لماذا ندرس الكيمياء
الكيمياء هي علم يدرس العناصر والمواد الكيميائية والعلاقات المتبادلة بينها، ويمكن تعريفها أيضا بأنها العلم الذي يدرس تركيب المادة وجميع التغيرات التي تحدث لها، والطاقة المصاحبة لهذه التغيرات. تعرف الكيمياء أيضا بأنها العلم الذي يدرس المادة وخصائصها وبنيتها وتفاعلاتها وتداخلاتها مع العلوم الطبيعية المختلفة مثل الفلك والجيولوجيا والأحياء. ويطلق عليها بعض العلماء اسم العلم المركزي بسبب قدرتها على ربط الفيزياء مع العلوم الأخرى.
أنواع الكيمياء
الكيمياء التحليلية
تهدف هذه الكيمياء إلى تحليل عينات من المادة لمعرفة كيفية بنائها وتركيبها الكيميائي.
الكيمياء الحيوية
تهتم هذه الكيمياء بدراسة التفاعلات الكيميائية التي تحدث في أجسام الكائنات الحية المختلفة، بالإضافة إلى المواد الكيميائية.
الكيمياء العضوية
تتناول الكيمياء العضوية دراسة خصائص وبنية وتفاعلات المواد العضوية ومركباتها، والتي تتميز بوجود الكربون في تركيبها، على عكس المواد اللاعضوية.
الكيمياء غير العضوية
تعد هذه الكيمياء دراسة متعمقة لتفاعلات المركبات غير العضوية، بالإضافة إلى خصائصها، وتوجد علاقة وثيقة بين الكيمياء العضوية وغير العضوية، ولا يوجد حد فاصل واضح بينهما.
الكيمياء الفيزيائية
تهتم هذه الكيمياء بدراسة عميقة للتفاعلات الكيميائية والأصول الفيزيائية والأنظمة، وذلك لتحديد تغييرات حالات الطاقة في التفاعلات الكيميائية بشكل مفصل.
الكيمياء الكمبة
تدرس هذه الكيمياء حركة الأجسام والماء وحركتها.
توجد الكيمياء الإحصائية والكيمياء الحركية، بالإضافة إلى الكيمياء الحرارية.
أهمية دراسة الكيمياء في الحياة اليومية
هناك العديد من الأسباب التي تجعل دراسة الكيمياء مفيدة ومهمة في الحياة اليومية، بما في ذلك:
تساعد استخدام علامات التحذير للمواد الكيميائية المنزلية الخطيرة على المحافظة على سلامة الشخص، حيث يكون على دراية بالمواد الخطيرة والتي من الممكن أن تشكل خطرًا خاصًة عند خلطها مع مواد كيميائية أخرى، وبالتالي يتم استخدامها بأمان.
تلعب الكيمياء دورا مهما جدا في الطبخ، حيث يمكن للشخص الذي يفهم التفاعلات الكيميائية أن يزيد أو يوازن مستويات الحموضة في المنتجات المخبوزة أو سماكة الصلصة، مما يجعله طاه ماهرا.
يساعد دراسة أساسيات الكيمياء في فهم وقراءة ملصقات المنتجات المختلفة.
يمكن لمادة الكيمياء أن تساعد الفرد على اتخاذ قرارات مستنيرة، حيث يحصل على المعرفة الكافية لتحديد جودة منتج ما ومدى صحة الخصائص التي تم الترويج لها، بحيث يتمكن من التمييز بين الإعلانات الدعائية والواقع العلمي.
بالإضافة إلى ذلك، فإن الكيمياء تساهم في اكتساب مهارات مفيدة مثل العملية وحل المشكلات.
تُعَدّ الكيمياء من بين مُكوِّنات نشاطات جميع الكائنات الحية.
تساهم التكنولوجيا في مساعدة الإنسان على استغلال المواد الخام المتوفرة حوله وتحويلها إلى مواد ذات فائدة.
وقد ساهمت أيضًا في إنتاج الأسمدة الكيميائية.
الكيمياء تلعب دورًا في إنتاج الألياف الصناعية.
