Visa källa för Kemi

{{olika betydelser}}
[[Fil:Chemicals in flasks.jpg|miniatyr|Kemi är läran som behandlar sammansättningen, strukturen och egenskaperna hos [[materia]], såväl som förändringarna den genomgår under [[kemisk reaktion|kemiska reaktioner]].]]
[[Fil:VysokePece1.jpg|miniatyr|Kemi innebär studiet av olika [[kemisk förening|substansers]] interaktioner och de [[energi]]mängder som därvid omsätts.]]

'''Kemi''' ([[arabiska]]: كيمياء [[latin]]: chem (kēme), ordets [[etymologi]] är dock omtvistad) är en [[naturvetenskap]] som studerar [[materia]], och dess sammansättning, uppträdande, struktur och egenskaper, såväl som de ändringar den genomgår vid [[kemisk reaktion|kemiska reaktioner]].<ref>{{SAOB|ord=Kemi}} 1) läran om materiens olika ämnen o. deras omvandlingar</ref> Kemin undersöker olika typer av [[atom]]er, [[jon]]er, [[molekyl]]er, [[kristall]]er och andra tillstånd av materia, antingen för sig eller i kombination, vilka involverar begreppen [[energi]] och [[entropi]] i relation till spontaniteten hos [[kemisk process|kemiska processer]].

Traditionellt delas kemins grenar in efter vilken typ av materia de behandlar. Dessa områden inkluderar: 
* [[Oorganisk kemi]] (utforskandet av oorganisk materia).
* [[Organisk kemi]] (utforskandet av organisk (kolbaserad) materia). 
* [[Biokemi]] (utforskandet av [[substans|kemiska substanser]] hos [[organism]]er). 
* [[Fysikalisk kemi]] (utforskandet av kemiska processer med användning av fysikaliska modeller och sammanhang). 
* [[Analytisk kemi]] (analys av prover för att få förståelse för deras kemiska sammansättning och kemiska struktur).
* [[Kärnkemi]] (där [[atomkärna]]n är i fokus och man studerar [[radioaktiv]] påverkan på kemiska reaktioner, olika [[isotoper]]s kemiska egenskaper, såväl som omvandling av grundämnen genom [[kärnfusion|fusion]], [[fission]] eller naturligt [[sönderfall]]). 
* [[Teoretisk kemi]] (är ett samlingsnamn för flera teoretiska varianter av kemi som kan tillämpas inom de mer praktiska varianterna av kemi, t.ex. [[kvantkemi]] som kan tillämpas inom nästan alla fält av kemi).

På senare år har ett flertal specialiserade discipliner vuxit fram. Exempel på sådana är [[neurokemi]] (utforskandet av [[nervsystem]]ets kemi), [[miljökemi]] (studiet av kemiska processer i naturen) och [[materialkemi]] (studiet av olika [[material]]).

Kemi utövades till en början som [[alkemi]], en [[protovetenskap]] ur vilken kemi sedan växte fram.<ref>[https://web.archive.org/web/20070610121059/http://www.fysik.uu.se/cmt/popularscience/alkemi.html Uppsala Universitet - Fysiska Institutionen] Läst 2010-06-07</ref>

== Sammanfattning ==
Kemi är läran om interaktionerna mellan [[substans|kemiska substanser]],<ref>{{bokref |efternamn=Russell |förnamn=John B. |titel=General Chemistry |origdatum=1 mars 1992|upplaga=2 |utgivare= McGraw-Hill International Book Company|språk=engelska |isbn=978-0070544475}}</ref> vilka består av [[atom]]er eller endast [[Subatomär partikel|subatomära partiklar]]: [[proton]]er, [[elektron]]er och [[neutron]]er.<ref>[http://fy.chalmers.se/subatom/safari/forskning.html Gruppen för subatomär fysik vid Chalmers och Göteborgs Universitet]</ref>
Atomer kombinerade bildar [[molekyl]]er eller [[kristall]]er. Kemi kallas ibland för "den centrala vetenskapen" (en: the central science) eftersom den sammanbinder flera andra naturvetenskapliga områden såsom [[astronomi]], [[fysik]], [[materialvetenskap]], [[biologi]] och [[geologi]].<ref>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>''Chemical Sciences in the 20th Century: Bridging Boundaries''. Wiley-VCH, 2001. {{ISBN|3-527-30271-9}}. Pages 1-2.</ref>

Kemins ursprung kan spåras till visst äldre utövande, känt som [[alkemi]], en lära som praktiserats under tusentals år i flera delar av världen.<ref>{{bokref| efternamn = Debus| förnamn = Allen G.| redaktör = Philip P. Wiener| titel = Dictionary of the History of Ideas| origår = 1968| url = http://xtf.lib.virginia.edu/xtf/view?docId=DicHist/uvaBook/tei/DicHist1.xml;brand=default;;query=Dictionary%20of%20History%20of%20Ideas| hämtdatum = 2010-06-07| upplaga = 1 | utgivare = Charles Scribner's Sons| utgivningsort = New York| språk = engelska| kapitel = Alchemy| kapitelurl = http://xtf.lib.virginia.edu/xtf/view?docId=DicHist/uvaBook/tei/DicHist1.xml;chunk.id=d42;toc.depth=1;toc.id=dv1-04;brand=default;query=Alchemy#1}}</ref>

Strukturen på de objekt vi i vardagen använder och egenskaperna hos den materia vi ständigt interagerar med påverkas som en följd av kemiska substansers egenskaper. Till exempel är [[stål]] [[hårdhet|hårdare]] än [[järn]] med lägre kolinnehåll på grund av att dess atomer är starkare ihopbundna i en stabilare [[kristallstruktur]]; trä brinner eller genomgår snabb [[oxidation]] eftersom det över en viss temperatur kan reagera [[spontan process|spontant]] med [[syre]] i en [[kemisk reaktion]]; [[socker]] och [[salt]] löser sig i vatten till följd av att deras molekylära/joniska egenskaper är sådana att upplösning är fördelaktig under dessa förhållanden.

[[Fil:Lab bench.jpg|mini|Ett [[laboratorium]] på institutet för biokemi vid [[Kölns universitet]].]]
Övergångarna som studeras inom kemin kommer som resultat av interaktioner mellan antingen olika kemiska substanser eller mellan [[materia]] och [[energi]]. Traditionell kemi behandlar undersökandet av interaktioner mellan kemiska substanser i ett kemiskt [[laboratorium]] med hjälp av olika typer av olika glasverktyg.

En [[kemisk reaktion]] är en omvandling av kemiska substanser till en eller flera andra substanser.<ref>IUPAC Gold Book [http://www.iupac.org/goldbook/C01033.pdf Definition] {{Wayback|url=http://www.iupac.org/goldbook/C01033.pdf |date=20090930144312 }}</ref> En reaktion kan skrivas som en [[reaktionsformel]]. Antalet atomer till vänster och höger i ekvationen för en kemisk omvandling är allra oftast lika.

[[Energi]] och [[entropi]] är två mycket viktiga begrepp i nästan all kemi. Kemiska substanser klassificeras efter deras struktur, skepnad, såväl som deras [[empirisk formel|kemiska sammansättning]]. De kan analyseras med hjälp av olika metoder inom [[kemisk analys]], exempelvis med [[spektroskopi]] och [[kromatografi]].

== Historia ==
{{huvudartikel|Kemins historia}}

[[Forntida Egypten|Forntida egyptier]] banade väg för den syntetiska "våtkemin" för upp till 4000 år sedan.<ref name=Barnes/> 1000 f.Kr. använde forntida civilisationer tekniker som kom att utgöra basen för flertalet av kemins grenar, tekniker så som utvinning av metall ifrån malm, krukmakeri, [[jäsning]] för tillverkning av öl och vin, skapande av pigment för kosmetika och målning, extraktion av kemikalier ifrån växter till mediciner och parfymer, tillverkande av ost, färgning av kläder, garvande av skinn, omvandlande av fett till tvål, tillverkning av glas och skapande av bronslegeringar.
[[Fil:Epicurus Louvre.jpg|mini|180px|[[Demokritos]] [[atomism]] adopterades sedan av [[Epikuros]] (341–270 BCE).]]

