Магистрант
  1. Физическая химия  1.1. Термодинамика  1.1.1. Законы термодинамики  1.1.2. Энтальпия и теплоемкость  1.1.3. Энтропия и свободная энергия  1.1.4. Фазовое равновесие  1.1.5. Статистическая термодинамика  1.1.6. Термодинамический цикл  1.1.7. Фугитивность и активность  1.2. Квантовая химия  1.2.1. Принципы квантовой механики  1.2.2. Уравнение Шрёдингера  1.2.3. Частица в ящике  1.2.4. Операторы и собственные значения  1.2.5. Атомные орбитали  1.2.6. Теория молекулярных орбиталей  1.2.7. Теория возмущений  1.2.8. Теория валентных связей  1.2.9. Гибридизация и химическое связывание  1.3. Химическая кинетика  1.3.1. Законы скорости и механизмы реакций  1.3.2. Теория столкновений  1.3.3. Теория переходного состояния  1.3.4. Кинетика ферментов  1.3.5. Цепные реакции и полимеризация  1.3.6. Фотохимические реакции  1.4. Statistical mechanics  1.4.1. Функции разделения  1.4.2. Молекулярные функции распределения  1.4.3. Распределение Больцмана  1.4.4. Статистика Бозе-Эйнштейна и статистика Ферми-Дирака  1.5. Спектроскопия  1.5.1. Ротационная спектроскопия  1.5.2. Вибрационная спектроскопия  1.5.3. Электронная спектроскопия  1.5.4. Спектроскопия ядерного магнитного резонанса  1.5.5. Масс-спектрометрия  1.5.6. Спектроскопия Рамана  1.5.7. Электронный парамагнитный резонанс  1.6. Поверхностная и коллоидная химия  1.6.1. Изотерма абсорбции  1.6.2. Поверхностное натяжение и смачиваемость  1.6.3. Коллоидная стабильность  1.6.4. Катализ  1.6.5. Эмульсии и мицеллы  1.7. Электрохимия  1.7.1. Уравнение Нернста  1.7.2. Электрохимические ячейки  1.7.3. Проводимость и подвижность  1.7.4. Война  1.7.5. Топливные элементы  1.7.6. Электролиз
  2. Organic chemistry  2.1. Механизм реакции  2.1.1. Nucleophilic substitution reactions  2.1.2. Электофильные реакции присоединения  2.1.3. Реакции элиминирования  2.1.4. Реакции перестройки  2.1.5. Radical reactions  2.1.6. Перициклические реакции  2.2. Спектроскопия и определение структуры  2.2.1. УФ-Вид спектроскопия  2.2.2. ИК-спектроскопия  2.2.3. ЯМР-спектроскопия  2.2.4. Масс-спектрометрия  2.2.5. Рентгеновская кристаллография  2.3. Stereoscopic  2.3.1. Хиральность и оптическая активность  2.3.2. Структурный анализ  2.3.3. Геометрическая изомерия  2.3.4. Динамическая стереохимия  2.4. Органометаллическая химия  2.4.1. Органолитиевые и органомагниевые реагенты  2.4.2. Реакции кросс-сочетания с использованием палладия в качестве катализатора  2.4.3. Комплексы переходных металлов  2.4.4. Металл–углеродная связь  2.5. Химия полимеров  2.5.1. Механизм полимеризации  2.5.2. Характеристики полимеров  2.5.3. Биодеградируемый полимер  2.5.4. Проводящий полимер  2.5.5. Супрамолекулярные полимеры  2.6. Медицинская химия  2.6.1. Дизайн и разработка лекарств  2.6.2. Фармакокинетика и фармакодинамика  2.6.3. Соотношения структура-активность  2.6.4. Молекулярный докинг и скрининг лекарств
