ما المقصود بعلم الكيمياء

2 إجابتان

علم الكيمياء

يعتبر علم الكيمياء واحداً من أهم العلوم على الإطلاق، فهو يدرس العناصر والذرات والجزيئات وخصائص كل منها والروابط الموجودة فيما بينها والتفاعلات التي تدخل فيها، وهو حجر الأساس لمختلف العلوم الأخرى، كما أنه ضروري لمعرفة تركيب أجسام الكائنات الحيّة ومعرفة العمليات الحيوية التي تتم ضمنها.

ويعود الاهتمام بهذا العلم إلى تاريخ البشرية الأول، حيث اهتم الإنسان القديم بالتعرف على البيئة التي يعيش فيها، وبالتالي التعرّف على العناصر التي تتكون منها، فقام بصناعة الأواني الفخّاريّة من التراب بعد خلطه بالماء ثم تسخينه بالنار، كما استخرج الحديد من المناجم وقام بصناعة الأدوات التي حسّنت نوعيّة حياته وساعدته في الصيد والزراعة والتنقّل.

بدأ البحث في علم الكيمياء عام 430 قبل الميلاد حيث افترض ديموقريطس أن العناصر تتكون من ذرات بسيطة، وأن هذه الذرات هي أساس المركّبات الكيميائية وأبسط مكوّناتها، وقد تطوّر علم الكيمياء على مر العصور وحتى أيامنا هذه فقام العلماء بوضع الجدول الدوري ودراسة الأشعة السينية والتعرف على العناصر المشعة والاستفادة منها في تطبيقات عملية مختلفة.

تُقسم الكيمياء إلى عدة فروع لكل منها خصائصه ومجالاته وهي:

  • الكيمياء التحليلية: تهتم بدراسة العناصر ومعرفة خصائها الفيزيائية والكيميائية، وطبيعة التفاعلات التي تحدث فيما بينها ودراسة هذه التفاعلات كمّاً ونوعاً.
  • الكيمياء الفيزيائية: يهتم هذا الفرع بدراسة تغيرات الطاقة الحاصلة أثناء التفاعل (امتصاص طاقة أو إصدار طاقة)، كما يتناول دراسة مدرات الطاقة في الذرة، وكيفية انتقال الإلكترونات بين المدارات الطاقيّة المختلفة، يشارك هذا العلم بين الفيزياء والكيمياء وله عدة فروع أهمها ميكانيك الكم وعلم التيرموديناميك.
  • الكيمياء العضوية: هي فرع أساسي من فروع الكيمياء، يهتم بدراسة بنية المواد البيولوجيّة والمركبات العضويّة الحاوية على عنصر الكربون كالكربوهيدرات والدهون والبروتينات والأحماض النوويّة، حيث ترتبط ذرة الكربون في هذه العناصر بذرات أخرى كالهيدروجين والنتروجين والأوكسجين والهالوجين والفوسفور والسيليكون والكبريت بروابط مشتركة، وتقسم المواد العضوية التي يدرسها هذا الفرع إلى مواد عضويّة طبيعية (تتركب في أجسام الكائنات الحية) كالكربوهيدرات والبروتينات، ومواد عضويّة صنعيّة (قام العلماء بصنعها في المختبرات) كالبلاستيك والمركبات الصيدلانيّة والبتروكيماويات والمواد الغذائية والمتفجّرات والدهانات ومستحضرات التجميل، ويترافق تشكّل هذه المركبات بتفاعلات كيميائية محددة كالاحتراق والتخمّر والهدرجة.
  • الكيمياء غير العضوية: يتناول هذا الفرع دراسة المركبات الكيميائية غير العضويّة (غير الحيّة) التي لا يدخل الكربون في تكوينها (باستثناء غاز ثنائي أوكيد الكربونco2  وأول أكسيد الكربون co) كالأملاح والأحماض والمواد القلويّة والمعادن وغيرها، ويهتم بخصائصها ونوعيّة التفاعلات التي تحدث فيما بينها وطبيعة نواتجها، تتميّز المركّبات غير العضويّة بوجود الروابط الأيونية (الكهربائية) بين ذراتها وعناصرها، وتترافق أغلبها بعمليات الأكسدة الإرجاع والتبلور.
  • الكيمياء الحيوية: يتناول هذا الفرع دراسة المادة الحيّة، وطبيعة التفاعلات التي تحدث ضمنها وتراكيز العناصر والذرات داخل الجسم الحي، وبالتالي معرفة حالات نقص هذه العناصر وحالات زيادتها.
  • الكيمياء النووية: تعتبر من الفروع الحديثة والواعدة في الكيمياء، وتدرس العناصر المشعّة وطبيعة التفاعلات بينها.

أكمل القراءة

علم الكيمياء: هو العلم الذي يتعامل مع خصائص المواد وتكوينها وبنيتها، إضافة للتحولات التي تخضع لها والطاقة التي يتم إطلاقها أو امتصاصها خلال هذه التحولات. تتكون كل مادة سواء كانت طبيعية أو مصنعة من واحد أو أكثر من مائة نوع من الذرات التي حُددت كعناصر، لا يهتم علم الكيمياء بالمجال دون الذري بل بخصائص الذرات والقوانين التي تحكمها، وكيف يمكن معرفة خصائصها لتحقيق أغراض محددة منها.

