(Fr.: chimie; Du.: Chemie; Eng.: chemistry) of scheikunde, de natuurwetenschap die als studieobject heeft de samenstelling, de ruimtelijke configuratie en de bereiding van moleculaire verbindingen, zoals deze in de natuur voorkomen of door de mens gesynthetiseerd worden.
De chemie ontrafelt enerzijds de materie in enkelvoudige, min of meer homogene groepen van moleculaire verbindingen door scheiding (vanwaar de naam scheikunde) en door chemische splitsing of ontleding van moleculen en molecuulsoorten in hun chemische bestanddelen (kwalitatieve, resp. kwantitatieve chemische analyse), anderzijds bouwt de chemie materie op door moleculen of brokstukken daarvan aaneen te rijgen of anderszins met elkaar te laten reageren (chemische synthese of preparatieve chemie).
De chemie strekt haar activiteiten ook uit naar de levende materie van dier en plant, in welk geval men spreekt van biochemie. Doordat de natuur chemische omzettingen in levende materie op veel geraffineerdere wijze kan doen plaatsvinden dan waartoe de mens tot op heden in staat is, leert men nog dagelijks van de natuur; men denke aan bijv. de synthese van ammoniak (in de vorm van eiwitten) uit luchtstikstof en water, die in de plant bij kamertemperatuur en atmosferische druk verloopt; in de techniek is dit slechts mogelijk met hogedrukapparatuur (100...1000 maal de atmosferische druk) en een hoge reactietemperatuur (400...600 °C).
Daartegenover is de mens weer in staat sommige specifieke eigenschappen chemisch in de materie in te bouwen, welke natuurlijke produkten soms missen of in mindere mate bezitten; men denke aan bijv. kreukvrije textielwaren, slijtvaste synthetische rubbers, tal van synthetische bouwmaterialen, halfgeleiders voor transistoren, antibiotica enz. De chemie groeit van een empirisch beschrijvende naar een exact verklarende wetenschap die de wetmatigheden van chemische omzettingen vastlegt en daardoor in veel gevallen vooraf kan voorspellen hoe chemische reacties zullen verlopen. De chemische synthese steunt daarbij op de chemische analyse; laatstgenoemde is onmisbaar voor de beoordeling van grondstoffen en chemische reactieprodukten en voor het volgen van chemische processen (zie Chemische technologie).
In haar empirische benadering staat de chemie dicht bij de biologie, in haar exactverklarende benadering dicht bij de fysica. Zoals de biochemie zich als een gebied ontwikkelt tussen de chemie en de biologie, zo ontwikkelen fysische chemie en chemische fysica zich als gebieden liggend tussen chemie en fysica. Tussen beide ligt slechts een gradueel verschil. Het terrein tussen chemie en fysica is van uitermate groot belang voor de chemische technologie, de chemische techniek en de chemische reactietechniek; het is te verdelen in de fysische chemie der processen (voorloper van de proceskunde) die zich met de dynamische aspecten en in de fysische chemie der materie, welke zich meer met de statische aspecten bezighoudt (nauw verwant met de chemische materiaalkunde). Tot het gehele terrein van de fysische chemie behoren tal van onderdelen die zowel een chemisch als een fysisch aspect in zich dragen; te noemen zijn o.a. de fasenleer, de leer der oppervlakteverschijnselen en der vaste-stofverschijnselen, de kinetiek en de katalyse, de reologie en een aantal fysisch-chemische specialismen als de thermochemie (warmteverschijnselen bij chemische reacties), de elektrochemie (elektrische verschijnselen), de magnetochemie (magnetische verschijnselen), de fotochemie (invloed van elektromagnetische straling), mechanochemie (mechanische verschijnselen, bijv. wrijving of smering), en de colloïdchemie.
Voor een doelmatige bestudering van chemische processen zijn o.a. de chemische thermodynamica en het chemisch reactiemechanisme de basiswetenschappen. Voor de opheldering van het reactiemechanisme is, naast de reactiekinetiek, de kennis van de chemische binding van belang. De aard daarvan en de grootte van de bindingsenergieën bepalen hoe een chemische reactie vermoedelijk zal verlopen. Dit leidt tot de theoretische chemie die reeds zeer veel empirische waarnemingen op basis van toegenomen inzicht in de bouw der atomen en moleculen, de chemische binding en o.a. de sterische hindering heeft weten te verklaren.
