این علم با ترکیب و ساختار و نیروهایی که این ساختارها را برپا نگه داشته است، سروکار دارد.

شرح تفصیلی درباره چگونگی واکنش‌ها و سرعت پیشرفت آنها ، شرایط لازم برای فراهم آوردن تغییرات مطلوب و جلوگیری از تغییرات نامطلوب ، تغییرات انرژی که با واکنش‌های شیمیایی همراه است، سنتز موادی که در طبیعت صورت می‌گیرد و آنهایی که مشابه طبیعی ندارند و بالاخره روابط کمی جرمی بین مواد در تغییرات شیمیایی در علم شیمی مورد مطالعه قرار می‌گیرد.

پیدایش دانش شیمی (Chemistry science)

انسان از بدو خلقت که بناچار پیوسته با اشیای محیط زیست خود سرو کار پیدا کرد، با شناخت تدریجی نیازهای زندگی خویش و کسب اطلاعات بیشتری درباره خواص آنها ، آموخت که برای ادامه حیات خود به ناچار باید از آنها استفاده کند. با گذشت زمان دریافت که برای استفاده هر چه بیشتر و بهتر از این مواد ، باید در وضعیت و کیفیت آنها تغییراتی وارد کند. این کار با استفاده از گرما و بویژه کشف آتش بصورت عملی در آمده بود.

آغاز دانش بشری را در واقع می‌توان همان آغاز استفاده از آتش دانست. زیرا گرم کردن و پختن مواد و … ، تغییراتی شیمیایی می‌باشد و این خود نشان دهنده این واقعیت است که شیمی ، علمی است که در ارتباط با اولین و حیاتی‌ترین نیازهای جامعه بشری بوجود آمده و برای برآورده کردن هر چه بیشتر این نیازها که روز به روز تنوع حاصل می‌کرد، توسعه و تکام یافته است.

از آنجایی که شیمی ، علم تجربی است و بشر اولیه قبل از هر نوع تفکر و نظریه پردازی ساختار و چگونگی پیدایش مواد موجود در محیط زیست خود ، در اندیشه حفظ خود از سرما و آزمایش‌های مربوط به گرما ، رفع گرسنگی و احتمالا دفاع از هستی خویش بوده و در راه دسترسی به چگونگی تغییر و تبدیل آنها به منظور استفاده هر چه بهتر و بیشتر از آنها قدم برمی‌داشت، بر همین اساس بود که بخش شیمی نظری خیلی دیرتر از بخش کاربردی آن آغاز شد و پیشرفت کرد.

 سیر تکامی و رشد

اولین نظریه درباره ساختار مواد ، حدود 400 سال قبل از میلاد توسط فلاسفه یونان بیان شد، در صورتی که شاخه کاربردی شیمی چندین هزار سال قبل از میلاد رواج داشت و قابلیت توجیه پیدا کرده بود. به چند مورد اشاره می‌کنیم.

•  طلا ، اولین فلزی بود که توسط بشر کشف شد و نقره پس از طلا کشف شد و در زندگی بشر کاربرد پیدا کرد.

مس سومین فلزی بود که کشف شد. سرب ، قلع و جیوه بعد از مس و قبل از آهن کشف شدند.

آهن به علت دشواریهایی که در استخراج آن وجود داشت، دیرتر از فلزات فوق کشف و مورد استفاده قرار گرفت.

• ساختن شیشه رنگی (سبز و آبی) و شیشه بی‌رنگ در مصر و بین‌النهرین و در کشورهای مجاور دریای اژه و دریای سیاه و تهیه بطری‌های شیشه‌ای در بین‌النهرین متداول شد.

• کوزه‌گری ، سفالگری و استفاده از لوحه‌های سفالی و تهیه لعاب و لعاب دادن ظروف سفالی در مصر و بین‌النهرین متداول شد.

• تهیه پارچه‌های نخی ، ابریشمی و پشمی و رنگرزی آنها با رنگهای نیلی ارغوانی و قرمز و … رواج یافت. رنگ قرمز از حشره‌ای به نام قرمزدانه ، رنگ نیلی از گیاهی بنام ایندیگو و رنگ بنفش از جانور دریایی بدست آمد.

• دباغی پوست با استفاده از زاجها ، تهیه الکل ، سرکه ، روغن ، مومیا و استخراج نمک از آب دریا انجام گرفت.

نكته: دقت شود در مورد سرعت خودبخودی بخودن معنا ندارد، به عبارتی خودبخودی بودن مفهوم سریع بودن را نمی رساند. بسیاری از واكنش های خودبخودی آنچنان كند می باشند كه شاید هفته ها و سالها در دمای معمولی رخ ندهند. مانند:

نكته: خودبخودی بودن واكنش بحثی است ترمودینامیكی و ترمودینامیك با تعیین سطح انرژی واكنش دهنده ها و فرآورده ها و تغییر آنتروپی است. وقوع واكنش را بررسی می كند، در حالی كه سینتیك دوباره چگونگی تبدیل آن‌ها به یك دیگر و شرایط بهینه برای انجام شدن واكنش را بررسی می كند.

نكته: سینتیك تابع مسیر است.

سرعت یا شتاب یك فرآیند عبارت است از تغییر یك كمیت معین در یك زمان معین. حال این كمیت معین می‌تواند غلظت –بو – زنگ و … باشد.

همچنان كه در علم فیزیك سرعت یك متحرك را با تغییرات جابه‌جائی متحرك در تغییرات واحد زمان. بیان می كنیم در علم شیمی نیز به دنبال یك كمیت مستقیم تا در واحد زمان تغییر كند. از آنجائی كه در حین یك واكنش شیمیائی تعداد مولها دستخوش تغییر می شوند بنابراین سرعت یك واكنش شیمیائی عبارت است از تغییر غلظت یك واكنش گر و یا یك فرآورده در واحد زمان.

مثلاً در واكنش  اگر بخواهیم سرعت را برحسب جزء A حساب كنیم. (در علم شیمی سرعت را با R نمایش می‌دهیم و از آنجائی كه سرعت یك واكنش ثابت نیست و با گذشت زمان تغییر می كند. همچون علم فیزیك به بیان سرعت متوسط واكنش می پردازیم یعنی  ) حرف R از كلمه Rate به معنای سرعت گرفته شده است.

توجه: [A] یعنی غلظت A بر پایه مول بر لیتر

حرف یونانی  (دلتا)‌به معنای تغییر یك كمیت اندازه گیری شده است.

نكته : سرعت در لحظه های مختلف واكنش با یكدیگر تفاوت دارد. به عبارتی سرعت یك واكنش در ابتدا زیاد و با گذشت زمان از آنجائی كه غلظت واكنشگرها رو به كاهش می‌گذارد كم می گردد.

سرعت یك واكنش كمیتی است تجربی و با اندازه گیری سرعت مصرف واكنش دهنده (ها) یا سرعت تولید فرآورده (ها) معین می گردد.