المقصود بالمادة النقية وخصائصها

المادة النقية هي كل مادة تتكون من نوع واحد فقط من الجسيمات، وتتميز ببنية ثابتة، كما يتم تصنيف هذه المواد كعناصر أو مركبات، حيث تتكون العناصر من نوع واحد من الذرات، ولا يمكن تكسير أو تحويل هذا العنصر إلى عنصر أخر من خلال الطرق الكيميائية والفيزيائية، الأمثلة الأكثر شهره للعناصر هي

المعادن

الفلزية والشبه فلزية والغير فلزية والذهب والنحاس والكلور والأكسجين والألماس.

أما بالنسبة إلى المركبات فهي تتكون بواسطة دمج عنصرين من نوع واحد أو أكثر من خلال تعرضه لطرق كيميائية، ويمكن فصل مواد هذه المركبات من خلال الطرق الكيميائية

قام العلماء والخبراء بتحديد عدة خواص للمادة النقية، وأكثر الأمثلة شهرة على المركبات النقية هي

الماء

والملح وصودا الخبز، كما هو موضح في النقاط التالية:

تحتوي المواد النقية على ذرات أو جزئيات من نوع واحد متجانسة في الطبيعة.
تمتاز المواد النقية بتركيبة ذات شكل ثابت وموحد مع مرور الزمن.
قد تتشارك المواد النقية في تفاعل كيميائي، من أجل تشكيل منتجات تم التنبؤ بها في وقت سابق.
تمتلك المواد النقية جميعها درجة انصهار وغليان واحدة فقط.

أقسام المادة النقية

تم تقسيم المادة النقية إلى نوعان رئيسيان وهما:

العناصر

يتكون العنصر من خلال دمج ذرتين أو أكثر، ولا يمكن تجزئة ذرات هذا العنصر مرة أخرى، قد تتواجد هذه العناصر بشكل

طبيعي

في الأرض، حيث وجد العلماء في عام 2004 واحد وتسعون عنصر موجود في الطبيعة، وفي بعض الأحيان يتدخل الإنسان في ذلك

تم تصنيف هذه العناصر من قبل العلماء على أساس صفاتها الكيميائية وكتلتها الذرية، ومن أهم وأفضل التصنيفات في تاريخ الكيمياء هي الجدول الدوري الذي تم إعداده من قبل

العالم

مندليف، ومن أهم عناصر هذا الجدول هي النتروجين، والكلور، والزئبق، والفلور، والهيدروجين، والصوديوم، والبروم، والأكسجين.

المركبات

المركبات تنتج من خلال دمج عنصرين أو أكثر من نفس النوع بواسطة تفاعلات كيميائية، وبعد أن يتم تحليلاها كيميائياً تستطيع عناصر المركب التفككك، والتفاعلات الكيميائية التي تساهم في ربط العناصر الكيميائية لتكوين المركبات هي كسب أو فقط إلكترونات التكافؤ

التي تقع في المستوى الأخير من الذرات المتحدة، ومن الجدير بالذكر بأن عناصر المركب الواحد ترتبط فيما بينها بنسب ثابتة ومحددة بواسطة الروابط الكيميائية، مثل الرابطة الأيونية، والرابطة الفلزية

والرابطة التساهمية التنسيقية والرابطة التساهمية، ومن أهم الأمثلة على هذه المركبات هي الأملاح، والأكاسيد، والمركبات العضوية، والقواعد، والأحماض، والمركبات الأيونية.

كيف تكون العناصر والمركبات مواد نقية

المقصود بالمادة النقية لا يعني فقط حفاظ الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمادة بعد تحليها، بل هي عناصر أو ذرات نقية تتكون من نوع واحد فقط، ومن الجدير بالذكر بأن تحطيم ذرة واحدة سوف يؤدي إلى تحطيم جسيمات الذرة وليس الذرة نفسها، والأمر نفسه بالنسبة إلى المركبات

حيث يتكون المركب من عناصر ذات نوع واحد فقط، وعند تحطيمها لن تتأثر الذرات الفردية المكونة لهذا العناصر بل تتحطم جسيماته، كما أنه لا يمكن للتحطيم أن يتسبب في تغير بالخواص الكيميائية والفيزيائية للذرات.

الأمثلة الأكثر شيوعاً للمواد النقية هي:

الألماس.
عصير البرتقال.
الألمنيوم.
الكبريت.
الماء.
القصدير.
بيكربونات الصوديوم.
السكروز.
غاز الهيدروجين.
سلك نحاسي.
الأمونيا.
رقائق السيليكون.

