Кіріспе
Химияны зерттеуде оқытылған ғалым. Химик (грекше chēm(ía) алхимиясынан; орта ғасырлық латын тілінен алынған chymist сөзінен ауыстырылған) – химияны зерттеуде оқытылған немесе тиісті салада ресми түрде оқуға қабылданған ғалым. Химиктер материяның құрамын және оның қасиеттерін зерттейді. Химиктер зерттейтін қасиеттерін молекулалар мен олардың құрамдас бөліктері – атомдар деңгейінде егжей-тегжейлі сипаттап, сандық көрсеткіштермен түсіндіреді. Химиктер заттардың пропорцияларын, химиялық реакциялардың жылдамдығын және басқа химиялық қасиеттерін мұқият өлшейді. Ұлт Достастығы елдерінің тілінде фармацевттерді көбінесе химиктер деп атайды. Химиктер өз білімдерін белгісіз заттардың құрамын және қасиеттерін анықтау үшін, сондай-ақ пайдалы табиғи заттардың көп мөлшерін өндіру және синтездеу үшін, жаңа жасанды заттар мен пайдалы процестерді жасау үшін пайдаланады. Химиктер химияның кез келген саласына мамандануы мүмкін. Материалдар ғалымдары мен металлургтер химиягерлермен ұқсас білім мен дағдыға ие. Химиктердің жұмысы көбінесе химиялық инженерлердің жұмысымен байланысты, олар ең тиімді химиялық зауыттарды дұрыс жобалау, салу және бағалаумен айналысады және химиялық заттар мен олармен байланысты өнімдерді коммерциялық масштабта өндіру үшін жаңа процестер мен әдістерді әзірлеуде өнеркәсіптік химиктермен тығыз жұмыс істейді.
A chemist (from Greek chēm(ía) alchemy; replacing chymist from Medieval Latin alchemist) is a graduated scientist trained in the study of chemistry, or an officially enrolled student in the relevant field. Chemists study the composition of matter and its properties. Chemists carefully describe the properties they study in terms of quantities, with detail on the level of molecules and their component atoms. Chemists carefully measure substance proportions, chemical reaction rates, and other chemical properties. In Commonwealth English, pharmacists are often called chemists. Chemists use their knowledge to learn the composition and properties of unfamiliar substances, as well as to reproduce and synthesize large quantities of useful naturally occurring substances and create new artificial substances and useful processes. Chemists may specialize in any number of subdisciplines of chemistry. Materials scientists and metallurgists share much of the same education and skills with chemists. The work of chemists is often related to the work of chemical engineers, who are primarily concerned with the proper design, construction and evaluation of the most cost effective large scale chemical plants and work closely with industrial chemists on the development of new processes and methods for the commercial scale manufacture of chemicals and related products.
Химия тарихы
Химияның бастауы өртеу құбылысына барып тіреледі. От – бір затты екіншісіне айналдыратын, түсініксіз күш болғандықтан, адамзат үшін ең маңызды нәрсе саналды. Оттың арқасында темір мен шыны ашылды. Алтын табылғаннан кейін, көптеген адамдар басқа заттарды алтынға айналдырудың жолын табуға тырысты. Осының нәтижесінде алхимия деп аталатын ғылым пайда болды. «Химик» сөзі нео-латын тіліндегі chimista сөзінен шыққан, ол алхимист (alchimista) сөзінің қысқартылған түрі. Алхимиктер қазіргі химияның дамуына ықпал еткен көптеген химиялық процестерді ашты. Химия, біз бүгін білетіндей, Антуан Лавуазье 1783 жылы массаның сақталу заңын ашқаннан кейін қалыптасты. Химиялық элементтердің ашылуының ұзақ тарихы бар, ол Дмитрий Менделеевтің периодтық кестесін жасауымен аяқталды. 1901 жылы тағайындалған химия саласындағы Нобель сыйлығы ХХ ғасырдың басынан бергі химиялық жаңалықтардың толық шолуын ұсынады. Бірінші дүниежүзілік соғыс кезінде Вашингтон Ғылым академиясының мәжілісінде, ең жақсы химиктері бар тарап соғысты жеңіп шығады делінген.
