[elemento chimico]] e [[composto chimico]].<ref>{{Cita|The Cambridge Dictionary of Scientists}}.</ref>
[[File:Friedrich_Witte_Fabrik.jpg|thumb|[[Impianto chimico]] a [[Rostock]]]]

Successivamente il lavoro di [[Antoine Lavoisier]], che enunciò per primo la [[Legge della conservazione della massa (chimica)|legge della conservazione della massa]] e confutò la [[teoria del flogisto]], segnò il definitivo superamento dell'alchimia. Nel [[1807]] [[Jöns Jacob Berzelius]] fu uno dei primi a utilizzare il termine "[[chimica organica]]" in riferimento alla chimica che caratterizzava i composti prodotti dal [[regno animale]], contrapposti a quelli di origine [[minerale]] e di pertinenza della [[chimica inorganica]]; sarà [[Friedrich Wöhler]] nel [[1828]] a dimostrare che i composti organici possono essere ottenuti anche da [[sintesi chimica|sintesi]] in laboratorio, riuscendo a sintetizzare l'[[urea]] a partire da sostanze inorganiche.

Nel [[1869]] [[Dmitrij Ivanovič Mendeleev|Dmitrij Mendeleev]] e [[Julius Lothar Meyer]] ordinarono gli [[elemento chimico|elementi chimici]] sistemandoli all'interno della [[tavola periodica]], disposti ordinatamente in base al loro [[peso atomico]]. Nel [[1937]] l'italiano [[Emilio Segrè]] scoprì il [[tecnezio]], primo elemento chimico artificiale, e negli anni seguenti verranno sintetizzati artificialmente molti altri nuovi elementi che andranno ad arricchire la tavola periodica.

== Principali concetti della chimica ==
=== Atomi e molecole ===
{{vedi anche|Atomo|Molecola|Tavola periodica degli elementi}}
[[File:Fullerene-C60.png|thumb|Una singolare forma molecolare del carbonio: il [[fullerene]]. ]]
[[File:Copper sulfate.jpg|thumb|Cristalli di [[solfato rameico|solfato di rame(II)]]. ]]
In natura esistono 92 [[Elemento chimico|elementi]] e a questi se ne aggiungono (per ora) altri 28 creati artificialmente. Ognuno di essi corrisponde ad un [[atomo]] con un certo numero di [[Protone|protoni]] ed ha struttura e proprietà differenti.

Quando gli atomi si combinano fra loro si generano delle [[molecola|molecole]].<ref>[http://goldbook.iupac.org/M04002.html IUPAC Gold Book, "molecule"]</ref> Queste ultime possono essere costituite da atomi tutti uguali fra loro, formando quelle che vengono definite ''le sostanze semplici'' (ad esempio [[azoto|N{{apici e pedici|b=2}}]], [[ossigeno|O{{apici e pedici|b=2}}]] e [[zolfo|S{{apici e pedici|b=8}}]]), mentre le molecole costituite da atomi diversi sono caratteristiche delle ''sostanze composte'' (ad esempio [[acqua|H{{apici e pedici|b=2}}O]], [[Saccarosio|C{{apici e pedici|b=12}}H{{apici e pedici|b=22}}O{{apici e pedici|b=11}}]] e [[acido solforico|H{{apici e pedici|b=2}}SO{{apici e pedici|b=4}}]]).

Per indicare la quantità di sostanza si fa uso della "[[mole]]".<ref>[http://goldbook.iupac.org/M03980.html IUPAC Gold Book, "mole"]</ref> Una mole di sostanza risulta costituita da un numero di [[entità molecolare|entità molecolari]] (ad esempio atomi o molecole) pari al valore numerico della [[costante di Avogadro]] ({{M|6.02214179e23}})<ref>[http://goldbook.iupac.org/A00543.html IUPAC Gold Book, "Avogadro constant"]</ref>. Considerando che una mole di [[acqua]] pesa circa 18 [[grammo|grammi]], è facile intuire che la materia che ci circonda è costituita da un enorme numero di particelle elementari.

=== Legami chimici e forze di attrazione intermolecolare ===
{{vedi anche|Legame chimico|Forza di van der Waals}}
Gli [[atomo|atomi]] possono legarsi fra loro, e la forza di natura elettrostatica che li unisce viene definita ''[[legame chimico]]''. Tale legame, caratterizzato da [[forza di legame|intensità]] differente in relazione al composto a cui dà origine, è fondamentale nel conferire la particolare [[reattività]] e [[stabilità (chimica)|stabilità]] del composto stesso, nonché nel determinarne la struttura e geometria molecolare caratteristica.

Esistono poi forze intermolecolari, di minore intensità rispetto al [[legame chimico]], che attraggono atomi e molecole fra di loro. Tali forze originano quello che viene comunemente definito ''legame chimico secondario'' e hanno un ruolo importante nel determinare lo [[stato di aggregazione]] di una sostanza per particolari condizioni di [[temperatura]] e [[pressione]]. Sono inoltre responsabili anche della [[struttura secondaria]], [[struttura terziaria|terziaria]] e [[struttura quaternaria|quaternaria]] delle [[proteine]].

=== Stati e aggregazione della materia ===
{{vedi anche|Stato della materia|Fase (chimica)|Miscela (chimica)}}

I composti chimici possono presentarsi in diversi [[stato della materia|stati di aggregazione]], tra cui [[solido]], [[liquido]], [[aeriforme]] ed infine [[Plasma (fisica)|plasma]].

La [[temperatura]] di un corpo è direttamente legata al movimento microscopico (o meglio all'[[energia cinetica]] microscopica)<ref group=N>Si parla di energia cinetica microscopica per distinguerla dall'energia cinetica macroscopica. La prima compete al movimento di singole molecole, mentre la seconda compete al movimento del corpo nella sua globalità (ad esempio moto di traslazione e rotazione di un [[corpo rigido]]).</ref> delle particelle elementari (molecole): in particolare a bassa [[temperatura]] le molecole sono attratte fra loro tramite legami più energetici, per cui l'unico moto a cui possono essere sottoposte è quello vibrazionale; lo stato della materia associato a questa condizione è lo stato [[solido]].

[[File:Fisica_materia_passaggi_stato_1_it.svg|thumb|[[Stato della materia|Stati della materia]]]]

All'aumentare della temperatura, le molecole acquistano energia in quanto sono legate da legami meno energetici, per cui hanno la capacità di esprimere tre tipologie di moto: traslazionale, rotazionale e vibrazionale; lo stato della materia associato a questa condizione è lo stato [[liquido]].