الروابط التي تربط ذرات العناصر والمركبات معاً

بشكل عام تستقر الذرات مع بعضها البعض من خلال تكوين روابط،

والسبب وراء استقرار ذرات العناصر والمركبات يعود إلى وجود هذه الروابط، في علم الكيمياء والروابط الأساسية هي:

الرابطة التساهمية.
الرابطة الأيونية.

تتشكل الروابط الأيونية عندما تفقد الذرة إلكترون واحد لتصبح شحنتها سالبة، ثم تنجذب الشحنات الموجبة والسالبة معاً لكي تجعل الذرتين مترابطة أيونياً مكونة عنصر، والمثال المعروف عن هذه العملية هو تكوين ملح

الطعام

كلوريد الصوديوم حيث تكون ذرة الكلوريد السالبة مرتبطة أيونياً في ذرة الصوديوم الموجبة.

أما بالنسبة الرابطة التساهمية فهي تتشكل عندما يحدث تشارك في الإلكترونات، ومثال على ذلك عنصر الأكسجين المتوفر في شكل مستقر كذرتين من الأكسجين مرتبطة بشكل تساهمي، ومن الجدير بالذكر بأن الغازات النبيلة تكون مستقرة في الطبيعية دون أي روابط فيما بينها

ولكن ذلك لا ينطبق على كل الغازات النبيلة، حيث يوجد رابطة يطلق عليها اسم Dimerization خلال هذه الرابطة ترتبط ذرة أحد الغازات النبيلة مع ذرات أخرى قريبة منها لتكوين عناصر أو مركبات، والمثال على ذلك مركب xenon، وPtF6 (فلوريد البلاتين، hexafluoroplatinate XePtF6 (ثاني أكسيد النيون).

العناصر والمركبات والتجانس

المقصود بكلمة متجانسة في علم الكيمياء هو كل مادة لها نفس الشكل والتركيب وتكون منتظمة على مر الزمان، مثالاً على ذلك رقاقة مكونة من عنصر الفضة فقط، حيث تكون لهذه الرقاقة نفس الخصائص الفيزيائية والكيميائية

والماء أيضاً يعتبر من المركبات المتجانسة ولكن ذلك لا يدوم طويلاً لأن بمجرد تحول الماء النقي إلى مواد ملوثة يصبح الماء غير متجانس، في حين أن رقاقة القصدير المتعرضة للصدأ لا تعتبر متجانسة، وفي النهاية كل عنصر نقي أو مركب نقي متجانسين لهم القدرة على الحفاظ على خصائصهم الفيزيائية والكيميائية.

الاختلاف بين ذرات العناصر وذرات المركبات

بشكل عام الذرات في المركبات تكون موجودة بنسب ثابتة، ولكن في حال تم وضعها في محلول فقد تتغير النسب، ومثالاً على ذلك سبائك الذهب والنحاس الأصفر، في حين أن الذرات في العناصر تكون دائما بنسب ثابتة.

العنصر مادة نقية مكونة من ترابط ذرات من نوع واحد لا يمكن تحليلها أبداً إلى مواد أخرى أقل تعقيداً، في حين أن المركب هو مادة نقية مكونة من ترابط عناصر ذات نوع واحد يمكن تحليها إلى مواد أبسط من خلال تعرضها لطرق كيميائية.

عندما تتحد الذرات من النوع الواحد فيما بينها تفقد خصائصها، وعندما تتحد لتكوين مركبات جديدة تفقد بعض من خصائصها.

يوجد في الطبيعة مئة وثمانية عشر عنصراً، عشرون من هذه العناصر تكون غير متوفرة طبيعية، أو قليلة وقد يتم أعدادها صناعياً في المختبر، في حين أن المركبات يوجد منها عدد لا يحصى أو يعد، وقد يعادل عددها تقريباً مليون مركب.

يمكن تمثيل العناصر باستخدام الرموز كما هو موضح في الجدول الدوري مثل الهيدروجين الذي يرمز بH، أما بالنسبة إلى المركبات فيمكن تمثيلها باستخدام الصيغة الكيميائية لكل العناصر المكونة له، كما تتم كتابتها على أساس عدد الذرات الموجودة في كل عنصر المكونة للمركب، مثل مركب H2O والماء، وبيكربونات الصوديوم.

التشابه بين العناصر والمركبات

تتشارك العناصر والمركبات بعدة أوجه للشبه، وأبرزها هي:

أولاً:

العناصر والمركبات تتكون من ذرات مترابطة فيما بينها بروابط كيميائية.
ثانياً:

من أوجه الشبه الأكثر شيوعاً فيما بين المركبات والعناصر هي أنهم مواد نقية متجانسة (في حالتهم الطبيعية).[1]