معرفی رشته شیمی و زیرشاخه های آن

شیمی یکی از بهترین و کاربردی‌ترین رشته‌های دانشگاهی است، به شرط آنکه اهلش باشید و بتوانید از پس فرمول‌ها و پیچیدگی‌های این رشته بربیایید. بد نیست بدانید یکی از بالاترین تولیدات علمی در کشور، متعلق به دانشمندان ایرانی در این رشته است. اما پیش از انتخاب رشته شیمی به نکات زیر توجه فرمایید. 

شیمی گاهی اوقات “علم اصلی” خوانده می‌شود ، زیرا فیزیک را با سایر علوم طبیعی مانند زمین شناسی و زیست شناسی می‌پیوندد.

شیمی مطالعه ماده و خصوصیات آن است.

حوزه‌های فرعی شیمی عبارتند از: شیمی تحلیلی ، بیوشیمی ، شیمی معدنی ، شیمی آلی ، شیمی فیزیکی و شیمی بیوفیزیکی.شیمی شاخه علوم طبیعی است که به ترکیب ماده و تغییراتی که در اثر واکنش‌های شیمیایی متحمل می‌شود ، می‌پردازد. ماده ای که دارای جرم است و فضای زیادی را اشغال می‌کند (دارای حجم است) و تقریباً همه چیز را در جهان تشکیل می‌دهد.

شیمی مطالعه ماده و واکنش‌های شیمیایی بین مواد است. شیمی همچنین مطالعه ترکیب ، ساختار و خواص ماده است. ماده در اصل هر چیزی در جهان است که فضا را می‌گیرد و دارای انبوه است.

شیمی یعنی حفظ کردن صدها فرمول، عدد و رقم . این تصور بسیاری از دانش‌آموزان دبیرستانی است . تصوری که به اعتقاد دکتر جمشید مفیدی از دبیرستان‌ها نشأت می‌گیرد چرا که حجم مطالب کتاب شیمی دبیرستانی زیاد و فرصت تدریس محدود است و به ناچار دبیران و محصلان به جای درک و استدلال مفاهیم، به سوی مسایل ذهنی و حفظی کشیده می‌شوند. در حالی که شیمی تلفیقی از مهارتهای ذهنی و استدلالی است و اگر کسی بخواهد در این رشته موفق گردد باید در هر دو زمینه توانمند باشد و حتی می‌توان گفت که قدرت استدلال بیش از قدرت حافظه در این رشته اهمیت دارد چون حافظه فقط می‌تواند به کار سرعت بدهد اما حلال مشکلات نیست.وی همچنین معتقد است که دانشجوی این رشته لازم است در دروس ریاضی، شیمی و فیزیک قوی باشد و رشته شیمی را دوست بدارد یعنی از مطالعه درس شیمی لذت ببرد و خسته نشود.«دانشجوی شیمی باید به شیمی علاقه‌مند باشد نه این که رشته شیمی در فرم انتخاب رشته، انتخاب چهلم و پنجاهم او باشد. همچنین دانشجو باید مثل مارگیرهای قدیمی که مار را می‌گرفتند و از آن استفاده بهینه می‌کردند، شجاع بوده و وسواس نداشته باشد چون بعضی از مواد شیمیایی مثل مار خطرناکند اما اگر کسی طرز استفاده از همین مواد را بلد باشد، موادی قابل کنترل و بسیار مفید هستند.»وضعیت ادامه تحصیل در مقاطع بالاتر :رشته شیمی در ایران تا مقطع دکترا تدریس می‌شود.دوره کارشناسی ارشد شیمی دوره‌ای با گرایشهای تخصصی در پنج گرایش (شیمی آلی ، شیمی تجزیه ، شیمی معدنی ، شیمی فیزیک ، شیمی کاربردی ) است.دوه دکترای شیمی نیز پس از دوره کارشناسی ارشد در دو بخش «آموزشی و پژوهشی» ارائه می‌گردد.رشته‌های مشابه و نزدیک به این رشته :این رشته دارای واحدهای مشابه با رشته مهندسی شیمی می‌باشد.وضعیت نیاز کشور به این رشته در حال حاضر:شهرام سعادت دانشجوی این رشته نیز با اشاره به اشتغال‌زایی این رشته می‌گوید:«شیمی رشته‌ای است که هم برای فارغ‌التحصیلان شیمی و هم برای افراد مختلف جامعه فرصت شغلی ایجاد می‌کند. برای مثال با ایجاد هر شغل در صنعت پتروشیمی حدود بیست شغل در صنایع پایین دستی و وابسته به وجود می‌آید.»دکتر رفیعی در تایید این سخن می‌گوید:«تنها کافی است وضعیت واردات کشور خودمان را بررسی کنیم تا به واقعیت سخن لینوس پاولینگ پی ببریم. چون درحال حاضر کشور ما هر ساله حدود 5 میلیارد دلار صرف خرید 3500 کالای شیمیایی می‌کند. یعنی ما یک کیلو نفت را 10 سنت می‌فروشیم آن وقت یک کیلو از مواد شیمیایی را 40 هزار ، 50 هزار و حتی بعضی از داروهای شیمیایی را تا 100 هزار دلار خریداری می‌کنیم .این در حالی است که کشور ما به دلیل داشتن هیدرو کربن‌ها، منابع معدنی و همچنین نیروی انسانی متخصص می‌تواند کالاهای شیمیایی بسیاری را تولید کند. کاری که چین انجام داد و توانست با کمترین امکانات ، بازار کالاهای شیمیایی دنیا را قبضه کند. »وی در ادامه می‌گوید:«در ضمن باید توجه داشت که خرید کالاهای شیمیایی نه تنها به بودجه کشور فشار سنگینی وارد می‌کند بلکه فرصت‌های شغلی صدها فارغ‌التحصیل رشته شیمی را نیز از بین می‌برد. افرادی که باید با استفاده از منابع اولیه کشور به تولید کالاهای شیمیایی بپردازند. »گرایش های شیمی در مقطع کارشناسی ارشد!دوره کارشناسی ارشد شیمی دوره‌ای با گرایش‌های تخصصی در شش گرایش (شیمی آلی ، شیمی معدنی، شیمی تجزیه، شیمی فیزیک،نانوشیمی ،فیتوشیمی و بیو شیمی) است.

