고분자화학: 단순한 물질인 에틸렌은 화학식이 CH2CH2인 분자로 이루어진 기체입니다. 어떤 조건에서는 많은 에틸렌 분자가 결합하여 폴리에틸렌이라는 긴 사슬을 형성하고 화학식은 CH2CH2n이며, n은 가변적이지만 큰 수이다. 폴리에틸렌은 에틸렌과는 상당히 다른 질기고 내구성이 강한 고체 물질입니다. 많은 작은 분자들로 이루어진 큰 분자인 폴리머가 보통 선형적으로 결합한 예입니다. 셀룰로오스, 전분, 면, 양모, 고무, 가죽, 단백질, DNA 등 자연적으로 생성되는 많은 물질들이 폴리머입니다. 폴리에틸렌, 나일론, 아크릴 등이 합성 폴리머의 예입니다. 그러한 물질에 대한 연구는 20세기에 번성한 전문 분야인 폴리머 화학의 영역 안에 있습니다. 천연 폴리머의 연구는 생화학과 상당히 겹치지만 새로운 폴리머의 합성, 중합 과정의 조사, 폴리머 재료의 구조와 특성의 특성 등이 폴리머 화학자들에게 독특한 문제를 제기합니다. 폴리머 화학자들은 경도, 유연성, 연화온도, 물에 대한 용해도, 생분해성 등에서 다양한 폴리머를 설계하고 합성했습니다. 그들은 강철처럼 강하지만 가볍고 부식에 강한 폴리머 재료를 생산해 왔습니다. 오늘날 석유, 천연가스, 수도관은 일상적으로 플라스틱 파이프로 만들어집니다. 최근 몇 년 동안 자동차 회사들은 연료를 덜 소비하는 더 가벼운 자동차를 만들기 위해 플라스틱 부품을 사용하기 시작했습니다. 섬유, 고무, 종이, 포장재 제조와 관련된 산업과 같은 다른 산업들은 폴리머 화학을 기반으로 합니다. 연구자들은 새로운 종류의 고분자 물질을 생산하는 것 외에도 상업용 고분자 물질의 대규모 산업적 합성에 필요한 특수 촉매 개발에 관심을 기울이고 있습니다. 그런 촉매가 없다면 어떤 경우에는 중합 과정이 매우 느려질 것입니다. 물리화학: 이미 논의된 것과 같은 많은 화학 분야는 공통적인 구조적, 화학적 특징을 공유하는 특정 종류의 물질에 초점을 맞추고 있습니다. 다른 전문 분야는 물질의 종류가 아니라 물질의 상호작용과 변환에 초점이 맞춰질 수 있습니다. 이 분야들 중 가장 오래된 것은 물리화학인데, 화학적 과정의 정량적 측면을 측정하고, 연관시키고, 설명하려고 합니다. 예를 들어, 영국-아일랜드의 화학자 로버트 보일은 17세기에 실온에서 일정한 양의 기체의 부피가 압력이 증가함에 따라 비례적으로 감소한다는 것을 발견했습니다. 따라서 일정한 온도에 있는 기체에 대해 그 부피 V와 압력 P의 곱은 상수, 즉 PV = 상수와 같습니다. 이러한 간단한 산술 관계는 실온과 대기 1개와 같거나 그보다 작은 압력에서 거의 모든 기체에 유효합니다. 그 후의 연구는 이 관계가 더 높은 압력에서 유효성을 잃는다는 것을 보여주었지만, 실험 결과와 더 정확하게 일치하는 더 복잡한 표현이 유도될 수 있습니다. 흔히 자연의 법칙이라고 불리는 그러한 화학적 규칙성의 발견과 조사는 물리화학의 영역 안에 있습니다. 18세기의 많은 기간 동안 화학계에서 수학적 규칙성의 근원은 화학 원소와 화합물을 구성하는 원자를 둘러싸고 있는 힘과 장의 연속체라고 가정되었습니다. 그러나 20세기의 발전은 화학적 행동이 원자와 분자 구조의 양자역학적 모델에 의해 가장 잘 해석된다는 것을 보여주었습니다. 이 주제에 주로 전념하는 물리화학의 분야는 이론화학입니다. 이론화학자들은 복잡한 수학 방정식을 푸는 것을 돕기 위해 컴퓨터를 광범위하게 사용합니다. 물리화학의 다른 분야로는 열과 다른 형태의 화학 에너지 사이의 관계를 다루는 화학 열역학과 화학 반응화학반응 속도를 측정하고 이해하려고 하는 화학 동역학이 있습니다. 전기화학은 전류와 화학 변화의 상호관계를 조사합니다. 화학 용액에 전류가 흐르면 구성 물질에 종종 가역적인 변화가 일어나는데, 즉 변화된 물질 자체가 다른 조건에서 전류를 만들어냅니다. 일반적인 배터리에는 전기 회로를 닫아 서로 접촉시키면 물질이 소모될 때까지 일정한 전압으로 전류가 전달되는 화학 물질이 포함되어 있습니다. 현재 태양 에너지를 사용하여 에너지를 저장할 수 있는 제품의 화학반응을 유도할 수 있는 장치에 많은 관심이 있습니다. 이러한 장치의 발견은 태양 에너지의 광범위한 활용을 가능하게 할 것입니다. 물리화학 내에는 물질 자체보다는 물질의 일반적인 성질이나 물질 간의 상호 작용에 더 관심을 두는 학문이 많이 있습니다. 광화학은 빛과 물질의 상호 작용을 조사하는 전문 분야입니다. 빛이 흡수되면서 시작되는 화학 반응은 다른 방법으로 일어나는 것과는 매우 다를 수 있습니다. 예를 들어 스테로이드 에르고스테롤이 태양 복사를 흡수하면 인체에 비타민 D가 생성되는데, 에르고스테롤은 어둠 속에서 비타민 D로 변하지 않습니다. 표면화학은 물리화학의 하위 분야로 급속히 발전하고 있습니다. 이러한 표면의 화학적 프로파일을 제공할 수 있는 장치에 크게 의존하여 화학적 표면의 특성을 조사합니다. 고체가 액체나 기체에 노출될 때마다 처음에는 고체 표면에서 반응이 일어나 그 결과로 성질이 크게 변합니다. 알루미늄이 대표적인 예인데 순수한 금속의 표면이 산소와 반응하여 산화알루미늄층을 형성하여 더 이상의 산화로부터 금속 내부를 보호하기 때문에 정확하게 부식에 강합니다. 수많은 반응 촉매가 그 위에 물질이 반응할 수 있는 반응면을 제공하여 그 기능을 수행합니다. 공업화학: 화학 제품의 제조, 판매 및 유통은 선진국의 초석 중 하나입니다. 화학자들은 제품 개발 및 일반적인 관리뿐만 아니라 화학 제품의 제조, 검사 및 안전한 취급에 중요한 역할을 합니다. 산소, 염소, 암모니아 및 황산과 같은 기초 화학 물질의 제조는 섬유, 농산물, 금속, 페인트 및 펄프 및 종이를 생산하는 산업에 원료를 제공합니다. 전문 화학 물질은 의약품, 식품, 포장, 세제, 향료 및 향료와 같은 제품과 관련된 산업에서 더 적은 양으로 생산됩니다. 대부분 화학 산업은 "벤치톱" 화학 공정에 일반적인 제품과 반응을 취하여 산업 양으로 확장합니다.
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