Reeds vroeg is een verdeling ontstaan in anorganische (zie hierna) en organische chemie; het onderscheid daartussen begint echter steeds meer te vervagen. Tal van metaalorganische en andere anorganisch-organische verbindingen worden thans gesynthetiseerd; men denke aan bijv. aluminium-alkylverbindingen als belangrijke katalysatoren, planteziektebestrijdingsmiddelen en siliconen. De methoden van bestudering van processen en produkten beginnen in organische en anorganische chemie steeds meer parallel te lopen. Voorts kan nog de ontwikkeling van de complexe verbindingen en de coördinatiechemie worden genoemd.
Genoemd werd reeds de biochemie. Nog wat verder overhellend naar de biologische en in het bijzonder naar de medische kant zijn de klinische chemie en de fysiologische chemie. De toxicologie steunt eveneens in belangrijke mate op de chemie.
Verder kunnen nog worden genoemd de radiochemie en de kernchemie.
Naast de zuivere chemie bestaat een uitgebreid gebied van toegepaste chemie (zie Chemische technologie; Chemische techniek) (tevens zie Chemische industrie).
De chemie is een belangrijke hulpwetenschap van andere wetenschappen en technieken. Naar het te bestrijken gebied (de meeste benamingen spreken voor zich) kent men de geochemie, de kosmische chemie, de landbouwchemie, de bodemchemie, de waterchemie (beide laatste ook als milieuchemie gezien), de levensmiddelenchemie, de gerechtelijke (criminologische) chemie enz.
Anorganische chemie of niet-organische chemie, in de oorspronkelijke betekenis de chemie der levenloze materie.
Toen de Zweedse chemicus J.J. Berzelius in 1806 de naam organische chemie introduceerde, meende men dat de vorming van in de levende natuur voorkomende stoffen (organische verbindingen) alleen mogelijk was onder de invloed van een levenskracht (vis vitalis). Ook nadat (vanaf 1824) door experimenten van F. Wöhler, H. Kolbe en anderen was aangetoond dat de hypothese van de vis vitalis overbodig is, bleef de onderscheiding in organische en anorganische verbindingen gehandhaafd. Thans verstaat men onder organische chemie globaal de chemie van verbindingen van het element koolstof C, onder anorganische chemie die van de overige chemische elementen (zie Periodiek systeem der elementen); tot de anorganische chemie worden echter gewoonlijk ook gerekend de eenvoudigste koolstofverbindingen, vele verbindingen die naast organische groepen ook metalen bevatten (organometaalverbindingen en vele complexen), alsmede verbindingen waarin organische groepen gebonden zijn aan een anorganisch skelet (o.a. vele anorganische polymeren).
Nadat de chemie zich in de tweede helft van de 18de eeuw, vooral door het werk van A.L. Lavoisier, J. Priestley en C.W. Scheele, tot een wetenschap in de moderne zin had ontwikkeld, werd de studie van chemische verbindingen, hun synthese en reacties in de 19de eeuw aanmerkelijk geïntensiveerd, mede onder invloed van de opkomende chemische industrie. De toepassing van nieuwe theorieën, zoals de atoomtheorie van J. Dalton (1803...1808) en de molecuultheorie van A. Avogadro (1811), verdiepten het inzicht in de waargenomen verschijnselen en hun onderlinge samenhang, zodat de chemie kon uitgroeien tot een systematische wetenschap. Voor de anorganische chemie bijzonder belangrijke mijlpalen zijn de opstelling van het Periodiek systeem der elementen door D.I. Mendelejeff (1868) en L. Meyer (1869) en de conceptie van de ionentheorie door S. Arrhenius (1887).