Kemins rötter kan spåras tillbaks till upptäckten av [[eld]]en och dess effekter. Eld förändrade ett ämne till ett annat under avgivande av stora mängder värme, och var därigenom av stort intresse för mänskligheten. Eld ledde till upptäckten av [[järn]] och [[glas]]. Att [[guld]] börjat betraktas som värdefullt ledde till upptäckten för hur man renar fram det, men trots att de underliggande principerna bakom inte var särskilt väl undersökta drog man slutsatsen att det rörde sig om en omvandling snarare än en framrening. Flera lärda ansåg i denna tid att det fanns sätt att omvandla billigare (bas-)metaller till guld. Detta banade väg för [[alkemi]]n och bland annat jakten efter [[de vises sten]], vilken ansågs kunna utföra denna omvandling endast genom dess beröring.<ref name="De vises sten uggleupplagan">{{runeberg.org|nfbf|0155.html De vises sten}} Läst 2010-06-08</ref> Bland de äldsta bevarade skrifterna om alkemi finns ''[[Papyrus graecus Holmiensis]] (Stockholmpapyrusen)''<ref name="Alkemi uggleupplagan">{{runeberg.org|nfcn|0278.html Alkemi}} Läst 2010-06-08</ref> och ''[[Leiden X-papyrusen]]''.<ref>{{Tidskriftsref 
 | författare = Earle Radcliffe Caley
 | redaktör = 
 | rubrik = The Leyden Papyrus X. An English translation with brief notes
 | url = http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ed003p1149
 | år = 1926
 | tidskrift = Journal of Chemical Education
 | volym = 3
 | utgivningsort = Monroeville, Ohio, USA
 | utgivare = 
 | nummer = 10
 | sid = 1149
 | hämtdatum = 2010-06-08
 | id = 
 | doi = 10.1021/ed003p1149
 | issn = 
 | citat = 
 | språk = engelska
 }}</ref>

I [[antikens Grekland]] går [[atomism]] tillbaka så långt som 440 år f.Kr., indikerat av boken ''De Rerum Natura''<ref>{{Webbref | titel = de Rerum Natura (On the Nature of Things)| verk = The Internet Classics Archive| url = http://classics.mit.edu/Carus/nature_things.html| författare = Lucretius| datum = 50 BCE| hämtdatum = 2010-06-08| utgivare = Massachusetts Institute of Technology}}
</ref> författad av den romerske [[Lucretius]] 50 år f. Kr.<ref>{{Webbref | titel = Lucretius (c. 99 - c. 55 BCE)| verk = The Internet History of Philosophy| url = http://www.iep.utm.edu/l/lucretiu.htm| författare = Simpson| förnamn = David| datum = 29 June 2005| hämtdatum = 2007-01-09}}</ref> Mycket av utvecklingen av de tidiga framreningsmetoderna beskrivs av [[Plinius den äldre]] i hans verk ''[[Naturalis Historia]]''.<ref>*[http://penelope.uchicago.edu/Thayer/E/Roman/Texts/Pliny_the_Elder/home.html En komplett latinsk utgåva av ''Naturalis Historia''] och en [http://www.perseus.tufts.edu/cgi-bin/ptext?lookup=Plin.+Nat.+toc komplett engelsk översättning från 1855]</ref>

Flera grekiska filosofer hade funderingar om materiens uppbyggnad. [[Thales från Miletos]] (cirka [[625]]-[[547]] f.Kr.) ansåg att allt hade en gemensam ursubstans, nämligen vatten.<ref>{{bokref
 | efternamn = L. Hammarsköld
 | titel = Grunddragen af philosophiens historia
 | origår = 1825
 | url = https://books.google.se/books?id=rRwOAAAAYAAJ&dq=thales+ursubstans&source=gbs_navlinks_s
 | hämtdatum = 2010-08-08
 | språk = svenska
 | sid = 41-42
 | kapitel = Grekiska philosophiens Upphof.
 | kapitelurl = https://books.google.se/books?id=rRwOAAAAYAAJ&pg=PA42&lpg=PA42&dq=thales+ursubstans&source=bl&ots=sz1svZbNLw&sig=BHXizBmZm7dL-Zh26sEiFRbsl1U&hl=sv&ei=ZJQOTOCDBIKhOOzvtM8M&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=2&ved=0CB4Q6AEwAQ#v=onepage&q=thales%20ursubstans&f=false
 }}</ref> [[Anaximenes]] cirka [[570]]- cirka [[526]] f.Kr. menade att luft var alltings [[urämne]].<ref>{{runeberg.org|nfbj|0243.html Grundämnen}} Läst 2010-06-08</ref>

Omkring 500 år f.Kr. ansåg den grekiske filosofen [[Anaxagoras]] ca [[500]]-[[428]] att materien var oändligt delbar. En silverkula skulle till exempel kunna delas ett oändligt antal gånger.

[[Leukippos]], som levde på 400-talet f.Kr., ansåg ca 480 f.Kr. däremot att universum var uppbyggt av två beståndsdelar, dels odelbara atomer och dels tomrum. Han menade att atomer var för små för att synas, att de hade olika geometriska former och var i ständig rörelse.

[[Empedokles]] cirka 490- cirka 434 f.Kr. lanserade idén om att allt består av jord, luft, eld och vatten. [[Platon]] och [[Aristoteles]] stödde Empedokles uppfattning.


{| cellspacing=15 width=100% style="border: 1px solid #a79c83"
| valign = "top" | 
En kort historisk översikt:
* Egyptisk alkemi [3000 f.Kr. – 400 f.Kr.], formulerar tidiga "element"-teorier.<ref name=Barnes/><ref name=Barnes2/>
* Grekisk alkemi [332 f.Kr. – 642 e.Kr.], [[Alexander den store]], kung över det [[Makedonien (historisk region)#Det antika kungariket Makedonien|antika kungadömet Makedonien]], erövrar Egypten och banar väg för [[biblioteket i Alexandria]], som blev ett av världens största bibliotek.<ref name=IYoC/><ref name=CHS/>
* Muslimsk alkemi [642 e.Kr. – 1200 e.Kr.], det muslimska erövrandet av Egypten (i synnerhet Alexandria); utvecklandet av vetenskapliga metoder av [[Alhazen]] och [[Geber]] (Jābir ibn Hayyān) revolutionerar kemin.<ref name=Fruen/><ref name=Zygmunt/>
* Världsledande institutioner [ca 700 - 1300], [[Visdomens hus]] (arabiska: بيت الحكمة; Bait al-Hikma), Al-Andalus (arabiska: الأندلس) och [[biblioteket i Alexandria]] (arabiska: الإسكندرية) bidrar ytterligare till kemins utveckling.
* [[Geber|Jābir ibn Hayyān]], [[al-Kindi]], [[al-Razi]], [[al-Biruni]] och [[Alhazen]] fortsätter att influera kemin, utveckla den och utöka dess gränser vad gäller både kunskap och experiment. Förutom tekniska framsteg vad gäller processer och apparatur, utvecklade araberna metoder för att bättra renheten av substanser såsom [[alkohol]]er, [[syra|syror]], och [[krut]], vilket vid denna tid inte var tillgängligt för européer.<ref name=Vallely /><ref name="chemistry"/>
* Europeisk alkemi [1100 - nutid], alkemisten [[Pseudo-Geber]] bygger vidare på arabisk alkemi. Från 1100-talet gjordes allt fler kemiska upptäckter i västra Europa.
* Kemi [1661], [[Robert Boyle|Boyle]] skriver texten ''[[The Sceptical Chymist]]''.<ref name=Kline/>
* Kemi [1787], [[Antoine Lavoisier|Lavoisier]] skriver ''[[Elements of Chemistry]]''.
* Kemi [1803], [[John Dalton|Dalton]] publicerar sin [[atomteori]].
|}

De tidigaste pionjärerna inom kemi, och uppfinnarna av den moderna [[vetenskaplig metod|vetenskapliga metodiken]]<ref>{{bokref
 | efternamn = Kline
 | förnamn = Morris
 | titel = Mathematics for the nonmathematician
 | origår = 1985
 | origmånad = 
 | url = https://books.google.com/books?id=f-e0bro-0FUC&
 | hämtdatum = 2010-06-08
 | utgivare = Courier Dover Publications
 | språk = engelska
 | isbn = 0486248232
 | sid = 284
 | kapitel = The simplest formulas in action
 | kapitelurl = https://books.google.com/books?id=f-e0bro-0FUC&pg=PA284&dq&hl=en#v=onepage&q&f=false
 }}</ref> var medeltida arabiska och persiska vetenskapsmän. De introducerade precisa observationer och kontrollerade [[experiment]] inom kemin och upptäckte flera kemiska substanser.<ref name="WillDurant">{{bokref
 | efternamn = Durant
 | förnamn = Will
 | titel = The Age of Faith (The Story of Civilization, Volume 4)
 | origår = 1980
 | utgivare = Simon & Schuster
 | språk = engelska
 | isbn = 0-671-01200-2
 | sid = 162-186
 | citat = Chemistry as a science was almost created by the Muslims; for in this field, where the Greeks (so far as we know) were confined to industrial experience and vague hypothesis, the Saracens introduced precise observation, controlled experiment, and careful records. They invented and named the alembic (al-anbiq), chemically analyzed innumerable substances, composed lapidaries, distinguished alkalis and acids, investigated their affinities, studied and manufactured hundreds of drugs. Alchemy, which the Muslims inherited from Egypt, contributed to chemistry by a thousand incidental discoveries, and by its method, which was the most scientific of all medieval operations.}}</ref>