Un ulteriore aumento di temperatura indebolisce ulteriormente i legami che intercorrono tra le molecole, per cui aumentano ulteriormente le distanze tra le molecole e quindi il volume occupato dall'intero sistema;<ref group=N>All'aumentare della temperatura, il sistema aumenta il proprio volume, per qualsiasi tipo di stato (solido, liquido o aeriforme). L'aumento del volume (a parità di pressione e temperatura iniziale e finale) è però molto evidente negli aeriformi rispetto ai liquidi e più evidente nei liquidi rispetto ai solidi. Dal punto di vista quantitativo, l'aumento del volume può essere espresso dal [[coefficiente di dilatazione termica]].</ref> lo stato della materia associato a questa condizione è lo stato di [[aeriforme]].

Infine, ionizzando un gas, otteniamo il [[Fisica del plasma|plasma]], che si ritiene costituisca il 99% della materia nell'[[Universo]].

Si parla inoltre di "[[Fase (chimica)|fase]]" per indicare una porzione omogenea di un [[sistema termodinamico]]. A seconda dello stato di aggregazione, si parla di "fase solida", "fase liquida" o "fase aeriforme". I concetti di "fase" e "stato di aggregazione" non vanno confusi: infatti un sistema può essere in un determinato stato di aggregazione ma presentare più fasi. Un esempio è dato dai liquidi immiscibili (come [[acqua]] e [[Olio alimentare|olio]]), che condividono lo stesso stato di aggregazione (cioè liquido) ma sono pertinenti a due fasi distinte (infatti l'olio se versato in un contenitore contenente acqua forma uno strato sulla superficie del liquido, diviso in maniera netta dall'acqua sottostante).

Un sistema composto da una singola fase è quindi ''omogeneo'', mentre un sistema composto da più fasi è ''eterogeneo''.

=== Composti chimici e miscele ===
{{vedi anche|Composto chimico}}
[[File:Chemicals-HP.jpg|thumb|Esempi di [[Composto chimico|composti chimici]]]]
Quando gli [[atomo|atomi]] si legano fra loro in proporzioni definite e costanti si ottengono dei [[composto chimico|composti chimici]]. Ad esempio l'[[acqua]] è un composto chimico rappresentato dalla [[formula chimica]] H<sub>2</sub>O, cioè formato da atomi di [[idrogeno]] e [[ossigeno]] in rapporto 2:1. I composti, oltre ad avere composizione chimica differente rispetto alle sostanze originarie che li hanno prodotti, hanno anche differenti proprietà chimiche e fisiche rispetto a tali sostanze.

I sistemi formati da più sostanze chimiche (semplici o composte) sono detti [[Miscela (chimica)|miscele]].<ref name=M03949>[http://goldbook.iupac.org/M03949.html IUPAC Gold Book, "mixture"]</ref><ref group=N>Esempi di miscele con cui abbiamo spesso a che fare sono: la cioccolata, la birra, l'aria, la benzina e le leghe metalliche.</ref> Le sostanze che costituiscono una miscela sono dette "costituenti".<ref name=M03949/> Le miscele possono essere a loro volta omogenee o eterogenee. Un particolare tipo di miscela omogenea sono le [[soluzione (chimica)|soluzioni]], formate da un [[solvente]] (costituente presente in quantità maggiore) e da uno o più [[soluto|soluti]] (costituente presente in quantità minore).

=== Reazioni chimiche ===
{{vedi anche|Reazione chimica}}
[[File:Hydrochloric acid ammonia.jpg|thumb|Reazione chimica tra [[acido cloridrico]] e [[ammoniaca]], con produzione di [[cloruro di ammonio]].]]
Una [[reazione chimica]] è un [[processo chimico]] tramite il quale atomi, ioni o molecole che costituiscono le sostanze iniziali (chiamate [[reagente|reagenti]]) interagiscono fra loro originando le sostanze finali (chiamate [[prodotto (chimica)|prodotti]]). La composizione e le proprietà chimico-fisiche dei prodotti sono differenti rispetto a quelle dei reagenti.

I reagenti prendono parte alla reazione secondo rapporti di massa ben stabiliti, in base al loro [[coefficiente stechiometrico]]; la [[stechiometria]] di reazione permette di calcolare il quantitativo teorico di prodotti ottenibili<ref group=N>Si parla di "quantitativo teorico" in quanto si tratta del massimo quantitativo ottenibile dal punto di vista [[termodinamica|termodinamico]], cioè all'[[Equilibrio chimico|equilibrio]]. Nella pratica intervengono inoltre altri fenomeni, che vengono studiati nell'ambito della [[cinetica chimica]] (quali ad esempio la presenza di [[catalizzatore|catalizzatori]] o [[inibitore|inibitori]] della reazione).</ref>.

Una reazione che avviene producendo [[calore]] viene detta [[processo esotermico|esotermica]], mentre una reazione che avviene assorbendo calore dall'[[Ambiente (termodinamica)|ambiente esterno]] viene detta [[processo endotermico|endotermica]].

Mentre la [[termochimica]] permette di stabilire se una data reazione può avvenire spontaneamente in determinate condizioni, la [[cinetica chimica]] si occupa di analizzare il [[meccanismo di reazione]] e di determinare se una data reazione chimica possa procedere con una [[velocità di reazione]] accettabile. Molte reazioni spontanee non avrebbero luogo senza la presenza di un [[catalizzatore]], proprio perché presenterebbero altrimenti una velocità bassissima. La presenza del catalizzatore è necessaria a superare un "muro" energetico che impedisce alla reazione di avvenire. Una volta che la reazione è iniziata, può in certi casi "autoalimentarsi", per cui la presenza del catalizzatore non è più necessaria da un certo momento in poi. Un meccanismo simile avviene nelle reazioni di [[combustione]]: queste infatti hanno bisogno di un [[innesco]] iniziale per avere luogo (ad esempio una scintilla), ma una volta che la combustione ha avuto origine, si ha produzione di calore che autoalimenta la reazione stessa.