علم الكيمياء

هناك خمس فروع رئيسية للكيمياء لكل منها العديد من مجالات الدراسة وهي:

  • الكيمياء التحليلية: تستخدم الملاحظة النوعية والكمية لتحديد وقياس خصائص المواد الفيزيائية والكيميائية، بمعنى أن كل الكيمياء تحليلية.
  • الكيمياء الفيزيائية: والتي تجمع بين الكيمياء وبين الفيزياء، يدرس كيميائيو الفيزياء طريقة تفاعل المادة مع الطاقة، من الفروع المهمة للكيمياء الفيزيائية هما الديناميك الحراري وميكانيك الكم.
  • الكيمياء العضوية: تدرس بالتحديد المركبات التي تتضمن عنصر الكربون، حيث يحتوي الكربون على عدد من خصائص متنوعة تسمح له بتشكيل روابط كيميائية معقدة وجزيئات كبيرة جداً، تعرف الكيمياء العضوية بمصطلح (كيمياء الحياة) كون جميع الجزيئات التي تتكون منها الأنسجة الحية تتضمن عنصر الكربون كجزء من تركيبها.
  • الكيمياء غير العضوية: تدرس الكيمياء غير العضوية المواد مثل المعادن والغازات التي لا تتضمن الكربون كجزء من تركيبها.
  • الكيمياء الحيوية: وهي دراسة العمليات الكيميائية داخل الكائنات الحية.

مجالات دراسة الكيمياء:

ضمن هذه الفئات الواسعة توجد مجالات لا حصر لها من الدراسة، والعديد منها له تأثيرات مهمة على حياتنا اليومية، يقوم الكيميائيون بتحسين العديد من منتجات الطعام والملابس ومواد البناء. وتساعد على حماية البيئة والحصول على مصادر طاقة جديدة:

  • كيمياء الأغذية: يتعامل علم التغذية مع المكونات البيولوجية الثلاثة للغذاء وهي الكربوهيدرات والبروتينات والدهون، يقوم كيميائيو الأغذية بتحسين جودة وسلامة وتخزين ومذاق غذائنا، ويعملوا بالصناعة الخاصة لتطوير منتجات جديدة أو تحسين منتجات أخرى، كما يعملون للوكالات الحكومية بإدارة الغذاء والدواء لفحص المنتجات الغذائية، والتأكد من معالجتها ويقومون بإجراء اختبارات على المنتجات لتوفير المعلومات المستخدمة لملصقات التغذية ولتحديد تأثير التعبئة والتخزين على جودة الطعام وسلامته، كما ويعمل الكيميائيون على تحسين لون الطعام أو رائحته أو ملمسه.
  • الكيمياء البيئية: يدرس الكيميائيون البيئيون كيف يتم التفاعل بين المواد الكيميائية والبيئة الطبيعية، الكيمياء البيئية هي دراسة ذات اختصاصات متعددة تنطوي تحت الكيمياء التحليلية وفهم العلوم البيئية، يقوم العلماء الكيميائيون بفهم المواد الكيميائية والتفاعلات الكيميائية الموجودة في العمليات الطبيعية المياه والتربة والهواء، ويقومون بأخذ العينات من الطبيعة وإجراء التحاليل لمعرفة التلوث والضرر.
  • الكيمياء الزراعية: تهتم الكيمياء الزراعية بمختلف المواد والتفاعلات الكيميائية المرتبطة بإنتاج المحاصيل والماشية وحمايتها واستخداماتها، إنه مجال متعدد التخصصات يعتمد على العلاقات مع العديد من العلوم الأخرى، يطوّر الكيميائيون الزراعيون الأسمدة والمبيدات الحشرية ومبيدات الأعشاب اللازمة لعملية الإنتاج، ويقومون أيضاً بمراقبة كيفية استخدامها وتأثيرها على البيئة وتطوير المكملات الغذائية لزيادة الإنتاجية، أما التكنولوجيا الحيوية الزراعية تتطلب من الكيميائيين الزراعيين التلاعب الجيني للحصول على صفات مرغوبة.
  • الهندسة الكيميائية: يبحث المهندسون الكيميائيون ويطورون مواد وعمليات جديدة تتضمن تفاعلات كيميائية، تقوم الهندسة الكيميائية بمحاولة حل المشكلات المتعلقة بالتكنولوجيا، كما تنقسم وظائفها إلى مجموعتين وهما التطبيقات الصناعية وطرق تطوير منتجات جديدة، كما يحتاج المهندسون الكيميائيون ايجاد طرق جديدة لجعل منتجاتهم أكثر فعالية فيما يتعلق بالتكلفة، كما يشاركون في تصميم وتشغيل مصانع معالجة وتطوير إجراءات السلامة للتعامل مع المواد الخطرة والإشراف على تصنيع كل منتج حتى في مجال الأدوية.
  • الكيمياء الجيولوجية: يجمع علماء الكيمياء الجيولوجية بين الكيمياء والجيولوجيا من أجل دراسة التركيب والتفاعل بين الموت الموجودة في الأرض.
  • كيمياء الطب الشرعي: يقوم كيميائيو الطب الشرعي بالتقاط وتحليل الأدلة المادية المتوافرة التي خلفها مسرح الجريمة للمساعدة في معرفة هوية الأشخاص المعنيين وكيف نفذت الجريمة.

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "ما المقصود بعلم الكيمياء"؟