تعريف علم الكيمياء
علم الكيمياء
Chemistry هو العلم الذي يهتم بالدراسة التفصيليّة للعنصر والمادة الكيميائيّة، والتطرّق إلى خواصها وسلوكها والتفاعلات التي تطرأ عليها، وبنيتها، وتركيبها، وكل ما يتعلق بالمادة من تغيّرات، ويُطلق عليه أيضاً اسم العلم المركزيّ؛ نظراً لجمعه أكثر من نوع لأنواع العلوم كالفيزياء وربطها مع العلوم الطبيعيّة، وربط علم الأحياء وعلم الفلك والجيولوجيا.
أقسام الكيمياء الأساسية
- الكيمياء التحليليّة: يهتم هذا النوع الكيمياء بدراسة التركيب الكيميائيّ للمادة، وكيفيّة بناء هذا التركيب من خلال أخذ عيّنات من هذه المادة وتحليلها، والتعرف إلى خصائص المادة الكيميائية وصيغها الكيميائيّة.
- الكيمياء الحيويّة: يركز هذا النوع على المادة الكيميائية ودراستها عن قرب، وكما يسلّط الضوء على دراسة ما يحدث في الكائنات الحية من تفاعلات كيميائيّة.
- الكيمياء الفيزيائيّة: تشكل حالات الطاقة الموجودة في عمليات التفاعل الكيميائي الهدف الرئيسي لهذا النوع من الكيمياء، حيث تدرس ما يطرأ على حالات الطاقة من تغيّرات، ومن أهم أنواعها: الكيمياء الحراريّة، وعلم الأطياف، وكيمياء الكم، والميكانيكا الإحصائيّة.
- الكيمياء العضويّة: وتهتم بدراسة المركّبات العضوية وما يطرأ عليها من تفاعلات، والتعرف على تركيبها وخواصها بشكل مفصل.
- الكيمياء اللا عضوية: يتداخل هذا النوع من علوم الكيمياء بشكل كبير مع الكيمياء العضوية، إلا أنّ هذا النوع يهتم بدراسة المركبات غير العضوية وخواصها وتفاعلاتها.
أهمية علم الكيمياء
- يساعد على فهم واستيعاب ما يحيط بنا من المواد.
- تُعتبر أحد مكونات نشاطات الكائنات الحية جميعها.
- مساعدة الإنسان على استغلال ما يحيط به من مواد خام، وكيفية تحويلها إلى مواد ذات فائدة.
- ساهمت في إنتاج الأسمدة الكيميائية.
- تعتبر سبباً في إيجاد الألياف الصناعية.
- تدخل في المجالات الصناعية كالألبسة والمنسوجات.
- تمنح الإنسان القدرة على تجنّب المواد ذات الخطورة العالية والتي تهدّد حياته.
- يلعب دوراً أساسياً في تحقيق الرقي والرفاهية للإنسان.
المبادئ الأساسية لعلم الكيمياء
- الذرّة: تشكّل الذرّة الوحدة الأساسية في علم الكيمياء ككّل، وتُعتبر النواة المكوّن الأساسي للذرّة، وتكون شحنتها موجبة، وتتكوّن هذه النواة من البروتونات والنيترونات والإلكترونات التي تلعب دوراً هاماً في معادلة الشحنة الموجبة، وهي الوحدة الأصغر على الإطلاق، وتعزى إليها وظيفة تمكين العنصر من الاحتفاظ بخواصه الكيميائيّة، كطاقة التأيّن، والأكسدة، والسالبية الكهربيّة.
- العنصر: وهو مجموعة من الذرّات، ويمتاز باحتواء نواته على عدد ثابت من البروتونات، ويعرف هذا العدد الثابت بالعدد الذري، مثال إن جميع ذرات عنصر الكربون تحتوي على 6 بروتونات، بينما تُعتبر جميع العناصر التي تحتوي على اثنين وتسعين بروتوناً بأنها عنصر اليورانيوم.
- المركب: هو عبارة عن عدد معين من العناصر المتفاعلة مع بعضها، والتي تحدّد تركيب هذا المركب الكيميائي وموقعه ضمن مجموعات الجدول الدوريّ، وكما تمنحه خواص معيّنة.
- المادة: تمتاز المادة الكيميائية بامتلاكها مجموعة من الخواص، وتكون عبارة عن مجموعة من المركبات معلومة النوع.
- الجُّزيئة: تُعتبر الجزء الأصغر من المادة الكيميائية، وهي غير قابلة للتجزئة والتقسيم وتمتاز بمجموعة من الخصائص الفريدة، ولها القدرة على إيجاد سلسلة من التفاعلات مع مواد كيميائية أخرى.
- المول: وهي عبارة عن وحدة تُستخدم لقياس كميّة المادة المتمثلة بعدد الذرات أو الجزيئات أو الأيونات.
- الشوارد والأملاح: هي عبارة عن مجموعة من العناصر الكيميائية التي تشكل بمجموعها مركباً مشحوناً، أو عبارة عن جزيئات من المادة فقدت إلكتروناً واحداً أو أكثر، وقد تكتسب المادة شحنات سالبة.
- الحامضية والقاعدية: يُعرف السلوك الحامضي القاعدي لأي مادة كيميائية بأنه عبارة عن إنتاج إحدى المواد الكيميائية عند إذابتها بالماء لأيونات الهيدرونيوم، أو أيون الهيدروكسايد، وفق نظرية أرينوس.
- الطور: هي مجموعة من الحالات التي يتم وصف النظام الكيميائي بها، وتمتاز بامتلاكها الخواص البنيوية نفسها، تحت عوالم ضغط الحرارة.
- الأكسدة والاختزال: وهو مدى قابلية ذرات المواد على التجاوب مع الإلكترونات بفقدانها أو اكتسابها، وتُعرف عملية الأكسدة بأنها عملية اكتساب الإلكترون وأكسدة المواد، أما الاختزال فهو فقدان المواد للإلكترونات وإكسابها لمادة أخرى.
- الروابط الكيميائية: وهي مدى القوة التي تجمع الذرات وترابطها مع الجزيء، ومن أنواع الروابط الكيميائية:
- روابط أيونية.
- روابط تساهمية.
- روابط قطبية.
- روابط فلزية.
- روابط تناسقية.
- التفاعل: هي عملية اندماج مجموعة من الجزيئات مع بعضها؛ لإنتاج جزيئات أكبر أو قابلة للتفكك والانقسام، وكما تعيد هيكلة الذرات وترتيبها داخل الجزيء الواحد، ويتمثل التفاعل بتكسير الجزيئات أو تكوين الروابط الكيميائية.
- التوازن.
- الطاقة.