Alcuni esempi di reazioni chimiche sono:
[[File:Chemical reactions.svg|thumb|upright=2.3|Alcune tipologie di reazioni chimiche (dall'alto verso il basso): sintesi, decomposizione, sostituzione e metatesi. Per semplicità i gruppi che formano le specie chimiche sono stati indicati con le lettere A, B, C e D. Nella realtà tali gruppi possono avere delle strutture più o meno complesse]]
* [[Ossido-riduzione|Ossido-riduzioni]]
::ad esempio: K{{apici e pedici|b=2}}Cr{{apici e pedici|b=2}}O{{apici e pedici|b=7}} + 6 FeSO{{apici e pedici|b=4}} + 7 H{{apici e pedici|b=2}}SO{{apici e pedici|b=4}} → Cr{{apici e pedici|b=2}}(SO{{apici e pedici|b=4}}){{apici e pedici|b=3}} + K{{apici e pedici|b=2}}SO{{apici e pedici|b=4}} + 3 Fe{{apici e pedici|b=2}}(SO{{apici e pedici|b=4}}){{apici e pedici|b=3}} + 7 H{{apici e pedici|b=2}}O
* [[Reazione acido-base|Reazioni acido-base]]
::ad esempio: NaOH + HCl → NaCl + H{{apici e pedici|b=2}}O
* [[Decomposizione (chimica)|Decomposizione]]
::ad esempio: CaCO{{apici e pedici|b=3}} → CaO + CO{{apici e pedici|b=2}}
* [[Metatesi (chimica)|Doppio scambio]]
::ad esempio: KCl + NH{{apici e pedici|b=4}}NO{{apici e pedici|b=3}} → KNO{{apici e pedici|b=3}} + NH{{apici e pedici|b=4}}Cl
* [[Precipitazione (chimica)|Precipitazione]]
::ad esempio: AgNO{{apici e pedici|b=3}} + NaCl → NaNO{{apici e pedici|b=3}} + AgCl↓
* [[Complessazione]]
::ad esempio: CuCl{{apici e pedici|b=2}} + NH{{apici e pedici|b=3}} → [Cu(NH{{apici e pedici|b=3}}){{apici e pedici|b=4}}]Cl{{apici e pedici|b=2}}
* [[Reazione organica|Reazioni organiche]]
::ad esempio l'[[acetilazione]] dell'[[acido salicilico]] con [[anidride acetica]] a formare [[acido acetilsalicilico]] e [[acido acetico]]:

::C{{apici e pedici|b=7}}H{{apici e pedici|b=6}}O{{apici e pedici|b=3}} + C{{apici e pedici|b=4}}H{{apici e pedici|b=6}}O{{apici e pedici|b=3}} → C{{apici e pedici|b=9}}H{{apici e pedici|b=8}}O{{apici e pedici|b=4}} + C{{apici e pedici|b=2}}H{{apici e pedici|b=4}}O{{apici e pedici|b=2}}

La freccia verso destra (→) sta indicare il verso in cui la reazione avviene. In questo caso bisogna anche specificare le condizioni in cui si opera (tra cui [[temperatura]] e [[pressione]]), in quanto la reazione inversa (cioè da destra verso sinistra) può essere favorita per talune condizioni. Nel caso più generale, i reagenti (primo membro) e i prodotti (secondo membro) sono separati dal segno "<math>\rightleftarrows</math>" che indica la reversibilità della reazione.

Il simbolo della freccia verso il basso (↓) indica una sostanza che precipita come corpo di fondo. La precipitazione però non avviene se le condizioni in cui si opera sono tali da rendere la [[solubilità]] del prodotto nella soluzione sufficientemente elevata. Nella notazione chimica si utilizza talvolta anche il simbolo di una freccia verso l'alto (↑), ad indicare che il prodotto è gassoso nelle condizioni in cui avviene la reazione.

=== Equilibrio chimico ===
{{vedi anche|Equilibrio chimico}}
[[Image:ChemicalEquilibrium.jpg|thumb|Comportamento temporale di due specie all'equilibrio]]
L'[[equilibrio chimico]] è una condizione di [[equilibrio dinamico]] che si ha quando i prodotti di una reazione chimica reagiscono a loro volta fra loro riformando i reagenti di partenza.

Una reazione di equilibrio viene indicata utilizzando le doppie frecce che puntano in verso opposto (<math>\rightleftharpoons</math>), invece di utilizzare la classica freccia che punta dai reagenti verso i prodotti. Un esempio è il seguente:

:<math> aA + bB \rightleftharpoons cC + dD</math>

In teoria tutte le reazioni chimiche possono essere considerate di equilibrio, ma nella pratica comune quelle caratterizzate da valore di [[costante di equilibrio]] molto alta sono considerate reazioni "a completamento" (cioè che avvengono verso una sola direzione). La costante d'equilibrio ''K'' è definita dal rapporto dell'operazione di moltiplicazione delle [[Concentrazione (chimica)|concentrazioni]] delle sostanze prodotte, ognuna elevata al proprio coefficiente stechiometrico, rispetto all'operazione di moltiplicazione delle concentrazioni delle sostanze reagenti. Considerando l'esempio precedente di due reagenti e due prodotti, vale la relazione:

:<math>K = \frac{[C]^c[D]^d}{[A]^a[B]^b}</math>

La costante di equilibrio ''K'' è una costante in condizioni di [[temperatura]] costante (e [[pressione]] costante, nel caso dei [[gas]]). La costante di equilibrio può essere espressa anche in termini di rapporti tra [[pressione parziale|pressioni parziali]] o anche [[frazione molare|frazioni molari]].<ref>[http://goldbook.iupac.org/E02177.html IUPAC Gold Book, "equilibrium constant"]</ref>

=== Leggi della chimica e della fisica ===
[[File:Boyles Law animated.gif|thumb|Animazione che spiega la [[legge di Boyle-Mariotte]]]]
[[File:Charles and Gay-Lussac's Law animated.gif|thumb|Animazione che spiega la [[prima legge di Gay-Lussac]].]]

Tutte le reazioni chimiche e le trasformazioni fisiche avvengono secondo leggi chimico-fisiche.
Di seguito viene presentato un elenco degli enunciati di alcune leggi di particolare importanza nell'ambito della chimica.

