Fotosentez, bitkiler ve diğer canlılar tarafından, ışık enerjisini organizmaların yaşamsal eylemlerine enerji sağlamak için daha sonra serbest bırakılabilecek kimyasal enerjiye dönüştürmek için kullanılan bir işlemdir. Bu kimyasal enerji, karbondioksit ve sudan sentezlenen şekerler gibi karbonhidrat moleküllerinde depolanır.
Bir ototrof, karbondioksit gibi basit maddelerden karbon kullanarak, genellikle ışıktan (fotosentez) veya inorganik kimyasal reaksiyonlardan (kemosentez) gelen enerjiyi kullanarak karmaşık organik bileşikler üreten bir organizmadır. Abiyotik bir enerji kaynağını organik bileşiklerde depolanan ve diğer organizmalar tarafından kullanılabilen enerjiye dönüştürürler. Ototroflar canlı bir karbon veya enerji kaynağına ihtiyaç duymazlar ve karadaki bitkiler veya sudaki algler gibi bir besin zincirindeki üreticilerdir. Ototroflar karbondioksiti indirgeyerek biyosentez için organik bileşikler ve depolanmış kimyasal yakıt yapabilirler. Çoğu ototrof indirgeyici madde olarak su kullanır, ancak bazıları hidrojen sülfür gibi diğer hidrojen bileşiklerini de kullanabilir.
Hidroliz işlemi suyu oluşturan hidrojen ve oksijen elementlerinin birbirinden ayrılması ile sonuçlanan bir işlemdir. Bazı kaynaklarda hidroliz, moleküllerin su ilavesiyle daha fazla sayıda parçacık oluşturması olarak da geçer. Hidroliz, su ile bir kimyasal bağın parçalanmasıdır yani bir kimyasal reaksiyondur. Hidroliz genel olarak suyun nükleofil olduğu ikame(yer değiştirme reaksiyonu), eliminasyon(organik reaksiyon türü) ve solvasyon (çözme) reaksiyonları için kullanılır.
Ultraviyole (UV) veya morötesi; dalga boyu görünür ışıktan kısa, ancak X-ışınlarından uzun olan bir elektromanyetik radyasyon şeklidir. Güneş ışığında bulunur ve Güneş'ten çıkan toplam elektromanyetik radyasyonun yaklaşık %10'unu oluşturur. Ayrıca elektrik arkları, Çerenkov radyasyonu, cıva buharlı lambalar, bronzlaşma lambaları ve siyah ışık gibi kaynaklar tarafından üretilir. Uzun dalga boylu UV fotonları atomları iyonize edecek enerjiye sahip olmadığı için iyonlaştırıcı bir radyasyon olarak kabul edilmese de, kimyasal reaksiyonlara neden olabilir ve birçok maddenin parlamasına neden olabilir. Kimyasal ve biyolojik etkiler de dahil olmak üzere pek çok pratik uygulama, UV radyasyonunun organik moleküllerle etkileşime girmesinden türer. Bu etkileşimler emilimi veya ısıtma dahil moleküllerdeki enerji durumlarının ayarlanmasını içerebilir.
Redoks atomların oksidasyon durumlarının değiştiği bir tür kimyasal reaksiyondur. Redoks reaksiyonları, kimyasal türler arasında elektronların fiili veya biçimsel aktarımı ile karakterize edilir, çoğunlukla bir tür oksidasyona, diğer türler indirgemeye uğrar. Elektronun çıkarıldığı kimyasal türlerin indirgenmiş olduğu söyleniyor. Başka bir deyişle:
- Oksidasyon, elektronların bir atom ya da molekülden ayrılmasını sağlayan kimyasal tepkimedir.
- Redüksiyon, bir atomun elektron almasını sağlayan kimyasal tepkimedir.
Işıklı devre reaksiyonları, fotosentetik sistemlerde ışığa bağımlı olarak, güneş enerjisinin kimyasal enerjiye çevrildiği reaksiyonlardır. Bu reaksiyonların sonucunda oksijen, ADP ve NADP+ enerji taşıyıcıları ATP ve NADPH'a dönüştürülür. Fotoredüksiyon, Elizabeth Fulhame tarafından 18. yüzyılda keşfedilmiştir.
Kimyada radikaller eşleşmemiş elektronu olan atom, molekül veya iyonlardır. Bu eşleşmemiş elektronlar genelde son derece reaktiftir. Radikaller, yanma, atmosfer kimyası, polimerleşme, plazma kimyası, biyokimya ve pek çok başka kimyasal süreçte önemli rol oynar. Örneğin, insan fizyolojisinde, süperoksit ve azot oksit, damar tonusu gibi pek çok biyolojik süreci düzenler. Radikal ve serbest radikal terimleri genelde eşanlamlı kullanılmakla beraber, bir radikal bir çözelti kafesi içinde hapsolmuş veya başka bir moleküle bağlanmış durumda olabilir. 1900'de Michigan Üniversitesi'nde Moses Gomberg tarafından betimlenen trifenilmetil radikali, ilk tespit edilmiş organik serbest radikal olmuştur.