شیمی آلی

زمینه‌ای است که از دیدگاه تکنولوژی اهمیتی فوق‌العاده دارد. شیمی آلی شیمی رنگ و دارو ، کاغذ و مرکب ، رنگینه‌ها و پلاستیک‌ها ، بنزین و لاستیک چرخ است. شیمی آلی، شیمی غذایی است که می‌خوریم و لباسی است که می‌پوشیم. از جمله فرصت‌های شغلی ممکن می توان برای افراد متخصص در این گرایش می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:سنتز ترکیبات آلی: کار درمراکز داروسازی و کمک به سنتز دارو ومواد آرایشی بهداشتی.طیف سنجی آلی: کار در آزمایشگاه‌های شناسایی مواد شیمیایی کنترل کیفی.صنایع شیمی آلی و پلیمر: ارتباط تنگاتنگی بین شیمی آلی و شیمی پلیمر وجود دارد. سنتز پلیمرهای جدید، اصلاح ساختار پلیمرها به منظور بهبود خواص آن‌ها و ایجاد خواص جدید برای کاربردهای خاص می‌تواند انگیزه‌ای برای کارخانجات و مراکز علمی برای استفاده از یک کارشناس ارشد شیمی آلی باشد.سینتیک و مکانیزم واکنشهای آلی: بسیاری از صنایع فعال شیمی مخصوصا “بخش‌های درگیر با پترشیمی و نفت شاخه‌ای از شیمی آلی هستند که با بررسی مکانیسم واکنش‌ها و سنتیک آن‌ها می‌توان اطلاعات ارزشمندی بدست آورد و برای ساخت کاتالیزورهای جدید و افزایش سرعت واکنش‌ها و نیز افزایش راندمان تولید از آن‌ها استفاده کرد که اینهه همه از تخصص‌های یک شیمی‌دان آلی است.