[[Geber|Jābir ibn Hayyān]] (d. 815), [[al-Kindi]] (d. 873), [[al-Razi]] (d. 925), [[al-Biruni]] (d. 1048) och [[Alhazen]] (d. 1039) var alla mycket inflytelserika muslimska kemister.<ref>{{bokref| efternamn = Ajram | förnamn = K. | titel = Miracle of Islamic Science | år = 1992 | utgivare = Knowledge House Publishers | isbn = 0-911119-43-4 | kapitel = Appendix B | citat = Humboldt regards the Muslims as the founders of chemistry.}}</ref> Jābirs arbeten blev vitt kända i [[Europa]] genom [[latin]]ska översättningar i [[Spanien]] på 1300-talet av en anonym alkemist, senare kallad [[pseudo-Geber]], som också skrev några av sina egna böcker under [[pseudonym]]en "Geber". Bidraget ifrån indiska alkemister och [[Metallurgi|metallurger]] under kemins utveckling var också signifikant.<ref>{{bokref
| efternamn = Durant
 | förnamn = Will
 | titel = Our Oriental Heritage: Simon & Schuster
 | origår = 1935
}}
</ref>

[[Fil:David - Portrait of Monsieur Lavoisier (cropped).jpg|mini|[[Antoine Laurent de Lavoisier]] formulerade [[lagen om massans bevarande]] år 1773 och bidrog därmed till utvecklandet av den moderna kemin.]]

Under 1100-talet börjar araberna överflyglas av Västeuropa, som under 1200-talet tog ledningen inom kemins utveckling. Under den här tiden börjar dock [[alkemi]]n och jakten på guldskapandets hemlighet att ta över fokus inom kemin. Under perioden fanns dock även framstående forskare, som [[Albertus Magnus]], [[Roger Bacon]], [[Arnoldus från Villanova]], [[Raimundus Lullus]], [[Basilius Valentinus]] med flera. 

För vissa utövare var alkemi en intellektuell jakt, som de efter hand allt bättre bemästrade. [[Paracelsus]] (1493-1541), till exempel, förkastade 4-element-teorin och med endast en vag förståelse för hans kemikalier och mediciner bildade han en hybrid av alkemi och vetenskap i något som kom att kallas ''[[iatrokemi]]''. Bland tidens mer framstående kemister märks [[Georgius Agricola]] (1494–1556) som egentligen var metallurg, men genom sina undersökningar av malmer starkt bidrog till kemins utveckling. Även [[Andreas Libavius]] (1560–1616), som egentligen var läkare bör framhållas inom kemins område. Genom sina läkemedelsundersökningar upptäckte han en rad nya föreningar. En annan läkare, [[Jan Baptista van Helmont]], som var den förste som upptäckte att luftens volym avtar om en kropp förbrinner däri, även om han inte förstod orsaken. Han lyckades även skilja olika typer av gaser från varandra. Han kunde även avfärda alkemin genom att konstatera att ingen metall kunde avskiljas från en lösning, om den inte tidigare funnits löst i den. [[Johann Rudolph Glauber]] (1604–1688), var en av de första betydande kemister som inte även var läkare, och relativt fri från samtidens förutfattade meningar.<ref>''Uppfinningarnas bok'' (red. Arcadius Berglund) band VII, 1903 s. 305-307.</ref>

Med Glauber började kemin delvis ändra karaktär, och systematisk analys av tidigare studier fick en större betydelse inom ämnet.<ref>''Uppfinningarnas bok'' (red. Arcadius Berglund) band VII, 1903 s. 307.</ref> Det influerades filosofer såsom [[Francis Bacon|Sir Francis Bacon]] (1561-1626) och [[René Descartes]] (1596-1650), vilka krävde större noggrannhet inom matematiken och att opartiskhet skulle gälla vid vetenskapliga observationer, som ledde till en vetenskaplig revolution. Inom kemin började detta med [[Robert Boyle]] (1627-1691) som upptäckte en ekvation känd som [[Boyles lag]], vilken behandlar gasfasens karaktär.<ref>[http://www.bbc.co.uk/history/historic_figures/boyle_robert.shtml BBC - History - Robert Boyle (1627 - 1691)]</ref>

Sedan länge kände man till att ämnen genom förbränning undergick en grundlig förändring. Man kände även till att exempelvis rost väger mer än det oförbrända järnet. Trots det var man övertygad om att vid förbränningen något försvann från ämnet, snarare än att något upptogs. Den som egentligen skapade en teori runt detta var [[Georg Ernst Stahl]], som lade fram teorin om att alla brännbara ämnen innehöll ett ämne, [[flogiston]], som vid förbränningen gick bort, en teori som blev mycket populär vid mitten av 1700-talet. Då [[Henry Cavendish]] (1731–1810) upptäckte vätgasen, och visade sig ha flera av de egenskaper man tidigare tillskrivit flogiston, bland annat att förvandla "metallkalker" (oxider) till metall, trodde han sig till en börja ha upptäckt detta ämne. Cavendishs upptäckt kom att leda till ett ökat intresse för gaser, och [[Joseph Priestley]]s upptäckt av flera tidigare okända gaser.  <ref>''Uppfinningarnas bok'' (red. Arcadius Berglund) band VII, 1903 s. 307–308.</ref>

Sedan man fått bättre kännedom om gaserna och de kvantitativa förhållandena vid förbränningen blev flogistonteorin ohållbar. [[Antoine Lavoisier]] (1743-1794) var den som genom utvecklade [[lagen om massans bevarande]], uppställd år 1773, kunde dra upp riktlinjerna för den nya kemin och förklara förbränningen som en kemisk reaktion med syre. Ett annat viktigt namn inom kemins utveckling var [[Claude Louis Berthollet]], som spelade in viktig roll i utforskandet av kemiska ämnens [[affinitet]] och uppställde de första allmänna teoremet för detta. Även [[Martin Heinrich Klaproth]], som var den förste som i Tyskland antog Lavoisiers system, och [[Louis Nicolas Vauquelin]], som utforskade mineralernas sammansättning och gjorde den känd. Även [[Jeremias Benjamin Richter]] bör nämnas, då han var den första att studera vikten hos olika grundämnen och upptäckte en systematik hos dessa, något som kom att [[John Dalton]] 1803 lade fram sin [[atomteori]].<ref>''Uppfinningarnas bok'' (red. Arcadius Berglund) band VII, 1903 s. 309–311.</ref>

Sedan förståelsen av grundämnena och deras reaktioner blivit kända kom de fortsatta upptäckterna snabbt. [[Joseph Louis Gay-Lussac]] som var verksam som både fysiker och kemist, gjorde sig känd genom sina undersökningar över gasernas natur och egenskaper. [[Humphry Davy]] blev känd genom att med elektricitet lyckas sönderdela kemiska föreningar, och framställde 1807 alkalimetallerna kalium och natrium. Davy kunde även visa att saltsyra inte innehöll syre och Lavoisiers antagande att alla syror innehöll syre måste överges. [[Louis Jacques Thénard]] utarbetade tillsammans med Gay-Lussac en metod att analysera organiska föreningar genom förbränning med syrerika ämnen och uppsamling av förbränningsprodukterna, kolsyra och vatten. Härigenom gavs möjligheten att exakt undersöka organiska föreningar och den [[Organisk kemi|organiska kemin]] uppstod som en systervetenskap till den [[oorganiska kemi]]n. [[Jöns Jacob Berzelius]] spelade en viktig roll genom att ge det experimentella underlaget till Daltons atomteori och under användning av Gay-Lussacs volymlag och den av [[Eilhard Mitscherlich]] upptäckta [[isomorfi]]n ge en exakt bestämning av grundämnenans atomvikter. Han utvecklade även laboratoriemetodiken och blev betydelsefull genom sin lärobok i kemi. [[Michael Faraday]] blev betydelsefull särskilt inom [[elektrokemi]]n. Han upptäckte även att kroppar av lika kemisk sammansättning i fysiskt avseende vilket tillsammans med Mitscherlichs upptäckt att olika former av kristallisering kan ge olika egenskaper, vilket blev betydelsefullt för framväxten av den [[Fysikalisk kemi|fysikaliska kemin]].<ref>''Uppfinningarnas bok'' (red. Arcadius Berglund) band VII, 1903 s. 311–312.</ref>