De ontwikkeling van de anorganische chemie in de 19de eeuw was mogelijk mede door de introductie van nieuwe methoden voor de chemische analyse en door het toepassen van fysische technieken op chemische problemen. Tegen het einde van de eeuw ontstonden hieruit een aantal specialismen in de chemie: de analytische chemie en de fysische chemie met o.a. de elektrochemie, de thermochemie, de chemische thermodynamica, de spectrochemie als belangrijke onderdelen. Deze specialisatie zette zich in de 20ste eeuw voort, waarbij vooral de structuuranalyse met behulp van röntgen- en andere diffractiemethoden moet worden genoemd, de toepassing van resonantiemethoden op de studie van chemische verschijnselen en de foto-elektronenspectroscopie. De in 1925...1926 ontwikkelde quantummechanica werd reeds vanaf 1927 toegepast op chemische problemen, hetgeen tot inzicht in het fenomeen der chemische binding leidde (quantumchemie).
Bij de genoemde specialismen staan bepaalde (experimentele of theoretische) methoden centraal; als studieobject kiest men chemische verbindingen of reacties die voor de ontwikkeling of toepassing van de methode geschikt lijken. In de anorganische (en ook de organische) chemie daarentegen is juist de kennis van bepaalde chemische verbindingen en/of reacties het doel van het onderzoek; men past hierbij die methoden toe die tot dit doel kunnen bijdragen. De eerder genoemde specialismen dienen dus voor de anorganische chemie als hulpwetenschappen. De typische anorganicus is geen specialist in de gebruikelijke zin van het woord; hij dient juist van vele markten thuis te zijn en verschillende methodieken in voldoende mate te beheersen om ze op zijn problemen toe te passen en, zo nodig, met specialisten op de diverse gebieden samen te werken. Binnen de anorganische chemie kan men wel verschillende deeldisciplines onderscheiden. Zo omvat de studie van anorganische verbindingen hun bereiding (synthetische anorganische chemie), het onderzoek van hun bouw (anorganische structuurchemie), gedrag ten opzichte van oplosmiddelen, hun chemische reacties en fysische eigenschappen (o.a. de magnetische en spectroscopische). Men tracht de waarnemingen te correleren en te begrijpen op grond van algemene principes, zoals de theorie der chemische binding (theoretische anorganische chemie).
De problematiek waarvoor de anorganicus zich hierbij geplaatst ziet, is in sterke mate afhankelijk van de aard van de stoffen, die hij onderzoekt. Sommige anorganische verbindingen zijn opgebouwd uit discrete moleculen, die ook in de gasfase en in opgeloste toestand bestaan en kunnen worden onderzocht. Voor de meeste anorganische verbindingen geldt dit echter niet. De typische niet-moleculaire verbindingen kunnen niet zonder ingrijpende veranderingen in de gastoestand of in oplossing worden gebracht; deze verbindingen, waartoe o.a. de eenvoudige zouten, de halfgeleiders en de intermetaalverbindingen behoren, worden gewoonlijk in de vaste toestand bestudeerd (vaste-stofchemie). In oplossingen van zouten en vele andere anorganische verbindingen treedt een sterke wisselwerking met het oplosmiddel (water of niet-waterige oplosmiddelen) op, die het gedrag en de reacties van de stof in hoge mate beïnvloedt. Een tussenpositie nemen verbindingen in, die uit meerdere atomen samengestelde ionen bevatten; dergelijke complexe ionen blijven bij het oplossen van de stof dikwijls (nagenoeg) onveranderd en kunnen zowel in vaste als in opgeloste toestand worden bestudeerd.
De studie van complexe verbindingen (complexchemie) vormt een belangrijk onderdeel van de coördinatiechemie die de wisselwerking van een atoom met zijn omgeving bestudeert; dit is van groot belang voor het inzicht in het mechanisme van vele reacties in de anorganische chemie en ook voor een begrip van de katalyse.