شیمی معدنی

شاخه بزرگی از علم شیمی است که بطور کلی شامل بررسی ، تحلیل و تفسیر نظریه‌های خواص و واکنشهای تمام عناصر و ترکیبات آنها به غیر از ترکیبات آلی می باشد.به عبارت دیگر می‌توان چنین اظهار نظر کرد که شیمی معدنی کلیه موادی را که از جمله ترکیبات کربن نباشند، به استثنای اکسیدهای کربن و دی‌سولفید کربن دربرمی‌گیرد. فارغ التحصیلان رشته شیمی معدنی در مراکز علمی و پژوهشی می توانند به بررسی- کاتالیزگرها - شیمی آلی فلزی - صنایع معدنی - مطالعات الکتروشیمیایی کمپلکس های معدنی و نانو ذرات بپردازند و نیز در صنایع مختلفی مانند استخراج مواد شیمیایی از منابع معدنی ،تولید انواع مواد شوینده، ضدعفونی کننده ،پاک کننده و… مشغول به کار شوند.

شیمی تجزیه

کنترل کیفیت: محصول بیشتر صنایع تولیدی نیازمند به تولید با کیفیت یکنواخت هستند. برای کسب اطمینان از برآورده شدن این نیازمندی، مواد اولیه و همچنین محصول نهایی تولید شده مورد تجزیه‌های شیمیایی وسیعی قرار می‌گیرند.نمایش و کنترل آلوده کننده‌ها: فلزات سنگین پسمانده‌های صنعتی و حشره کشهای آلی کلردار ، دو مشکل کاملا شناخته شده مربوط به ایجاد آلودگی هستند. به منظور ارزیابی چگونگی توزیع و عیار یک آلوده کننده در محیط ، به یک روش تجزیه‌ای حساس و صحیح نیاز است و در کنترل پسابهای صنعتی ، تجزیه شیمیایی روزمره حائز اهمیت است.مطالعات پزشکی و بالینی: عیار عناصر و ترکیبات مختلف در مایعات بدن ، شاخصهای مهمی از بی نظمی‌های فیزیولوژیکی می‌باشند.وجود قند بالا در ادرار که نشانه‌ای از یک حالت دیابتی است و وجود سرب در خون ، از شناخته‌ترین مثالها در این زمینه می‌باشد. که همه به تجزیه کیفی و کمی نیاز دارندعیارگیری: از دیدگاه تجارتی در برخورد با مواد خام نظیر سنگهای معدنی ، ارزش سنگ معدن ، از روی فلز موجود در آن تعیین می‌شود. این موضوع ، مواد با عیار بالا را نیز غالبا شامل می‌شود. بطوری که حتی تفاوت کم در غلظت می‌تواند از نظر تجاری تاثیر قابل ملاحظه‌ای داشته باشد. بنابراین یک روش تجزیه‌ای قابل اعتماد و صحیح از اهمیت اساسی برخوردار است.

شیمی فیزیک

شیمی فیزیک بخشی از علم شیمی است که در آن ، از اصول و قوانین فیزیکی ، برای حل مسائل شیمیایی استفاده می‌شود. به عبارت دیگر ، هدف از شیمی فیزیک ، فراگیری اصول نظری فیزیک در توجیه پدیده‌های شیمیایی است. برای آشنایی بیشتر با علم شیمی فیزیک ، باید با زیر مجموعه‌های این علم آشنا شویم و اهداف این علم را در دل این زیر مجموعه‌ها بیابیم. در کشور ما بیشتر فرصت‌های شغلی شیمی فیزیک در مراکز پژوهشی و علمی است که می‌تواند به تغییرات بسیار مهمی در صنایع مختلف شیمی منجر شود. با بررسی، تعیین سمت و سوی واکنش، تعادل در واکنش های شیمیایی و تعادلات فازی، تغییرات انرژی، الکتروشیمی و سینتیک شیمیایی (Chemical Kinetic)می‌توان صنایع مختلف شیمی را به سمتی هدایت کرد که بیشترین سود ممکن را بدست آورد و همچنین از اتلاف انرژی جلوگیری و راندمان تولید محصول را افزایش داد.