Den organiska kemin var trots alla framsteg länge ett okänt område, och många trodde ännu att en särskild livskraft krävdes för bildandet av dessa ämnen. Förste sedan [[Friedrich Wöhler]] 1828 lyckats framställa ett urinämne av oorganisk material, kom bevis att de organiska ämnena var underkastade samma lagar som de oorganiska. [[Justus von Liebig]] är en av de som har varit viktigaste för kemins utveckling, och var i samarbete med Wöhler avgörande för förståelsen av de kemiska ämnenas betydelse jordens bördighet, och utvecklingen av konstgödning. Han sysslade även med växternas användning för djurens näring, studerade köttets beståndsdelar och bidrog till storskalig framställning av "Liebigs köttextrakt". Tillsammans med Wöhler studerade han även organiska syror och gjorde epokgörande undersökningar av [[urinsyra]]ns natur. Ett annat viktigt namn var [[Michel-Eugène Chevreul]], som genom att studera fettarterna kunde utreda det kemiska förloppet vid [[tvål]]kokningen och genom sina undersökningar av [[stearin]]et ge impulsen till dess användning vid ljustillverkning. [[Jean-Baptiste Dumas]] bidrog till jordbrukskemins utveckling i Frankrike och var betydelsefull genom sina arbeten om molekylernas lägen i organiska kroppar. [[August Wilhelm von Hofmann]] bidrog genom sina undersökningar av [[anilin]]färgerna till att kemisterna inte bara intresserade sig för ämnenas egenskaper och atomvikt utan även efter deras inre struktur. [[Adolf von Baeyer]] fortsatte von Liebigs arbete och lyckades skapa syntetiskt framställd [[Indigo (färgämne)|indigo]]. [[August Kekulé]] blev betydelsefull inom den organiska kemi genom sin formulering av dek Kekuléska [[Bensen|benzol]]formeln.<ref>''Uppfinningarnas bok'' (red. Arcadius Berglund) band VII, 1903 s. 312–313.</ref>

Upptäckterna av de kemiska [[grundämne]]na har en lång historia som sträcker sig från den tidiga alkemin, med kulmen vid introduktionen av det [[periodiska systemet]] av [[Dmitrij Mendelejev]] (1834-1907).<ref>[http://chemistry.about.com/library/weekly/aa030303a.htm Timeline of Element Discovery] {{Wayback|url=http://chemistry.about.com/library/weekly/aa030303a.htm |date=20090208130034 }} - About.com</ref>

== Grundläggande koncept ==
Flera [[koncept]] är essentiella inom kemi, dessa är bland annat:

=== Atom ===
{{Huvudartikel|Atom}}

En ''atom'' är den basala enheten inom kemi, förutom fria [[proton]]er, [[neutron]]er, samt [[elektron]]er. Den består av en positivt laddad kärna ([[atomkärna]]n), vilken oftast innehåller protoner och neutroner, samt ett antal elektroner som tillsammans balanserar atomens laddning. Atomen är den minsta [[entitet]] som har påvisats påverka grundämnens kemiska egenskaper, såsom [[elektronegativitet]], [[löslighet]], föredraget/föredragna [[oxidationsstadium]], [[elektronkonfiguration]] och föredragna typer av [[kemisk bindning|kemiska bindningar]] (såsom [[metallbindning]]ar, [[jonbindning]]ar och [[kovalent bindning|kovalenta bindningar]]).

=== Atomkärnan ===
En atoms kärna och dess antal protoner är vad som ger den sin identitet som grundämne. [[Litium]] har tre protoner, [[syre]] har åtta, och [[kisel]] har fjorton etc. Antalet neutroner i kärnan bestämmer vilken isotop av ett grundämne atomen är. Det finns både stabila och radioaktiva isotoper av de flesta grundämnen. Till exempel har [[kol]] en instabil isotop som har fjorton neutroner och kallas [[kol-14]]. Den enklaste atomen [[väteatom]]ens första isotop saknar dock helt neutroner. Om en atomkärna är isolerad och saknar helt [[elektronskal]] så är den en fullständigt positivt laddad [[katjon]]. Om antalet elektroner överstiger antalet protoner i kärnan, så blir hela atomen en negativt laddad [[anjon]]. Fältet inom kemin där atomkärnan specifikt står i centrum kallas för [[kärnkemi]].

==== Proton ====
En proton är en [[baryon]] (ibland också kallad för en [[elementarpartikel]]), vars antal i atomkärnan bestämmer atomens identitet. Den består av två [[uppkvark]]ar och en [[nerkvark]], som endast kan existera inom varandras proximitet. Tekniskt sett är en enskild proton en positiv [[vätejon]].

==== Neutron ====
En neutron är likt protoner en [[baryon]] (ibland också kallad för en [[elementarpartikel]]), fast omvänt uppbyggd av två nedkvarkar och en uppkvark. Den saknar dessutom helt elektrisk laddning. Antalet neutroner i atomkärnan relativt till antalet protoner bestämmer vilken isotop av ett grundämne atomen är. Neutroner har inte någon större påverkan på kemiska reaktioner då de ej attraherar eller attraheras av elektriska laddningar, men kan ändå hos lättare grundämnen göra att reaktionsmekanismer sker långsammare och därmed ge nya kemiska egenskaper. Som exempel på detta så finns det en mindre skillnad på kemiska egenskaper mellan en vanlig [[vattenmolekyl]] och en molekyl av [[tungt vatten]]. Olika isotoper kan också kräva mer eller mindre energi för att byta [[aggregationstillstånd]]. Till exempel kan kokpunkter hos flytande ämnen variera.

=== Elektron ===
En elektron är en [[elementarpartikel]] och består ej av kvarkar. Den har en lika stor laddning som protoner men är negativ, och har ungefär 2'000 gånger mindre massa än protoner och neutroner. Således är det främst atomkärnan som utgör atomens massa men främst elektroner som utgör atomens volym. Det är elektroner i en atoms yttersta elektronskal, så kallade [[valenselektroner]], som ansvarar för de allra flesta kemiska reaktioner. Detta sker genom att elektroner ges, tas eller delas av olika atomkärnor.

=== Orbitaler ===
Elektroner som tillhör en atom existerar i ett tillstånd som kan liknas vid ett "moln" av sannolikhet. Enligt [[Werner Heisenberg]]s [[osäkerhetsprincip]] så kan inte både en elektrons hastighet och lokalitet vara bestämd i [[rumtiden]] vid samma tidpunkt. Dessa tillstånd hos atomers elektroner kallas för [[elektronkonfiguration|orbitaler]]. I det periodiska systemet så delas orbitaler in i fyra block; [[s-block]]et, [[p-block]]et, [[d-block]]et och [[f-block]]et.

=== Grundämne ===
[[Fil:PTable structure.png|mini|stående=1.6|Periodiska systemet. Grupperna löper lodrätt och perioderna vågrätt.]]
{{Huvudartikel|Grundämne}}
Ett ''grundämne'' är ett kemiskt ämne som består av endast en typ av atomer. Olika grundämnen karaktäriseras av antalet [[proton]]er i grundämnets [[atomkärna]]. Detta antal benämns som grundämnets [[atomnummer]]. Exempelvis tillhör samtliga atomer med 6 protoner i sin atomkärna grundämnet kol, och alla atomer med 92 protoner i sin atomkärna grundämnet [[uran]]. Baserat på antalet protoner finns det 92 stycken naturliga grundämnen. Ytterligare 18 har blivit erkända av [[IUPAC]] som endast artificiellt existerande. Även om samtliga atomkärnor av ett grundämne har samma antal protoner kan antalet [[neutron]]er skilja sig ifrån antalet protoner. Denna typ av atomer benämns [[isotop]]er, och det kan finnas flera olika isotoper av samma grundämne.

En ofta använd sammanställning av de kemiska grundämnena är det [[periodiska systemet]], som grupperar grundämnena efter atomnummer. Det periodiska systemet är också uppdelat i [[Periodiska systemet#Grupper|grupper]] (lodräta kolumner) och i [[Periodiska systemet#Perioder|perioder]] (vågräta kolumner). Grupperna består i regel av kemiska grundämnen med liknande kemiska egenskaper och benämns med olika [[Trivialnamn|triviala namn]] såsom [[alkalimetaller]], [[alkaliska jordmetaller]], [[halogen]]er och [[ädelgas]]er. Tack vare särskilda trender i kemiska egenskaper följer indelningen delvis egenskaper såsom [[atomradie]], [[elektronegativitet]], med flera.

