علم الكيمياء

يسهل تعريف الكيمياء في زمن واحد،ولكن الآن يمضي التعريف التقليدي وهو:

دراسة الطبيعة،خصائص المواد،وتركيبها،وكيف تخضع للتغيرات.

وهذا التعريف الذي كتب في نهاية الثلاثينات،عندما كان علم الطبيعة (معرفة تنظيم الطبيعة)،بدا قابلاً للإشتراك مع العلوم

الجسدية والحيوية بشكل واضح،فالعلوم الجسدية تشتمل على الفيزياء والكيمياء والجولوجيا وعلم النبات وعلم الحيوان.

هذا التصنيف ما زال مستعملا حتى اليوم،ولكن ظهور الحقول المهمة للدراسة مثل علم المحيطات،علم الأرصاد الجوية،

الصيدلة والكيمياء الحيوية..

فالكيمياء مثلًا يدخل كثيرًا بعلم الجيولوجيا (ويوجد فرع في الكيمياء يسمى علم كيمياء الأرض)،وفي علم الفلك

(علم كيمياء الفلك)،وفي الفيزياء (الكيمياء التحليلية والجسدية)،لذلك يعتبر من المستحيل وضع تعريف شامل للكيمياء،

ما عدا الإستناد على التعريف القائل: الكيمياء هو ما يمارسه الصيدليون..

وتلعب الكيمياء دورًا مهمًا في جميع علوم الطبيعة الأخرى،الأساسية والتطبيقية.

في نمو وأيض النباتات،في تشكيل الصخور النارية،في دور الأوزون في الجو،ف

ي التخلص من المواد الملوثة للبيئة،في معرفة خصائص القمر والكواكب الأخرى،في العمل الطبي للمخدرات..

يدرس الكثير من الناس الكيمياء ولكن لا يربطه في حقل آخر،وهذا خطأ،وبكل بساطة لتعلم أكثر حول جسم ما،

أو عن سلوك المادة من وجهة نظر كيميائية يجب أن يربطه بجميع الحقول..

الكيمياء طريق دراسة المادة:

ماهي المادة؟؟: 

المادة كما الحقيقة لأساس العلم في العديد من هذه الكلمات التي كتبت،لذلك يصعب علينا أن نضع تعريفًا للمادة.

لكن،في أغلب الأحيان،يقال بإن المادة هو كل ماله كتلة،ويحتل جزءًا من الفراغ،لكن ماهي الكتلة؟؟،وما هو الفراغ؟؟..

ولو إننا استطعنا تعريف هذه لظهر ذلك بكيفية استسلام في ماهية المادة لذا يجب أن نقول بإن المادة هي

أي شئ له وجود جسدي حقيقي..

الحديد،الهواء،الصوف،الذهب،الحليب،الأدوية،والطعام كل هذه مواد،بينما الحرارة،البرودة،الألوان،

الأحلام والأفكار،ضوء الشمس،الجمال،الخوف والأشعة كلها ليست مواد…

المادة يمكن أن تكون صافية أو خليط من عدة مواد،والمادة الصافية لها تركيب مميز ثابت يؤكد ذلك مجموعة ثابتة من

الخصائص،ومن أمثلة المواد الصافية: النحاس،الملح،الماس،الماء،السكر،الأكسجين،الزئبق،فيت امين سي والأوزون.

أما المواد الصافية قد تكون عنصر واحد مثل النحاس أو الأكسجين،أو أن تحوي أكثر من عنصر بنسبة ثابتة مثل الملح

( 39.43% صوديوم وَ 60.66 كلور) أو مثل قطعة السكر (42.11% كربون وَ 6.48% هيدروجين وَ

51.41 % أكسجين).

وخليط المواد الصافية خلطت مع بعضها لتكون المادة المطلوبة التي لها خصائصها،مثل:

الحليب والخشب والهواء.

المواد الصافية يمكن أن تكون صلبة أو غاز أو سائل،وهذه هي حالات المادة المعروفة.

المادة الصلبة هي التي تحتفظ بشكلها وحجمها،أما المادة السائلة هي التي تبقي على حجمها فقط،وأما الغازات فلا تحتفظ

بالحجم ولا بالشكل. تميل المواد الصلبة إلى الثبات بينما السوائل تحافظ على حجمها وتأخذ شكل الوعاء الذي تحويه،

وتسمى المقدرة على التدفق التي تمتاز بها السوائل بالسيولة ولذلك سميت السوائل بهذا الإسم.

