الجمعة , يوليو 19 2019
الرئيسية / اختراعات / اختراعات كيماوية / تعريف بحث كامل عن الكيمياء – كيمياء –

تعريف بحث كامل عن الكيمياء – كيمياء –


الكيمياء

 

كيمياء هي في الأصل كلمة عربية مثل السيمياء، مأخوذة من (الكَمِيّ) وهو الشجاع، و(المُتَكَمِّي) في سلاحه أي المتغطي المتستِّر بالدرع والبيضة، وسُمِيت كذلك لأن الكيميائيين القدماء كانوا يحتفظون بمعلوماتهم سرية عن الآخرين، وتعنى كمصطلح: العلم الذي يدرس المادة وتفاعلاتها وعلاقاتها بالطاقة. ونظرا لتعدد واختلاف حالات المادة, والتي عادة ما تكون في شكل ذرات, فإن الكيميائيين غالبا ما يقوموا بدراسة كيفية تفاعل الذرات لتكوين الجزيئات وكيفية تفاعل الجزيئات مع بعضها البعض.
ويعرّف ابن خلدون الكيمياء بأنها (علم ينظر في المادة التي يتم بها كون الذهب والفضة بالصناعة)، ويشرح العمل الذي يوصل إلى ذلك. لقد تأثرت الكيمياء العربية بالخيمياء اليونانية والسريانية وخاصة بكتب دوسيوس و بلنياس الطولوني الذي وضع كتاب (سر الخليقة). غير أن علوم اليونان والسريان في هذا المجال لم تكن ذات قيمة لأنهم اكتفوا بالفرضيات والتحليلات الفكرية. وتلجأ الخيمياء إلى الرؤية الوجدانية في تعليل الظواهر، وتستخدم فكرة الخوارق في التفسير، وترتبط بالسحر وبما يسمى بعلم الصنعة، وتسعى إلى تحقيق هدفين هما:
أ – تحويل المعادن الخسيسة كالحديد والنحاس والرصاص إلى معادن شريفة كالذهب والفضة عن طريق التوصل إلى حجر الفلاسفة.
ب – تحضير أكسير الحياة، وهو دواء يراد منه علاج كل ما يصيب الإنسان من آفات وأمراض، ويعمل على إطالة الحياة والخلود.
————————————————-

 

9

أهمية علم الكيمياء

يدخل علم الكيمياء في جميع نشاطات الكائنات الحية ويسهم في كافة مجالات الحياة
بواسطة علم الكيمياء تم تحويل المواد الطبيعية الخام إلى مواد تلبي احتياجات الإنسان ، فاستطاع الكيميائي أن ينتج من الفحم والنفط بعض المواد الجديدة كالأصباغ والعقاقير والعطور واللدائن (البلاستيك) والمطاط الصناعي كما ساهمت الكيمياء في المجال الزراعي بواسطة الأسمدة الكيميائية والمبيدات الحشرية وأمكن بواسطة علم الكيمياء إنتاج الألياف الصناعية فساهمت في مجال الكساء والمنسوجات وغير ذلك من المجالات الكثيرة التي تساهم بها الكيمياء.
——————————————————

 

10

طبيعة علم الكيمياء والطريقة العلمية في التفكير

الكيميائي يلاحظ الأشياء ويحاول أن يجيب عن التساؤلات حولها مثل : ما سبب الطعم الحلو للسكر ، لماذا وكيف يصدأ الحديد؟ فهنا قد لاحــــظ ثم يبدأ بالبحث عن جواب لهذه الملاحظات والتساؤلات ، ولكي يجيب فعليه أن يجرب ويعتمد على التجربة ، لأن علم الكيمياء أكثر العلوم اعتماداً على التجربة وذلك لسببين هما :
1- الكيميائي يتعامل مع موجودات لايراها ولا يستطيع إحصاءها مثل الذرات والجزيئات
2- القوانين العامة في الكيمياء قابلة للتغير والتعديل
فهنا قد جــــــرب ومع التجريب تتم عملية تدوين المعلومات عن النتائج التي شاهدها من التجربة ، وبعدها يبدأ بتفسير ماشاهده بوضع الفرضيات ، والفرضية هي : فكرة تنبع من خيال العالم ترتبط بالحقائق والوقائع التي جرت حولها الملاحظات والتجارب فإذا كانت هذه الفرضية صحيحة وتم اختبارها بعدة تجارب لإثبات صحتها وأصبحت النتيجة إيجابية تصبح قانوناً عاماً ، وبعد التفسير تأتي مرحلة نــشــر النتائج لتعم الفائدة على الجميع
والآن نستطيع ترتيب الخطوات العلمية في التفكير كما يلي :
1- الملاحظة
2- التجريب
3- تدوين المعلومات
4- التفسير
5- النشر
————————————————————-