Ahmet Harun Parlar Türk kimyager ve bilim insanıdır. Uzmanlık ve araştırma alanları fotokimya, çevre kimyası ve analitiği ile gıda kimyası analitiğidir. 1994'ten bu yana Münih Teknik Üniversitesi'nin kimyasal-teknik analizler kürsüsünün başkanlığını yürütmektedir.
Kemilüminesans ya da kimyasal ışıldama, madde içinde gerçekleşen kimyasal reaksiyon sonucu çok az miktarda ısıl ışıma ve ışık ışıması durumudur. Kimya da pek çok uygulaması görülür. Gündelik hayatta ise en çok yanma reaksiyonları sonucu gözlemlenir. Işığın bir yüzeyden yayımlanmasından farklı olarak burada ışığın yayımlanma nedeni kimyasal reaksiyondur. Kimyasal reaksiyon sonucu ortaya çıkan enerji, reaksiyonda görev alan her bir molekülün ve hatta ara ürünler olan radikallerin enerji seviyelerinde değişime neden olurlar ve bu bahsi geçen molekül ve radikallerin karakterlerine uygun olarak belirli bir dalgaboyunda foton yayımlarlar. Absorbsiyon spektroskopisi kuralları doğrultusun da yayımlanan fotonlar reaksiyona giren maddelerin karakterini ve türünü ortaya koyan renklerde görülmelerinin sebebidir.
İyonlaştırıcı olmayan radyasyon, bir atomdan veya molekülden bir elektronu tamamen koparabilmek için atomları veya molekülleri iyonlaştırabilecek yeterli enerji taşıyan kuantumlara sahip olmayan herhangi bir elektromanyetik radyasyon türüdür. Elektromanyetik radyasyon, maddenin içinden geçerken yüklü iyonlar üretmez. Yalnızca, bir elektronu daha yüksek enerji seviyesine çıkaran uyarım için yeterli enerjiye sahiptir. İyonlaştırıcı olmayan radyasyondan daha yüksek bir frekansa ve daha kısa dalga boyuna sahip olan iyonlaştırıcı radyasyon birçok kullanım alanına sahiptir, ancak sağlık için bir tehdit olabilir. İyonlaştırıcı radyasyona maruz kalmak yanıklara, radyasyon hastalıklarına, kansere ve genetik hastalıklara sebep olabilir. İyonlaştırıcı radyasyon kullanmak, iyonlaştırıcı olmayan radyasyon kullanılırken genelde gerekli olmayan dikkatli ve özenle alınmış radyolojik korunma önlemleri gerektirir.
Calvin döngüsü fotosentez sırasında kloroplastta gerçekleşen kimyasal reaksiyonlar kümesidir.
Lüsiferin, biyolüminesans yoluyla ışık yayan canlılarda bulunan ışığın üretilmesinden sorumlu doğal bileşiklere verilen genel bir addır. Lüsiferin, lüsiferaz adlı bir enzimin katalizörlüğünde oksijen ile reaksiyona girer ve uyarılmış hale geçer. Uyarılmış halden temel hal düzeyine geri dönüş esnasında ışık şeklinde enerji salınımı gerçekleşir. Salınan ışığın dalga boyu ve şiddeti lüsiferinin türüne bağlıdır. En çok bilineni ateş böceği lüciferini, D-lüsiferin, olmakla birlikte çeşitli kimyasal yapıdaki çeşitleri mantarlar, bakteriler ve çeşitli deniz canlılarında da bulunur.
Reaksiyon kinetiği olarak da bilinen kimyasal kinetik, kimyasal reaksiyonların hızlarını ve mekanizmalarını araştırmakla ilgilenen bir fiziksel kimya dalıdır. Bir sürecin gerçekleştiği yön ile ilgilenen ancak gerçekleşme hızları hakkında bir bilgi vermeyen termodinamik ile karıştırılmamalıdır. Kimyasal kinetik, deneysel koşulların kimyasal reaksiyonların hızı üzerine etkilerini, reaksiyon mekanizmaları ile geçiş hâllerinin verim bilgilerini ve kimyasal reaksiyonların karakteristiklerini tanımlayan matematiksel modellerin çıkarılmasını kapsayan bir bilim alanıdır.
Robert George Bergman, Amerikalı kimyagerdir.
