اگر می خواهید در دانشگاه شیمی یا علوم بخوانید، ابتدا باید GCSE شیمی را بگذرانید. قبولی در آزمون شیمی GCSE فقط به خاطر سپردن نام های شیمیایی نیست، بلکه در مورد درک و به کارگیری مفاهیم عمیق تر در شیمی است.

شیمی GCSE شما را در تفکر منطقی تحلیلی ماهرتر می کند و پایه و اساس دانش خوبی را برای ادامه تحصیل در رشته شیمی یا شغل در شیمی. برخی از مدارس حتی برنامه های تجدیدنظری را برای شیمی GCSE ارائه می دهند که برای بزرگسالانی که می خواهند تحصیلات عالی و فرصت های شغلی متفاوت یا بهبود یافته را دنبال کنند، در نظر گرفته شده است.

چرا شیمی GCSE بخوانیم؟

گذراندن دوره شیمی GCSE می تواند فرصت هایی را باز کند. اگرچه ممکن است این تنها مدرکی نباشد که برای موفقیت در زمینه علمی به آن نیاز دارید، اما پایه محکمی برای شروع به شما ارائه می دهد. به عنوان مثال، مطالعه شیمی GCSE به شما دانش اساسی مورد نیاز برای موفقیت در سطح A را می دهد.

به طور مشابه، اگر در GCSE شیمی تحصیل کنید و عالی باشید، شانس بیشتری برای پذیرش در دانشگاه مورد نظر خود خواهید داشت. سپس، هنگامی که سطوح A (یا معادل آن) را گذرانده اید و مدرک شیمی خود را به دست آورده اید، می توانید حرفه شیمی رویایی خود را دنبال کنید. همه اینها با مطالعه شیمی GCSE، اولین دومینویی که بقیه آینده شما را به حرکت در می آورد، ممکن می شود.

زمانی که تحصیلات شیمی موفقی داشته باشید، فرصت های شغلی مختلفی در اختیار شما قرار می گیرد. در اینجا برخی از موارد ذکر شده است بهترین مشاغل در علم و شیمی را می توانید دنبال کنید:

اگر دانش قوی از شیمی همراه با هوش تجاری دارید، ممکن است بتوانید کسب و کار خود را تشکیل دهید و محصولات خود را توسعه دهید. از جانب لوازم آرایشی و محصولات غذایی تا داروها و بیوتکنولوژی، شیمی در توسعه و بهبود طیف وسیعی از محصولات برای بهبود بشریت ضروری است.

هر مسیری را که در شیمی انتخاب کنید، شغلی هیجان انگیز، چالش برانگیز و پر ارزش خواهید داشت. شما در معرض فن آوری ها و روندهای پیشرفته در حوزه کاری خود قرار خواهید گرفت و این فرصت را خواهید داشت که با برخی از درخشان ترین ذهن های جهان کار کنید.

موضوعات تحت پوشش شیمی GCSE چیست؟

1. ساختار اتمی و جدول تناوبی

فیلسوف یونان باستان، دموکریتوس، به توسعه ایده درباره اتم نسبت داده می شود. او یک ذره غیر قابل تقسیم اساسی را پیشنهاد کرد که همه چیز را تشکیل می دهد. این یکی از پایه های تلاش برای درک ماهیت ماده شد. نظریه اتمی مدرن مبتنی بر داده های ریاضی و تجربی مختلفی است که مدلی از اتم را نشان می دهد.

مدل اتمی فعلی ترکیب و بهبود مدل های مختلف است. صحت آن توسط شواهد تجربی و سایر اکتشافات علمی مرتبط، به ویژه در مکانیک کوانتومی پشتیبانی می شود. اساساً می توان نظریه اتمی را به صورت زیر بیان کرد:

• در مرکز یک اتم یک هسته قرار دارد
• یک هسته معمولاً از پروتون و نوترون تشکیل شده است
• هسته توسط ابری از الکترون احاطه شده است

عناصر شیمیایی دارای الگوی پیوسته ای هستند که می توان آنها را در جدول تناوبی بر اساس عدد اتمی یعنی تعداد پروتون ها مرتب کرد. دانشمند روسی، دیمیتری مندلیف، اولین کسی بود که قانون تناوب عناصر را توسعه داد. او شکاف هایی را در جدول دید و عناصر دیگری را که هنوز کشف نشده بودند پیش بینی کرد.

در شیمی GCSE، دانش خود را در مورد این موضوع، با یادگیری تاریخچه جدول تناوبی، ساختار اتم، خواص و اتم های عناصر شیمیایی و نحوه تعامل آنها با یکدیگر توسعه خواهید داد.