11

المراحل التي مر بها علم الكيمياء

مرحلة علم الصنعة : والتي ظهرت فيها خرافة تحويل المعادن الرخيصة إلى معادن ثمينة
مرحلة الكيمياء التي اتجهت إلى الطب : ففي هذه المرحلة تم تحضير العقاقير لشفاء المرضى وقد برز العلماء العرب في ذلك من مثل جابر بن حيان وابن سينا والرازي
مرحلة نظرية الفلوجستون : التي بدأت في النصف الثاني من القرن السابع عشر والتي تقول أن الفلوجستون عنصر يساعد المادة على الاشتعال ويتحد معها مكوناً أكسيد المادة وأسموه (كالكس) : معدن + فلوجستون = كالكس وقد بقيت النظرية سائدة حتى أتى العالم الفرنسي لافوازيه عام 1778م وأثبت خطأ هذه النظرية عندما سخن الزئبق وبرهن أن عملية الاحتراق عبارة عن اتحاد أكسجين الهواء بالمادة (تأكسد) وليس كما قالت نظرية الفلوجستون
المرحلة الرابعة والأخيرة هي علم الكيمياء الحديثة التي بدأت في أواخر القرن الثامن عشر.
———————————————
8

الكيمياء في العهد الإسلامي

المساهمات في الكيمياء

ساهم الكيميائيون المسلمون مثل جابر بن حيان والرازي في الاكتشافات الكيميائية الأساسية، بما في ذلك:
أدوات التقطير، مثل الإنبيق، والمقطرة، والمعوجة، التي كانت قادرة تمامًا على تنقية المواد الكيميائية.
كلمات إكسير، والإنبيق والكحول هي كلمات عربية أصيلة.
حمض الهيدروكلوريك، وحمض الكبريت، وحمض النيتريك وحمض الخل.
الصودا والبوتاس.
الماء المقطر والكحول المقطر المنقى.
العطارة.
الكثير من المواد الكيميائية والأجهزة.
من الأسماء العربية لبعض المواد الكيميائية: النطرون والقلي، والتي تم تحويلها للاتينية إلى “Natrium” و”Kalium” على التوالي، وأتت رموز العناصر الكيمياوية الحديثة للصوديوم “Na” وللبوتاسيوم “K” من الحروف الأولى لهذه الأسماء.
اكتشاف الماء الملكي (باللاتينية: aqua regia)، وهو مزيج من حموض النيتريك والهيدروكلوريك، الذي يمكنه أن يحل المعادن الثمينة؛ كالذهب، وكان مصدر إلهام وخيال الخيميائيين للألفية المقبلة.
قدم الفلاسفة المسلمون أيضًا إسهامات كبيرة للخيمياء. وأكثرهم تأثيرًا في هذا الصدد هو جابر بن حيان. فقد قام بتحليل عنصر أرسطو (النار، الهواء، الماء، الأرض) من حيث الصفات الأساسية الأربعة: الحرارة، والبرودة، والجفاف، والرطوبة.
 ووفقًا لابن حيان، فإن اثنتين من هذه الصفات في كل المعادن تكونان داخليتان واثنتين تكونان خارجيتان. فعلى سبيل المثال، الرصاص بارد جدًا وجاف، في حين أن الذهب ساخن ورطب. وهكذا، وضع جابر نظرية تفيد أنه بإعادة ترتيب خواص معدن واحد، يمكن إنتاج معادن أخرى. بموجب هذا المنطق، بدأ البحث عن حجر الفلاسفة في الخيمياء الغربية.
 طوّر جابر علم الأعداد وبموجبها فإن جذر الكلمة لاسم المادة في العربية، عندما يعامل مع مختلف التحولات، يبقى موافقًا للخواص الفيزيائية للعنصر.
لقد وضع جابر بن حيان نظام العناصر المستخدم في خيمياء القرون الوسطى. يتألف نظامه الأصلي من سبعة عناصر، والتي تشمل العناصر التقليدية الخمسة (الأثير، والهواء، والأرض، والنار، والماء)، بالإضافة إلى اثنين من العناصر الكيميائية التي تمثل المعادن: الكبريت، الحجر الذي يحترق، الذي يصف مبدأ الاحتراق، والزئبق، الذي يتضمن المبدأ المثالي للخواص المعدنية. بعد ذلك بوقت قصير، تطور هذا النظام ليصبح ثمانية عناصر، مع المفهوم العربي للمبادئ المعدنية الثلاث: الكبريت يعطي القابلية للاشتعال أو الاحتراق، الزئبق يعطي التقلب والاستقرار، والملح يعطي الصلابة.
—————————————–

