您可能只會在實驗室測試、食品添加劑或危險物質的背景下想到化學，但化學領域涉及我們周圍的一切。
“你聽到、看到、聞到、嚐到和触摸到的一切都涉及化學和化學物質（物質），”根據美國化學會(ACS)，一個由美國國會特許的致力於化學進步的非營利性科學組織。 “聽覺、視覺、品嚐和触摸都涉及你體內一系列複雜的化學反應和相互作用。”
所以，即使你不是化學家，你也在做化學，或者涉及化學的事情，幾乎你所做的一切都是如此。在日常生活中，當你做飯時、當你用清潔劑擦拭櫃檯時、當你服藥或當你稀釋濃縮果汁以使味道不那麼強烈時，你都會產生化學反應。
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根據 ACS 的說法，化學是一門研究，定義為任何具有質量並佔據空間的物體，以及物質在不同環境和條件下可能發生的變化。
化學不僅要了解物質的性質，如化學元素的質量或成分，還要了解物質如何以及為何發生某些變化——是否某些物質因與另一種物質結合而發生變化，是否因在冰箱中放置兩周而凍結，或因暴露在過多的陽光下而改變顏色。
化學基礎知識
化學之所以觸及我們所做的一切，是因為幾乎所有存在的事物都可以分解為化學構件。
化學的主要組成部分是，它們是由單一物質組成的。每種化學物質都是獨一無二的，由一定數量的質子、中子和電子組成，並通過名稱和化學符號來識別，例如碳的“C”。迄今為止，科學家發現的元素都列在元素週期表中，並且包括自然界中發現的元素，例如,和，以及那些人造的，例如勞倫斯。
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化學元素可以結合在一起形成化合物，化合物是由多種元素組成的物質，例如二氧化碳（由一個碳原子與兩個氧原子連接而成），或由單一元素的多個原子組成，例如氧氣（由兩個連接在一起的氧原子組成）。然後，這些化合物可以與其他化合物或元素結合，形成無數其他物質和材料。
化學作為一門物理科學
化學通常被認為是一門物理科學，其定義為大英百科全書，因為化學的研究不涉及生物。大多數涉及研究和開發的化學，例如為客戶製造新產品和材料，都屬於這個範圍。
但根據生物化學的說法，作為物理科學的區別變得有點模糊，生物化學探索生物的化學。生化學會。生物化學家研究的化學物質和化學過程在技術上並不被認為是“生命”，但理解它們對於理解生命如何運作很重要。
化學的五個主要分支
傳統上，化學分為五個主要分支，根據由自由文本。還有更專業的領域，例如食品化學、環境化學和核化學，但本節重點介紹化學的五個主要分支學科。
分析化學涉及化學物質的分析，包括觀察顏色變化等定性方法，以及檢查化學物質吸收導致顏色變化的光的確切波長等定量方法。
這些方法使科學家能夠表徵化學品的許多不同特性，並可以通過多種方式造福社會。例如，分析化學通過檢測如何幫助食品公司製作更美味的冷凍晚餐當它們隨著時間的推移而被凍結時。例如，分析化學還用於通過測量水或土壤中的化學物質來監測環境的健康狀況。
生物化學如上所述，使用化學技術來了解生物系統如何在化學水平上工作。借助生物化學，研究人員已經能夠繪製出人類基因組圖，了解不同蛋白質在體內的作用，並開發出許多疾病的治療方法。
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無機化學研究無機或非生物（例如礦物和金屬）中的化合物。傳統上，無機化學認為化合物不是含有碳（有機化學涵蓋），但根據ACS。
無機化學中研究的一些化合物，例如“有機金屬化合物”，含有金屬，這些金屬是附著在碳上的金屬，而碳是有機化學中研究的主要元素。因此，諸如此類的化合物被認為是這兩個領域的一部分。
無機化學用於製造各種產品，包括油漆、肥料和防曬霜。
有機化學涉及含有碳的化合物，碳被認為是生命必需的元素。有機化學家研究此類化合物的組成、結構、性質和反應，這些化合物與碳一起，還含有其他非碳元素，如氫、硫和矽。有機化學有許多應用，如ACS，例如生物技術、石油工業、製藥和塑料。
物理化學使用物理學中的概念來理解化學的工作原理。例如，弄清楚原子如何移動和相互作用，或者為什麼某些液體（包括水）在高溫下會變成蒸汽。物理化學家試圖在很小的範圍內（原子和分子水平）理解這些現象，以得出有關化學反應如何進行以及特定材料具有獨特性質的結論。
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據該機構稱，此類研究有助於為化學的其他分支提供信息，並且對於產品開發非常重要ACS。例如，物理化學家可能會研究某些材料（例如塑料）如何與該材料設計接觸的化學物質發生反應。
化學家做什麼？
化學家在多個領域工作，包括研發、質量控制、製造、環境保護、諮詢和法律。根據該機構的說法，他們可以在大學、政府或私營企業工作。ACS。
以下是化學家所做工作的一些示例：
研究與開發
在學術界，化學家進行研究的目的是進一步了解特定主題，並且可能不一定有特定的應用。然而，他們的結果仍然可以應用於相關產品和應用。
在工業中，研發中的化學家利用科學知識來開發或改進特定的產品或工藝。例如，食品化學家提高食品的質量、安全、儲存和口味；藥物化學家開發和分析藥物和其他藥物製劑的質量；農業化學家開發大規模農作物生產所需的肥料、殺蟲劑和除草劑。
有時，研究和開發可能不涉及改進產品本身，而是涉及製造該產品的製造過程。化學工程師和工藝工程師設計出新的方法，使產品的製造變得更容易、更具成本效益，例如在給定預算的情況下提高產品的速度和/或產量。
環境保護
環境化學家研究化學物質如何與自然環境相互作用，表徵土壤、水和空氣中自然過程中存在的化學物質和化學反應。例如，科學家可以從感興趣的地方收集土壤、水或空氣，並在實驗室中對其進行分析，以確定人類活動是否已經污染或將污染環境或以其他方式影響環境。據該機構稱，一些環境化學家還可以幫助修復或去除土壤中的污染物。美國勞工統計局。
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具有環境化學背景的科學家還可以擔任各種組織（例如化學公司或諮詢公司）的顧問，為如何按照環境法規完成實踐和程序提供指導。
法律
化學家可以利用他們的學術背景為科學問題提供建議或倡導。例如，化學家可能從事知識產權工作，他們可能將其科學背景應用於科學中的版權問題，或者從事環境法工作，他們可能代表特殊利益集團，並在某些活動發生之前向監管機構申請批准。
化學家還可以進行有助於執法的分析。法醫化學家捕獲並分析犯罪現場留下的物證，以幫助確定涉案人員的身份，並回答有關犯罪如何以及為何進行的其他重要問題。法醫化學家使用多種分析方法，例如色譜法和光譜法，有助於識別和量化化學品。
其他資源：
本文由 How It Works 編輯 Ben Biggs 於 11 月 5 日更新
