علم الكيمياء

يعرف علم الكيمياء بأنه العلم الذي يدرس خواص، وتركيب، وبنية المواد، والتحولات التي تخضع لها، والطاقة التي تحصل عليها، أو تطلقها خلال تلك العمليات، ويتمثل التحدي الكبير في الكيمياء في الوصول إلى التفسير المنطقي للسلوك المعقد للمواد، وتصرفاتها، وسبب خصائصها الدائمة وقدرة التفاعلات الكيميائية فيما بينها على تكوين المواد الجديدة أو تفكيكها.^[١]

أهمية الكيمياء في حياتنا

الكيمياء في الغذاء

يدرس علم الكيمياء المكونات البيولوجية الأساسية للمواد الغذائية المختلفة، وهي الكربوهيدرات، والتي تمثل السكريات، والنشويات التي تعدّ وقوداً كيميائياً ضرورياً للخلايا، والليبيدات التي تضم الدهون والزيوت، والتي تعدّ أجزاءً أساسية لأغشية الخلايا، ومهمةً لتنعيم وترطيب الأعضاء الداخلية لجسم الإنسان، بالإضافة إلى البروتينات التي تمثل جزيئات معقدة تتكون من 100 إلى 500 نوع أو أكثر من أنواع الأحماض الأمينية الضرورية لبنية ووظيفة الخلايا المختلفة، كما يهتم علم الكيمياء بنوعية الغذاء الذي يحصل عليه الإنسان، فمثلاً يشكل 8 أنواع من الأحماض الأمينية أحماضاً أساسية يجب أن يحصل عليها الإنسان من الغذاء، وتشكل بعض المكونات غير العضوية كالماء، والفيتامينات، والمعادن جزءاً من الغذاء المُتناول، ويهتم الكيميائيون بتحسين جودة، وسلامة، وتذوق، وحفظ الطعام، بالإضافة إلى الصناعات التي تُعنى بتطوير المنتجات الجديدة وتحسين طرق المعالجة، والبحث في الملوثات والممارسات الضارة التي تؤثر على نوعية الغذاء.^[٢]

الكيمياء في البيئة

يشكّل علم الكيمياء صميم القضايا البيئية، إذ تعدّ الكيمياء البيئية دراسة متعددة التخصصات تشمل الكيمياء التحليلية وفهم العلوم البيئية المختلفة، والتي يتم من خلالها دراسة طبيعة المواد الكيميائية، والتفاعلات الكيميائية وتأثيرها المفيد أو الملوث على البيئة، وكيفية الحفاظ على البيئة وتنظيفها، والعمليات المنتجة التي يمكن عملها دون الإضرار بها، وعلى سبيل المثال تعدّ دراسة جودة المياه مجالاً مهماً جداً في الكيمياء البيئية، حيث لا توجد المياه النقية بصورة طبيعية، فهي تحتوي على مواد مذابة كبعض المعادن، لذا فإن علم الكيمياء يدرس خصائص الأكسجين المذاب، والعكارة، والملوحة، ودرجة الحموضة، والرواسب الموجودة في الأنهار والمحيطات وغيرها من المصادر المائية لمعرفة مدى قابلية هذه المياه للاستخدام البشري، وخلوها من الملوثات الضارة، ويمكن زيادة سلامة المياه بمعالجتها من خلال إضافة الكلور والفلورايد.^[٣]^[٢]

الهندسة الكيميائية والصناعة

تهتم الهندسة الكيميائية بتطوير مواد أو عمليات تتضمن تفاعلات كيميائية، وحل المشكلات التكنولوجية، وتنقسم إلى فرعين أساسيين وهما التطبيقات الصناعية، وتطوير المنتجات الجديدة، وتفيد الهندسة الكيميائية في العديد من الصناعات من خلال ابتكار طرق جديدة لجعل عملية التصنيع أسهل، وأقل تكلفة، كما يشارك المهندسون الكيميائيون في الإشراف على صناعة كل المنتجات المستخدمة تقريباً، وتشغيل وتصميم مصانع المعالجة، وتفعيل إجراءات السلامة في التعامل مع المواد الخطرة، وغير ذلك.^[٢]

الكيمياء في جسم الإنسان

تلعب الكيمياء دوراً بارزاً في جسم الإنسان، إذ تشارك التفاعلات الكيميائية في دورة الجسم، وحركاته المختلفة، وتتكون جميع الخلايا من مواد كيميائية، كما تشرح الكيمياء عمليات عدّة في جسم الإنسان ككيفية إنتاج الخلايا للبروتينات والطاقة، وعملية التنفس، وأدوار أعضاء الجسم المختلفة، كالحفاظ على درجة الحموضة التي تعدّ إحدى وظائف الكلى، وغير ذلك.^[٤]