7

نظرة عامة للكيمياء

الكيمياء هو علم يدرس العناصر الكيميائية والمواد الكيميائية (التركيب والخواص والبناء) والتحولات المتبادلة فيما بينها (التفاعلات الكيميائية).
تقسم الكيمياء إلى عدة فروع رئيسية: تنقسم الكيمياء بصفة عامة إلى عدة فروع رئيسية. كما يوجد أيضا تفرعات لهذه الفروع, وموضوعات ذات تخصص أكبر داخل هذه الفروع.
الكيمياء التحليلية
هي تحليل عينات من المادة لمعرفة التركيب الكيميائي لها وكيفية بنائها.
الكيمياء الحيوية
هي دراسة المواد الكيميائية, والتفاعلات الكيميائية التي تحدث في الكائنات الحية.
الكيمياء غير العضوية
هي دراسة خواص وتفاعلات المركبات غير العضوية. ولا يوجد هناك حد واضح للتفريق بين الكيمياء العضوية وغير العضوية, كما أن هناك تداخل كبير بينهما, ويكون أهمه في فرع أخر يسمى كيمياء الفلزات العضوية.
كيمياء عضوية
هي دراسة تركيب, وخواص, وتفاعلات المركبات العضوية.
الكيمياء الفيزيائية
هي دراسة الأصل الفيزيائي للتفاعلات والأنظمة الكيميائية. ولمزيد من التحديد فإنها تدرس تغييرات حالات الطاقة في التفاعلات الكيميائية. ومن الفروع التى تهم الكيميائيين المتخصصين في الكيمياء الحرارية, الكيمياء الحركية, كيمياء الكم, الميكانيكا الإحصائية, علم الأطياف.
————————————–

