Table of Contents
سنقدم في هذا التقرير معلومات عن الكيمياء وأساسياتها وفروعها الرئيسية بالإضافة الى علاقة الكيمياء بالفيزياء والمهام التي يفعلها الكيميائيون .
الكيمياء هي فرع من فروع العلوم الفيزيائية التي تدرس تكوين المادة وبنيتها وخصائصها وتغيرها. تشمل بعض الأقسام الفرعية الرئيسية الكيمياء التحليلية والكيمياء الحيوية والكيمياء الحاسوبية والكيمياء غير العضوية وكيمياء المواد والكيمياء النووية والكيمياء العضوية والكيمياء الفيزيائية.
تشمل الموضوعات ذات الصلة بالكيمياء: العلوم البيولوجية والهندسة الكيميائية والجزيئية الحيوية .
معلومات عن الكيمياء
قد تفكر في الكيمياء فقط في سياق الاختبارات المعملية أو المضافات الغذائية أو المواد الخطرة ، لكن مجال الكيمياء شامل لكل شيء من حولنا.
“وإن كل ما تسمعه ، تراه ، تشمه ، تتذوقه ، تلمسه متضمن للكيمياء والمواد الكيميائية (المادة) أيضاً ” وفقاً لجمعية الكيمياء الأمريكية (ACS) ، وهي تعتبر منظمة علمية غير ربحية من أجل النهوض بالكيمياء ، يرخصها الكونجرس الأمريكي.
“وكما ان السمع ، والرؤية ، والتذوق ، واللمس أيضاً كلها تنطوي على سلسلة معقدة جداً من التفاعلات الكيميائية التي تحدث في جسمك.”
لذا ، حتى إن كنت لا تعمل ككيميائي ، فأنت بشكل تلقائي تقوم بعمل الكيمياء ، أو أي شيء يتضمن الكيمياء ، مع كل الذي تفعله تقريباً. حيث في الحياة اليومية ، تقوم بالكيمياء عندما تقوم بالطهي ، وعند استخدامك المنظفات لمسح المنضدة الخاصة بك ،
وأيضاً عند تناولك الدواء أو حتى عند تخفيف العصير المركز بحيث لا يكون الطعم شديداً .
وفقاً لـ ACS ، إن الكيمياء هي القيام بدراسة المادة ، والتي يتم التعريف بها على أنها أي شيء له كتلة ويشغل مساحة معينة ، والتغييرات التي يمكن أن تخضع لها المادة عندما تخضع لبيئات وظروف مختلفة.
وتسعى الكيمياء إلى فهم ليس فقط خصائص المادة ، من مثل كتلة أو تكوين عنصر كيميائي ، وإنما أيضاً كيف ولماذا تخضع هذه المادة لتغييرات معينة ، سواء ان كان تحول شيء ما بسبب اتحادها مع مادة أخرى ، تجمد مثلاً لأنه ترك لمدة أسبوعين في الفريزر ، أو تغير في الألوان بسبب تعرضه لأشعة الشمس الزائدة.
قد يهمك:
أساسيات الكيمياء
إن السبب الذي يجعل الكيمياء تلمس كل ما نقوم به هو أنه يمكن تقسيم كل شيء في العالم تقريباً إلى وحدات بناء كيميائية.
وتعد اللبنات الأساسية في الكيمياء هي العناصر الكيميائية ، وهي مواد معروف بانها تتكون من ذرة واحدة . حيث انه كل مادة كيميائية فريدة من نوعها ، وتتألف أيضاً من عدد محدد ومعروف من البروتونات والنيوترونات والإلكترونات ، ويتم تحديدها للتعرف عليها بواسطة اسم ورمز كيميائي ، مثل “”C لعنصر الكربون.
واما العناصر التي اكتشفها العلماء حتى الآن هي مدرجة في الجدول الدوري الخاص للعناصر ، وتشمل العناصر الموجودة في الطبيعة من مثل الكربون والهيدروجين والأكسجين ، وكذلك العناصر التي من صنع الإنسان ، مثل Lawrencium .
