रसायन विज्ञान या रसायन शास्त्र (Chemistry), विज्ञान की एक महत्वपूर्ण शाखा है। इसमें पदार्थों के संघटन, संरचना, गुणों और रासायनिक प्रतिक्रिया के दौरान परिवर्तनों का अध्ययन किया जाता है। रसायन शब्द का विघटना है – रस+आयन है। इसका मतलब होता है; रसों (द्रवों) का अध्ययन। रसायन शास्त्र में पदार्थों के परमाणुओं, अणुओं, क्रिस्टलों (रवों) और रासायनिक प्रक्रिया के दौरान मुक्त या प्रयुक्त हुई ऊर्जा का भी अध्ययन किया जाता है।
रसायन विज्ञान की परिभाषा
“प्राकृतिक विज्ञान की वह प्रमुख शाखा जो द्रव्य एवं उसके सूक्ष्म कणों (अणुओं, परमाणुओं) के गुणधर्मों संरचना और ऊर्जा द्वारा उनमें होने वाले प्रभावों का अध्ययन पेश करता है, रसायन विज्ञान कहलाता है।”
इसके अंतर्गत द्रव्य के संबंध में निम्न अध्ययन किये जाते हैं-
(1) द्रव्य तथा उसका संगठन
(2) द्रव्य को निर्मित करने वाले सूक्ष्मकणों-अणुओं तथा परमाणुओं की संरचना
(3) द्रव्य के गुणधर्म तथा आण्विक संरचना से उसका संबंध एवं प्रभाव
(4) ऊष्मा एवं विभिन्न ऊर्जाओं का द्रव्य पर प्रभाव तथा परिवर्तन
(5) द्रव्य में होने वाले परिवर्तनों में शोषित एवं उत्सर्जित ऊर्जा तथा उसका स्वरूप
(6) द्रव्यों में परस्पर संयोग के कारण तथा नियम
(7) यौगिकों का संश्लेषण, गुण, धर्म तथा उपयोग।
रसायनशास्त्र की शाखाएँ
रसायन विज्ञान की शाखाएं (Branches Of Chemistry) – रसायन विज्ञान बेहद व्यापक विषय है। वहीं, दूसरे विषयों के समायोजन से यह प्रतिदिन और विस्तृत होता जा रहा है। रसायन विज्ञान में कई प्रकार के पदार्थों तथा द्रव्यों का अध्ययन किया जाता है, जो एक-दूसरे से बिल्कुल अलग होते हैं। इसी के साथ नए-नए वैज्ञानिक प्रयोगों से रसायन शास्त्र की कुछ नई शाखाओं का उदय भी हुआ है, इसलिए वैज्ञानिकों ने इस विषय के अध्ययन को सरल और सुगम बनाने के लिए इसे कई उपशाखाओं में बांट दिया है। रसायन विज्ञान की प्रमुख शाखाओं के बारे में बता रहे हैं –
- भौतिक रसायन
- अकार्बनिक रसायन
- कार्बनिक रसायन
- वैश्लेषिक रसायन
- जीव रसायन
- औद्योगिक रसायन
- औषधीय रसायन
- नाभिकीय रसायन
- कृषि रसायन
- पर्यावरणीय रसायन
- हरित रसायन
भौतिक रसायन (Physical Chemistry) – रसायन विज्ञान की इस शाखा में रासायनिक प्रणालियों में घटित होने वाली परिघटनाओं की व्याख्या, भौतिक अवधारणाओं के आधार पर की जाती है। भौतिक रसायन शाखा की नींव द्रव्य की अविनाशिता के नियम के साथ पड़ी थी। हालांकि 19वीं सदी के अंत तक भौतिक रसायन को, रसायन विज्ञान की अलग शाखा नहीं माना गया था।