6

محاولات الانسان في مجال الكيمياء عبر التاريخ

حاول الإنسان عبر العصور أن يبحث في طبيعة العالم الذي حوله، وذلك بدافع غريزة حب المعرفة،ومن خلال ذلك، تم الكثير من الاكتشافات المهمة التي ساعدت على تطوير العلوم والتكنولوجيا ومن ضمنها علم الكيمياء وهو علم يعنى بطبيعة المادة ومكوناتها، وكذلك بكيفية تفاعل المواد المختلفة مع بعضها بعضاً، وعلى هذا تكون وظيفة العالم الكيميائي الأساسية هي معرفة أكبر قدر ممكن من المعلومات عن طبيعة المادة التي أوجدها الله في هذا الكون.
بدايات علم الكيمياء.تعود بدايات علم الكيمياء إلى زمن موغل في القدم، فلقد أختلف في مكان نشأته، قيل أن بداياته كانت في القرن الثالث قبل الميلاد، كما أن الحضارات القديمة التي سادة كلاً من الصين والهند كانت تعتبر المعالجة الكيميائية(تغيير المواد بالسوائل الكيميائية) من بين ما يتقنونه مهارة وحذقاً وأن هذه المعرفة والبراعة انتشرتا غربا إلى إمبراطوريتي فارس ومصر القديمة حيث كان دبغ الجلود وصناعة الأصباغ ومستحضرات التجميل من بين الفنون التي مارسها المصريون، وتعتبر الإسكندرية المركز الأول للكيمياء القديمة حيث تأثرت بفلسفة الإغريق بعد قيام الإسكندر الأكبر بفتح مصر (322ق.م)، حيث جذب إليها الكثير من الإغريق فارتبطت مهارة المصريين مع نظريات الإغريق مما أدى إلى ظهور أولئك الذين يمارسون الكيمياء، ونسب إليها أنها موطن البحث لهذا العلم الذي يحيل المعادن العادية إلى معادن ثمينة ويعيد الشباب إلى الإنسان، وتزامن مع ظهور الكيمياء القديمة ظهور التنجيم واختلط بها السحر كما سيطرت الرمزية على هذه الكيمياء في العصور الوسطى وأغرقها الغموض.
———————————-

 

5

مساهمة العرب في تطوير الكيمياء

عندما فتح العرب مصر سنة(642م) ولا ريب أن أولئك الفاتحين أسهموا بقدرٍ موفور في تطوير الكيمياء، حيث يعتبرون أول من اشتغل بالكيمياء كعلم له قواعده وقوانينه، وذلك منذ القرن الثاني الهجري، وطبقوا إنتاجهم في الصيدلية بصفة خاصة . وما زال الإلتحام بين شتى المفاهيم لعلوم الكيمياء القديمة ينم عن اللفظ العربي نفسه مثل ( ألـ وخيمياء) وهو الشكل الإغريقي الذي يطلق على مصر. كذلك أصل كلمة كحول وهو عربي بمعنى غول وغرّبت هذه الكلمة أو حولت على اللغة الغربية بهذه الصفة. قال الله تعالي في سورة الصافات الآية(47): ( لا فيها غول ولا هم عنها ينزفون). و استمرت أصول الكيمياء العربية مرجعاً للغرب إبان القرون الوسطى وانتقلت ترجمات أعمالهم إلى أوروبا في القرن الثاني عشر الميلادي والتي اشتهرت بعد أن وصل الفتح العربي إلى الأندلس سنة(711م) يحمل معه المعارف العربية. وفي الجامعات العربية ببرشلونة وطليطلة تعلم طالبوا العلم من جميع أنحاء أوروبا فن الكيمياء.
—————————————-
3

الكيمياء الحديثة

يرجع تاريخ الكيمياء الحديثة إلى القرن السابع عشر الميلادي بأبحاث (بويل) الذي قسم الأجسام إلى مواد أولية( عناصر ومركبات و مخاليط) و تلت أبحاث (بلاك، ولافوازيية)عن الاحتراق والتأكسد ثم(برتلي) الذي اكتشف الأكسجين في الهواء ، ثم(كافندش) الذي اكتشف تكوين الماء ثم (دالتون) الذي وضع النظرية الذرية عن تكون المادة وتعرّف الكيمياء الحديثة بأنها:- علم طبيعي في تكوين المادة والتغييرات التي تحدث فيها تحت تغييرات مختلفة تفقد الجسم مظهره الخاص وصفاته التي يتميز بها، إذ تتبدل مادته بأخرى ذات خواص وصفات جديدة وتوصف مظاهر المواد وسلوكها بالخواص الكيميائية، أي تعرّف بذلك وتبين تلك الخواص الكيميائية إبان التفاعلات بالمعادلات.
———————————————–