كما تستخدم في المجالات الصناعية مثل المنسوجات والألبسة .
تمنح الكيمياء الإنسان القدرة على تجنب المواد الخطرة ذات الخطورة العالية المهددة لحياته.
: “تلعب الكيمياء دورًا أساسيًا في تحقيق رفاهية الإنسان وتطوره.
المبادئ الأساسية لعلم الكيمياء
الذرة
والذرة تشكل الوحدة الأساسية في علم الكيمياء ككل، وتعد النواة المكون الأساسي للذرة، وتكون شحنتها موجبة، وهذه النواة تتكون من البروتونات والنيترونات والإلكترونات والتي لها دور هام في معادلة الشحنة الموجبة، وهي تعد الوحدة الأصغر على الإطلاق، وتكون وظيفتها تمكين العنصر من الاحتفاظ بخواصه الكيميائية، مثل الأكسدة وطاقة التأيين والسالبية الكهربائية.
العنصر
الذرة هي مجموعةٌ من الجسيمات، وتتميز بأن نواتها تحتوي على عددٍ ثابتٍ من البروتونات، وتُعرف بالعدد الذري.
المركب
وهو يتكون من عدد محدد من العناصر التفاعلية مع بعضها، والتي تعمل على تحديد تركيب هذا المركب الكيميائي وموقعه ضمن مجموعات الجدول الدوري، وتمنحه خواصا محددة.
المادة
المادة الكيميائية تتميز بامتلاكها مجموعة من الخصائص، حيث تتكون من مجموعة من المركبات المعروفة.
الجزيئة
تُعتبر هذه المادة الكيميائية الجزء الأصغر، وهي غير قابلة للتقسيم والتجزئة، وتتميز بمجموعة من الخصائص الفريدة، ولديها القدرة على التفاعل مع مجموعة من المواد الكيميائية الأخرى.
المول
هي وحدة تستخدم لقياس كمية المادة المتمثلة بعدد الذرات أو الجزيئات أو الأيونات.
الشوارد والأملاح
تشكل هذه المجموعة عناصر كيميائية مختلفة، وتتكون معًا من مركب مشحون، أو جزيئات من المادة التي فقدت إلكترونًا واحدًا أو أكثر، ويمكن أن تكتسب المادة الشحنات السالبة.
الحامضية والقاعدية
ينتج السلوك الحمضي القاعدي عند إذابة المواد الكيميائية في الماء لتكوين أيونات الهيدرونيوم أو أيون الهيدروكسيد، وفقًا لنظرية أرينيوس.
الطور
تشير هذه المجموعة إلى حالات يتم توصيفها بنظام كيميائي، وتتميز بامتلاكها الخواص البنيوية نفسها، تحت ظروف مختلفة من الضغط والحرارة.
الأكسدة والاختزال
هو عبارة عن مدى قابلية ذرات المواد على التفاعل مع الإلكترونات، وذلك بفقدانها أو اكتسابها. كما يعرف عملية الأكسدة بأنها عملية اكتساب الإلكترونات وأكسدة المواد، أما الاختزال فهو عبارة عن فقدان المواد للإلكترونات واكتسابها لمادة أخرى.
الروابط الكيميائية
تُمثِّلُ الروابِط الكيميائيَّة مدى القُوَّة التي تُجمِعُ بهِ الذَّرَّاتُ وتَرابُطُها مع الجُزيء، وتَنْدُرُجُ ضمنَ أنواع الروابِطِ الكيميائيَّة
ـ روابط أيونية.
ـ روابط قطبية
ـ روابط تساهمية
ـ روابط فلزية.
ـ روابط تناسقية.
التفاعل
إنها عملية اندماج مجموعة من الجزيئات مع بعضها البعض، بهدف إنتاج جزيئات أكبر أو قابلة للتفكك والانقسام. كما أنها تساعد على إعادة هيكلة الذرات وترتيبها داخل الجزيء الواحد. يتم التفاعل عن طريق تكسير الجزيئات أو تكوين الروابط الكيميائية.
ـ التوازن.
ـ الطاقة.