Ресми білім беру
Химик мамандығын меңгеру үшін, әдетте химия бойынша кемінде төрт жылдық бакалавр дәрежесі қажет. Дегенмен, көптеген лауазымдар, әсіресе ғылыми-зерттеу саласындағыларына ғылым магистрі немесе философия докторы (PhD) талап етіледі. Бакалавриат білім беру бағдарламалары математика мен физикаға, сондай-ақ химияға ерекше назар бөледі, себебі химия «орталық ғылым» деп аталады, сондықтан химиктер ғылым туралы жан-жақты білімге ие болуы тиіс. Магистрлік және жоғары деңгейдегі студенттер белгілі бір салаға маманданады. Мамандану салаларына биохимия, ядролық химия, органикалық химия, бейорганикалық химия, полимерлік химия, аналитикалық химия, физикалық химия, теориялық химия, кванттық химия, экологиялық химия және термохимия кіреді. Кейбір лауазымдарға докторантурадан кейінгі тәжірибе талап етуі мүмкін. Химиямен айналысатын, бірақ химия білімі бар білімді қажет ететін күрделілікте емес жұмысшылар химиялық техниктер деп аталады. Мұндай техниктер көбінесе сапаны бақылау үшін немесе клиникалық зертханаларда қарапайым, жүйелі талдаулар сияқты жұмыстарды жасайды, олардың білімі әдетте орта білім беру деңгейінде болады. Химиялық технолог химиялық техникке қарағанда білімі немесе тәжірибесі артық, бірақ химикке қарағанда кем, көбінесе ғылымның басқа саласы бойынша бакалавр дәрежесіне ие, сонымен қатар химия бойынша орта білім беру деңгейіндегі білімі (немесе химияға қатысты көптеген кредиттер) немесе химиялық техникпен бірдей білімі, бірақ тәжірибесі мол. Химиялық технолог болуға арналған жекелеген білім беру бағдарламалары да бар, олар студенттің кәсіби химик болуға қызығушылық танытқан жағдайда талап етілетін білімнен біршама ерекшеленеді. Химиялық технолог химиялық талдау жүргізуге қажетті жабдықтарды басқару және пайдалануға химиялық техникке қарағанда көбірек қатысады. Олар шикізаттың, аралық өнімдердің және дайын өнімдердің сапасын талдауды жүзеге асыратын химиялық зертхана тобының мүшесі болып табылады. Сонымен қатар, олар қоршаған ортаның сапасын бақылау және химиялық зауыттың жұмыс істеу кезеңдеріндегі функцияларды орындайды.
Оқыту
Химиялық технологтарға тиісті дәрежеде (немесе аспирантура арқылы алынған) әдеттегі оқытудан өзге, химик химиялық құбылыстарға қатысты толыққанды түсінік алу үшін дайындалады, осы арқылы химияға байланысты жұмыстарда нақты мақсатқа жету үшін қадамдарды жоспарлау қабілетіне ие болады. Химия саласындағы біліктілік деңгейі (білім, тәжірибе және жеке жетістіктер арқылы бағаланады) жоғарылаған сайын, химикке жүктелетін жауапкершілік те артады және тапсырма күрделене түседі. Химия өте көп салалы болғандықтан, әртүрлі білім және тәжірибе деңгейі бар қызметкерлер мен ғалымдарға түрлі міндеттер мен мақсаттар беріледі. Әрбір лауазымның нақты атауы лауазымның өзіне, индустрия түріне, тапсырманың тұрақтылығына, мекеменің қазіргі қажеттіліктеріне, мекеменің мөлшеріне немесе жұмысқа алушы фирмаға, фирманың философиясы мен басқару принциптеріне, жұмыс іздеушінің біліктілігі мен жеке жетістіктеріне, экономикалық жағдайларға (мысалы, рецессияға) және тағы да басқа факторларға байланысты өзгереді. Осы факторлардың салдарынан химиямен байланысты қызметкерлердің рөлдерін білім деңгейіне сәйкес стандарттау қиын. Осы факторлар лауазымдардың нақты атауларына әсер ететіндіктен, кейбір химиктер техникалық міндеттерді орындаудан бастаса, ал басқалары техникалық маманға қарағанда күрделірек міндеттерді, мысалы, ресми қолданбалы зерттеулерді, басқаруды немесе қадағалауды орындай бастауы мүмкін, бұл міндеттердің барлығы да сол