العنصر الكيميائي هو أصغر جزء من المادة لا يمكن تعديلهُ أو تجزئتهُ لعناصر أخرى، ويدعى الجزيء الواحد منهُ بالذرة، التي تتكون من نواة موجبة الشحنة والكترونات سالبة الشحنة بحيث يكون عدد الشحنات الموجبة يساوي عدد الشحنات السالبة فتكون الذرة متعادلة كهربائياً.

يوجد حالياً 118 عنصر كيميائي معروف مدرج في الجدول الدوري، 20% منها غير معروفة بالطبيعة أو موجودة بكميات ضئيلة، وعرفت صناعياً في المخابر كاليورانيوم. أما العناصر المعروفة هي الهيدروجين والنيتروجين والأوكسجين والفلور والكلور والغازات النبيلة الستة، موجودة في الحالة الغازية في الطبيعة ضمن الظروف العادية، البروم والزئبق سوائل، والباقي مواد صلبة.

تتحد العناصر مع بعضها لتشكيل المركبات الكيميائية عبر العديد من الروابط، لكل منها خصائص محددة كالرابطة الايونية والتشاركية، ويوجد الملايين من المركبات الكيميائية، وكل يوم يكتشف مركب جديد، وعندما تتحد العناصر لتشكيل المركب تفقد الخصائص التي تملكها وهي مستقلة، لتعطي خصائص جديدة في المركب كالماء الذي يملك خصائص مغايرة عن الأوكسجين والهيدروجين، الداخلين في تركيبهِ.

اعتبر الفيلسوف اليوناني ديموقريطس إن المادة تتكون من العناصر الأساسية الأربعة الأرض الماء والهواء والنار، وظل هذا الاعتقاد سائد حتى القرن السادس عشر، حيث أثبتت التجارب العلمية سلوك المواد الغازية، وعلاقة الوزن الكمي بالتفاعلات الكيميائية؛ وكان الإنكليزي دالتون أول من وجد الخصائص الفريدة المميزة لكل نوع من ذرات العناصر. وفي عام 1969 اكتشفت ذرات اليورانيوم والثوريوم عن طريق المجهر الإلكتروني.

تتألف ذرة العنصر الواحد من جسيمات أساسية تسمى البروتونات والنيوترونات والالكترونات، حيث تتركز البروتونات والنيوترونات في نواة الذرة، وتدعى بالنيوكليونات، وتدور الالكترونات حول النواة في مدارات مختلفة وعدد هذه الجسيمات ووزنها وشحنتها هي التي تحدد الخصائص الفريدة لكل ذرة. حيث تحمل الالكترونات الشحنات السالبة و البروتونات الشحنات الموجبة أما النيوترونات فهي محايدة كهربائياً.

يطلق على العدد الإجمالي للنيوكليونات بعدد الكتلة، لأنهُ يساوي الوزن النسبي لتلك الذرة مقارنة بالذرات الأخرى، أما العدد الذري فيمثل عدد النيوكليونات وعدد الالكترونات السالبة في الذرة خارج النواة، وترتبط الخصائص الكيميائية بعدد وترتيب الالكترونات في الذرات، وبالتالي تتميز الذرات عن بعضها البعض بالعدد الذري.

أظهر الفحص المجهري الدقيق للعناصر الكيميائية أنهُ ليس لجميع ذرات العنصر الكيميائي الواحد نفس الوزن الذري، على الرغم من أن جميعها يحتوي نفس العدد الذري، وذلك بسبب اختلاف عدد النيوترونات في النواة، وتدعى تلك العناصر بالنظائر، تحوي معظم العناصر الكيميائية نظيران على الأقل.

تنظم جميع العناصر الكيميائية ضمن الجدول الدوري الذي يظهر خصائص العناصر الفريدة وكتلتها وعدد الإلكترون وتكوين الالكترون والخصائص الكيميائية الفريدة؛ نظم الجدول الكيميائي ديمتري مندلييف بعدد من الألوان الاستهلالية والتي تسهل عمل الدارسين بالكيمياء.

العنصر الكيميائي

 

اكتشف العلم الحديث وجود جسيمات شديدة الصغر في ذرات العناصر أصغر من البروتونات والنيوترونات والالكترونات أطلقو عليها اسم جسيمات النيوترينو عديمة الشحنة، وماتزال تقام العديد من الدراسات لمعرفة خصائص هذه الجسيمات، وتقدم جوائز نزبل سنوياً لأبحاث النيوترينو.