Onder katalyse verstaat men het verschijnsel dat de aanwezigheid van bepaalde stoffen (katalysatoren) de reactie tussen andere stoffen kan versnellen (of juist vertragen: negatieve katalyse). Zeer vele reacties in de chemische industrie en vrijwel alle chemische reacties in de levende natuur geschieden onder de invloed van katalysatoren. Vele katalysatoren in de levende natuur bevatten metalen die op dezelfde wijze gebonden zijn als in anorganische complexen; de bioanorganische chemie tracht een brug te slaan tussen de coördinatiechemie en de biochemie. Tal van technisch belangrijke chemische reacties spelen zich af aan het oppervlak van vaste katalysatoren. Voor een begrip van deze heterogene katalyse is inzicht in de bouw van het oppervlak van vaste stoffen vereist. Dit wordt bestudeerd in de oppervlaktechemie, een onderdeel van de vaste-stofchemie. Vaste stoffen zijn gekenmerkt door een zeer regelmatige rangschikking van hun atomen, de kristallijne toestand die door de kristalchemie wordt onderzocht. Voor de chemische reactiviteit van vaste stoffen zijn echter ook de afwijkingen van de regelmatige bouw van groot belang, zowel die aan het oppervlak als de kristaldefecten in het inwendige van de stof; deze worden bestudeerd in o.a. de defectchemie. Kristaldefecten zijn eveneens van grote invloed op de elektrische geleiding van vele verbindingen (halfgeleiderchemie) en op de mechanische eigenschappen van vaste stoffen en dus hun toepasbaarheid als constructiematerialen. Vele anorganische vaste stoffen worden toegepast (o.a. in de elektronica) vanwege hun specifieke magnetische, optische of diëlektrische eigenschappen, of hun geleidingseigenschappen voor elektriciteit. Andere anorganische stoffen worden toegepast wegens hun grote chemische resistentie en/of thermische stabiliteit. De vaste-stofchemie bestudeert o.a. de relaties tussen de chemische samenstelling van vaste stoffen, hun bouw en hun fysische eigenschappen en tracht zo een brug te slaan tussen de chemie, de kristallografie en de vaste-stoffysica. Ze vormt aldus een basis voor de materiaalkunde.
Nomenclatuur in de anorganische chemie (voor de namen van de chemische dementen alsmede hun symbolen zie Periodiek systeem der elementen).
In formules van binaire anorganische verbindingen (verbindingen samengesteld uit twee elementen) wordt in het algemeen eerst het meer elektropositieve element gegeven, daarna het meer elektronegatieve (tabel 1). Bij verbindingen uit moleculen of discrete ionen opgebouwd worden de aantallen atomen in het molecule, resp. het ion aangegeven door een indexgetal rechts onder het symbool van het desbetreffende element (tabel 2; voorbeelden 1...5); bij de formules van niet uit moleculen opgebouwde verbindingen volstaat men met de (eenvoudigste) verhoudingsgetallen der elementen (voorbeelden 6, 7).
De naam van een binaire verbinding is één woord; hierin wordt eveneens eerst het meer elektropositieve element genoemd, daarna het meer elektronegatieve volgens tabel 1. Het elektropositieve element wordt aangeduid door zijn Nederlandse naam, het elektronegatieve door de stam van de Latijnse naam van het element gevolgd door de uitgang -ide. De aantallen atomen per formule-eenheid worden gewoonlijk aangegeven door Griekse numerieke voorvoegsels (mono, di, tri, tetra, penta, hexa, octa, ennea, deca), te plaatsen onmiddellijk vóór de naam van het desbetreffende element; het voorvoegsel mono wordt dikwijls weggelaten (voorbeelden 1...7). Men kan de atoomverhoudingen echter ook aangeven door de oxidatietrap van het elektropositieve element aan te geven door een tussen haakjes geplaatst Romeins getal, onmiddellijk na de naam van het element (voorbeelden 3...6); dit Romeinse getal wordt in gesproken taal Nederlands uitgesproken, bijv. FeCl3 = ijzer(III)chloride, spreek: ijzer-drie-chloride.
Bij formules en namen van meer ingewikkelde anorganische verbindingen, waarin geen duidelijke groepen van atomen (bijv. complexen, meeratomige zuurresten) kunnen worden onderscheiden, gaat men analoog te werk als bij de binaire verbindingen. Metalen worden gewoonlijk als elektropositief opgevat en gerangschikt volgens toenemende oxidatietrap (voorbeelden 7, 8), terwijl de elektronegatieve elementen gerangschikt worden in de volgorde van tabel 1 (voorbeelden 9, 10).