* Leggi sui gas
** [[Legge dei gas perfetti]]: mette in relazione fra loro le [[funzione di stato|funzioni di stato]] quantità di sostanza, [[pressione]], [[volume]] e [[temperatura]] di un [[gas perfetto]].
** [[Legge delle pressioni parziali]]: la pressione totale esercitata da una miscela ideale di gas ideali è uguale alla somma delle [[pressione parziale|pressioni parziali]] che sarebbero esercitate dai gas se fossero presenti da soli in un eguale volume.
** [[Legge di Boyle-Mariotte]]: in condizioni di temperatura costante la pressione di un gas è inversamente proporzionale al suo volume.
** [[Prima legge di Gay-Lussac]]: in condizioni di pressione costante il volume di un gas aumenta linearmente all'aumentare della temperatura.
** [[Seconda legge di Gay-Lussac]]: in condizioni di volume costante la pressione di un gas aumenta linearmente all'aumentare della temperatura.
** [[Legge di van der Waals]]: mette in relazione fra loro le funzioni di stato quantità di sostanza, pressione, volume e temperatura di un [[gas reale]].
** [[Legge di Henry]]: a temperatura costante, la quantità di gas che passa in soluzione in un determinato liquido è direttamente proporzionale alla pressione parziale del gas in equilibrio col liquido stesso.
* [[Leggi fondamentali ponderali|Leggi ponderali]]
** [[Legge della conservazione della massa (chimica)|Legge di conservazione della massa]] o legge di Lavoisier: in una reazione chimica, la massa dei reagenti è esattamente uguale alla massa dei prodotti.
** [[Legge delle proporzioni definite]] o legge di Proust: in un determinato composto chimico allo stato puro gli elementi che lo formano stanno fra loro in proporzioni di massa definite e costanti.
** [[Legge delle proporzioni multiple]] o legge di Dalton: quando due elementi si combinano in modi diversi per formare diversi composti, una certa massa di un elemento si combina con masse dell'altro che stanno tra loro in un rapporto che si può esprimere con frazioni semplici.
* [[Legge dell'azione di massa]]: la velocità di una reazione chimica è proporzionale alla concentrazione delle sostanze che vi partecipano.
* [[Principio di Le Châtelier]]: ogni sistema in equilibrio tende a reagire ad una modifica impostagli dall'esterno minimizzandone gli effetti.
* [[Legge di Raoult]]: mette in relazione la [[pressione di vapore]] di un liquido in soluzione con la sua pressione di vapore allo stato puro e la sua concentrazione in termini di [[frazione molare]].
* [[Legge di Hess]]: la variazione di [[entalpia]] di una reazione chimica è indipendente dal percorso intermedio attraverso il quale dai reagenti si ottengono i prodotti.
* [[Legge di Debye-Hückel]]: definisce il [[attività (chimica)|coefficiente]] di attività medio delle soluzioni di [[elettrolita|elettroliti]].
* [[Legge dell'indipendente mobilità degli ioni]]: la [[Conduttività ionica equivalente|conduttanza equivalente]] di una soluzione di un elettrolita a diluizione infinita è uguale alla somma della [[mobilità ionica|mobilità]] del [[catione]] e dell'[[anione]] dai quali è formato l'elettrolita, mobilità che a diluizione infinita non si influenzano reciprocamente.
* [[Legge di Lambert-Beer]]: mette in relazione la quantità di [[luce]] [[Assorbimento (ottica)|assorbita]] da una sostanza con la sua natura chimica, la sua [[Concentrazione (chimica)|concentrazione]] e lo spessore del mezzo attraversato.

=== Meccanica quantistica ===
{{vedi anche|Meccanica quantistica}}
[[File:Butadien1.jpg|thumb|[[orbitale molecolare|Orbitali]] leganti π del [[butadiene]]]]
La [[meccanica quantistica]] è stato il settore della [[chimica fisica]] (una disciplina di confine con la [[fisica]]) che ha dato maggior impulso allo sviluppo della chimica moderna, spiegando la struttura e le caratteristiche degli [[atomo|atomi]] e creando i presupposti basilari per la trattazione matematica del legame chimico.

Lo spunto iniziale fu dato da [[Louis-Victor Pierre Raymond de Broglie|De Broglie]] che nel [[1924]] ipotizzò la possibilità di associare a una particella in movimento quale l'[[elettrone]] un'[[onda (fisica)|onda]] di [[lunghezza d'onda]] <math>\lambda</math> ricavabile dalla relazione:

:<math>\lambda =  {h\over\ mv } </math>

dove <math>h</math> rappresenta la [[costante di Planck]] mentre il prodotto <math>mv</math> è la [[quantità di moto]]. Quindi, secondo De Broglie, una particella in movimento ha una doppia natura corpuscolo-ondulatoria e tanto minore è la [[Massa (fisica)|massa]] tanto maggiore risulterà la lunghezza d'onda dell'onda associata alla massa stessa: a titolo di esempio per un elettrone (massa {{M|9e−31|ul=kg}} e [[velocità]] di rotazione attorno al nucleo di {{M|2e6|ul=m/s}}) si ricava una <math>\lambda</math> = {{M|3.68|ul=Å}}, mentre a un [[palla (sport)|pallone]] del peso di {{M|500|ul=g}} che si muove a velocità di {{M|30|u=m/s}} corrisponde un'onda con <math>\lambda</math> = {{M|4.4e−35|u=m}}.

Nel [[1926]] [[Erwin Schrödinger]], basandosi sulla teoria di De Broglie, descrisse un'equazione (l'[[equazione di Schrödinger]], appunto) che rappresenta la propagazione dell'onda materiale tridimensionale associata a un elettrone che orbita attorno al nucleo di un [[atomo idrogenoide]]. Le soluzioni matematiche di questa equazione costituiscono la [[funzione d'onda]]; sono fisicamente accettabili tutte quelle funzioni d'onda i cui [[numeri quantici]] (''[[Numero quantico principale|n]]'', ''[[Numero quantico azimutale|l]]'', ''[[Numero quantico azimutale#Numero quantico magnetico|m]]'') che le caratterizzano sottostanno alle regole di quantizzazione dettate dalla meccanica quantistica. L'[[Orbitale atomico|orbitale]] è formalmente definito come la [[prodotto scalare|proiezione]] della funzione d'onda sulla base della [[posizione]], ovvero rappresenta la componente spaziale della funzione d'onda. In accordo col [[principio di indeterminazione di Heisenberg]], non è possibile conoscere contemporaneamente con la medesima accuratezza la posizione e la quantità di moto dell'elettrone. Approssimativamente, l'orbitale viene considerato come regione dello spazio in cui è massima la probabilità (90%) di rinvenire l'elettrone. Acquisendo o emettendo un [[quanto]] di energia l'elettrone è suscettibile di passare a [[livello energetico|livelli energetici]] rispettivamente maggiori o minori.