2. پیوند، ساختار، و خواص ماده

واکنش های شیمیایی اساساً در مورد پیوندها هستند. آنها یا شامل شکستن پیوندها، ایجاد پیوندها، یا هر دو هستند. الکترون‌های موجود در لایه‌های بیرونی اتم‌ها آنهایی هستند که در پیوندهای شیمیایی نقش دارند. در همین حال، خواص ترکیبات تشکیل شده توسط واکنش های شیمیایی توسط عناصر، به طور خاص توسط تعداد پروتون ها تعیین می شود.

ساختارهای مولکولی، از جمله موقعیت های ایزومر، نیز در تعیین خواص ماده کمک می کنند. به عنوان مثال، فرمول شیمیایی C₂اچ₆O نشان دهنده دو ایزومر متفاوت، یعنی متیل اتر و اتانول.

در درس های GCSE، با انواع مختلف پیوندها، از جمله پیوندهای شیمیایی، پیوند یونی، ترکیبات یونی، پیوند کووالانسی و پیوند فلزی آشنا خواهید شد. ساختار و پیوند کربن نیز به ویژه در مورد الماس، گرافیت، گرافن و فولرن ها آموزش داده خواهد شد.

برای خواص ماده، موضوعاتی که مطالعه خواهید کرد عبارتند از:

• حالات ماده (جامد، مایع، گاز)
• نمادهای حالت، به عنوان مثال (s) به معنای جامد، (aq) به معنای محلول های آبی
• خواص ترکیبات یونی
• خواص مولکول های کوچک
• ساختارهای کووالانسی غول پیکراز جمله پلیمرها
• خواص فلزات و آلیاژها

اندازه و موارد استفاده از نانو ذرات همچنین بخشی از یادگیری شما در شیمی GCSE خواهد بود. دانشی که از این موضوع خاص به دست می آورید، اگر به شغلی در آن علاقه دارید، بسیار مهم خواهد بود فناوری نانو یا علم نانو، رشته‌ای که به لطف تمرکز بر تحول در بخش‌های فناوری و صنعت، در مرکز پیشرفت انسان قرار دارد.

3. شیمی کمی

مطالعه شیمی نیاز به اندازه گیری های دقیق و دقیق دارد. استفاده از ابزارهای مختلف برای اندازه گیری پارامترهای خاص در پیش بینی، آنالیز و سنتز ترکیبات شیمیایی بسیار مهم است.

از استفاده از ابزار ساده، مانند یک سیلندر مدرج، تا استفاده از ابزارهای گران قیمت و پیچیده، مانند تجهیزات کروماتوگرافی گازی، باید مهارت های کالیبراسیون ابزارهای خود و انجام اندازه گیری های دقیق را توسعه دهید.

در GCSE، موضوعاتی که در مورد شیمی کمی پوشش خواهید داد، شایستگی شما را در انجام اندازه گیری های دقیق با پوشش موضوعات کلیدی مانند:

• قانون بقای جرم
• چگونه معادلات شیمیایی را متعادل کنیم
• نحوه محاسبه جرم فرمول نسبی یک ماده
• اندازه گیری ها و مقادیر شیمیایی
• محدود کننده واکنش دهنده ها
• اندازه گیری غلظت محلول ها
• اقتصاد اتم و بازده
• نحوه محاسبه حجم گاز

4. تغییرات شیمیایی

تعیین یا تمایز بین یک تغییر فیزیکی و یک تغییر شیمیایی گاهی اوقات دشوار است. برخی از شاخص های رایج تغییر شیمیایی که در GCSE مطالعه خواهید کرد عبارتند از:

• تغییر در رنگ
• تکامل یک گاز یا تشکیل حباب
• تغییر دما (گرماداز یا گرمازا)
• انتشار نور
• تشکیل رسوبات

5. تغییرات انرژی

در شیمی GCSE، تغییرات انرژی را نیز مطالعه خواهید کرد واکنش های شیمیاییمانند واکنش های گرمازا و گرماگیر.

برای مثال، می‌توانید آزمایش‌های آزمایشگاهی انجام دهید تا بررسی کنید که چگونه انواع فلزات مانند منیزیم، پتاسیم، سدیم، روی، آهن، لیتیوم، کلسیم و مس با آب یا محلول رقیق اسید واکنش می‌دهند. یکی از موارد کلیدی که در اینجا اندازه گیری می کنید، تفاوت در تغییر دما است که نشان می دهد یک واکنش گرمازا یا گرماگیر رخ داده است.

همچنین یاد خواهید گرفت که چگونه خلق کنید و بخوانید پروفایل های واکنش به منظور درک و نشان دادن تغییرات انرژی که در طی واکنش ها رخ می دهد.