أكمل القراءة

العنصر الكيميائي، والذي يدعى أيضاً بالعنصر، هو أي مادة لا يمكن تفكيكها لمواد أبسط منها من خلال العمليات الكيميائية العادية، إن العناصر هي المكونات الأساسية المركبة منها كل المادة. يوجد في الوقت الحالي 118 عنصراً كيميائياً معروفاً، و20% منهم غير موجودين في الطبيعة (أو موجودين فقط بكميات ضئيلة) ومعروفون فقط لأنه تم تحضيرهم صناعياً في المختبر.

إحدى عشر عنصر من هذه العناصر المعروفة (الهيدروجين، والنتروجين، والأكسجين، والفلورين، والكلور، و6 غازات نبيلة) غازات في الشروط العادية، و اثنين (البرومين، والزئبق) سوائل (ويذوب اثنين آخرين، السيزيوم، والغاليوم في درجات الحرارة المساوية أو الأعلى لدرجة حرارة الغرفة)، وبقية العناصر مواد صلبة.

يمكن أن تشترك العناصر مع بعضها البعض لتشكل تنوعاً واسعاً من مواد أكثر تعقيداً تسمى المركبات، وعدد المركبات الممكن تقريباً لا نهائي، وربما مليون فقط معروف، وأكثر يتم اكتشافهم كل يوم، وعندما يشترك عنصرين أو أكثر ليشكلوا مركباً، فإنهم يفقدون خصائصهم المستقلة، والمنتج الناتج يكون له ميزات وخصائص مختلفة للغاية عن هذين العنصرين، فعلى سبيل المثال، يستطيع كل من غازي الهيدروجين والأكسجين الارتباط ليشكلوا مركب الماء، والذي له كلياً خصائص مختلفة عن الأكسجين، والهيدروجين، ولا يعتبر الماء بشكل واضح عنصراً لأنه مكون من، ويمكن تفكيكه كيميائياً لعنصرين هما الأكسجين والهيدروجين، والذان يعتبران عناصر كيميائية.

تعتبر معظم العينات من المادة المتشكلة طبيعياً، مُزجاً طبيعية من المركبات، على سبيل المثال مياه البحر ، وعدداً كبيراً من المركبات الأخرى، وأكثرها شيوعاً ملح الطاولة، وتختلف المزج عن المركبات بأنه يمكن أن تُفصل للأجزاء المركبة منها بعمليات فيزيائية، وعلى سبيل المثال عملبة التبخر البسيطة التي تفصل الماء عن بقية مكونات مياه البجر.

إن المفهوم الحديث للعنصر خالٍ من الغموض، اعتماداً على استخدام العمليات الكيميائية والفيزيائية كمميز بين العناصر والمركبات والمُزج، ومع ذلك، كان وجود المواد الأساسية التي تصنع منها كل المادة الأساس للكثير من التكهنات النظرية منذ فجر التاريخ، واقترح كل من الفلاسفة الإغريق تالس، وأناكسيمينس، وهرقل أن كل المواد مركبة من عنصر رئيسي واحد، اعتقد تالس أن هذا العنصر هو الماء، بينما اقترح أناكسيمينس أنه الهواء، وهرقل النار، وضح فيلسوف إغريقي آخر وهو إيمبيدوكليس اعتقاداً آخر-وهو أن كل المواد مركبة من أربع عناصر وهي الهواء، والأرض، والنار، والماء.

وكان هناك فهم لطبيعة المادة بالتوازي مع تطور مفهوم العناصر، واعتبرت المادة خلال فترات متعددة في التاريخ، إما مستمرة أو غير مستمرة، حيث يفترض أن المادة المستمرة متجانسة وقابلة للقسمة بدون حدود، وكل جزء له خصائص متطابقة بغض النظر عن الحجم، ومن ناحية أخرى، فإنه ينظر للمادة غير المستمرة على أنها جسيمات-أي قابلة للقسمة فقط إلى نقط معينة، النقطة التي يتم عندها الوصول إلى وحدات أساسية تدعى الذرات.

وتبعاً لهذا المفهوم والمعروف ب الفرضية الذرية، يمكن أن يؤدي التقسيم الفرعي للوحدة الأساسية (الذرة) إلى ظهور جسميات ذات خصائص مختلفة تماماً، وستكون إذاً الذرات هي الناقلات النهائية للخصائص المرتبطة بالمادة السائبة، وتعود الفرضية الذرية عادةً للفيلسوف الإغريقي ديموقريطس، والذي اعتبر كل المواد مركبة من ذرات من أربع عناصر وهي الأرض، والهواء، والنار، والماء.

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "ما هو العنصر الكيميائي"؟