лауазымның құзыретіне кіреді. Химикке берілетін қадағалау деңгейі де осыған ұқсас түрде өзгереді, оған әсер ететін факторлар да химияшыға қойылатын талаптарға ұқсас. Химия мамандығына қызығушыларға білім мен жұмыс тәжірибесіне байланысты қызмет түрлерінің алуандығын білу маңызды. Бакалавр дәрежесін алған химиктер көбінесе зерттеуге көмек көрсетумен (зерттеуге бағытталған жұмыста аға химиктердің басшылығымен жұмыс істейді) немесе бизнес, ұйым немесе мекеменің химиямен байланысты аспектілерімен (сапаны бақылау, сапаны қамтамасыз ету, өндіріс, формула жасау, тексеру, әдістемелерді растау, химиялық құралдардың жұмысын тексеру, нормативтік талаптар, қажеттілік бойынша техникалық қызметтер, ғылыми зерттеу мақсатында емес химиялық талдау – мысалы, сотқа қатысты талаптар, сынақтар немесе мемлекеттік және коммерциялық емес ұйымдар үшін) айналысады. Химиктер қоршаған ортаны бағалау және саралау саласында да жұмыс істей алады. Басқа жұмыс орындарына химиялық өнімдерді сату және маркетинг, химиямен байланысты құралдар немесе техникалық жазу кіруі мүмкін. Тәжірибесі артаған сайын, химиктер осы ұйымдарда тәуелсіздік пен басшылық немесе басқару рөлдерін атқаруы мүмкін. Тәжірибесі жоғары химиктер химиямен байланысты мекеменің басқарушысы, жетекшісі, кәсіпкер немесе химиялық кеңесші болу үшін жұмысын ауыстыруы мүмкін. Кейбір химиктер өз білімі мен тәжірибесін қосымша біліктілікпен үйлестіріп, түрлі қызметтер ұсынады (мысалы, сот-медициналық химия, химиялық бағдарламалық құралдарды әзірлеу, патенттік құқық мамандары, экологиялық құқық фирмасының қызметкерлері, ғылыми жаңалықтарды жариялаушылар, инженерлік жобалаушылар және т.б.). Ал ғылым магистрі (M.S.) дәрежесін алған химиктер химия саласында тәуелсіздік, басшылық және жауапкершілікке ие болуға бакалавр дәрежесін алғандарға қарағанда аз тәжірибемен ертерек мүмкіндік алады. Кейде M.S. дәрежесіндегі химиктерге бакалавр дәрежесіндегі химиктерге қарағанда күрделірек міндеттер жүктеледі, тіпті олардың жұмыс тәжірибесі бірдей болса да. Кейбір лауазымдарға тек химия бойынша магистр дәрежесін алғандар ғана қабылданады. Жоғары тәжірибесі бар, бірақ Ph.D. дәрежесі жоқ жақсы химиктер қолданбалы зерттеулермен айналысуға рұқсат алғанымен, зерттеу лауазымдарына көбінесе Ph.D. дәрежесі бар химиктер қабылданады және ірі химиялық мекемелердегі жоғары басшылық лауазымдарға олар артықшылық танытады. Зерттеуге бағытталған кейбір лауазымдарға тек Ph.D. дәрежесі бар химиктер ғана қабылданады. Нақты қаражат пен ресурстармен жаңа химиялық қосылыстарды табуға немесе жаңа ғылыми теорияларды дамытуға бағытталған жұмыстарға көбінесе Ph.D. дәрежесі қажет. Ph.D. дәрежесін алған химиктер көбінесе мекеменің ғылыми-зерттеу және дамыту бөлімінде жұмыс істейді және университеттерде профессор болып қызмет етеді. Зерттеу университетері мен ірі университеттердегі профессорлардың көпшілігі Ph.D. дәрежесіне ие, ал кейбір зерттеу орталықтары аспирантурадан кейінгі тәжірибе талап етеді. Кіші колледждер (соның ішінде кіші төрт жылдық колледждер немесе бакалавриат студенттеріне арналған зерттеусіз университеттер) және колледждер де M.S. дәрежесі бар химиктерді профессорлар ретінде жұмысқа алады (сондай-ақ кейде ірі университеттер уақытша оқытушылар немесе қызметкерлерді жалдайды), бірақ лауазымдар шектеулі болғанда және үміткерлер көп болғанда, Ph.D. дәрежесі бар үміткерлерге артықшылық беріледі.
Жұмыспен қамту
Көптеген химиктер өз өмірін зертханаларда бастайды. Көбінесе химиктер жасанды интеллектті де қолдануы мүмкін, мысалы, жаңа дәрілерді ашу үшін.