== Discipline fondamentali della chimica ==
=== Chimica inorganica ===
[[File:Potassium-oxide-3D-vdW.png|thumb|Struttura cristallina dell'[[ossido di potassio]], K<sub>2</sub>O, un composto ionico]]
{{vedi anche|Chimica inorganica}}
La [[chimica inorganica]] si occupa dello studio dei [[composto inorganico|composti inorganici]], ovvero dei composti non formati da atomi di [[carbonio]] (anche se in realtà una ristretta classe di composti del carbonio sono considerati inorganici)<ref group=N>Ad esempio, composti come il [[solfuro di carbonio]], l'[[anidride carbonica]], il [[monossido di carbonio]] e i [[carburi]] sono considerati inorganici.</ref>. Essa tratta lo studio del [[legame chimico]] e della [[simmetria molecolare|simmetria delle molecole]]; si sofferma sulla caratterizzazione strutturale ed energetica dei [[cristallo|solidi cristallini]] e di quelli [[metallo|metallici]]. In modo sistematico viene descritta la chimica degli [[elemento chimico|elementi]], raggruppando gli elementi chimici in base ai [[gruppo della tavola periodica|gruppi della tavola periodica]]. Vengono studiate le reazioni di [[ossido-riduzione]], [[reazione acido-base|acido-base]] e la sintesi e caratterizzazione dei [[complesso (chimica)|composti di coordinazione]] e dei [[chimica metallorganica|composti metallorganici]] (contenenti un legame metallo-carbonio). Infine la [[chimica bioinorganica]] si occupa del ruolo degli elementi metallici nei processi vitali<ref>{{cita web|url=http://www.treccani.it/enciclopedia/chimica-bioinorganica_%28Enciclopedia-Italiana%29/|titolo=Chimica bioinorganica|sito=treccani.it|autore=Ivano Bertini|autore2=Paola Turano|accesso=29 maggio 2015|editore=Enciclopedia Italiana - VII Appendice (2006)}}</ref>.

=== Chimica organica ===
{{vedi anche|Chimica organica}}
[[Image:Methane-2D-stereo.svg|thumb|upright|Il [[metano]] il composto organico più elementare]]
La [[chimica organica]] studia i [[composti del carbonio]]. La [[sistematica organica|sistematica]] raggruppa le classi di [[composto organico|composti organici]] in base alla presenza di determinati [[gruppo funzionale|gruppi funzionali]], studiandone le proprietà chimico-fisiche, le metodologie di [[sintesi organica|sintesi]] e le [[reazione organica|reazioni]] caratteristiche. La [[stereochimica]] e i [[meccanismo di reazione|meccanismi di reazione]] sono un ambito di studio fondamentale in chimica organica. Nell'ambito di questa disciplina rientrano anche i [[composto aromatico|composti aromatici]], [[composto ciclico|composti ciclici]] dotati di particolare stabilità, e [[biomolecola|biomolecole]] quali [[carboidrati]], [[amminoacidi]], [[proteine]], [[lipidi]] e [[acidi nucleici]] ([[DNA]] e [[RNA]]). I [[polimeri]] organici sono una variegata classe di composti di elevato interesse industriale e con diverse applicazioni pratiche. I metodi fisici applicati alla chimica organica ([[Spettroscopia di risonanza magnetica nucleare|NMR]], [[spettroscopia IR]], [[spettrometria di massa]], [[Spettroscopia ultravioletta/visibile|spettroscopia UV]]) consentono il riconoscimento dei principali gruppi funzionali e della struttura molecolare.

=== Chimica teorica ===
{{vedi anche|Chimica teorica|Chimica quantistica}}
La [[chimica teorica]] è la branca della chimica che si occupa di fornire i fondamenti teorici ai fenomeni chimici osservati. Fa un intenso uso dei principi della [[fisica]] e del [[matematica|calcolo matematico]] per la comprensione del [[legame chimico]] e delle [[reazione chimica|reazioni chimiche]].

=== Chimica fisica ===
{{vedi anche|Chimica fisica}}
[[File:Spectroscopy_overview_it.svg|thumb|upright=1.1|Principio di funzionamento di uno [[spettroscopio]]]]
La [[chimica fisica]] si propone di studiare e descrivere le [[reazione chimica|reazioni]] e i fenomeni chimici utilizzando le metodologie e gli strumenti propri della [[fisica]]. Vengono studiate le [[Fase (chimica)|fasi della materia]] e le [[transizione di fase|transizioni di fase]], ponendo enfasi sulle leggi che governano lo [[gas|stato gassoso]], sulla struttura dei [[cristallo|solidi cristallini]] e sui [[diagramma di fase|diagrammi di fase]]. La [[termodinamica]] viene affrontata in modo dettagliato così come le sue implicazioni nell'ambito delle reazioni chimiche ([[termochimica]]), arrivando a stabilire la spontaneità o meno di una reazione in base al calcolo dell'[[energia libera di Gibbs]] di reazione. Analogamente vengono analizzati i fattori in grado di influenzare l'[[equilibrio chimico]] e la termodinamica di [[miscela (chimica)|miscele]] e [[soluzione (chimica)|soluzioni]]. Partendo dalle basi della [[meccanica quantistica]], si giunge a descrivere il [[legame chimico]] in modo rigoroso su basi matematiche.

Appositi modelli risultano utili nello studio del [[potenziale elettrico|potenziale]] dovuto alle interazioni intermolecolari (legami chimici secondari). Dalla [[atomo|struttura atomica]] si passa alla [[molecola|struttura molecolare]], determinata applicando l'[[approssimazione di Born-Oppenheimer]]. La [[spettroscopia]] e le varie tecniche spettroscopiche vengono trattate evidenziandone i fondamenti fisici, piuttosto che le applicazioni pratiche. Altro campo di studio della chimica fisica è rappresentato dai [[fenomeno di trasporto|fenomeni di trasporto]]. L'[[elettrochimica]] si occupa dello studio dell'interconversione tra energia chimica ed energia elettrica e di tutto ciò che ne viene implicato. La [[cinetica chimica]] si occupa del calcolo della [[velocità di reazione]] e della formulazione dei singoli processi elementari di cui si compone una reazione ([[meccanismo di reazione|meccanismi di reazione]]), mentre la [[dinamica molecolare]] applica i principi della [[dinamica (fisica)|dinamica]] ai sistemi atomici e molecolari. Infine la [[fotochimica]] studia l'influenza della [[luce]] sulla [[reattività|reattività chimica]].