6. میزان و میزان تغییرات شیمیایی

یک حوزه مهم مطالعه عوامل مختلفی است که بر سرعت واکنش های شیمیایی تأثیر می گذارد. اینها یا عوامل محیطی هستند یا عواملی که ذاتی خواص مواد هستند. به عنوان مثال، سدیم به دلیل ساختار الکترون های ظرفیت واکنش پذیرتر از آهن است.

عوامل دیگری که مطالعه خواهید کرد عبارتند از:

• درجه حرارت
• فشار
• وجود کاتالیزور
• اشباع یا تمرکز

7. شیمی ارگانیک

شیمی آلی با انواع مختلفی از ترکیبات که کربن به عنوان عنصر مرکزی دارند سروکار دارد. همپوشانی هایی با بیوشیمی دارد، اما تمرکز اصلی این مطالعه ترکیباتی است که می توانند خارج از بدن یا سلول یک موجود زنده سنتز شوند.

مطالعه شیمی آلی در GCSE بر روی آن متمرکز است پنج دسته از ترکیبات آلی و ساختارهای کلی و گروه های عملکردی آنها:

1. هیدروکربن ها: اینها ترکیباتی هستند که فقط کربن و هیدروژن دارند. آنها شامل هیدروکربن های شاخه دار و هیدروکربن های معطر یا حلقوی هستند

2. الکل ها و اترها: این ترکیبات را می توان مشتقاتی از آب در نظر گرفت که در آن یک یا دو اتم هیدروژن با یک زنجیره آلی جایگزین شده است. فرمول ساختاری این دو نوع ترکیب در زیر نشان داده شده است:

 

3. آلدهیدها و کتون ها: بسیاری از نمونه های این ترکیبات دارای رایحه های قوی و متمایز هستند. آلدئیدها اجزای اصلی طعم دهنده های غذایی مانند وانیل و دارچین هستند. به طور مشابه، بسیاری از کتون ها اجزای ترکیباتی با رایحه قوی مانند کافور و یاس هستند. آنها همچنین در بسیاری از هورمون های جنسی یافت می شوند. هر دو آلدهیدها و کتون ها دارای گروه های عاملی کربوکسیل هستند:

فرمول کلی کتون ها:

فرمول کلی آلدئیدها:

 

4. آمیدها: این ترکیبات دارای جایگزین هایی هستند که به نیتروژن متصل هستند. آنها دارای پیوندهای پپتیدی هستند که می توانند زنجیره های طولانی تشکیل دهند و از پروتئین ها و مواد مصنوعی مانند نایلون تشکیل می شوند:

فرمول کلی آمیدها:

 

5. آمین ها: اینها ترکیبات آلی هستند که از آمونیاک به دست می آیند. آنها حاوی اتم های نیتروژن با یک جفت تنها هستند. اتم هیدروژن با یک گروه آلکیل یا آریل جایگزین می شود. آمین ها در سنتز داروها و مواد شیمیایی حفاظت از محصولات استفاده می شوند:

فرمول عمومی آمین ها:

 

8. تجزیه و تحلیل شیمیایی

تجزیه و تحلیل شیمیایی مرکزی برای مطالعه شیمی است، و یک موضوع کلیدی در برنامه درسی GCSE است. تقریباً همه مفاهیم و آزمایش ها شامل تجزیه و تحلیل هستند. آنالیز شیمیایی تجربی است و معمولاً در آزمایشگاه با استفاده از ابزارها و روش‌های مختلف مانند تیتراسیون یا کروماتوگرافی

هدف اصلی جداسازی هر جزء کاربردی به منظور درک کل است. تجزیه و تحلیل شیمیایی فرآیند تجزیه یک ماده به قطعات یا گروه های کوچکتر است تا بتوانید خواص و ترکیب آن را درک کنید.

9. شیمی اتمسفر

این موضوع دارای اهمیت زیست محیطی و زیست محیطی است. به طور خلاصه، ترکیب و دینامیک اتمسفر را مطالعه خواهید کرد تا بفهمید گازهای گلخانه ای چگونه بر تغییرات آب و هوا و گرم شدن زمین تأثیر می گذارند.

به عنوان مثال، گازهای مختلفی که جو را ایجاد می کنند، چگونگی تغییر این اجزا در طول زمان و نحوه واکنش CFC ها (کلروفلوروکربن ها) با ازن را مطالعه خواهید کرد.

مطالعه همه این مباحث در شیمی GCSE شما را برای مدیریت مفاهیم معرفی شده در سطح A آماده می کند. همچنین، با ایجاد پایه ای محکم از دانش در GCSE، می توانید خود را برای موفقیت در دانشگاه و فراتر از آن آماده کنید.