=== Kemisk förening ===
{{huvudartikel|Kemisk förening}}
En ''kemisk förening'' är ett kemiskt ämne sammansatt av olika grundämnen, vilka bestämmer substansens kemiska struktur och sammansättning. Struktur och sammansättning bestämmer i sin tur ämnets kemiska egenskaper. Exempelvis är [[vatten]] en kemisk förening som består av [[väte]] och [[syre]] i kvoten 2 till 1, med syreatomen lokaliserad mellan de två väteatomerna i en vinkel på 104,5°.

=== Kemisk substans ===
En ''kemisk substans'' är en typ av materia med en bestämd [[empirisk formel|kemisk sammansättning]] och bestämda kemiska egenskaper.<ref>{{bokref| titel = General Chemistry | författare = Hill, J.W.; Petrucci, R.H.; McCreary, T.W.; Perry, S.S. | upplaga = 4:e upplagan| utgivare = Pearson Prentice Hall | utgivningsort = Upper Saddle River, NJ | år = 2005 | sid = 37 |språk=engelska}}</ref> Strikt sett är inte blandningar av grundämnen eller [[kemisk förening|kemiska föreningar]] kemiska substanser, utan [[kemikalie]]r. De flesta substanser vi stöter på i vardagen är någon form av blandning: [[jordens atmosfär|luft]], [[legering]]ar, [[biomassa (ekologi)|biomassa]], etcetera.

Kemiska substansers [[nomenklatur]] är en kritisk del av det kemiska språket. Historiskt namngavs kemiska substanser efter dess upptäckare, något som ledde till både viss förvirring och svårighet. Nuförtiden tillämpas ett väldefinierat namngivningssystem reglerat av [[International Union of Pure and Applied Chemistry]] (IUPAC) som ger möjlighet att med namn identifiera specifika föreningar. Dessutom har [[Chemical Abstracts Service]] utvecklat en metod för att ge index åt kemiska substanser, ett index som kallas [[CAS-nummer]].

=== Molekyl ===
{{huvudartikel|Molekyl}}
[[Fil:TaxolTotalSynthesis.png|mini|En molekylstruktur illustrerar bindningarna och de relativa atompositionerna hos atomerna i en molekyl, såsom för [[paklitaxel]] här.]]
En ''molekyl'' består vanligtvis av atomer ihopbundna med [[kovalent bindning|kovalenta bindningar]] på ett sådant sätt att strukturen är elektriskt neutral, till skillnad ifrån [[jon]]er, och så att alla [[valenselektron]]er är associerade med andra elektroner i antingen bindningar eller i [[fritt elektronpar|fria elektronpar]].

Geometrin hos en molekyl är ofta av vikt, och benämns som dess [[molekylär geometri|molekylära geometri]]. Geometrin hos molekyler med endast ett fåtal atomer kan ofta vara triviala, men strukturen hos molekyler med många atomer kan vara helt avgörande för dess kemiska natur.

=== Mol ===
{{Huvudartikel|Mol}}
En ''mol'' är den mängd kemisk substans som innehåller lika många elementära enheter (atomer, molekyler eller joner) som det finns i 0,012 [[kilogram]] (eller 12 [[gram]]) [[Kolisotoper|kol-12]], där kol-12-atomerna är obundna, ej involverade i reaktion och befinner sig i dess lägsta energistadium.<ref>{{bokref |url=http://www.bipm.org/utils/common/pdf/si_brochure_8_en.pdf |titel=The International System of Units (SI) |utgivare=[[Internationella byrån för mått och vikt]] |år=2006 |upplaga=8:e upplagan |sid=114-15 |ID={{ISBN|92-822-2213-6}} |språk=engelska |format=PDF}}</ref> Detta antal är känt som [[Avogadros konstant]] och är [[empirisk]]t bestämt. Värdet är approximativt 6,02214179{{e|23}}&nbsp;mol<sup>−1</sup>.<ref>{{webbref |url=http://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?na |titel=Fundamental Physical Constants |utgivare=[[National Institute of Standards and Technology]] |hämtdatum=2010-11-04 |språk=engelska}}</ref> Ett sätt att försöka förstå betydelsen av termen ''mol'' är att jämföra det med termer såsom ''[[dussin]]''. På samma sätt som att ett dussin är lika med 12 är ett mol lika med 6,02214179{{e|23}}. Termen mol underlättar behandlande av de annars mycket stora talmängderna som uppkommer när man talar om antalet molekyler.

Antalet mol substans i en liter [[lösning (kemi)|lösning]] benämns som dess [[molaritet]]. Molaritet är grundenheten i vilken man anger koncentrationen av en lösning.

=== Joner och salter ===
{{Huvudartikel|Jon}}
En ''jon'' är en laddad partikel, en atom eller molekyl, som har förlorat eller upptagit en eller fler elektroner. Positivt laddade [[katjon]]er (exempelvis natrium-katjon, Na<sup>+</sup>) och negativt laddade [[anjon]]er (exempelvis [[klorid]] Cl<sup>-</sup>) kan bilda kristallstrukturer av neutrala [[salter]] (exempelvis [[natriumklorid]] NaCl).

Joner i [[gasfas]] kallas ofta för [[plasma]].

=== Syror och baser ===
{{Huvudartikel|Syra|Bas (kemi)}}
En substans kan ofta klassificeras som en ''syra'' eller som en ''bas''. Denna urskiljning gör oftast på basis av en särskild typ av reaktion, nämligen utbytet av protoner mellan kemiska substanser. Den amerikanske kemisten [[Gilbert Newton Lewis]] utvecklade denna definition och lät den omfatta även reaktioner som inte äger rum i en vattenlösning. Definitionen Lewis arbetade fram lade fokus på det laddningsutbyte som äger rum i reaktionen. Det finns flera andra sätt efter vilka substanser kan bli klassificerade som syror eller baser, något som blir uppenbart i konceptets historia.<ref>{{webbref |url=http://www.bbc.co.uk/dna/h2g2/A708257 |titel=History of Chemistry - Acids and Bases |hämtdatum=2010-07-31|datum=2002-04-05|utgivare=[[BBC]]|språk=engelska}}</ref>

=== Fas ===
{{Huvudartikel|Fas (termodynamik)}}
Utöver de specifika kemiska egenskaper som används för att särskilja olika kemiska ämnen kan de dessa också existera i olika ''faser''. Oftast påverkas inte särskiljningen av ämnen av dessa bulkegenskaper, men det finns ovanliga faser som är inkompatibla med vissa kemiska egenskaper. Fas är ett specifikare begrepp än [[aggregationstillstånd]]; materia i samma aggregationstillstånd kan vara uppdelat på flera olika faser, men materia i olika aggregationstillstånd bildar alltid olika faser. Vilken fas ett ämne befinner sig i beror på omgivningens [[temperatur]] och [[tryck]], något som kan beskrivas i ett fasdiagram. Normalt är endast en av faserna termodynamiskt stabil, men vid en fasgräns (en linje i fasdiagrammet) är två former stabila. Där tre fasgränser möts har ämnet en [[trippelpunkt]], och alla tre faserna befinner sig i [[jämvikt]]. Enligt [[Gibbs fasregel]] kan inte fler än tre fasgränser mötas i samma punkt. Ibland kan distinktionen mellan faserna vara kontinuerlig, istället för att ha en precis avgränsning, och i så fall anses materien vara i [[superkritisk vätska|superkritiskt tillstånd]].

De vanliga exemplen på faser brukar vara [[fast form|fast fas]], [[vätska|vätskefas]] och [[gas]]. Många föreningar har möjlighet att uppnå flera fasta faser. Exempelvis kan [[järn]] vara i tre fasta faser (alfa, gamma och delta) som varierar beroende på temperatur och tryck. Mindre kända faser inkluderar bland annat [[plasma]], [[Bose–Einstein-kondensat]] och [[fermioniskt kondensat]], samt de [[magnetism|magnetiska]] materialens faser [[paramagnetism]] och [[ferromagnetism]].

=== Redox ===
{{Huvudartikel|Redox}}
''Redox'' är ett koncept som bygger på att kemiska föreningars atomer kan förlora eller få elektroner. Föreningar som kan oxidera andra föreningar sägs vara oxidativa och kallas gemensamt oxidationsmedel eller elektronacceptorer. Ett oxidativt ämne avlägsnar elektroner ifrån ett annat ämne. På samma vis kallas ämnen med möjlighet att föra över elektroner till ett annat ämne för reduktionsmedel eller elektrondonatorer. Ett reduktionsmedel överför elektroner till ett annat ämne, och oxideras själv således. Oxidation och reduktion refererar egentligen korrektare till en ändring i [[oxidationstal]]; en egentlig överföring av elektroner kanske inte inträffar. Således definieras oxidation bättre som en ökning i oxidationstal, och reduktion som en minskning i oxidationstal.