=== Chimica analitica ===
{{vedi anche|Chimica analitica}}

La [[chimica analitica]] applica un insieme di tecniche, [[chimica analitica strumentale|strumentali]] e non, allo scopo di riconoscere e quantificare un dato [[analita]]. Nello specifico l'[[chimica analitica qualitativa|analisi qualitativa]] si occupa del riconoscimento della sostanza oggetto di indagine, mentre l'[[chimica analitica quantitativa|analisi quantitativa]] determina la quantità di sostanza presente in un dato [[Campione (scienze)|campione]]. In passato l'analisi qualitativa era condotta manualmente in modo sistematico, sfruttando opportuni reattivi; oggigiorno le tecniche strumentali quali quelle [[spettroscopia|spettroscopiche]] hanno soppiantato tale approccio sistematico e puramente manuale da parte dell'analista. Nell'ambito dell'analisi quantitativa invece convivono tecniche puramente affidate all'operatore, quali le classiche [[titolazione (chimica)|titolazioni]], con svariate tecniche strumentali automatizzate. Queste ultime, come già detto, possono più comunemente essere spettroscopiche, [[cromatografia|cromatografiche]], [[chimica elettroanalitica|elettroanalitiche]], o [[analisi termica|termiche]] (come l'[[analisi termica differenziale]], la [[calorimetria differenziale a scansione]], la [[termogravimetria]]). Occorre sottolineare che la chimica analitica si occupa anche della corretta elaborazione statistica del dato analitico, nonché della qualità e affidabilità di tale dato.

=== Biochimica ===
[[File:Amylose 3Dprojection.svg|thumb|upright=1.1|Struttura dell'[[amilosio]], un componente dell'[[amido]]]]
{{vedi anche|Biochimica}}
La [[biochimica]] studia i composti e i processi chimici che contraddistinguono gli [[organismi viventi]]. Essa si occupa della [[biosintesi]] delle [[biomolecola|biomolecole]], del loro ruolo e funzionalità biologica: [[acidi nucleici]] e [[informazione genetica]], [[proteine]], [[lipidi]] e [[carboidrati]]. Studia inoltre gli [[enzima|enzimi]] e la [[catalisi enzimatica]], fino a giungere alla [[cinetica di Michaelis-Menten]]. La biochimica si concentra sugli aspetti chimici del [[metabolismo]], del trasporto di [[ossigeno]] tramite [[emoglobina]] e [[mioglobina]], della [[respirazione cellulare]], della [[fotosintesi clorofilliana]], dell'[[omeostasi]] e della trasduzione del segnale all'interno delle [[cellula|cellule]]. I canali di membrana e le [[pompa ionica|pompe ioniche]] consentono il passaggio di ioni e molecole attraverso la [[membrana cellulare]]. La biosintesi degli [[anticorpo|anticorpi]] e la loro interazione con l'[[antigene]] ha un ruolo fondamentale nell'ambito della [[risposta immunitaria]].

=== Altre discipline ===
Esistono numerosissime specializzazioni e discipline della chimica, che possono essere considerate parte delle discipline fondamentali e spesso anche parte di altre discipline scientifiche affini; ad esempio: la [[chimica farmaceutica]], la [[chimica industriale]], la [[chimica dei polimeri e delle macromolecole]], la [[chimica degli alimenti]], la [[chimica dello stato solido e delle superfici]], l'[[astrochimica]], la [[cosmochimica]], l'[[elettrochimica]], la [[geochimica]], la [[chimica teorica]], la [[citochimica]], l'[[istochimica]], la [[chimica clinica]], la [[chimica nucleare]], la [[radiochimica]], la [[chimica delle radiazioni]], la [[chimica metallorganica]], la [[stereochimica]], la [[chimica ambientale]], la [[chimica verde]], la [[fotochimica]], la [[sonochimica]], la [[chimica del suolo]], la [[chimica dell'atmosfera]], la [[chimica radiofarmaceutica]], l'[[aerotermochimica]], la [[chimica del restauro]], la [[chimica dei beni culturali]], la [[strutturistica chimica]], la [[magnetochimica]], la [[chimica quantistica]], la [[femtochimica]], la [[colloide|chimica dei colloidi]], la [[chimica delle interfasi]], la [[chimica combinatoria]], la [[chimica computazionale]], la [[chimica matematica]], la [[chemioinformatica]], la [[chemiometria]], la [[chimica dei materiali]], la [[chimica del cemento]], la [[chimica dolce]], la [[chimica supramolecolare]], la [[nanochimica]].

== Applicazioni della chimica ==
=== Chimica e industria ===
[[File:Colonne distillazione.jpg|thumb|Impianto di [[distillazione]] a doppio effetto.]]

La [[chimica industriale]] si occupa della sintesi su vasta scala di prodotti chimici destinati a vari utilizzi, ottimizzando il rapporto [[costo|costi]]/[[Profitto|benefici]] dell'intero ciclo produttivo chimico. In particolare, disponendo delle opportune [[materie prime]], tramite un insieme di processi realizzati all'interno di un [[impianto chimico]], si giunge a ottenere [[semilavorato|semilavorati]] o [[Prodotto (economia)|prodotti finiti]] in grado di soddisfare le specifiche e i requisiti tecnici richiesti per il loro utilizzo pratico. A titolo di esempio, per indicare alcuni dei processi chimici industriali più noti, si cita il [[processo Haber-Bosch]] per la [[sintesi dell'ammoniaca]] e il [[processo Ostwald]] per la sintesi dell'[[acido nitrico]]. L'[[industria petrolchimica]] e dei [[polimero|polimeri]] sintetici è un altro vasto campo molto attivo.

=== Chimica e medicina ===
[[File:Medikamente.jpg|thumb|Il [[principio attivo]] di un farmaco rappresenta la molecola che possiede attività biologica.]]

La [[chimica farmaceutica]] costituisce il campo di ricerca per la sintesi e applicazione terapeutica dei nuovi [[farmaco|farmaci]]. Pone le sue basi sullo studio teorico delle proprietà chimico-fisiche delle molecole e sui modelli di [[farmacologia|interazione farmacologica]] con l'organismo. Si giunge quindi a formulare una conveniente strategia di sintesi, sfruttando anche l'approccio della [[chimica combinatoria]], e il nuovo farmaco ottenuto può iniziare la fase di sperimentazione che se culminerà con esito positivo potrà permettergli l'immissione sul mercato. Oltre questi aspetti farmacologici, la chimica risulta un utile ausilio in [[medicina diagnostica]] grazie alla possibilità di effettuare appositi esami [[chimica clinica|chimico clinici]] di laboratorio. [[isotopo|Isotopi]] [[radioattività|radioattivi]] vengono utilizzati in [[medicina nucleare]].