  3. Неорганическая химия  3.1. Координационная химия  3.1.1. Теория кристаллического поля  3.1.2. Теория поля лигандов  3.1.3. Спектрохимический ряд  3.1.4. Хелатирование и стабильность  3.2. Органометаллическая химия  3.2.1. Металлокарбонилы  3.2.2. Катализ органометаллическими комплексами  3.2.3. Металоцены  3.3. Био-неорганическая химия  3.3.1. Металлопротеины и ферменты  3.3.2. Роль металлов в биологических системах  3.3.3. Транспорт и хранение ионов металлов  3.4. Химия твердого тела  3.4.1. Кристаллические структуры  3.4.2. Теория зон в твердых телах  3.4.3. Сверхпроводники  3.4.4. Дефекты в кристалле  3.5. Лантаноиды и актиноиды  3.5.1. Электронная конфигурация в лантанидах и актинидах  3.5.2. Координационная химия лантаноидов  3.5.3. Магнитные свойства лантаноидов
  4. Аналитическая химия  4.1. Хроматография  4.1.1. Газовая хроматография  4.1.2. Высокоэффективная жидкостная хроматография  4.1.3. Тонкослойная хроматография  4.2. Спектроскопические методы  4.2.1. Атомно-абсорбционная спектроскопия  4.2.2. Дифракция рентгеновских лучей  4.2.3. Спектроскопия с индуктивно связанной плазмой  4.3. Электроаналитические методы  4.3.1. Потенциометрия  4.3.2. Вольтамперометрия  4.3.3. Колометрия  4.4. Масс-спектрометрия  4.4.1. Техника ионизации  4.4.2. Фрагментационная картина  4.5. Хемометрия  4.5.1. Мультидисциплинарный анализ  4.5.2. Машинное обучение в химии
  5. Теоретическая и вычислительная химия  5.1. Молекулярная динамика  5.1.1. Силовые поля и минимизация энергии  5.1.2. Метод Монте-Карло в симуляциях молекулярной динамики  5.2. Квантовохимические методы  5.2.1. Теория Хартри — Фока  5.2.2. Теория функционала плотности  5.2.3. Полуэмпирические методы  5.3. Компьютерное проектирование лекарств  5.3.1. Молекулярный докинг  5.3.2. QSAR Моделирование  5.3.3. Виртуальный скрининг
  6. Биохимия  6.1. Enzyme Kinetics  6.1.1. Кинетика Михаэлиса-Ментен  6.1.2. Механизм ингибирования  6.2. Метаболизм и биоэнергетика  6.2.1. Гликолиз  6.2.2. Citric acid cycle  6.2.3. Цепь переноса электронов  6.3. Молекулярная биология  6.3.1. Репликация и восстановление ДНК  6.3.2. Синтез белка  6.3.3. Регуляция генов  6.4. Структурная биохимия  6.4.1. Свертывание белка  6.4.2. Мембранная биофизика
  7. Экологическая химия  7.1. Атмосферная химия  7.1.1. Greenhouse gases  7.1.2. Истощение озонового слоя  7.1.3. Загрязнители воздуха и дым  7.2. Химия воды  7.2.1. pH и жесткость воды  7.2.2. Очистка сточных вод  7.2.3. Аквальная Химия  7.3. Химия почвы  7.3.1. Загрязнение тяжелыми металлами  7.3.2. pH почвы и буферизация  7.3.3. Циркуляция питательных веществ  7.4. Токсикология и химическая безопасность  7.4.1. Токсикокинетика  7.4.2. Оценка риска в токсикологии и химической безопасности в экологической химии  7.4.3. Влияние загрязняющих веществ на окружающую среду