In de formules van anorganische verbindingen waarin ionen of andere groepen van meerdere atomen voorkomen, kunnen deze door (kromme of rechte) haakjes worden omgeven; het aantal atoomgroepen per formule-eenheid wordt aangegeven door een indexgetal rechts onder het sluithaakje (voorbeelden 11, 12). Sommige van deze atoomgroepen hebben bijzondere namen (tabellen 3, 4); de overige atoomgroepen worden benoemd volgens de nomenclatuur der complexen (zie hierna). Het aantal atoomgroepen wordt weer aangeduid door Griekse numerieke voorvoegsels (voorbeeld 11) of, om verwarring te voorkomen, door multiplicatieve voorvoegsels (bis, tris, tetracis enz.) gevolgd door de naam van de atoomgroep tussen haakjes (voorbeeld 12). Ook de namen van ingewikkelde chemische verbindingen vormen in principe één woord; het kan echter ter wille van de duidelijkheid gewenst zijn de verschillende componenten (discrete ionen enz.) te scheiden door koppeltekens (voorbeelden 12,15 enz.).
Formules van complexen worden vaak door vierkante haakjes omgeven. Het symbool van het centrale atoom wordt gewoonlijk voorop geplaatst en gevolgd door de symbolen der liganden, in de volgorde gegeven in tabel 1 (voorbeelden 13...25). In de namen van complexen daarentegen noemt men eerst de liganden en onmiddellijk daarna het centrale atoom (zonder tussengeplaatst koppelteken).
Bij neutrale of positieve complexen wordt voor het centrale atoom de Nederlandse naam ongewijzigd gebruikt (voorbeelden 13...16). Bij negatief geladen complexen (bestaande uit meer dan één soort atomen) wordt het centrale atoom aangeduid door de stam van de Latijnse naam van het element gevolgd door de uitgang -aat (voorbeelden 17...19). De oxidatietrap van het centrale atoom kan worden aangegeven door een tussen haakjes geplaatst Romeins getal onmiddellijk na de naam van het element (voorbeelden 15...19). Bij meerkernige complexen geeft men het aantal centrale atomen aan door een Grieks numeriek voorvoegsel (voorbeelden 20, 21). Voor de aanduiding van neutrale of positieve liganden wordt de naam van het desbetreffende molecule resp. radicaal ongewijzigd gebruikt. De namen van de meeste negatieve liganden eindigen op -o. Zo wordt de uitgang -ide van het overeenkomstige anion vervangen door -o of -ido (voorbeelden 16...19), de uitgang -aat door -ato (voorbeeld 22) en -iet door -ito. De uitgang -yl van anionen afgeleid van koolwaterstoffen blijft echter ongewijzigd als een dergelijk anion als ligand optreedt (voorbeelden 23, 24). De aantallen liganden worden weer aangegeven door Griekse numerieke (voorbeelden 13...21) of multiplicatieve (voorbeelden 22, 25) voorvoegsels.
Hoewel het mogelijk is alle anorganische verbindingen volgens bovenstaande regels een systematische naam te geven, zijn voor een aantal der meest gebruikelijke verbindingen triviale namen of vereenvoudigde namen toegestaan, indien dit niet tot misverstanden kan leiden. Dergelijke namen zijn er vooral voor vele zuren met oxoliganden (oxozuren) en de daarvan afgeleide zuurresten; de oxo-liganden kunnen dikwijls onvermeld blijven (voorbeelden 19...21). De namen van oxozuren (tabel 4) en de daarvan afgeleide peroxozuren (met liganden O22− voorbeeld 26) en thiozuren (S als ligand wordt thio genoemd; voorbeelden 19, 22) eindigen op -zuur; voor het aangeven van de oxidatietrap van het centrale atoom kunnen voorvoegsels (hypo-, per-) en/of de uitgang -igzuur, resp. -iet (bij de zuurrest) worden gebruikt (tabel 4; voorbeeld 27). Voor zuurresten met andere dan oxo-, peroxo- en thio-liganden gebruikt men echter de systematische namen, terwijl de desbetreffende zuren worden opgevat als verbindingen met elektropositieve waterstof (voorbeelden 28, 29). Bij zouten waarin het anion nog ioniseerbare waterstof bevat (zure zouten), wordt deze aan het begin van de naam van de zuurrest vermeld (voorbeeld 30).