=== Chimica e ambiente ===
La crescente sensibilità verso un basso impatto ambientale e la necessità di applicare politiche di [[sviluppo sostenibile]] hanno condotto alla nascita della cosiddetta [[chimica verde]]. Questa disciplina si propone di ridurre l'impatto dei processi chimici mettendo in pratica concetti quali l'utilizzo di materie prime ricavate da [[energie rinnovabili|fonti rinnovabili]], la riduzione di reflui e scarti, l'utilizzo di composti biosostenibili ed [[ecosostenibilità|ecosostenibili]]. D'altra parte la [[chimica ambientale]] è focalizzata sullo studio del chimismo e biochimismo implicato nell'ambito ambientale: si interessa della chimica delle [[acqua dolce|acque dolci]] e [[acqua di mare|marine]], della [[chimica del suolo]] e [[chimica dell'atmosfera|dell'atmosfera]]. Non si limita a comprendere i fondamenti chimici, ma estende il proprio campo di studio e ricerca ai fenomeni legati all'[[inquinamento]] e all'effetto dei [[veleno|tossici]] rilasciati in ambiente proponendosi di trovare un rimedio.

=== Chimica e beni culturali ===
La chimica applicata ai [[beni culturali]] si occupa dei materiali utilizzati in ambito [[arte|artistico]] e delle tecniche analitiche, invasive e non, utilizzate per le indagini strumentali sulle opere d'arte<ref>{{cita web|url=http://www.ciam.unibo.it/laureescientifiche/corsi-laboratorio/chimica-e-beni-culturali/lezione1pigmenti.pdf|titolo=Il colore nella pittura: la chimica di pigmenti e coloranti|autore=Costanza Miliani|sito=ciam.unibo.it - sito web del Dipartimento di Chimica dell'[[Università di Bologna]]|accesso=29 maggio 2015|formato=pdf|urlmorto=sì|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20150421060917/http://www.ciam.unibo.it/laureescientifiche/corsi-laboratorio/chimica-e-beni-culturali/lezione1pigmenti.pdf|dataarchivio=21 aprile 2015}}</ref>. Si interessa inoltre della datazione dei reperti, dei metodi di [[restauro]] e di conservazione. Studia i meccanismi e i fattori che contribuiscono al degrado dei manufatti artistici cercando di rimediare al loro effetto.

== Filosofia della chimica ==
{{Vedi anche|Filosofia della chimica}}

== Note ==
=== Annotazioni ===
{{div col|cols=2}}
<references group=N/>
{{div col end}}

=== Fonti ===
<references/>

== Bibliografia ==
* P. Atkins, L. Jones, {{cita web|url=http://www.whfreeman.com/newcatalog.aspx?disc=Chemistry&course=General+Chemistry&isbn=1429219556|titolo=''Chemical Principles''|accesso=21 marzo 2010|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20100103171045/http://whfreeman.com/newcatalog.aspx?disc=Chemistry&course=General+Chemistry&isbn=1429219556|dataarchivio=3 gennaio 2010|urlmorto=sì}}, 5th ed., W.H. Freeman, 2010.
* I. J. Solov'ev, {{cita web|url=https://www.hoepli.it/libro/l-evoluzione-del-pensiero-chimico.asp?ib=9786001561634&pc=000012013002000|titolo=''L'Evoluzione del pensiero chimico - Dal '600 ai giorni nostri''|urlmorto=sì}}, Mondadori, 1976.
* {{cita libro | cognome= | nome= | titolo= The Cambridge Dictionary of Scientists - "Boyle, Robert (1627 - 1691)" | editore= Cambridge University Press | città= Cambridge | anno= 2002 | lingua= inglese | cid= The Cambridge Dictionary of Scientists | url= http://www.credoreference.com/entry/dicscientist/boyle_robert_1627_1691}}
=== Stampa specializzata ===
* [[Eclética Química]]
* [[International Journal of Environmental Analytical Chemistry]]
* [[Journal of Chemical & Engineering Data]]
* [[Journal of Chemical Theory and Computation]]
* [[Journal of Chemometrics]]
* [[Journal of the American Oil Chemists' Society]]
* [[Macedonian Journal of Chemistry and Chemical Engineering]]
* [[Microchemical Journal]]
* [[Phytochemical Analysis]]
* [[Polish Journal of Chemistry]]

== Voci correlate ==
{{Colonne}}
;Chimici illustri
* [[Premio Nobel per la chimica]]
;Atomi e molecole
* La [[atomo|struttura dell'atomo]]
* La [[tavola periodica]] degli [[elemento (chimico)|elementi]]
* [[Numero atomico]], [[peso atomico]], [[numero di massa]]
* [[Elettronegatività]], [[energia di ionizzazione]] e [[affinità elettronica]]
* [[Metalli]], [[non metalli]], [[semimetalli]], [[gas nobili]]
* La [[molecola]] e la [[struttura molecolare]]
* Gli [[Ione|ioni]], [[Anione|anioni]] e [[Catione|cationi]]
* I [[radicale libero|radicali]]
* [[Formula chimica]], [[isomeria]], [[Chiralità (chimica)|chiralità]]
* [[Unione internazionale di chimica pura e applicata|IUPAC]], [[nomenclatura chimica]]
;Legami chimici e forze di attrazione
* [[Legame chimico]]
* [[Legame ionico]]
* [[Legame covalente]]
* [[Legame di coordinazione]]
* [[Legame metallico]]
* [[Legame σ]]
* [[Legame π]]
* [[Legame idrogeno]]
* [[Forza di van der Waals]]