كيف يتم تجميع العناصر في الجدول الدوري؟
يمكن أن تترابط العناصر الكيميائية مع بعضها وذلك لتكوين مركبات كيميائية ، وهذه المواد تتكون من عناصر متعددة ، مثل ثاني أكسيد الكربون (والذي يتكون من ذرة كربون واحدة متصلة بذرتين من الأكسجين) ، أو مثل ذرات متعددة لعنصر واحد ، مثل غاز الأكسجين (الذي يعد أنه يتكون من ذرتين من الأكسجين متصلتين ببعضهما البعض).
كما يمكن أن ترتبط هذه المركبات الكيميائية بعد ذلك بمركبات أو عناصر أخرى وذلك لتشكيل مواد ومواد أخرى لا حصر لها.
الكيمياء كعلم فيزيائي
من المعلومات التي تهمك أيضاً عن الكيمياء أنها تعتبر عادة علماً فيزيائياً ، كما هو محدد في موسوعة بريتانيكا ، لأن دراسة الكيمياء لا تشمل الكائنات الحية. حيث تقع معظم الكيمياء المستخدمة في البحث والتطوير ، مثل القيام بصنع منتجات ومواد جديدة للعملاء ، ضمن هذا الاختصاص.
لكن التمييز كعلم فيزيائي يصبح ضبابياً بعض الشيء وذلك في حالة الكيمياء الحيوية ، التي تستكشف كيمياء الكائنات الحية ، وفقاً لجمعية الكيمياء الحيوية . لا تعتبر المواد الكيميائية والعمليات الكيميائية التي قام بدراستها علماء الكيمياء الحيوية من الناحية الفنية “حية” ، لكن فهمها مهم جداً لفهم كيفية عمل الحياة.
قد يهمك:
الفروع الخمسة الرئيسية للكيمياء
بشكل تقليدي ، يتم تقسيم الكيمياء الى خمسة فروع رئيسية ، وحسب كتاب الكيمياء المدرسي عبر الإنترنت الذي يقدم معلومات عديدة والذي قامت بنشره LibreText . ان هناك أيضاً المزيد من المجالات المتخصصة ، مثل كيمياء الأغذية والكيمياء البيئية والكيمياء النووية ، لكن هذا القسم يركز على التخصصات الفرعية الخمسة للكيمياء.
الكيمياء التحليلية تتضمن تحليل المواد الكيميائية ، وتتضمن أيضاً طرقاً نوعية مثل النظر في تغيرات اللون ، وبالإضافة إلى الأساليب الكمية مثل فحص الطول الموجي الدقيق للضوء الذي تمتصه المادة الكيميائية لتؤدي إلى تغير اللون.
تمكن هذه الأساليب العلماء من القيام بتوصيف العديد من الخصائص المختلفة للمواد الكيميائية ، ويمكن أن تفيد المجتمع بعدة طرق أيضاً .
فعلى سبيل المثال ، تساعد الكيمياء التحليلية شركات الأغذية على إعداد وجبات عشاء مجمدة تكون ألذ من خلال اكتشاف كيفية تغير المواد الكيميائية في الطعام عندما يتم تجميدها مع مرور الوقت.
وتستخدم الكيمياء التحليلية أيضاً لمراقبة صحة البيئة وذلك عن طريق قياس المواد الكيميائية في الماء أو التربة ، على سبيل المثال.
إن الكيمياء الحيوية تستخدم ، كما ذكر أعلاه ، تقنيات كيميائية وذلك من أجل فهم كيفية عمل الأنظمة البيولوجية على المستوى الكيميائي. وبفضل الكيمياء الحيوية ، تمكن الباحثون من القيام برسم خريطة الجينوم البشري وكذلك فهم ما تفعله البروتينات المختلفة في الجسم وتطوير علاجات للعديد من الأمراض.
أمراض المناعة الذاتية: التعريف والأمثلة
إن الكيمياء غير العضوية تدرس المركبات الكيميائية وذلك في الكائنات غير العضوية أو غير الحية مثل المعادن والفلزات. وتقليدياً ، تعتبر الكيمياء غير العضوية المركبات التي لا تحتوي على الكربون (والتي تغطيها الكيمياء العضوية) ، لكن هذا التعريف ليس دقيقاً بشكل تام ، وفقاً لـ ACS .
