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Teilgebiete der Chemie

Bereits ein flüchtiger Blick auf unsere Umgebung zeigt uns die alltägliche Gegenwart chemischer Prozesse und Strukturen: Jede Nahrung die wir aufnehmen besteht aus unterschiedlichen Substanzen bzw. Substanzgemischen; in unserem Körper erfolgen vielfältige Stoffveränderungen, die das Lösen und Knüpfen neuer chemischer Bindungen erfordern. Fast alle Gegenstände , die uns umgeben, sind in ihrer Entstehung an chemische Prozesse geknüpft, sei es ein metallisches Objekt, ein Kunststoff, ein Baumaterial oder eine Farbe. Unsere individuelle Beweglichkeit beruht auf chemischen Prozessen, die uns die Energie für die Ortsveränderungen liefern. Nutzen wir ein Transportmittel, so wird hier in den meisten Fällen chemische Energie in mechanische umgewandelt. Müssen wir nach Medikamenten greifen, so ist deren Herstellung und Wirkungsweise an chemische Strukturen und Reaktionen gebunden. Ja, selbst das Lesen dieses Textes ist ohne chemische Veränderung im Auge und innerhalb des Gehirns nicht möglich.

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Physikalische, chemische und biologische Vorgänge laufen seit Urzeiten in der Natur ab, lange bevor es Menschen und die von ihnen hervorgebrachten Wissenschaften gab. Mit ihrer Hilfe erkannte der Mensch die Naturzusammenhänge und vermochte in zunehmendem Maße, chemische Prozesse zur Verbesserung seiner Lebensgrundlagen zu nutzen.
Die modernen Naturwissenschaften erforschen und beschreiben häufig gleiche Objekte aus unterschiedlichem Blickwinkel. Zur Natur zählen alle materiellen Gegenstände, Strukturen und Prozesse in der unendlichen Mannigfaltigkeit ihrer Erscheinungsformen. Aus dieser Tatsache ergeben sich zwei wichtige Hinweise: Erstens ist eine absolute Abgrenzung der Naturwissenschaften voneinander nicht möglich; zweitens bedarf es für die Erforschung eines Objekts häufig des kooperativen Zusammenwirkens verschiedener Wissenschaften. Dennoch hat jede Wissenschaft ihre Spezifik - so auch die Chemie .

Die Naturwissenschaft Chemie untersucht den Aufbau, die Eigenschaften und die Umwandlung von Stoffen, insbesondere die stofflichen und energetischen Veränderungen, die mit der Lösung und Neubildung chemischer Bindungen einhergehen.

Im historischen Entwicklungsverlauf der chemischen Wissenschaft und der immer deutlicher werdenden Komplexität der Zusammenhänge, gliederten sich unterschiedliche Teilgebiete mit (relativ) eigenständigen Untersuchungs- und Anwendungsgebieten heraus, die jedoch allein niemals ein Objekt umfassend beschreiben können (Bild 1):

  • Anorganische Chemie
  • Organische Chemie
  • Theoretische (allgemeine Chemie)
  • Physikalische Chemie
  • Elektrochemie
  • Präparative Chemie
  • Analytische Chemie
  • Biochemie
  • Technische Chemie
  • Umweltchemie
  • Werkstoffchemie
  • Komplexchemie...

Im Laufe der Zeit kristallisierten sich unterschiedliche Teilgebiete der Chemie heraus. Eine strikte Abgrenzung zwischen den verwandten Disziplinen ist jedoch ebensowenig möglich wie die strikte Trennung der Chemie von den anderen Naturwissenschaften. Die Disziplinen Thermodynamik, Kinetik, Elektrochemie, theoretische und Kernchemie werden auch unter dem Oberbegriff physikalische Chemie zusammengefasst. Die Teilgebiete der Chemie sind auch nicht eindeutig fixiert. Man könnte z. B. auch die Fotochemie, die Fluorchemie usw. als relativ eigenständige Gebiete erfassen.