अकार्बनिक रसायन (Inorganic Chemistry) – अकार्बनिक यौगिकों का अध्ययन रसायन विज्ञान का एक उपक्षेत्र है जिसे अकार्बनिक रसायन विज्ञान के रूप में जाना जाता है। यह रसायन विज्ञान की वह शाखा है जिसके अंतर्गत कार्बन के अतिरिक्त उन पदार्थों का अध्ययन किया जाता है जिनमें कार्बन अनुपस्थित होता है।
कार्बनिक रसायन (Organic Chemistry) – यह रसायन विज्ञान की एक प्रमुख शाखा है। कार्बनिक रसायन में मुख्यतः कार्बन और हाइड्रोजन के अणुओं वाले रासायनिक यौगिकों के संरचना, गुणधर्म, रासायनिक अभिक्रियाओं एवं उनके निर्माण का वैज्ञानिक अध्ययन किया जाता है। इसमें कार्बन और हाइड्रोजन के साथ-साथ अन्य अणु भी हो सकते हैं, जैसे- नाइट्रोजन, ऑक्सीजन, फॉस्फोरस, सिलिकॉन, सल्फर, हैलोजन आदि। कार्बन अधिकतर तत्वों के साथ सहयोग करके यौगिक तथा अणुओं का निर्माण करता है।
औद्योगिक रसायन (Industrial Chemistry) – यह रसायन विज्ञान की महत्वपूर्ण शाखा है। इसमें बहुत बड़े पैमाने पर पदार्थों का निर्माण किया जाता है। इसमें बड़े पैमाने पर औद्योगिक इकाइयों में उत्पादित किए जाने वाले पदार्थों तथा द्रव्यों मैं जितनी भी अभिक्रियें, सिद्धांतों तथा नियमों का उपयोग किया जाता है, उन सभी का अध्ययन रसायन विज्ञान की औद्योगिक रसायन शाखा के अंतर्गत किया जाता है।
औषधि रसायन (Medical Chemistry) – औषधि रसायन वह शाखा है जिसमें रयायनों का उपयोग कर के इंसान के साथ-साथ अन्य जीवों में होने वाले रोगों के निदान के लिए उपयोग होने वाली औषधियों का निर्माण होता है। औषधि विज्ञान में औषधि पदार्थों के गुण, उपयोग, उनके संगठन तथा बनाने की विधियों आदि का अध्ययन किया जाता है।
विश्लेषक रसायन (Analitical Chemistry) – रसायन विज्ञान की इस शाखा में विभिन्न प्राकृतिक एवं कृत्रिम पदार्थों में विद्यमान रासायनिक घटकों की पहचान, प्रमात्रीकरण और परिष्करण किया जाता है। यह दो तरह का होता है – गुणात्मक विश्लेषण तथा मात्रात्मक विश्लेषण विश्लेषण। गुणात्मक विश्लेषण से किसी नमूने में विद्यमान घटकों की पहचान होती है तथा मात्रात्मक विश्लेषण के द्वारा इन घटकों की मात्रा निर्धारित की जाती है। इस विज्ञान का उपयोग फोरेंसिक्स साइंस, जैवविश्लेषण, चिकित्सीय विज्ञान, पर्यावरणीय विज्ञान और पदार्थों के विश्लेषण में किया जाता है।
कृषि रसायन (Agriculture Chemistry) – कृषि रसायन, रसायन विज्ञान की वह शाखा है, जिसके अंतर्गत विभिन्न प्रकार के जैवनाशक पदार्थों का निर्माण किया जाता है। इन पदार्थों के साथ ही मृदा आदि का अध्ययन करके कृषि उपज बढ़ाने के तरीकों की खोज जाती है।
जैव रसायन (Biochemistry) – जैव रसायन में छोटे-छोटे जीवो में उपस्थित रासायनिक गुणों का अध्ययन तथा जंतुओं और वनस्पति में उसे प्राप्त होने वाले रासायनिक द्रव्यों का अध्ययन उनका संगठन तथा गुणों का ज्ञान प्राप्त किया जाता है।