Магистрант ↓


Экологическая химия


Экологическая химия - это отрасль химии, которая фокусируется на химических процессах, происходящих в окружающей среде. Она включает в себя понимание того, как химические вещества перемещаются и влияют на компоненты Земли, включая воздух, воду, почву и живые организмы, которые они поддерживают. Это изучение важно, потому что оно помогает нам понять загрязнение, его влияние на природные экосистемы и стратегии восстановления.

Основные концепции

Основы экологической химии основаны на нескольких ключевых концепциях:

  • Биогеохимические циклы: Это природные циклы, которые циркулируют необходимые элементы и соединения через экосистему. Примеры включают углеродный цикл, азотный цикл и водный цикл.
  • Атмосферная химия: Это включает изучение химического состава атмосферы Земли и реакций, происходящих в ней.
  • Акватическая химия: Это сосредоточено на химических процессах в водоемах, учитывая взаимодействия между разными химическими веществами и водными организмами.
  • Почвенная химия: Это включает изучение химических взаимодействий в почве и их влияние на рост растений, плодородие почвы и окружающую среду.

Визуальный пример биогеохимического цикла

ocean облака земля дождь

Загрязнение воздуха и атмосферная химия

Загрязнение воздуха - важный аспект экологической химии. Это включает выброс вредных веществ в атмосферу из-за естественной или антропогенной деятельности. Основные загрязнители воздуха включают:

  • Углекислый газ (CO2): Образуется при сжигании ископаемого топлива и является важным парниковым газом.
  • Диоксид серы (SO2): Выбрасывается электростанциями и вызывает кислотные дожди.
  • Оксиды азота (NOx): Эмитируются автомобилями и вызывают смога.
  • Летучие органические соединения (ЛОС): Они могут вызывать образование озона и смога на уровне земли.

Понимание химии этих загрязнителей важно для разработки путей снижения выбросов и минимизации их воздействия. Например:

SO 2 + H 2 O → H 2 SO 3
2NO3 + O2 → 2NO3
NO2 + hv (солнечный свет) → NO + O
O + O2 → O3 (образование озона)

Акватическая химия

Качество воды - важная экологическая проблема, которая влияет как на здоровье человека, так и на целостность экосистем. Акватическая химия изучает химические характеристики природных водоемов, таких как реки, озера и океаны. Основные параметры, которые следует учитывать, включают:

  • Уровень pH: Указывает на кислотность или щелочность воды. Обычная вода имеет нейтральный уровень pH около 7.
  • Растворенный кислород: Необходим для жизни водных организмов. Низкие уровни указывают на загрязнение.
  • Жесткость: Определяется наличием ионов кальция и магния в воде. Высокая жесткость может влиять на промышленные процессы.
  • Концентрация питательных веществ: Высокие уровни питательных веществ от сельскохозяйственного стока могут вызывать эвтрофикацию.

Например, химические реакции, происходящие в воде, могут влиять на форму и токсичность загрязнителей. Одна из таких реакций включает аммиак и кислород:

NH3 + O2 → NO2- + 3H+ + 2e-

Почвенная химия

Почва - важный компонент окружающей среды, а почвенная химия играет важную роль в определении ее здоровья и продуктивности. Почвенная химия включает анализ структуры почвы, питательных веществ и загрязнителей. Основные области интереса включают:

  • pH: pH почвы влияет на доступность питательных веществ для растений. Большинство растений предпочитают немного кислый до нейтрального pH (6-7).
  • Органическое вещество: Органическое вещество важно для плодородия и структуры почвы.
  • Способность к обмену катионами (CEC): Она влияет на способность почвы удерживать и высвобождать питательные вещества.
  • Загрязнители: Пестициды и тяжелые металлы могут накапливаться в почве, ухудшая ее качество и вызывая бионакопление.

Примером активности почвенной химии является ионный обмен в глинистых минералах:

K-почва + NH4+ ⇌ NH4- почва + K+

Зеленая химия

Зеленая химия - это область экологической химии, которая сосредоточена на разработке продуктов и процессов, которые минимизируют их влияние на окружающую среду. Эта концепция необходима для поиска устойчивых решений для химического производства, использования и утилизации. Принципы зеленой химии включают:

  • Предотвращение: Избегайте образования отходов, а не их обработки после того, как они были созданы.
  • Атомная экономика: Разработка процессов, чтобы максимизировать включение всех материалов, используемых в конечном продукте.
  • Менее опасный химический синтез: Разработка более безопасных химические веществ и процессов.
  • Использование возобновляемого сырья: Предпочтение отдаётся возобновляемым сырьевым материалам перед исчерпаемыми.
  • Проектирование для разложения: Обеспечьте, чтобы продукты разлагались на безвредные вещества в конце своего жизненного цикла.

Вызов и практика зеленой химии могут включать эффективную реакцию, такую как:

2Fe2S3 + 9O2 → 2Fe2O3 + 6SO2

Заключение

Экологическая химия играет важную роль в понимании и решении современных экологических проблем. Изучая взаимодействия химических веществ с воздухом, водой, почвой и живыми организмами, мы можем лучше подготовиться к разработке решений экологических проблем. Зеленая химия предлагает многообещающие пути разработки процессов и продуктов, дружественных к окружающей среде. По мере движения в будущее интеграция устойчивых практик в химические процессы станет необходимостью для защиты и улучшения нашего естественного мира для будущих поколений.


Магистрант → 7


U
username
0%
завершено в Магистрант

← Предыдущий (6.4.2)
Мембранная биофизика
Следующий (7.1) →
Атмосферная химия

Комментарии 



Экологическая химия

https://www.chemistryelite.com/g/7?ceal=ru