=== Kemisk bindning ===
{{Huvudartikel|Kemisk bindning}}
[[Fil:Electron orbitals.svg|höger|mini|Illustration av [[Atomorbital|atom]]- och [[molekylorbital]]er.]]
En ''kemisk bindning'' är en attraktion mellan atomer eller molekyler som står för bildandet av kemiska föreningar, vilka består av två eller fler associerade atomer. En kemisk bindning är attraktionen som uppstår på grund av elektromagnetiska krafter mellan motsatta laddningar, antingen mellan elektroner och cellkärna, eller som ett resultat av dipol-attraktion. Styrkan hos kemiska bindningar varierar mycket; det finns "starka bindningar" så som [[kovalent bindning]] eller [[jonbindning]] och "svaga bindningar" såsom [[dipol-dipolbindning]], [[van der Waals-kraft|van der Waals-bindning]] eller [[vätebindning]].

I många enkla föreningar räcker ofta teorier såsom [[VSEPR-teorin]] och konceptet [[oxidationstal]] för att förklara de kemiska strukturerna och dess sammansättning. På liknande sätt kan teorier från [[klassisk fysik]] användas för att beskriva många [[jon]]ers struktur. Mer komplicerade föreningar, såsom [[komplex (kemi)|metallkomplex]], kräver dock generellt att [[molekylorbital|molekylär orbital]]-teori tillämpas.

=== Kemisk reaktion ===
{{huvudartikel|Kemisk reaktion}}
En ''kemisk reaktion'' är en process som leder till omvandlingen av ett kemiskt ämne till ett annat.<ref>{{webbref |url=http://goldbook.iupac.org/C01033.html |titel=Chemical reaction |utgivare=[[International Union of Pure and Applied Chemistry]] |verk=[[Compendium of Chemical Terminology]] Internet edition |hämtdatum=2010-10-29 |språk=engelska}}</ref> Kemiska reaktioner kan antingen vara [[spontan process|spontana]] och inte behöva någon tillsats av energi, eller icke-spontana, som då inträffar endast efter tillsats av någon typ av energi, exempelvis värme, ljus eller elektricitet.

Kemiska reaktioner inkluderar dels omvandlingar som strikt involverar omfördelning av elektroner i bildande och brytande av kemiska bindningar, men inkluderar även omvandlande av [[elementarpartikel|elementarpartiklar]] såväl som [[kärnreaktion]]er. Några vanliga typer av kemiska reaktioner, som alla endast involverar bildande och brytande av kemiska bindningar, inkluderar oxidation, reduktion, [[Dissociation (kemi)|dissociation]], [[syra-basreaktion]] och [[omlagring]].

En kemisk reaktion kan illustreras med en [[reaktionsformel]]. I en kemisk reaktion som inte involverar en kärnreaktion är antalet atomer på båda sidor i ekvationen lika, för kärnreaktioner är detta dock endast sant för kärnpartiklarna protoner och neutroner.<ref>{{webbref |url=http://goldbook.iupac.org/C01034.html |titel=Chemical Reaction Equation |utgivare=[[IUPAC Gold book]] |språk=engelska}}</ref> De kemiska ämnena som initialt reagerar i en kemisk reaktion kallas [[reaktant]]er.

Den sekvens av steg i vilken en omorganisation av de kemiska bindningarna kan äga rum under en kemisk reaktion benämns som reaktionens [[reaktionsmekanism]]. En kemisk reaktion kan visualiseras som att ske i ett antal steg, vilka alla kan ske med olika hastighet. Många [[intermediat]] med varierande stabilitet kan då studeras under en reaktions gång. Flera forskare idag specialiserar sig på att undersöka och föreslå mekanismer för olika kemiska reaktioner.

==== Kärnreaktion ====
Det finns en annan typ av reaktion som involverar atomer som kallas för [[kärnreaktion]] där reaktionen sker i [[atomkärna]]n istället för mellan atomers valenselektroner. Till skillnad från en ''vanlig'' kemisk reaktion så är dessa fenomen begränsade till enskilda atomer, även om de indirekt kan påverka kemiska substanser. Dessutom kan dessa reaktioner påverka atomkärnans [[massa]] olikt andra kemiska reaktioner som involverar utbytet av elektroner. Det finns ett helt fält av kemi som är tillägnat dessa reaktioner vid namn [[kärnkemi]].<ref>{{Webbref |url=http://chemwiki.ucdavis.edu/Core/Physical_Chemistry/Nuclear_Chemistry/Nuclear_Reactions |titel=Arkiverade kopian |hämtdatum=2016-06-25 |arkivdatum=2016-06-26 |arkivurl=https://web.archive.org/web/20160626191017/http://chemwiki.ucdavis.edu/Core/Physical_Chemistry/Nuclear_Chemistry/Nuclear_Reactions }}</ref>

=== Jämvikt ===
{{Huvudartikel|Kemisk jämvikt}}

''[[Kemisk jämvikt]]'' uppkommer när fler än en möjlig kemisk förening är möjlig. Exempel på detta är en blandning av flera olika kemiska föreningar som kan reagera med varandra, eller när en förening kan befinna sig i fler än en typ av fas. Ett system med kemiska föreningar som befinner sig vid jämvikt, trots oförändrade koncentrationer av de olika ämnena, är oftast inte [[statisk jämvikt|statiskt]]; de kemiska föreningarnas molekyler fortsätter att reagera med varandra trots jämvikten, och ger på så vis upphov till en [[dynamisk jämvikt]]. Således beskriver konceptet kemisk jämvikt fallet då parametrar såsom de kemiska koncentrationerna hålls konstanta över tid, men som trots detta oftast är dynamisk.

=== Energi ===
{{Huvudartikel|Energi}}
Inom kemi är ''energi'' en egenskap hos kemiska ämnen som uppkommer till följd av dess [[atom]]- eller [[molekylär geometri|molekylstruktur]] eller sammanlagda struktur. Eftersom en kemisk omvandling alltid associeras med en förändring i en eller flera av dessa strukturer, så kommer en omvandling alltid innebära en [[endoterm reaktion|ökning]] eller [[exoterm reaktion|minskning]] av energin hos de kemiska ämnen som är involverade. Viss energi kan växlas med omgivningen i form av [[värme]] eller [[ljus]], vilket gör att [[reaktant]]ernas totala energi både kan ha ökat eller minskat. En reaktion sägs vara [[exoterm reaktion|exoterm]] om den totala energin hos reaktanterna minskar, alltså avger energi till omgivningen. Tvärtom sägs en reaktion vara [[endoterm reaktion|endoterm]] om upptag ifrån omgivningen sker.

En kemisk reaktion är aldrig möjlig om inte reaktanterna överstiger en energibarriär som benämns som [[aktiveringsenergi]]n. Hastigheten av en kemisk reaktion vid en given temperatur förhåller sig till aktiveringsenergin, E, enligt [[Boltzmann]]s ekvation <math>e^{-E/kT} </math> - alltså sannolikheten att molekyler har en högre eller samma energi som E vid en given temperatur T. Detta exponentiella förhållande mellan reaktionshastighet och temperatur är känt som [[Arrhenius ekvation]]. Aktiveringsenergin som krävs för en kemisk reaktion kan tillföras som ljus, elektricitet, mekanisk kraft eller i form av ultraljud.

Ett relaterat koncept är [[fri energi]], vilket också tar [[entropi]] i beräkning. Fri energi är inom [[kemisk termodynamik]] mycket användbart för att förutsäga huruvida en reaktion kommer genomföras och för att fastställa en reaktions jämviktspunkt. En reaktion är möjlig endast om den totala förändringen i [[Gibbs fria energi]] är negativ, <math> \Delta G \le 0 \,</math>; om den är lika med noll sägs reaktionen vara i jämvikt.

Det finns endast ett begränsat antal energinivåer för elektroner, atomer och molekyler. Dessa bestäms av [[kvantmekanik]]ens lagar, vilka kräver [[kvantisering (fysik)|kvantisering]] av energi.