नाभिकीय रसायन (Nuclear Chemistry) – यह रसायन विज्ञान का एक उपक्षेत्र है। इसके अन्तर्गत रेडियोसक्रियता, नाभिकीय प्रक्रम (जैसे नाभिकीय तत्वान्तरण) तथा नाभिकीय गुणधर्मों का अध्ययन किया जाता है। इसमें ऐक्टिनाइडों और रेडियम, रेडॉन आदि रेडियोसक्रिय तत्त्वों के रसायनविज्ञान के अलावा, नाभिकीय रिएक्टर से सम्बन्धित रसायन विज्ञान का अध्ययन किया जाता है।
पर्यावरण रसायन शास्त्र (Environmental Chemistry) – पर्यावरण रसायन, सामाजिक दृष्टि से बेहद महत्वपूर्ण विषय है। इसमें पर्यावरण का जीवन पर प्रभाव, प्रदूषण में कमी और प्रबंधन आदि का अध्ययन किया जाता है। पर्यावरण प्रदूषण और हवा, पानी और मिट्टी के वातावरण पर उनके पर्यावरणीय प्रभाव के व्यवहार, साथ ही मानव स्वास्थ्य और प्राकृतिक पर्यावरण पर अपने प्रभाव का अध्ययन पर्यावरणीय रसायन के अंतर्गत आता है।
हरित रसायन (Green Chemistry) – अमेरिकी वैज्ञानिक पॉल अनास्टास के मुताबिक हरित रसायन उन रासायनिक पदार्थों एवं प्रक्रियाओं के उपयोग एवं विकास पर जोर देता है जिसमें जहरीले प्रदूषक कारक पदार्थों का उपयोग एवं उत्पादन न हो या न्यूनतम हो। हरित रसायन प्रदूषण को उसके उद्गम स्थल पर ही रोकने या घटाने पर जोर देता है।
रसायन विज्ञान की प्रकृति
रसायन विज्ञान भौतिक विज्ञानों में एक ज्ञान शास्त्र है। अन्य दो शास्त्र भौतिकी तथा ज्योतिर्विज्ञान हैं। रसायन विज्ञान भौतिक विज्ञानों में ही नहीं वरन् सभी विज्ञानों में सबसे ज्यादा महत्वपूर्ण है। यह केन्द्रीय विषय है। किसी भी पात्र में रखी जा सकने वाली वस्तु या तो एक पदार्थ होता है या दो या ज्यादा पदार्थों का संयोग। कोई भी वस्तु जिसको किसी भी ज्ञानेन्द्री से आभास मिलता है। (गन्ध, स्पर्श, श्रवण, दृष्टि, स्वाद) ऐसा ही पदार्थ होता है।
रसायन विज्ञान की प्रकृति में निम्न विशिष्ट बिन्दु शामिल हैं-
1. पदार्थों के भौतिक तथा रासायनिक गुणों का निर्धारण।
2. विशिष्ट ध्येयों की प्राप्ति हेतु रासायनिक प्रक्रियाओं को विकसित तथा नियंत्रित करना।
3. यह आणविक व्यवहार का विज्ञान है। रसायनविज्ञानी अपने दत्तों का विश्लेषण तथा निर्वचन अलग-अलग अणुओं के गुणधर्मों एवं अंतक्रियाओं के आधार पर करता है। अब अणुओं तथा परमाणुओं की संरचना तथा व्यवहार को फोटॉन एवं इलेक्ट्रॉन के उपयोग से ज्ञात किया जाने लगा है।
4. आदिकाल से पृथ्वी के समस्त परिवर्तनों तथा विभिन्न कालखंडों में उसमें पाये जाने वाले जीवों एवं वनस्पति की संरचनाओं की जानकारी हेतु रसायन विज्ञान संवेदी तकनीकों तथा विधियों को उपलब्ध करता है। इनमें इलेक्ट्रॉन ऐक्टीवेशन विश्लेषण मुख्य है।
5. रसायन विज्ञान परिवर्तनों की गति को नियंत्रित करने में समर्थ है।