الكيمياء في الزراعة

يفيد علم الكيمياء في قطاع الزراعة، إذ يهتم بالمواد والتفاعلات الكيميائية المرتبطة بإنتاج، واستخدام، وحماية المحاصيل، والثروة الحيوانية، وتشكّل الكيمياء الزراعية مجالاً متعدد التخصصات، والذي يرتبط بالعديد من العلوم والمجالات الأخرى كإدارة الدواء والغذاء، والصناعات الخاصة، ومن الأمثلة على جوانب أهمية الكيمياء في الزراعة تطوير الأسمدة والمبيدات الحشرية، والمكملات الغذائية اللازمة لتحسين إنتاج اللحوم والألبان من الثروة الحيوانية، والتكنولوجيا الحيوية الزراعية.^[٢]

الكيمياء في الطب

يلعب علم الكيمياء دوراً مهماً في المجال الطبي كفهم دور الفيتامينات والعقاقير وتأثيرها في جسم الإنسان، واختبار وتطوير العلاجات والأدوية الطبية الجديدة، وأهميته في مجال الطب الشرعي، حيث يفيد علم الكيمياء في الطب الشرعي في العديد من الأمور كجمع الأدلة التي وُجدت في مسرح الجريمة للمساهمة في كشف هويات الأشخاص المعنيين بها، والإجابة عن أسئلة أخرى متعلقةً بسبب وكيفية ارتكاب هذه الجريمة.^[٢]^[٣]

أهمية الكيمياء في مجالات أخرى

يتكون كل شئ في الوجود من مواد، ويعدّ علم الكيمياء أحد العلوم الفيزيائية التي تساعد على وصف وتفسير الكون، كما يلعب هذا العلم دوراً في مجالات واسعة لا حصر لها، والتي يشكّل العديد منها تأثيراً مهماً على الحياة اليومية للإنسان، ومن هذه المجالات علم الجيولوجيا، ومجال الطبخ، والتنظيف الذي يشرح فيه الكيمياء كيفية عمل المنظفات، والمساعدة على اختيار المنظف الأفضل للغسيل، والاستحمام، والأطباق، والمنزل.^[٢]^[٣]

فروع علم الكيمياء

ظهرت العديد من المجالات المتخصصة في تاريخ علم الكيمياء مبكراً، كما ظهرت العديد من المجالات الجديدة التي شهدت نمواً كبيراً في القرن العشرين كمجالات البوليمر، والكيمياء البيئية، بالإضافة إلى أنّ هناك استمراراً في ظهور المجالات الفرعية الجديدة،^[١] ومن الفروع الأساسية لعلم الكيمياء ما يأتي:^[٥]

الكيمياء العضوية: تدرس الكيمياء العضوية (بالإنجليزية: Organic Chemistry) الكربون ومركباته، وتمثل دراسة كيمياء الحياة.
الكيمياء غير العضوية: تدرس الكيمياء غير العضوية (بالإنجليزية: Inorganic Chemistry) المركبات التي لا تدرسها الكيمياء العضوية.
الكيمياء التحليلية: تدرس الكيمياء التحليلية (بالإنجليزية: Analytical Chemistry) المادة، وتطوير الأدوات الخاصة بقياس خصائص المواد.
الكيمياء الحيوية: يدري فرع الكيمياء الحيوية (بالإنجليزية: Biochemistry) العمليات الكيميائية التي تحصل في الكائنات الحية.
الكيمياء الفيزيائية: تشكّل الكيمياء الفيزيائية (بالإنجليزية: Physical Chemistry) الفرع الذي يطبّق الفيزياء على الكيمياء، والذي يتضمن في العادة تطبيقات الديناميكا الحرارية، وميكانيكا الكم في الكيمياء.

فيديو عن العناصر الكيميائية

هل يُعقل أن تكون بعض العناصر الكيميائية بديلةً للأسلحة؟! شاهد الفيديو لتعرف أكثر:^[٦]

المراجع

^ ^أ ^ب Melvyn Usselman, Alan Rocke, “Chemistry”، www.britannica.com, Retrieved 2018-12-12. Edited.
^ ^أ ^ب ^ت ^ث ^ج ^ح Mary Bagley (2017-9-21), “What Is Chemistry?”، www.livescience.com, Retrieved 2018-12-12. Edited.
^ ^أ ^ب ^ت Anne Marie Helmenstine (2018-8-2), “What Is the Importance of Chemistry?”، www.thoughtco.com, Retrieved 2018-12-12. Edited.
↑ Jon Zamboni (2018-3-13), “Why Is Chemistry Important to the Study of Anatomy & Physiology?”، sciencing.com, Retrieved 2018-12-12. Edited.
↑ Anne Helmenstine (2018-11-30), “The 5 Main Branches of Chemistry”، www.thoughtco.com, Retrieved 2018-12-12. Edited.
↑ فيديو: العناصر الكيميائية سلاح خطير.