Ішкі салалар
Химия әдетте бірнеше негізгі тармаққа бөлінеді. Химияның бірнеше маңызды пәнаралық және мамандандырылған салалары да бар. Химияның түрлі тармақтары, сондай-ақ биология, медицина, физика, радиология және бірнеше инженерлік салалар сияқты басқа ғылыми салалар арасында көптеген байланыстар бар. Аналитикалық химия – материалдық үлгілерді олардың химиялық құрамы мен құрылымын анықтау үшін талдау. Аналитикалық химия химиядағы стандартталған тәжірибелік әдістерді қамтиды. Бұл әдістер химияның барлық тармақтарында қолданылуы мүмкін, тек қана теориялық химияны қоспағанда. Биохимия – тірі организмдерде өтетін химиялық заттар, химиялық реакциялар және химиялық өзара әрекеттесулерді зерттейтін ғылым. Биохимия мен органикалық химия тығыз байланысты, мысалы, дәрілік химияда. Органикалық емес химия – органикалық емес қосылыстардың қасиеттері мен реакцияларын зерттейтін ғылым. Органикалық және органикалық емес салалар арасындағы шекара абсолютті емес және көптеген ортақ тұстар бар, ең маңыздысы – органометалл химиясы тармағында. Органикалық емес химия атомдық және молекулалық құрылым мен байланыстарды зерттейді. Дәрілік химия – фармацевтикалық препараттарды жобалау, синтездеу және жасаумен айналысатын ғылым. Дәрілік химия терапиялық қолдануға жарамды жаңа химиялық бірліктерді анықтауды, синтездеуді және жасауды қамтиды. Ол сондай-ақ қолданыстағы препараттарды, олардың биологиялық қасиеттерін және олардың сандық құрылым-белсенділік байланыстарын зерттейді. Органикалық химия – көміртек қосылыстарының құрылымы, қасиеттері, құрамы, механизмдері және химиялық реакцияларын зерттейтін ғылым. Физикалық химия – химиялық жүйелер мен процестердің физикалық негіздерін зерттейтін ғылым. Әсіресе, физикалық химияға осындай жүйелер мен процестердің энергетикасы және динамикасы қызығушылық туғызады. Зерттеудің маңызды салаларына химиялық термодинамика, химиялық кинетика, электрохимия, кванттық химия, статистикалық механика және спектроскопия жатады. Физикалық химия теориялық химиямен және молекулалық физикамен көптеген байланыстарға ие. Физикалық химияда теңдеулерді шығару үшін математикалық есептеулер қолданылады. Теориялық химия – химияны теориялық тұрғыдан зерттеу (әдетте математика немесе физика шеңберінде). Әсіресе, кванттық механиканы химияға қолдану кванттық химия деп аталады. Екінші дүниежүзілік соғыс аяқталғаннан бері компьютерлердің дамуы химиялық мәселелерді шешуге арналған компьютерлік бағдарламаларды жасау және қолдану өнері – есептеу химиясының жүйелі дамуына мүмкіндік берді. Теориялық химия конденсирленген заттар физикасымен және молекулалық физикамен көптеген байланыстарға ие. Редукционизм туралы қараңыз. Жоғарыда аталған химияның барлық негізгі салаларында химиктер жұмыс істейді. Химиялық білімі пайдалы басқа салалар: астрохимия (және космохимия), атмосфералық химия, химиялық инженерия, химиоинформатика, электрохимия, экологиялық ғылым, сот-медициналық сараптама, геохимия, жасыл химия, химия тарихы, материалтану, медицина ғылымдары, молекулалық биология, молекулалық генетика, нанотехнология, ядролық химия, энология, органометалл химиясы, мұнай химиясы, фармакология, фотохимия, фитохимия, полимер химиясы, супрамолекулалық химия және беттік химия.
Кәсіби бірлестіктер
Химиктер химия саласындағы мамандар мен зерттеушілер үшін арналған кәсіби қоғамдарға мүше болуы мүмкін, мысалы, Ұлыбританиядағы Химия Корольдік қоғамы, АҚШ-тағы Америка Химиялық қоғамы (АХҚ) немесе Үндістандағы Химиктер институты сияқты.
Құрмет пен марапаттар
Химиктерге берілетін ең жоғары награда – 1901 жылдан бері Швед Корольдік Ғылым академиясы табыс ететін Химия бойынша Нобель сыйлығы.