Vilken fas ett kemiskt ämne befinner sig i bestäms alltid av dess egen och omgivningens energi. När de intramolekylära krafterna inom ett ämne är tillräckligt starka för att omgivningens energi inte ska överstiga dem, befinner sig ämnet i en mer ordnad fas som vätska eller fast ämne såsom med exempelvis vatten (H<sub>2</sub>O), som är en vätska vid rumstemperatur då dess molekyler interagerar med [[vätebindning]]ar. Detta till skillnad ifrån [[svavelväte]] (H<sub>2</sub>S), som är en gas vid rumstemperatur och standardtryck då dess molekyler interagerar med svagare [[dipol-dipolbindning]]ar.

Att det finns karaktäristiska energinivåer för olika kemiska ämnen är användbart för analyser genom att undersöka [[spektrallinje]]r. Olika typer av spektra används ofta med tekniker inom kemisk [[spektroskopi]], exempelvis [[Infraröd spektroskopi|IR]], [[NMR-spektroskopi|NMR]] och [[Elektronspinresonans|ESR]]. Spektroskopi används också för att identifiera sammansättningen av avlägsna objekt, såsom stjärnor och galaxer, genom att analysera dess strålningsspektra.

[[Fil:Emission spectrum-Fe.png|ingen|ram|Ett emissionsspektrum för [[järn]].]]

Termen [[kemisk energi]] används ofta för att indikera potentialen hos ett kemiskt ämne att omvandlas genom en kemisk reaktion, eller potentialen att omvandla andra ämnen.

== Kemins grenar ==
Kemi delas ofta in i flera underdiscipliner. Det finns förutom detta också flera områden som går tvärs över disciplinerna, och områden som är mer specialiserade.<ref>[http://www.thecanadianencyclopedia.com/index.cfm?PgNm=TCE&Params=A1ARTA0001555 The Canadian Encyclopedia: Chemistry Subdisciplines] {{Wayback|url=http://www.thecanadianencyclopedia.com/index.cfm?PgNm=TCE&Params=A1ARTA0001555 |date=20100716090843 }}</ref>

* [[Analytisk kemi]] är en gren inom kemin som inriktar sig på undersökning av prover för att deras beståndsdelar och kemiska struktur. Analytisk kemi använder flera standardiserade experimentella metoder. Dessa metoder kan användas inom alla kemiska discipliner, förutom de rent teoretiska.
* [[Biokemi]] är den del av kemin som studerar [[kemisk förening|kemiska föreningar]], [[kemisk reaktion|kemiska reaktioner]] och kemiska processer som äger rum inom levande [[organism]]er. Biokemi och organisk kemi är mycket närbesläktade, likt [[läkemedelskemi]] och [[neurokemi]]. Biokemi är också nära associerat med [[molekylärbiologi]] och [[genetik]].
* [[Oorganisk kemi]] studerar egenskaperna och reaktionerna hos oorganiska föreningar. Distinktionen mellan organisk och oorganisk kemi är inte absolut, och de överlappar varandra, exempelvis inom [[metallorganisk kemi]].
* [[Materialvetenskap|Materialkemi]] är ett ämnesområde som behandlar olika typer av material och deras tekniska egenskaper. Primära forskningsområden inkluderar fasta fasers (fast form, flytande form och [[polymer]]er) kemi och övergångarna mellan olika faser.
* [[Neurokemi]] undersöker neuromolekyler, inklusive [[signalsubstans]]er, [[peptid]]er, protein, sockerarter och [[nukleinsyra|nukleinsyror]], deras interaktioner samt dess roll i bildandet, upprätthållandet och modifierandet av nervsystemet.
* [[Kärnkemi]] är ett fält i kemin som studerar bland annat radioaktivitet, processer i atomkärnan och atomkärnans egenskaper. [[Transmutation]] är en stor del av kärnkemin, och [[isotoptabell]]en är resultat av, samt viktigt verktyg för, kärnkemin.
* [[Organisk kemi]] studerar organiska molekylers strukturer, egenskaper, sammansättning, samt deras mekanismer och [[kemisk reaktion|reaktioner]]. En organisk substans definieras som en förening som innehåller kolatomer.
* [[Fysikalisk kemi]] är ett fält som studerar de fysiska och fundamentala grunderna i kemiska system och processer, i synnerhet energin och dynamiken hos dessa. Viktiga områden inkluderar [[kemisk termodynamik]], [[kinetik (kemi)|kinetik]], [[elektrokemi]], [[statistisk mekanik]], [[spektroskopi]] och [[astrokemi]].<ref>{{tidskriftsref| författare = Herbst, Eric | rubrik = Chemistry of Star-Forming Regions | tidskrift = Journal of Physical Chemistry A | datum = 12 maj 2005 | volym = 109 | sid = 4017–4029 | nummer = 18 | doi = 10.1021/jp050461c | pmid = 16833724 |språk=engelska|issn = 1089-5639 }}</ref> Fysikalisk kemi överlappar i hög grad [[molekylfysik]]en. Fältet associeras ofta med [[kvantkemi]] och teoretisk kemi. Fysikalisk kemi inkluderar också [[kemisk fysik]], och det är oundvikligt att man som fysikalisk kemist jobbar emellanåt inom detta fält.
* [[Teoretisk kemi]] använder sig av matematik och fysik för att förklara eller förutsäga kemiska fenomen. Inom området återfinns bland annat [[kvantkemi]] och [[beräkningskemi]]. Teoretisk kemi överlappar mycket med den [[kondenserade materiens fysik]] och molekylärfysik.

Andra områden inkluderar [[atmosfärskemi]], [[elektrokemi]], [[farmakologi]], [[fotokemi]], [[geokemi]], [[grön kemi]], [[hydrogenering]], [[immunohistokemi]], [[jordbrukskemi]], [[kemins historia]], [[kemisk biologi]], [[kemiteknik]], [[läkemedelskemi]], [[matematisk kemi]], [[mekanokemi]], [[miljökemi]], [[molekylärbiologi]], [[nanoteknik]], [[oenologi]], [[petrokemi]], [[termokemi]], [[ytkemi]], och många fler.

[[Fil:Colonne distillazione.jpg|miniatyr|höger|250px|Destillationskolonner i industriell skala - ett exempel på kemiteknik.]]

== Kemins tillämpning ==
{{Fördjupning|Kemiteknik}}
Olika tillämpningar av kemin har förbättrat livskvaliteten och livslängden för ett stort antal människor, men också skapat nya problem som till exempel miljöförstöring. Mat består av kemiska ämnen, många datorskärmar består av [[flytande kristall]]er som tillverkats av kemikalier i flera steg och människors tankar och känslor styrs av kemiska signalämnen i hjärnan.

[[Garvare]] kan betraktas som ett av världens äldsta yrken. Framställningen av metaller som [[brons]] och [[järn]] var historiskt viktig för att den gjorde det möjligt att tillverka olika [[redskap]].

Dricksvattnet från [[vattenverk]] förhindrar att människor insjuknar och dör i sjukdomar som till exempel [[kolera]]. [[Reningsverk]] gör att många slipper simma och fiska i vatten som är förorenat av avloppsvatten. Förr i tiden, när dricksvattnet inte hade den kvalitet som det har i västvärlden idag jäste man [[öl]] och [[vin]] och använde som måltidsdryck.

[[Haber-Boschmetoden]] [[kvävefixering|fixerar]] [[kväve]] från luften i industriell skala och används för att tillverka [[gödningsmedel]] till [[jordbruket]] och förser indirekt en stor del av jordens befolkning med [[livsmedel]]. Olika [[bekämpningsmedel]] skyddar också grödorna från angrepp av [[skadedjur]] och [[ogräs]]. Problemet med dessa kemikalier är dock att de när de läcker ut från jordbruket ofta har oönskade konsekvenser i form av [[övergödning]] av vatten och [[toxisk]]a egenskaper när de kommer in i [[ekosystem]]en.

[[Polymer]]teknologin förser oss med till exempel [[papper]], [[blöja|hygienprodukter]], [[byggnadsmaterial|konstruktionsmaterial]], [[textil]]ier, [[lim]], [[lack]] och [[målarfärg]]. Ett problem som uppstår är dock att eftersom många av dessa material inte finns naturligt så kan de vara svåra för naturen att bryta ned. Dessutom kan många [[additiv]] läcka ut i naturen och vara giftiga.

[[Läkemedel]]sindustrin framställer läkemedel som behandlar olika [[sjukdomar]]. [[Antibiotika]] används för att bota sjukdomar som tidigare var dödliga. [[Preventivmedel]] ger människor möjligheten att njuta av [[samlag|sex]] utan att oroa sig för en eventuell [[graviditet]]. Läkemedel som läcker ut i miljön kan dock ge oväntade konsekvenser, därför är det viktigt att alltid lämna in oanvända läkemedel till [[apotek]]et för destruktion.