Kimyasal reaksiyon mühendisliği, kimya mühendisliği ve endüstriyel kimya alanında kullanılan kimyasal reaktörler ve tepkime kinetiği ile ilgilenen bir uzmanlık alanıdır. Tepkime kinetiği ve reaktör tasarımını birleştiren kimyasal reaksiyon mühendisliği, birçok endüstriyel kimyasalın üretimi için gerekli temel bir unsurdur. Kimyasal reaksiyon mühendisliği disiplininin günlük hayatta pek çok uygulama alanı bulunur. Kimyasal üretimi, ilaç üretimi ve atık arıtımı faaliyetlerinde reaksiyon mühendisliği kullanılır. Enzim kinetiği, farmakokinetik, ısı etkileri, ani reaksiyonlar ve tesis güvenliği gibi konularda da kimyasal reaksiyon mühendisliği disiplininden faydalanılır. Kimyasal reaksiyon mühendisliği ilk kez 1940'lar ve 1950'lerde hızla büyüyen kimya ve petrokimya sanayisinin ihtiyaçlarını karşılamak için ortaya çıkmış ve günümüze kadar plastiklerin, kimyasalların, ilaçların ve diğer pek çok maddenin üretim süreçlerinde kullanılan bir yöntem olmuştur.
Çevre kimyası, doğal yerlerde meydana gelen kimyasal ve biyokimyasal olayların bilimsel bir araştırmasıdır. Potansiyel kirliliği kaynağında azaltmaya çalışan yeşil kimya ile karıştırılmamalıdır. Hava, toprak ve su ortamlarındaki kimyasal türlerin kaynakları, reaksiyonları, taşınması, etkileri ve kaderlerinin incelenmesi; ve insan aktivitesinin ve biyolojik aktivitenin bunlara etkisi olarak tanımlanabilir. Çevre kimyası, atmosfer, su ve toprak kimyasını içeren, aynı zamanda analitik kimyaya büyük ölçüde güvenen, çevre bilimi ve diğer bilim alanlarıyla ilgili olan disiplinlerarası bir bilimdir.
Kimyasal reaktörler bir kimyasal reaksiyonun gerçekleştirildiği proses ekipmanlarıdır. Kimya mühendisliğinde proses tasarımı ve analizinde sık kullanılan klasik bir ünite prosesidir. Bir kimyasal reaktörün tasarımı, kimya mühendisliğinin birden fazla unsurunun kullanılmasını gerektirir. Reaktörler proseste ham maddelerin ürünlere dönüştüğü oldukça temel bir ekipman olduğundan proses tasarımı açısından büyük önem arz eder. Kimya mühendisleri bir reaksiyonun net bugünkü değerini en üst düzeye çıkarmak için reaktörler tasarlar. Tasarımcılar satın alma ve işletme maliyetini en düşük seviyelerde tutarken bir yandan da üretilen ürün miktarını en yüksek seviyede tutmak için reaksiyonun ürünler yönünde mümkün olan en yüksek verimle devamlılığını sağlarlar. Enerji girişi, enerji çıkışı, ham madde maliyetleri, işçilik vb. işletme giderlerine örnek olarak verilebilir. Isıtma, soğutma, basıncı artırmak için pompalama, sürtünmeden kaynaklı basınç düşüşü ve çöktürme gibi durumlar da enerji değişimlerine birer örnektir.
Katı hâl kimyası, bazen malzeme kimyası olarak da adlandırılır, katı faz malzemelerinin, özellikle, ancak sadece moleküler olmayan katıların sentezi, yapısı ve özelliklerinin incelenmesidir. Bu nedenle, katı hal fiziği, mineraloji, kristalografi, seramik, metalurji, termodinamik, malzeme bilimi ve elektronik ile yeni malzemelerin sentezine ve karakterizasyonuna odaklanan güçlü bir örtüşmeye sahiptir. Katılar, ana partiküllerinin düzenlenmesinde mevcut olan düzenin doğasına göre kristal veya amorf olarak sınıflandırmak mümkündür.
Giacomo Luigi Ciamician, İtalyan kimyager ve senatördür. Fotokimya ve yeşil kimya alanında öncüdür.
Serbest radikal reaksiyonu, serbest radikal içeren herhangi bir kimyasal reaksiyondur. Bu reaksiyon türü organik reaksiyonlardasıkça geçer. Serbest radikal reaksiyonlarına ilişkin iki öncü çalışma, Moses Gomberg (1900) tarafından trifenilmetil radikalinin keşfi ve 1927'de Friedrich Paneth tarafından açıklanan kurşun ayna deneyi olmuştur. Bu son deneyde tetrametilkurşun, yüksek sıcaklıklarda bir kuvars tüp içinde metil radikallerine ve elementel kurşuna ayrışır. Gaz hâldeki metil radikalleri, bir taşıyıcı gaz içinde odanın başka bir kısmına taşınır ve burada yavaş yavaş kaybolan bir ayna filmi içinde kurşunla reaksiyona girer.
