Kimia (dari bahasa Arab: كيمياء,
transliterasi: kimiya = perubahan benda/zat atau bahasa
Yunani: χημεία, transliterasi: khemeia) adalah ilmu yang
mempelajari mengenai komposisi, struktur, dan sifat zat atau materi
dari skala atom
hingga molekul
serta perubahan atau transformasi serta interaksi mereka untuk
membentuk materi yang ditemukan sehari-hari. Kimia juga mempelajari
pemahaman sifat dan interaksi atom individu dengan tujuan
untuk menerapkan pengetahuan tersebut pada tingkat makroskopik.
Menurut kimia modern, sifat fisik materi umumnya ditentukan oleh
struktur pada tingkat atom yang pada gilirannya ditentukan oleh gaya
antaratom dan ikatan
kimia.
Kimia adalah ilmu yang mempelajari benda, ciri-cirinya, strukturnya,
komposisinya, dan perubahannya yang disebabkan karena interaksi dengan
benda lain atau reaksi kimia.
Kimia sering disebut sebagai "ilmu pusat" karena menghubungkan
berbagai ilmu lain, seperti fisika, ilmu bahan, nanoteknologi,
biologi,
farmasi,
kedokteran,
bioinformatika, dan geologi [1].
Koneksi ini timbul melalui berbagai subdisiplin yang memanfaatkan
konsep-konsep dari berbagai disiplin ilmu. Sebagai contoh, kimia
fisik melibatkan penerapan prinsip-prinsip fisika terhadap materi
pada tingkat atom
dan molekul.
Kimia berhubungan dengan interaksi materi yang dapat melibatkan dua
zat atau antara materi dan energi, terutama dalam hubungannya dengan hukum pertama termodinamika.
Kimia tradisional melibatkan interaksi antara zat
kimia dalam reaksi kimia, yang mengubah satu atau lebih zat
menjadi satu atau lebih zat lain. Kadang reaksi ini digerakkan oleh
pertimbangan entalpi, seperti ketika dua zat berentalpi tinggi
seperti hidrogen dan oksigen elemental bereaksi membentuk air, zat
dengan entalpi lebih rendah. Reaksi kimia dapat difasilitasi dengan
suatu katalis,
yang umumnya merupakan zat kimia lain yang terlibat dalam media reaksi
tapi tidak dikonsumsi (contohnya adalah asam
sulfat yang mengkatalisasi elektrolisis
air) atau fenomena immaterial (seperti radiasi elektromagnet dalam
reaksi fotokimia). Kimia tradisional juga menangani analisis
zat kimia, baik di dalam maupun di luar suatu reaksi, seperti dalam spektroskopi.
Semua materi normal terdiri dari atom atau komponen-komponen subatom yang membentuk atom; proton, elektron,
dan neutron.
Atom dapat dikombinasikan untuk menghasilkan bentuk materi yang lebih
kompleks seperti ion,
molekul,
atau kristal.
Struktur dunia yang kita jalani sehari-hari dan sifat materi yang
berinteraksi dengan kita ditentukan oleh sifat zat-zat kimia dan
interaksi antar mereka. Baja lebih keras dari besi karena
atom-atomnya terikat dalam struktur kristal yang lebih kaku. Kayu terbakar
atau mengalami oksidasi cepat karena ia dapat
bereaksi secara spontan dengan oksigen
pada suatu reaksi kimia jika berada di atas suatu suhu tertentu.
Zat cenderung diklasifikasikan berdasarkan energi, fase, atau
komposisi kimianya. Materi dapat digolongkan dalam 4 fase, urutan dari
yang memiliki energi paling rendah adalah padat, cair, gas, dan plasma. Dari keempat jenis fase ini, fase plasma
hanya dapat ditemui di luar
angkasa yang berupa bintang, karena kebutuhan energinya yang teramat
besar. Zat padat memiliki struktur tetap pada suhu
kamar yang dapat melawan gravitasi
atau gaya lemah lain yang mencoba mengubahnya. Zat cair memiliki ikatan
yang terbatas, tanpa struktur, dan akan mengalir bersama gravitasi. Gas tidak
memiliki ikatan dan bertindak sebagai partikel bebas. Sementara itu,
plasma hanya terdiri dari ion-ion yang bergerak bebas; pasokan energi
yang berlebih mencegah ion-ion ini bersatu menjadi partikel unsur. Satu
cara untuk membedakan ketiga fase pertama adalah dengan volume dan
bentuknya: kasarnya, zat padat memeliki volume dan bentuk yang tetap,
zat cair memiliki volume tetap tapi tanpa bentuk yang tetap, sedangkan
gas tidak memiliki baik volume ataupun bentuk yang tetap.
Air (H2O)
berbentuk cairan
dalam suhu kamar karena molekul-molekulnya terikat oleh gaya antarmolekul yang disebut ikatan Hidrogen. Di sisi lain, hidrogen sulfida (H2S) berbentuk gas pada suhu
kamar dan tekanan standar, karena molekul-molekulnya terikat dengan
interaksi dwikutub (dipole) yang lebih lemah. Ikatan hidrogen
pada air memiliki cukup energi untuk mempertahankan molekul air untuk
tidak terpisah satu sama lain, tapi tidak untuk mengalir, yang
menjadikannya berwujud cairan dalam suhu antara 0 °C sampai
100 °C pada permukaan laut. Menurunkan suhu atau energi lebih lanjut
mengizinkan organisasi bentuk yang lebih erat, menghasilkan suatu zat
padat, dan melepaskan energi. Peningkatan energi akan mencairkan es
walaupun suhu tidak akan berubah sampai semua es cair. Peningkatan suhu
air pada gilirannya akan menyebabkannya mendidih (lihat panas penguapan) sewaktu terdapat cukup energi untuk
mengatasi gaya tarik antarmolekul dan selanjutnya memungkinkan molekul
untuk bergerak menjauhi satu sama lain.
Ilmuwan
yang mempelajari kimia sering disebut kimiawan. Sebagian besar kimiawan melakukan
spesialisasi dalam satu atau lebih subdisiplin. Kimia yang diajarkan
pada sekolah menengah sering disebut "kimia umum" dan ditujukan sebagai
pengantar terhadap banyak konsep-konsep dasar dan untuk memberikan
pelajar alat untuk melanjutkan ke subjek lanjutannya. Banyak konsep yang
dipresentasikan pada tingkat ini sering dianggap tak lengkap dan tidak
akurat secara teknis. Walaupun demikian, hal tersebut merupakan alat
yang luar biasa. Kimiawan secara reguler menggunakan alat dan penjelasan
yang sederhana dan elegan ini dalam karya mereka, karena terbukti mampu
secara akurat membuat model reaktivitas kimia yang sangat bervariasi.
Ilmu kimia secara sejarah merupakan pengembangan baru, tapi ilmu ini
berakar pada alkimia yang telah dipraktikkan selama berabad-abad
di seluruh dunia.