== Se även ==
* [[Kemist]]
* [[Kemiundervisning]]
* [[Lista över grundämnen]]

== Referenser ==
{{enwp|url=https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Chemistry&oldid=366589146|datum=7 juni 2010|artikel=Chemistry}}
<references>
<ref name=Barnes>{{webbref|url=http://www.newscientist.com/article/mg16121734.300-first-chemists.html |titel=First chemists |datum=13 februari 1999 |format=HTML |verk=New Scientist |språk=engelska |hämtdatum=7 juni 2010 }}</ref>
<ref name=Barnes2>{{bokref|titel=Textiles in Indian Ocean Societies |författare=Ruth Barnes|sidor=1 |utgivare=Routledge |språk=engelska |hämtdatum=25 februari 2015 }}</ref>
<ref name=IYoC>{{webbref |url=http://www.laboratory-journal.com/science/chemistry-physics/international-year-chemistry-history-chemistry |titel=International Year of Chemistry - The History of Chemistry |utgivare=G.I.T. Laboratory Journal Europe |datum=25 februari 2011 |språk=engelska |hämtdatum=25 februari 2015 |arkivurl=https://web.archive.org/web/20130615150135/http://www.laboratory-journal.com/science/chemistry-physics/international-year-chemistry-history-chemistry |arkivdatum=15 juni 2013 }}</ref>
<ref name=Kline>{{bokref|författare=Morris Kline |år=1985 |url=https://books.google.com/books?id=f-e0bro-0FUC&pg=PA284&dq&hl=en#v=onepage&q=&f=false |titel=Mathematics for the nonmathematician |utgivare=Courier Dover Publications |sidor=284 |isbn=0-486-24823-2 |språk=engelska |hämtdatum=25 februari 2015 }}</ref>
<ref name=CHS>{{webbref|titel=Ancients & Alchemists - Time line of achievement |utgivare=Chemical Heritage Society |url=https://chemheritage.org/explore/ancients-time.html |språk=engelska |hämtdatum=25 februari 2015 |arkivurl=https://web.archive.org/web/20100620174035/https://chemheritage.org/explore/ancients-time.html |arkivdatum=20 juni 2010 }}</ref>
<ref name=Fruen>{{bokref |url=http://realscience.breckschool.org/upper/fruen/files/Enrichmentarticles/files/History.html |arkivurl=https://web.archive.org/web/20150304162204/http://www.realscience.breckschool.org/upper/fruen/files/Enrichmentarticles/files/History.html |arkivdatum=4 mars 2015 |titel=The History of Ancient Chemistry i ”The Real World of Chemistry” |år=2002 |författare=Lois Fruen |utgivare=Kendall/Hunt Publishing |isbn=0-7872-9677-5 |språk=engelska |hämtdatum=25 februari 2015 }} {{Wayback|url=http://realscience.breckschool.org/upper/fruen/files/Enrichmentarticles/files/History.html |date=20150304162204 }}</ref>
<ref name=Zygmunt>{{tidskriftsref|författare=Zygmunt S. Derewenda, Z. S. Derewenda |år=2007 |titel=On wine, chirality and crystallography |tidskrift=Acta Crystallographica Section A: Foundations of Crystallography |volym=64|sidor=246–258 |doi=10.1107/S0108767307054293 |pmid=18156689 |nummer=Pt 1 |bibcode = 2008AcCrA..64..246D |språk=engelska |hämtdatum=25 februari 2015 }}</ref>
<ref name=Vallely>{{tidningsref|författare=Paul Vallely |url=http://www.independent.co.uk/news/science/how-islamic-inventors-changed-the-world-6106905.html |titel=How Islamic inventors changed the world |tidning=The Independent |datum=11 mars 2006 |språk=engelska |hämtdatum=25 februari 2015 }}</ref>
<ref name="chemistry">{{bokref| efternamn = Myers | förnamn = Richard | titel = The basics of chemistry | origår = 2003 | url = https://books.google.com/books?id=oS50J3-IfZsC& | hämtdatum = 2010-06-08 | utgivare = Greenwood Publishing Group | språk = engelska | isbn = 0-313-31664-3 | sid = 13-14 | kapitel = Chemistry in the Middle Ages | kapitelurl = https://books.google.com/books?id=oS50J3-IfZsC&pg=PA13&dq&hl=en#v=onepage&q&f=false}}</ref>

</references>

== Vidare läsning ==
;Populärvetenskap
* {{bokref |efternamn=Enghag |förnamn=Per |titel=Jordens grundämnen och deras upptäckt |år=1998-2000 |utgivare=Industrilitteratur |utgivningsort=Stockholm |språk=swe |libris=8233595 }}
* {{bokref |efternamn=Andersson |förnamn=Stig |medförfattare=Sonesson Artur, Vannerberg Nils-Gösta |titel=Kemin i samhället |utgåva=2., [omarb. och utök.] uppl. |år=1999 |utgivare=Liber |utgivningsort=Stockholm |språk=swe |isbn=91-47-01382-6 (inb.) |libris=8354174 }}
* {{bokref |författare=Atkins, P.W. |språk=engelska |titel=Galileo's Finger |utgivare=[[Oxford University Press]] |id={{ISBN|0-19-860941-8}}}}
* {{bokref |författare=Atkins, P.W. |språk=engelska |titel=Atkins' Molecules |utgivare=Cambridge University Press |id={{ISBN|0-521-82397-8}}}}
* {{bokref |författare=Stwertka, A. |språk=engelska |titel=A Guide to the Elements |utgivare=Oxford University Press |id={{ISBN|0-19-515027-9}}}}

;Introducerande studentlitteratur
* {{bokref |efternamn=Larsson |förnamn=Sven |titel=Fysikalisk kemi |utgåva=1. uppl. |år=2008 |utgivare=Studentlitteratur |utgivningsort=Lund |språk=swe |isbn=978-91-44-02182-9 |libris=10637980 }}
* {{bokref |efternamn=Bergström |förnamn=Lars |medförfattare=Johansson Erik |titel=Partiklarnas värld |år=1991 |utgivare=Studentlitteratur |utgivningsort=Lund |språk=swe |isbn=91-44-34251-9 |libris=7278069 }}
* {{bokref |efternamn=Ellervik |förnamn=Ulf |medförfattare=Sterner Olov |titel=Organisk kemi |utgåva=2. uppl. |år=2007 |utgivare=Studentlitteratur |utgivningsort=Lund |språk=swe |isbn=978-91-44-03721-9 (inb.) |libris=10454110 }}
* {{bokref |författare=Atkins, P.W., Overton, T., Rourke, J., Weller, M. and Armstrong, F. |språk=engelska |titel=Shriver and Atkins inorganic chemistry'|utgåva=4:e utgåvan |år=2006 |utgivare=Oxford University Press |id={{ISBN|0-19-926463-5}}}}
* {{bokref |författare=Chang, Raymond. |språk=engelska |titel=Chemistry |utgåva=6e utgåvan |utgivningsort= Boston |år=1998 |id={{ISBN|0-07-115221-0}}}}
* {{bokref |författare=Voet and Voet |språk=engelska |titel=Biochemistry |id={{ISBN|0-471-58651-X}}}}

;Avancerad student- eller akademisk litteratur
* {{bokref |författare= Atkins, P.W. |språk=engelska |titel=Physical Chemistry |utgivare=Oxford University Press |id={{ISBN|0-19-879285-9}}}}
* {{bokref |författare= Atkins, P.W. et al. |språk=engelska |titel=Molecular Quantum Mechanics |utgivare=Oxford University Press}}
* {{bokref |författare= McWeeny, R. |språk=engelska |titel=Coulson's Valence |utgivare=Oxford Science Publications |id={{ISBN|0-19-855144-4}}}}
* {{bokref |författare= Pauling, L. |språk=engelska |titel=The Nature of the chemical bond |utgivare=Cornell University Press |id={{ISBN|0-8014-0333-2}}}}
* {{bokref |författare= Pauling, L., and Wilson, E. B. |språk=engelska |titel=Introduction to Quantum Mechanics with Applications to Chemistry |utgivare=Dover Publications |id={{ISBN|0-486-64871-0}}}}
* {{bokref |författare= Smart and Moore |språk=engelska |titel=Solid State Chemistry: An Introduction |utgivare=Chapman and Hall |id={{ISBN|0-412-40040-5}}}}
* {{bokref |författare= Stephenson, G. |språk=engelska |titel=Mathematical Methods for Science Students |utgivare=Longman |id={{ISBN|0-582-44416-0}}}}

{{auktoritetsdata}}
{{rekommenderad}}

[[Kategori:Kemi| ]]
[[Kategori:Wikipedia:Basartiklar]]