احدى أهم أهداف الكيمياء أن تصبح قادرة على وصف خصائص المواد من ناحية التركيب الداخلي،أي ترتيب وعلاقة

أجزائه الداخلية بين بعضها. كلمة التركيب تشير إلى ترتيب الذرات في الجزيئات في الفراغ. في أوقات أخرى تستعمل

للإشارة إلى ترتيب آخر،مثل ترتيب مستويات طاقة الإلكترون في الذرة ويقرر تركيب المادة خصائصه. هذه الخصائص

تكون مصنفة إلى خصائص فيزيائية أو كيميائية،الخصائص الفيزيائية لمادة ما يمكن أن تعرف بدون الرجوع إلى أي مادة

أخرى ويكون وصف هذه الخصائص مع الأخذ في الإعتبار بعض المؤثرات الخارجية مثل: الحرارة،الضوء والقوة

والكهرباء إلى غيرها من المؤثرات،وتتضمن الخصائص الفيزيائية درجة الغليان والإنصهار،حرارة الجسم،اللزوجة،القوة

والشد وخاصية التوصيل الكهربائي.

من ناحية أخرى،الخواص الكيميائية تصف الخواص الكيميائية لجسم ما وتتمثل هذه التغيرات في تفاعل مادة بأخرى أو

تغيير في أحدى المواد. وكأمثلة على التغيرات الكيميائية: الصدأ الحديدي الذي يحدث بسبب بقاءه في بيئة رطبة،إنتهاء

صلاحية الحليب،إحتراق الخشب في الهواء،إنفجار ديناميت،كل واحدة من هذه التغيرات هي تفاعلات كيميائية لإنها تتضمن

تغييرات كيميائية،وأثناء هذه التغيرات تغيرت خصائص المواد المشاركة في هذا التغير. ويميز التفاعلات الكيميائية إختفاء

المواد الداخلة في التفاعل وظهور مواد جديدة في المواد الناتجة. وتتميز التغيرات الكيميائية بإعادة ترتيب وتنظيم الهيكل

الداخلي للمركبات (ترتيب الذرات).

التغيرات الفيزيائية لا تتميز بدراسة تحويل مادة إلى أخرى أو بالأحرى تغيير شكل المادة،فمثلاً تكسير قطعة من الثلج تنتج

قطع صغيرة من الثلج،وعند ذوبان مسمار من الحديد ينتج مادة ما زالت تسمى بالحديد،وهكذا،فكل هذه التغيرات

هي تغيرات فيزيائية.

يمكن تصنيف المادة أيضًا إلى عينية (ترى بالعين المجردة) أو مجهرية. تصف خصائص المواد العينية الخصائص التي

تميزالمواد التي يمكن رؤيتها،أما الخصائص المجهرية فتصف خصائص وسلوك المواد المجهرية (الميكروسكوبية) الأصغر

بكثير من المادة،مثل الذرة أو الجزئ من المادة. والخصائص العينية والمجهرية تكون مختلفة في أغلب الأحيان،فمثلاً،

الموزة يمكننا أن نقول عن لونها أصفر ولكننا لا نستطيع وصف لون ذرة من ذرات الموز. بعض الخصائص يمكن أن

تكون مجهرية وعينية مثل الكتلة.

أيضًا،الكلمة الكيميائية التي تستعمل كثيرًا من قبل الناس هي “النظام“. النظام هو الجزء من الكون الذي نلاحظه أو نعتقد

به. وحجم هذا الجزء يكون صغير عادة،وقد يكون النظام نظام واحد حقيقي مثل تنمية الكائنات في أنبوبة اختبار،ويمكن أن

يكون نظام خيالي

من وجهة نظر تاريخية للكيمياء،من الواضح إن معرفة العلماء لهذا العلم تقدم في سلسلة من الخطوات المنطقية.

من ناحية أخرى،ونظراً للخطوات التي ذكرت التي يصعب التمييز بينها في النشاطات اليومية،

فإننا نلاحظ تأخر تقدم الكيمياء بالنسبة لتقدم العلوم الأخرى. فالملاحظات والبيانات والقوانين تؤدي إلى اقتراح نظريات،

وتبعًا لذلك تقترح تنبؤات يمكن أن تختبر بالتجارب الجديدة،وعند تولد ملاحظة أخرى تبدأ العملية من جديد مرورًا