Kimya, maddenin yapısını, özelliklerini, birleşimini ve değişimini inceleyen bir bilim dalıdır. Bu kadar geniş bir alanı inceleyebilmek için kimya, birbirleriyle bağlantılı olan ancak farklı odak noktalarına sahip çeşitli alt dallara ayrılmıştır.
Bu dal, maddelerin kimyasal bileşenlerini ve miktarlarını belirlemekle ilgilenir. İki ana gruba ayrılır:
Kimya ve fiziğin kesişim noktasıdır. Kimyasal sistemlerin ve süreçlerin fiziksel temellerini araştırır. Enerji, kuvvet, zaman ve hareket gibi kavramların kimyasal reaksiyonlarla ilişkisini inceler. Termodinamik, kuantum mekaniği ve kinetik bu dalın önemli konularındandır.
Karbon (C) elementinin ve onun hidrojen (H), oksijen (O), azot (N) gibi elementlerle yaptığı bileşikleri inceleyen daldır. Canlı organizmaların yapısında bulunan bileşiklerin (karbonhidratlar, proteinler, yağlar, nükleik asitler) çoğu organik bileşiktir. Plastik, ilaç, boya ve petrol ürünleri organik kimyanın uygulama alanlarıdır.
Organik kimyanın aksine, karbon-hidrojen (C-H) bağı içermeyen tüm element ve bileşikleri inceler. Metaller, mineraller, asitler, bazlar ve gazlar bu dalın konusudur. Yeni katalizörler, yarı iletken malzemeler ve inorganik pigmentlerin geliştirilmesi inorganik kimyanın ilgi alanına girer.
Canlı organizmalarda meydana gelen kimyasal süreçleri inceler. Hücrelerdeki metabolik yollar, enzimler, hormonlar, genetik materyal ve enerji üretimi gibi konular biyokimyanın temelini oluşturur. Biyokimya, biyoloji ve tıp bilimleriyle yakından ilişkilidir.
Atom çekirdeğindeki değişimleri, radyoaktiviteyi, nükleer reaksiyonları ve bunların uygulamalarını inceler. Nükleer santraller, tıbbi görüntüleme teknikleri (PET, MR), radyasyon tedavisi ve radyokarbonla tarihleme yöntemi bu dalın uygulama alanlarına örnektir.
Monomer adı verilen küçük moleküllerin bir araya gelerek oluşturduğu büyük zincirli yapılar olan polimerleri inceler. Plastikler, naylon, teflon, kauçuk ve DNA gibi doğal polimerler bu dalın konusudur.
Doğal çevredeki kimyasal süreçleri ve insan faaliyetlerinin bu süreçlere etkisini inceler. Hava, su ve toprak kirliliği, atık yönetimi, ozon tabakasının incelmesi ve iklim değişikliği gibi konularla ilgilenir.
Bu alt dallar birbirinden kesin çizgilerle ayrılmaz. Örneğin, biyokimya organik kimya ile, fizikokimya ise diğer tüm dallarla iç içe geçmiş durumdadır. Modern kimya araştırmaları genellikle bu disiplinlerin birkaçının bir arada kullanılmasını gerektirir.