Lernhelfer (Duden Learnattack GmbH): "Teilgebiete der Chemie." In: Lernhelfer (Duden Learnattack GmbH). URL: http://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/chemie-abitur/artikel/teilgebiete-der-chemie (Abgerufen: 20. May 2025, 06:30 UTC)

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Entwicklung der chemischen Industrie (1851-1900)

In der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts wurde die klassische Chemie vollendet. Den Anorganikern gelang die Systematisierung der Elemente im Periodensystem. In der organischen Chemie erkannte man die Vierwertigkeit des Kohlenstoffs und die daraus resultierende tetraedrische Konfiguration des Kohlenstoffatoms. Die verschiedenen Formen der Isomerie und ihre Bedeutung wurden nachgewiesen und richtig interpretiert, darunter auch das Schlüssel-Schloss-Prinzip enzymatischer Reaktionen. Die Physikochemiker formulierten die Hauptsätze der Thermodynamik und begründeten die chemische Kinetik.
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Der Aufbau der klassischen Chemie (1800-1850)

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Rationalisierung der chemischen Denk- und Arbeitsweisen (1700- 1800)

Das 18. Jahrhundert ist aus chemischer Sicht das Jahrhundert der Verbrennungstheorien und in den ersten 75 Jahren geprägt durch die „Phlogistontheorie“. Obwohl diese durch LAVOISIER 1777 eindeutig widerlegt wurde, trug sie wesentlich zur Weiterentwicklung der Chemie bei. In ihrem Bestreben, das Phlogiston nachzuweisen, entdeckten die Forscher 20 neue Elemente, darunter Sauerstoff und Chlor, sowie eine Vielzahl neuer Verbindungen. Experimentelle Techniken wurden weiterentwickelt und die Chemie zunehmend in den Dienst der sich entwickelnden Industrie gestellt. Vor allem aus ökonomischen Gründen lehnten die Phlogistiker die Alchemie ab und stellten sich neue, rationale Ziele.
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LAVOISIER erkannte die Rolle des Sauerstoffs bei der Verbrennung, Atmung und Gärung und entwickelte die erste wissenschaftlich fundierte Theorie der Oxidationsprozesse. Mit seinen Arbeiten bestätigte er das Gesetz der Erhaltung der Masse, begründete die Verbrennungsanalyse und schuf wichtige Voraussetzungen für die Entwicklung der klassischen Chemie.

Alchemie – von der römischen Antike bis ins Mittelalter (0001-1500)

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Aufgrund der vielen kriegerischen Auseinandersetzungen im ersten Jahrtausend und der Konflikte der Naturwissenschaften mit den herrschenden Religionen (Christentum, Islam) konnte sich die Alchemie nur langsam entwickeln. Besonderen Aufschwung erfuhr die „schwarze Kunst“ in Arabien im 8. bis 10. Jahrhundert und – trotz der Inquisition – im mittelalterlichen Europa nach der Gründung der ersten Universitäten. Erst in dieser Zeit wurde der Begriff „Alchemie“ (vermutlich aus dem arabischen Wort al-kimiya) geprägt. Einige „Philosophen“ vertraten alchemistische Theorien noch im 19. Jahrhundert, obwohl diese in der Neuzeit schnell wissenschaftlich widerlegt werden konnten.

Das Zusammenwirken von Biologie und Chemie

Jede einzelne naturwissenschaftliche Disziplin beschäftigt sich nur mit Teilbereichen der Natur unter ganz bestimmten, ausgewählten Gesichtspunkten. Unsere natürliche Umwelt ist aber ein einheitliches Ganzes. Um Erscheinungen der Natur richtig und vollständig zu verstehen, müssen meist Erkenntnisse aus verschiedenen naturwissenschaftlichen Gebieten einbezogen werden. So erfolgt zwar sowohl in der Biologie als auch in der Chemie eine Schwerpunktsetzung und die Herausstellung eines Hauptuntersuchungsfelds, jedoch kommt es immer mehr zu inhaltlichen und methodischen Überschneidungen. In der Biochemie ist das besonders ausgeprägt.

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