;Composti chimici
* [[Composto chimico]]
* [[Composto molecolare]]
* [[Composto organico]]
* [[Composto inorganico]]
* [[Composto ionico]]
* [[Acidi]]
* [[Base (chimica)|Basi]]
* [[Complesso (chimica)|Complessi]]
* [[Cluster (chimica)]]
* [[Ossidi]]
* [[Sale|Sali]]
* [[Polimeri]]
;Stati di aggregazione
* [[Stato della materia|Stati della materia]]
* [[Fase (chimica)|Fasi della materia]]
* [[Transizione di fase|Transizioni di fase]]
* [[Gas]]
* [[Solido]]
* [[Liquido]]
* [[Fisica del plasma]]
* [[Soluzione (chimica)]]
* [[Dispersione (chimica)]]
* [[Cristalli liquidi]]
* [[Colloide]]
; Equilibrio chimico
* [[Equilibrio chimico]]
* [[Costante di equilibrio]]
* [[Costante di dissociazione]]
* [[Principio di Le Châtelier]]
* [[Legge di azione di massa]]
* [[Effetto ione comune]]
* [[Solubilità]]
* [[Costante di solubilità]]
{{Colonne spezza}}
;Meccanica quantistica
* [[Elettrone]]
* [[Orbitale atomico]]
* [[Orbitale molecolare]]
* [[Principio di esclusione di Pauli]]
* [[Principio dell'Aufbau]]
* [[Regola di Hund]]
* [[Configurazione elettronica]]
* [[Meccanica quantistica]]
* [[Dualismo onda-particella]]
* [[Nucleo atomico]]
* [[Funzione d'onda]]
* [[Chimica quantistica]]
* [[Legame di valenza]]
* [[Combinazione lineare di orbitali atomici]]
* [[Equazione di Schrödinger]]
* [[Livello energetico]]
* [[Numero quantico]]
* [[Teoria degli orbitali molecolari]]
{{Colonne spezza}}
;Termodinamica
* [[Termodinamica]]
* [[Termochimica]]
* [[Funzione di stato]]
* [[Energia libera]]
* [[Entalpia]]
* [[Entropia]]
* [[Energia interna]]
* [[Potenziale chimico]]
* [[Trasformazione termodinamica]]
* [[Processo spontaneo]]
* [[Processo esotermico]]
* [[Processo endotermico]]
* [[Entalpia di legame]]
* [[Entalpia standard di formazione]]
* [[Entalpia standard di reazione]]
* [[Entropia molare standard]]
* [[Energia libera di Gibbs standard di formazione]]
* [[Legge di Hess]]
* [[Equazione di Kirchhoff]]
* [[Equazione di van 't Hoff (termochimica)]]
; Cinetica chimica
* [[Cinetica chimica]]
* [[Velocità di reazione]]
* [[Equazione cinetica]]
* [[Ordine di reazione]]
* [[Molecolarità]]
* [[Costante di velocità]]
* [[Catalisi]]
* [[Catalizzatore]]
* [[Teoria delle collisioni]]
* [[Equazione di Arrhenius]]
* [[Equazione di Eyring]]
* [[stato di transizione]]
* [[Teoria dello stato di transizione]]
* [[Meccanismo di reazione]]
* [[Energia di attivazione]]
* [[Effetto isotopico cinetico]]
{{Colonne spezza}}
; Elettrochimica
* [[Elettrochimica]]
* [[Elettrochimica quantistica]]
* [[Elettrolita]]
* [[Elettrodo]]
* [[Catodo]]
* [[Numero di ossidazione]]
* [[Ossidoriduzione]]
* [[Equazione di Nernst]]
* [[Cella elettrochimica]]
* [[Pila (elettrotecnica)]]
* [[Batteria ricaricabile]]
* [[Elettrolisi]]
* [[Elettrosintesi]]
* [[Chimica elettroanalitica]]
* [[Corrosione]]
;Storia della chimica
* [[Alchimia]]
* [[Iatrochimica]]
* [[Iatromeccanica]]
* [[Scoperta degli elementi chimici]]
* [[Storia della chimica]]
* [[Storia dell'industria chimica]]
* [[Teoria del flogisto]]
;Altre
* [[Anno Internazionale della Chimica]]
* [[Confronto tra chimica e fisica]]
* [[Laboratorio chimico]]
{{Colonne fine}}

== Altri progetti ==
{{interprogetto|preposizione=sulla|n=Categoria:Chimica|b=Ripiano:Scienza#Chimica|b_preposizione=di|wikt|q|v=Materia:Chimica}}

== Collegamenti esterni ==
* {{Collegamenti esterni}}
* {{cita web|http://corsochimica.altervista.org/|Corso di chimica generale ed inorganica}}
*  [http://www.mnemochimica.it/ Guide sulla chimica, con stratagemmi Mnemonici per ricordarla meglio], su mnemochimica.it.
* {{cita web|http://www.apertisverbis.it/chimica.htm|Glossario di chimica}}
* {{cita web|http://www.apertisverbis.it/libri/articoli1.htm|Articoli di chimica}}
* {{cita web|http://www.soc.chim.it/|Società Chimica Italiana}}
* {{cita web | 1 = http://www.icapsira.com/Magazine/Chimicacosavuoldire/tabid/111/Default.aspx | 2 = Origine della parola "Chimica" | accesso = 12 gennaio 2007 | urlarchivio = https://web.archive.org/web/20070312033142/http://www.icapsira.com/Magazine/Chimicacosavuoldire/tabid/111/Default.aspx | dataarchivio = 12 marzo 2007 | urlmorto = sì }}
* {{cita web | 1 = http://www.ilpalo.com/chimica-scienza-chimici/index.htm | 2 = Come un grande psicologo si è innamorato della Chimica | accesso = 18 settembre 2007 | urlarchivio = https://web.archive.org/web/20071021162242/http://ilpalo.com/chimica-scienza-chimici/index.htm | dataarchivio = 21 ottobre 2007 | urlmorto = sì }}
* {{cita web |1=http://www.med.unipi.it:8080/TESTNET/presentazioni_ppt/pmr42/E018/Chimica%203.pdf |2=Chimica |= |urlmorto=sì }}
* {{cita web | 1 = http://www.divini.net/chimica/materiali/test/ | 2 = Raccolta di test di autovalutazione | accesso = 20 novembre 2010 | urlarchivio = https://web.archive.org/web/20100825193635/http://www.divini.net/chimica/materiali/test/ | dataarchivio = 25 agosto 2010 | urlmorto = sì }}

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;Concetti di base
;* [http://micvac.dichi.unina.it Problemi di Chimica 1.0] Esercizi sui concetti base che seguono possono essere effettuati utilizzando il software didattico gratuito

;Chimica Generale
* {{cita web|http://www.chem.qmw.ac.uk/iupac/|IUPAC Nomenclature Home Page|lingua=en}}
* {{cita web|1=http://xeon.concord.org:8080/modeler/|2=Programma didattico di simulazione chimica|lingua=en|accesso=5 agosto 2007|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20071011081531/http://xeon.concord.org:8080/modeler/|dataarchivio=11 ottobre 2007|urlmorto=sì}}
* {{Treccani|chimica}}

{{Scienze naturali}}
{{Controllo di autorità}}
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