نانو شیمی

برای شروع بهتر است تعریفی عام از علم فناوری نانو داشته باشیم . این فناوری پدیده هزاره سوم می باشد و ورود به این عرصه اجتناب ناپذیر است. در واقع این زمینه را نمی توان به عنوان رشته جدیدی معرفی کرد بلکه رویکردی جدید به کلیه علوم و فنون موجود در مقیاس نانو است .اگر از دیدگاه شیمی و مهندسی شیمی به فناوری نانو نگریسته شود، می توان گفت رشته نانو شیمی تقریباً در تمامی علوم و فنون به کار می رود.به عبارت دیگر در زمینه های مختلفی از جمله سوخت ، پلیمر ، رنگ ، ساخت و ساز ، پوشاک ، دارو ، غذا و به طور کلی هر آنچه که به شیمی و مهندسی شیمی مر بوط می شود، می توان از مزایای اینف : فناوری بهره جست. بیشتر: بت فوروارد بیشتر بخوانید

فیتوشیمی

فیتوشیمی دانش بررسی و مطالعه ترکیبات شیمیایی گیاهی است. به بیان دیگرمی توان گفت شاخه ای از علم شیمی است که موضوع آن، مطالعه ترکیبات شیمیایی گیاهان است. از جمله این ترکیبات، متابولیت های ثانویه گیاهی است. در مفهومی اختصاصی تر، فیتوشیمی با شیمی گیاهان دارویی مرتبط است و در طول قرون متمادی بسیاری از ترکیبات گیاهی نقشی اساسی درصنایع داروسازی داشته اند. تکنیک های رایج دراین علم عبارتند از: استخراج و جدا سازی، تغلیظ، آنالیز و تکنیک های کروماتوگرافی و الکتروفورزکه در نهایت شناخت فرمولهای دقیق ساختاری و مسیرهای بیوسنتزی را امکان پذیر می سازد. شواهد فیتوشیمیایی از جمله شواهد و صفات مورد استفاده در طبقه بندی های فیلوژنتیکی هستند، به گونه ای که در گونه های دارای قرابت و خویشاوندی با یکدیگر، ترکیبات مشابهی یافت می شود اما همیشه نیز این گونه نیست.

بیوشیمی

بیوشیمی علمی با پهنای وسیع و نا محدود است و این علم تمامی علوم پایه ای را در خود جا داده است. تاریخچه این علم به 100 سال نمی رسد ولیکن در طول 50 سال اخیر پیشرفت های خیلی چشمگیری در این زمینه صورت گرفته . بیوشیمی پایه ی ملکولی یک موجود زنده و واکنش هایی که در طول آن رخ می دهد تا فعالیت های آن را مورد بررسی قرار می دهد . امروزه با کشف پروتئین های خاص در درون سلولی کنتیک آنزیمی مورد بررسی قرار می گیرد .بیوشیمی شامل 3 رشته است .1- Structural biochemistryبیوشیمی ساختمانی : علمی که به بررسی ساختار یک مولکول مثل پروتئین یا لیپید و یا ... می پردازد .2- Metabolic biochemistryبیوشیمی متابولیکی: علمی که به بررسی واکنشهای متابولیکی و مسیر هایی که مواد مغذی ( nutrient) مثل کربوهیدرات ها ، پروتئین ها و چربی ها قرار می گیرند را مورد بررسی قرار می دهد .3-clinical biochemistryبیوشیمی کلینیکی: به بررسی علل بروز بیماری می پردازد .امروزه به طور صد در صد مشخص شده است که بیشتر بیماری هایی که داخلی هستند و توسط عوامل خارجی مثل تصادفات بروز نمی کنند پایه بیوشیمیایی دارند مثلاً دیابت .بیوشیمی ارتباطات بیماری ها را مورد مطالعه قرار می دهد . 90 تا 95 % بیماری ها تحت تاثیر اختلالات مسیر های بیوشیمی و مهار کننده های شیمیایی ایجاد می شوند . ( بیماری هایی در دام و انسان )