रसायन विज्ञान का क्षेत्र
रसायन विज्ञान का क्षेत्र असीमित है। इसमें अगणित पदार्थों के अध्ययन की व्यवस्था है। व्यक्तिगत, सामाजिक, आर्थिक, शैक्षिक, औद्योगिक तथा शासकीय कारणों से इस क्षेत्र में विश्वभर के असंख्य लोग कार्य कर रहे हैं। 1970 के दशक के शुरू में ही विश्व के दस लाख लोग इस क्षेत्र में कार्यरत थे। तब से यह संख्या कई गुना बढ़ गई होगी।
अध्ययन की सरलता, सुगमता, सुविधा की दृष्टि से रसायन विज्ञान को व्यवस्थित किया गया है। इसके लिए संबंधित यौगिकों का तार्किक वर्गीकरण, संबंधित व्यवस्थाओं, परस्पर संबंधी विधियों, ध्येयों को आधार मानकर रसायन विज्ञान को विभिन्न समूहों में विभाजित किया गया है।
रसायन विज्ञान का महत्व
- रसायन विज्ञान का सामाजिक सांस्कृतिक प्रभाव स्वयंसिद्ध है। रसायन विज्ञान का अध्ययन व्यक्ति को रूढ़ियों तथा अंधविश्वासों से छुटकारा देता है क्योंकि यह कार्य संबंध के लिए प्रयोगों तथा ऐन्द्रिक अनुभवों को ही आधार मानता है।
- रसायन विज्ञान ने कला को प्रभावित किया है। यह हस्तकलाओं हेतु भी सत्य है। विभिन्न रंग रसायन की ही देन है।
- प्राचीन तथा ऐतिहासिक महत्व की कलाकृतियों को अक्षुण्य रखने हेतु रसायन विज्ञान विभिन्न रसायनों को उपलब्ध करता है।
- इसी तरह कला हेतु सभी साधनों के उत्पादन के लिए भी रसायन विज्ञान उत्तरदायी है।
रसायन विज्ञान का इतिहास
- रसायन विज्ञान का इतिहास प्राचीन काल से संबंधित है जिस समय समाज का विकास प्रारंभ हो गया था उसी समय से रसायन विज्ञान का इतिहास (History) भी जागृत होने लगा था।
- मनुष्य तथा जीव जंतुओं द्वारा उपभोग की जाने वाली समस्त प्रकार की सामग्री किस प्रकार से बनी हैं तथा उनके गुण और लाभ क्या क्या है आदि का अध्ययन प्राचीन काल से किया जाने लगा था।
- प्राचीन काल में ही पत्थरों को रगड़ कर अग्नि उत्पन्न की जाने लगी तो वहीं मनुष्यों ने जीव जंतु को देखकर जड़ी बूटियों को बारे में जाना।
- सुश्रुत के द्वारा दी गई सुश्रुत चिकित्सा और चरक सहिंता ने रसायन विज्ञान के इतिहास को और आगे बढ़ा दिया इसके बाद रसायन विज्ञान में अम्ल, क्षार तथा लवणों का उपयोग भी कई प्रकार की सामग्रियों को निर्मित करने में किया जाने लगा।
- इसके पश्चात 15वीं और 16वीं शताब्दी में यूरोप के कुछ देशों तथा अन्य देशों में रसायन शास्त्र का तीव्र विकास आरंभ हो गया वैज्ञानिकों (Scientist) ने लकड़ी का जलना, कोयले का जलना, जंग का लगना आदि पर अध्ययन किया।
- हेनरी कैवेंडिश (Henry Cavendish) ने हाइड्रोजन (hydrogen) का पता लगाया तो ब्लैक जोसफ वैज्ञानिक ने कार्बोनेटों का अध्ययन किया इसी प्रकार से रसायन शास्त्र का विकास होता गया।
रसायन विज्ञान की तत्व :