وإن بعض المركبات التي تمت دراستها في الكيمياء غير العضوية ، على سبيل المثال “المركبات العضوية المعدنية” ، تحتوي على معادن ، وهي معادن تكون مرتبطة بالكربون – والعنصر الرئيسي الذي تمت دراسته في الكيمياء العضوية. وعلى هذا النحو ، تعتبر المركبات مثل هذه انها جزءاً من كلا المجالين.
كما تستخدم الكيمياء الفيزيائية مفاهيم من الفيزياء أيضاً وذلك لفهم كيفية عمل الكيمياء. فعلى سبيل المثال ، معرفة كيف يتم تحرك الذرات وتفاعلها مع بعضها البعض ، أو لماذا بعض السوائل تتحول ، بما فيها الماء ، إلى بخار وذلك عند درجات حرارة عالية.
ويحاول الكيميائيون الفيزيائيون فهم الظواهر هذه على نطاق صغير جداً على مستوى الذرات والجزيئات أيضاً ، وذلك لاستخلاص استنتاجات حول كيفية عمل التفاعلات الكيميائية وما الذي يعطي مواد معينة خصائصها الفريدة.
ماذا يفعل الكيميائيون؟
يعمل الكيميائيون في مجموعة متنوعة وعديدة من المجالات ، بما في ذلك البحث والتطوير ومراقبة الجودة والتصنيع وحماية البيئة والاستشارات والقانون أيضاً . كما يمكنهم العمل في الجامعات ، للحكومة أو في الصناعة الخاصة ، وذلك وفقاً لـ ACS .
لدينا بعض الأمثلة على ما يفعله الكيميائيون:
البحث والتطوير
في الأوساط الأكاديمية ، يهدف الكيميائيون الذين يقوموا بإجراء أبحاثاً إلى زيادة المعرفة حول موضوع معين ، وقد لا يكون لديهم بالضرورة تطبيق معين في الاعتبار. ومع ذلك ، لا يزال من الممكن تطبيق نتائجهم على المنتجات والتطبيقات ذات الصلة.
وفي مجال الصناعة ، يستخدم الكيميائيون في البحث والتطوير المعرفة العلمية وذلك لتطوير أو تحسين منتج أو عملية معينة. فعلى سبيل المثال ، يقوم الكيميائيون الغذائيون بتحسين جودة الطعام وسلامته وتخزينه ومذاقه أيضاً ؛ كما يقوم الكيميائيون الصيدلانيون بتطوير وتحليل جودة الأدوية والتركيبات الطبية الأخرى أيضاً ؛ والكيميائيين الزراعيين يطورون الأسمدة والمبيدات الحشرية ومبيدات الأعشاب اللازمة من أجل إنتاج المحاصيل على نطاق واسع.
وفي بعض الأحيان ، قد لا يتضمن البحث والتطوير تحسين المنتج نفسه ، بل عملية التصنيع التي ينطوي عليها صنع هذا المنتج. ويبتكر المهندسون الكيميائيون ومهندسو العمليات طرقاً وأساليب جديدة لجعل تصنيع منتجاتهم أسهل وأكثر فعالية من حيث التكلفة ، مثل زيادة سرعة و / أو عائد منتج لميزانية معينة.
حماية البيئة
يدرس الكيميائيون البيئيون كيفية تفاعل المواد الكيميائية مع البيئة الطبيعية ، ويصفون المواد الكيميائية والتفاعلات الكيميائية الموجودة في العمليات الطبيعية في التربة والماء والهواء.
على سبيل المثال ، يمكن للعلماء جمع التربة أو الماء أو الهواء من مكان مهم وتحليلها في المختبر لتحديد ما إذا كانت هذه الأنشطة البشرية قد تلوث البيئة أو أنها ستلوثها أو تؤثر عليها بطرق أخرى.
يمكن لبعض الكيميائيين البيئيين أيضاً المساعدة في معالجة أو إزالة الملوثات من التربة ، وفقاً لمكتب الولايات المتحدة لإحصاءات العمل .
في نهاية مقالنا ” معلومات عن الكيمياء ” نتمنى أن تكون المعلومات التي قدمناها مفيدة لكم .
قد يهمك:
المراجع :
