في هذا المقال سنقدم بحثا عن علم الكيمياء، وقد نشأت العديد من العلوم التي تهتم بدراسة حياة الإنسان وجميع الأنشطة التي يمارسها خلال يومه. ومن بين هذه العلوم الهامة علم الكيمياء، الذي يهتم بدراسة كل ما يحيط بالإنسان من مواد والعناصر التي تدخل في تكوينه، بالإضافة إلى معرفة كيفية إنتاج مواد جديدة بعد تفاعل عدة مواد مع بعضها البعض. يتصل هذا العلم بالعلوم الأخرى مثل الصيدلة والطب والفيزياء والأحياء، بالإضافة إلى الفوائد الأخرى. وسنناقش في الفقرات التالية على هذه الموسوعة بحثا عن دور الكيمياء في حياتنا وفروعها وأهميتها.
بحث عن علم الكيمياء
تعريف الكيمياء
هو العلم الطبيعي الذي يهتم بالبحث في التفاعلات التي تحدث داخل المادة، بالإضافة إلى سلوكها وخواصها وتركيبها، وأحيانا يطلق اسم العلم المركزي على علم الكيمياء، نظرا لربطه بين مختلف العلوم الطبيعية.
تهتم علم الكيمياء بدراسة الأشكال الثلاثة للمادة وهي السائلة والصلبة والغازية، بالإضافة إلى عدد ذراتها وتركيبها، كما يدرس التفاعلات الكيميائية والمركبات التي تنتج عنها.
بعض المصطلحات الكيميائية الرئيسية التي ظهرت مع تطور هذا العلم هي الجدول الدوري والوزن الجزيئي والمادة والمركب والعنصر والكتلة المولية والمول وغيرها.
تاريخ علم الكيمياء
- عرفت البشرية علم الكيمياء منذ القرن الثالث الميلادي، حيث لاحظ الهنود والصينيون التغيرات في تركيب المواد عند التعرض للضغط أو الحرارة أو أي عوامل خارجية أخرى.
- تم نقل هذا العلم بالتتابع إلى الحضارات الأخرى مثل الفارسية والفرعونية، حيث اعتمدت العديد من الصناعات فيها على المواد التي تنتج من تركيبات كيميائية مثل صناعة مستحضرات التجميل وتلوين الجلود.
- أحد أهم الأسباب التي ساهمت في تأسيس علم الكيمياء الصناعية هو الدمج بين المهارة المصرية الفرعونية والنظريات التي وضعها علماء الإغريق، وتعود الفضل في ذلك إلى اقتراب علماء الإغريق من الإسكندرية.
- في القرن الثاني الهجري، بدأ العلماء العرب والمسلمون بالاهتمام الحقيقي بهذا العلم وساهموا في تطوره من خلال نظرياتهم التي لا تزال مستمرة حتى اليوم، وكان جابر بن حيان من أبرز هؤلاء العلماء.
- ثم في القرن السابع عشر، جاء العالم بويل ليطرح مفهوم الكيمياء الحديثة عن طريق تقسيم المادة إلى مخاليط ومركبات وعناصر. واستمرت أبحاث علماء آخرين مثل لافوازييه وبلاك في هذا المجال، حتى اكتشف العالم برتلي عنصر الأكسجين، ويعتبر هذا الاكتشاف الأعظم في التاريخ. ثم اكتشف العالم كافندش تركيب الماء وتكوينه. وفيما بعد، ظهرت نظرية الذرة وحركتها وتركيبها من قبل العالم دالتون.
الفروع الأساسية لعلم الكيمياء
- الكيمياء الحيوية: هي الكيمياء التي تهتم بدراسة العمليات الكيميائية والتراكيب الموجودة داخل مختلف الكائنات الحية.
- الكيمياء التحليلية: تحدد هي خصائص المواد والصيغ الكيميائية الخاصة بالمخاليط والمركبات.
- الكيمياء التطبيقية: تهتم بتطبيق العمليات الكيميائية والمادة على أساس عملي.
- الكيمياء العضوية: تهتم بدراسة المادة الكيميائية التي تحتوي على ذرات الكربون وروابطها.
- الكيمياء اللا عضوية: يتم دراسة المادة الكيميائية التي لا تحتوي على أي روابط لذرات الكربون فيها.
- الكيمياء الصناعية: تهتم برصد ودراسة المواد الكيميائية واستخدام الكيمياء في إنتاج المواد الخام.
- الكيمياء البيئية: يتم دراسة العلاقة بين الكائنات الحية ومختلف العوامل البيئية.
- الكيمياء الزراعية: تدرس العمليات الكيميائية المتعلقة بنمو المحاصيل الزراعية والتي تحدث داخل التربة، بالإضافة إلى اهتمامها بتطوير الأسمدة والمبيدات.
- الكيمياء الفيزيائية: هي فرع من الكيمياء يعتمد على الكهرباء والحرارة والإشعاع والحركة وخصائص المواد الفيزيائية المختلفة لشرح العمليات الكيميائية.
- الكيمياء الكمية: تعتبر هذه الكيمياء التي تستخدم البنية الإلكترونية لفهم السلوك الكيميائي الخاص بالجزيئات وتفسير توزيع الإلكترونات داخلها.
- كيمياء السطوح: تدرس المادة الكيميائية من حيث خواصها السطحية.
- الكيمياء الإشعاعية: تدرس آثار الأشعة على المواد الكيميائية.
- الكيمياء النووية: تدرس مختلف التفاعلات النووية.
المفاهيم الأساسية للكيمياء
هناك عدة مفاهيم نشأت من علم الكيمياء نوضحها فيما يلي:
- المادة: الشيء هو ما يشغل مساحة فارغة بفضل حجمه وكتلته، مثل الهواء والماء، وما يحدد حالة المادة وشكلها سواء كانت صلبة أو سائلة أو غازية هي الجزيئات الموجودة فيها والتي تتكون المادة منها.
- الذرة: هي أصغر مكونات المادة، وتتكون من نواة موجبة تحتوي على بروتونات ونيترونات وإلكترونات أخرى موجبة وسالبة.
- المركب: هو مادة تتكون من اتحاد عدة عناصر، ويكون لكل عنصر نسبة خاصة به في هذا المركب.
- الجزيء: هو أصغر جزء من المادة ويتميز بعدم القابلية للتقسيم.
- العنصر: هو عبارة عن عدة ذرات متحدة مع بعضها البعض، وتحتوي نواته على العدد الذري أي العدد المحدد من البروتونات.
- التفاعل الكيميائي: إنه أكبر عدد من الجزيئات التي تنتج عن اندماج وتفاعل عدة جزيئات مع بعضها البعض، ويقوم هذا التفاعل بتشكيل روابط كيميائية مختلفة وتفكيك الجزيئات.
- الروابط الكيميائية: هو مقدار ما يجمع بين الجزيء والذرات من قوة.
أهمية علم الكيمياء
- يساهم في فهم المواد الموجودة في البيئة المحيطة بالإنسان.
- من أهم المكونات الرئيسية لأنشطة الكائنات الحية المختلفة.
- بفضل علم الكيمياء، يمكن للإنسان تحديد المواد التي تهدد حياته وتضره.
- استغل الإنسان جميع المواد الخام المتاحة له وتمكن من تحويلها إلى مواد تفيده بفضل معرفته بالكيمياء.
- ساهمت الكيمياء في إنتاج الأسمدة الكيميائية.
- دخلت الكيمياء في العديد من الصناعات مثل النسيج والملابس.