Khoa học là một thuật ngữ chung dùng để mô tả việc nghiên cứu nghiêm ngặt và có nguyên tắc về thế giới tự nhiên. Nhiều ngành liên kết với nhau thuộc khái niệm rộng hơn này. Ví dụ, vật lý là nghiên cứu về chuyển động và lực. Sinh học là nghiên cứu về các sinh vật sống. Địa chất là nghiên cứu về Trái đất và các loại đá và khoáng chất mà nó bao gồm. Hóa học là nghiên cứu về thành phần của vật chất và những biến đổi mà vật chất đó trải qua.
Vật chất là bất cứ thứ gì có khối lượng và chiếm không gian. Hầu như mọi thứ xung quanh chúng ta đều là vật chất, bao gồm cả vật sống và vật không sống. Hóa học ảnh hưởng đến hầu hết mọi thứ chúng ta nhìn thấy và mọi hành động chúng ta thực hiện. Hóa học giải thích vì sao sữa để trong tủ lạnh quá lâu lại bị chua. Hóa học giải thích tại sao một số chất gây ô nhiễm gọi là chlorofluorocarbons đã gây thiệt hại lâu dài cho tầng ozone của hành tinh chúng ta. Hóa học giải thích tại sao lá cây rụng lá chuyển từ màu xanh vào mùa hè sang nhiều sắc thái đỏ và vàng khác nhau vào mùa thu.
Hóa học chạm đến mọi lĩnh vực trong cuộc sống của chúng ta. Thuốc chúng ta dùng, thực phẩm chúng ta ăn, quần áo chúng ta mặc – tất cả những vật liệu này và nhiều thứ khác, theo cách này hay cách khác, đều là sản phẩm của hóa học.
Các nhà hóa học nhìn thế giới theo hai cách, thường là đồng thời. Hai thế giới của nhà hóa học là thế giới vĩ mô và thế giới vi mô.
Vĩ mô đề cập đến các chất và vật thể có thể nhìn thấy, chạm vào và đo lường trực tiếp. Kính hiển vi dùng để chỉ các hạt nhỏ tạo nên mọi vật chất. Các nhà hóa học phải quan sát vật chất và thực hiện các thí nghiệm ở cấp độ vĩ mô, sau đó đưa ra những khái quát hóa và đề xuất những giải thích có tính chất vi mô.
Ví dụ, bất cứ ai cũng có thể quan sát sự thay đổi vật lý về hình thức xảy ra khi một vật bằng sắt chẳng hạn như một chiếc máy kéo bị bỏ quên trong các bộ phận dần dần chuyển sang rỉ sét. Tuy nhiên, một nhà hóa học nhìn vào chiếc máy kéo rỉ sét và nghĩ về điều gì đang xảy ra với từng nguyên tử riêng lẻ tạo nên sắt và chúng biến đổi như thế nào khi tiếp xúc với oxy trong không khí và nước mưa. Trong suốt quá trình học hóa học, bạn sẽ thường xuyên chuyển đổi qua lại giữa thế giới vĩ mô và vi mô.
Xà phòng liên quan đến hóa học như thế nào?
Hóa học ảnh hưởng đến mọi lĩnh vực trong cuộc sống của chúng ta. Đây chỉ là một ví dụ về hoạt động hóa học – việc tạo ra xà phòng. Xà phòng từng được tạo ra bằng cách đun sôi mỡ động vật trong tro – sản phẩm rất cứng trên da và không dễ chịu khi sử dụng. Ngày nay, việc sản xuất xà phòng bao gồm các quy trình hóa học phức tạp để cung cấp nhiều loại xà phòng cho các loại da khác nhau. Màu sắc và mùi có thể được tùy chỉnh cho trải nghiệm cá nhân đó.
Cái này được làm bằng gì? Làm thế nào chúng ta có thể sản xuất vật liệu này nhanh hơn và với chi phí thấp hơn? Sản phẩm này sẽ gây hại hay giúp ích cho chúng ta? Tất cả những câu hỏi này có thể được trả lời bằng khoa học hóa học.
Tóm lại
- Hóa học là nghiên cứu về vật chất và những thay đổi nó trải qua.
- Hóa học xem xét cả thông tin vĩ mô và vi mô.
Ôn tập
- Cho hai ví dụ về hóa học trong cuộc sống hàng ngày của bạn.
- Thế giới vĩ mô là gì?
- Thế giới vi mô là gì?
Tìm hiểu thêm
- Đọc nhãn trên sản phẩm thực phẩm chế biến sẵn (ví dụ: bánh mì, ngũ cốc, món tráng miệng). Liệt kê tất cả các thành phần có trong sản phẩm. Tra cứu từng thành phần trên Internet và viết ra tác dụng của nguyên liệu đó trong sản phẩm thực phẩm.
- Chọn sở thích hoặc hoạt động yêu thích của bạn. Liệt kê tất cả các vật dụng bạn sử dụng trong hoạt động hoặc sở thích đó. Với mỗi món đồ, hãy tìm hiểu xem hóa học đã góp phần tạo ra hoặc vận hành món đồ đó tốt hơn như thế nào.
