美國留學專業全解 | 化學

專業介紹

化學是自然科學的一個分支，主要研究物質的性質、它們所經歷的變化以，及描述這些變化的自然規律。古代人使用化學方法，用火將礦石化合，從而產生具有不同性質的金屬。對化學的系統研究始于埃及人和古希臘人，他們最先提出原子的存在。在中世紀，化學(當時被稱為煉金術)在新物質和新技術的發現的推動下蓬勃發展，主要目的是將賤金屬變成黃金的嘗試。

化學的本質包括對每一種物質的研究。研究范圍從監測和去除環境中的污染物，到創造新的藥物和產品，以及允許所有其他應用的理論基礎研究。化學家可以是海洋學家或大氣科學家、法醫科學家、科學作家、藝術修復專家、專利律師、高中教師或釀酒師，也可以在石油、食品、采礦、農業和制藥公司等傳統行業工作。研究生院、醫學院和牙科學院以及許多其他醫療輔助專業都對化學畢業生開放。

與化學專業比較相近的專業是化學工程，但這兩者又有區別：

從Focus層面：化學是在分子水平上理解物質的性質、組成和反應;化學工程專注于將工程原理應用于大規模化工和材料生產。

從Scope層面：化學是對物質基本性質的研究，探索其結構、組成和性質;化學工程將原材料轉化為有價值的產品，聚焦制造業和工業。

從Emphasis層面，化學重點分析元素、化合物和反應，以了解物質的行為，通常要通過實驗室進行實驗;化學工程注重為工業(比如制藥、石化)設計設備、優化生產。

從Applications層面，化學跨越多個學科(有機、無機、物理、分析、生物化學)，為醫學、材料科學、環境科學等領域的進步做出貢獻;化學工程專注于為商業生產創造實用的解決方案。

專業分支

化學專業常見的分支方向為：

分析化學Analytic Chemistry

無機化學Inorganic Chemistry

有機化學Organic Chemistry

物理化學Physical Chemistry

生物化學Biological Chemistry

理論化學Theoretical Chemistry

材料化學Materials Chemistry - 分子化學Polymer Chemistry和納米科學Nanoscience等研究領域

核化學Nuclear Chemistry

環境化學Environmental Chemistry

大氣化學Atmospheric Chemistry等其它交叉學科領域

學制及課程設置

化學專業碩士項目開設在美國大學的文理學院(Arts and Sciences)或者理學院 (Science)的化學系(Department of Chemistry)、化學與生物化學系(Chemistry and Biochemistry)，或者化學與化學生物學系(Chemistry & Chemical Biology)。學位有兩種：Master of Science理學碩士和Master of Arts文學碩士，通常理學碩士會包含一個研究項目。學制多數為30學分，一般為1.5 - 2年可以完成。

化學作為一個基礎學科，開設相關碩士項目的學校比較少，大多數院校直接開設化學專業博士，綜排和專排Top 10的學校之后個別學校開設碩士項目，而且很多學校的碩士招生規模很小，或者在極個別情況下會招收，例如威斯康星大學麥迪遜分校的Master of Science (M.S.) in Chemistry每年只錄取3-4個學生， 維克森林大學的化學系過去幾年只有9個碩士生。

課程方面，以凱斯西儲大學的Master of Science (MS) in Chemistry為例，該項目為30學分(10門課)，其中必修課8門(400級以上)，每門課程3學分，必須有五門是化學課程。剩余的6個學分可以包括額外的研究生課程、特殊閱讀、研究和最多6個學分的高級本科課程(300級)。

專業背景及先修課要求

申請化學碩士一般要求本科水平的物理化學、有機化學、無機化學和分析化學等化學專業背景，大部分錄取的學生都是化學或者相關專業，包括生物學、化學工程、物理學、 藥學、材料 醫學等。

要求的前置課程一般有普通化學(兩個學期)、有機化學(兩個學期)、物理化學(兩個學期)和相關實驗室經歷。同時，建議學習高級無機化學課程。

化學專業的各個分支需要進行合理的選擇，申請時選擇的方向要與背景相對應，尤其是前置課程和研究經歷方面。

碩士申請建議

由于化學碩士項目很少，申請化學碩士的申請者，通常建議同時申請博士項目或者與其他相關專業如生物化學、化學工程等一起申請。作為基礎學科，除了要求滿足條件的GPA，TOEFL和GRE成績，該專業也是青睞有豐富和完整科研背景的申請者。對于計劃申請博士項目的學生，部分學校也要求備考化學GRE sub，且分數在90%以上。而對于碩士申請者，不錯的GRE sub化學成績也能成為申請中的加分項。

就業方向分析

化學專業畢業生可以作為各行各業的化學家，比如制藥、制造業(化學品，塑料，食品，紙張，聚合物，油漆和涂料，粘合劑，洗滌劑等)、石油和能源、半導體、建筑和冶金材料以及汽車工業。許多化學家在政府研究，法醫或分析實驗室以及環境保護局(EPA)，國家航空航天局(NASA)，國家科學基金會(NSF)，武裝部隊和國務院等機構工作。

化學家也劃分不同的領域，常見的比如：

研究化學家：在工業，商業或政府實驗室工作，執行實踐任務，涵蓋一系列應用的分子和材料的合成，分離，純化和分析。研究化學家可能專注于許多不同的領域，包括藥物化學，化妝品，石化，電子等等。

工藝化學家：專門從事擴大合成所需的化學產品，如藥物或商品化學品，以滿足全球需求。他們為大規模經濟生產和包裝設計設備并開發工藝細節。在開始全面生產之前，在一個試驗工廠中對工藝進行小規模測試。

環境化學家：研究空氣，土壤和水的化學，以及這些基質的交叉。環境化學家特別關注了解這些系統的變化，并經常專注于開發新的分析技術，以提供我們周圍世界的全貌。

有機化學家：專注于基于碳骨架的化合物，從僅含碳和氫的簡單碳氫化合物到含氧，氮，硫等更復雜的分子。有機化合物是許多生物分子的基礎，對生命過程很重要。因此，許多有機化學家解決與健康和醫學有關的問題。與碳形成新鍵是制造新分子和材料的核心，因此探索這種反應性的新方法是有機化學家的主要目標，影響小分子和聚合物材料的合成。

生物化學家：在生物學和化學的交叉點探索分子和過程。在分子水平上理解細胞過程可以設計新藥，提供有關疾病機制的信息，并通常揭示小分子和大分子以及材料如何相互作用以使生命成為可能。

法醫化學家：與執法部門合作，使用分析技術解決犯罪問題。法醫化學家可能被要求分析槍擊殘留物或在犯罪現場發現的未知物質。他們通常掌握許多不同儀器的使用，包括氣相色譜法，質譜法，高壓液相色譜法和電子吸收光譜法，以識別和量化收集并帶到實驗室的樣品。

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