更新時間:2024-10-06 16:11:59作者:留學之路
一、化學專業概述
化學是一門研究物質(定義為元素和化合物)的性質、組成和結構、它們所經歷的轉變以及在這些過程中釋放或吸收的能量的自然科學。化學專業與很多其他學科專業是相關聯的,如物理、生物、數學等,在學習過程中是要求修讀這些專業相關的一些課程的。化學專業本身要學習的知識包括有機化學、無機化學、電磁學、實驗室課程等。
由于化學基礎自然學科的性質,美國絕大多數的學校在本科階段都開設有化學專業,美國US News排名前100的學校中約有90多所開設了化學專業。化學專業大都開設在文理學院下的化學系或者化學與生物化學系,課程形式主要以授課、小組討論、實驗等為主,注重學生對于學科的理解、多學科結合的運用以及具體實驗的操作等。
二、化學專業學位設置
化學專業本科階段的學位大多為Bachelor of Science in Chemistry,如斯坦福大學(Stanford University)和加州大學圣地亞哥分校的設置就是B.S.in Chemistry,最后獲得的學位是理學學士;也有學校的設置是BA in Chemistry,如約翰霍普金斯大學(JHU)。從課程設置上來看,BS的課程更多的是數理化以及實驗課程,BA會有一些和日常生活以及其他文社科以及藝術相結合的課程,如藝術與考古學中的化學、色彩科學、化學與問題解決等,即會強調化學的應用以及解釋一些生活中與化學相關的現象和問題。
三、化學專業細分方向
化學專業常見的分支方向有如下這些:
1.普通化學(General Chemistry)
普通化學專業為想了解和學習生物化學、有機、物理或無機化學知識的學生以及那些不喜歡細化專業的學生提供有關化學的廣泛介紹。該專業使學生能夠在化學或相關科學、醫學或工程領域繼續深造。
2.生物化學(Biochemistry/Biological Chemistry)
生物化學是研究生物體內及與生物體有關的化學過程,專注于理解生物分子產生活細胞內和細胞間過程的化學基礎,主要分為三個領域:結構生物學、酶學和代謝學。生物化學與分子生物學密切相關,分子生物學是研究生物現象的分子機制。幾乎生命科學的所有領域都在通過生物化學方法學和研究被發現和發展。
3.物理化學(Physical Chemistry)
物理化學是根據物理原理、實踐和概念(如運動、能量、力、時間、熱力學、量子化學、統計力學、分析動力學和化學平衡)來研究化學系統中的宏觀和顆粒現象。
4.有機化學(Organic Chemistry)
有機化學又稱為碳化合物的化學,是研究有機化合物的組成、結構、性質、制備方法與應用的科學,是化學中極重要的一個分支。
5.無機化學(Inorganic Chemistry)
無機化學研究無機和有機金屬化合物的合成和行為。無機化學在化學工業的各個方面都有應用,包括催化、材料科學、顏料、表面活性劑、涂料、藥物、燃料和農業等。
6.分析化學(Analytical Chemistry)
分析化學是對原子、分子和離子等的分離、檢測、鑒定和定量的研究。分析化學主要有2種研究方法,一是采用經典的濕化學方法,即通過沉淀、萃取和蒸餾等方法,根據顏色、氣味、沸點、溶解度等進行識別;第二種就是使用儀器如顯微鏡等,使物質之間相互作用,分離、識別和量化分析物。分析化學還專注于改進實驗設計、化學計量學和創建新的測量工具,在醫學、科學和工程領域有著廣泛的應用。
7.理論和計算機化學(Theoretical and Computational Chemistry)
理論化學是利用量子化學、平衡和非平衡統計力學和動力學的工具來研究分子和分子材料的結構和動力學性質。應用于有機和無機分子、固體和表面的分子軌道計算揭示了無機和有機化學與固態物理之間的深刻聯系。
8.環境化學(Environmental Chemistry)
環境化學是運用化學的理論和方法,研究大氣、水、土壤環境中潛在有害有毒化學物質含量的鑒定和測定、污染物存在形態、遷移轉化規律、生態效應以及減少或消除其產生的科學,是環境科學中的重要分支學科之一。
9.藥理化學(Medicinal chemistry)
藥物化學指的是利用化學的概念和方法發現確證和開發藥物,從分子水平上研究藥物在體內的作用方式和作用機理的一門學科。