الذرة 

ظل تركيب الذرة يشغل العلماء لفترة طويلة من الزمن ، وكانت أفكارهم عن تركيب المادة في البداية مبنية على أساس نظري ، من هؤلاء العلماء العالم دالتون ، الذي أفترض أن المادة تتكون من جسيمات صغيرة غير قابلة للانقسام تدعى ذرات ، وأن هذه الذرات تنفصل وتتحد بعضها مع بعض لتشكيل مواد جديدة وفق لقوانين خاصة .
العنصر هو فئة من الذرات التى لها نفس عدد البروتونات في النواة. ويسمى هذا العدد بالعدد الذرى للعنصر. فمثلا, كل الذرات التى لها 6 بروتونات في النواة هى ذرات لعنصر كيميائي يسمى الكربون, كما أن كل الذرات التي لها 92 بروتون في النواة هى ذرات عنصر اليورانيوم.
أفضل توزيع وشكل للعناصر بصفة عامة في الجدول الدوري, والذي يتم وضع العناصر ذات الصفات الكيميائية المتشابهة في نفس المجموعة. كما يتم وصف العنصر باسمه, ورمزه, وعدده الذري.
ونظرا لأن عدد البروتونات في النواة يحدد عدد الإلكترونات المحيطة بالنواة وكذلك خواصها, ونظرا لأن الإلكترونات هي التي تكون ظاهرة من العنصر للعالم الخارجي حيث أنها تقع خارج النواة فإنها تتحكم في التفاعلات, والتحولات الكيميائية التي يمكن حدوثها للعنصر. كما أن عدد النيوترونات الموجودة في النواة قد تغير من حالة العنصر كما لو أنه عنصر أخر.

المركبات

المركبات الكيميائية
المركب الكيميائي هو مادة تتكون من نسبة معينة من العناصر والتي تحدد تركيب المركب والمجموعة التي يقع فيها هذا المركب والتي تحدد بالتالي خواص هذا المركب. فمثلا, الماء هو مركب يحتوى على الهيدروجين والأكسجين بنسبة 2 إلى 1. تتكون المركبات وتتحول عن طريق التفاعلات الكيميائية.

الجزيئات

الجزي هو أصغر جزء نقي من المركب والذي له خواص كيميائية محدده. ويتكون الجزيئ من مجموعة ذرات أو أكثر متحدة مع بعض.

الشوارد (الأيونات)

الشاردة هو مركب مشحون, أو هو ذرة أو جزيئي أكتسب أو فقد إلكترون أو أكثر. الأيونات الموجبة الشحنة تسمى شرجبة (كاتيونات) مثل كاتيون الصوديوم NaNa+ والأيونات السالبة الشحنة تسمى شرسبة (أنيون) مثل شرسبة (أنيون) الكلور Cl-, واللذان عن إتحادهما يكونا الملح المتعادل كلوريد الصوديوم(NaCl). ومثل للأيونات ذات الذرات العديدة التي لا تتفكك خلال تفاعلات الحمض – القاعدة هو مجموعة الهيدروكسيد (OH-), أو الفوسفات (.

الروابط الكيميائية

الرابطة الكيميائية هي القوة التي تربط الذرات في الجزيء أو في البلورة. في مركبات بسيطة عديدة, نظرية التكافؤ ومبدأ عدد التأكسد يمكن استخدامهما للتنبؤ بالتركيب الجزيئي. وبالمثل, فإن النظريات الفيزياء الكلاسيكية يمكن استخدامها للتنبؤ بتركيب مركبات أيونية عديدة . أما المركبات ذات التركيب المعقد ، مثل السبائك المعدنية ، فإن نظرية التكافؤ لا تستطيع تفسير تركيبها, وهنا تظهر أهمية استخدام نظريات الميكانيكا الكمية مثل نظرية المدار الجزيئي.
بعض أنواع الروابط الكيميائية:
رابطة أيونية
رابطة تساهمية
رابطة فلزية
ورابطة تناسقية والرابطة التناسبية تنساق تحت الرابطة التساهمية تقريبا وتوجد رابطة أخرى وهى الرابطة الهيدروجينية ولها دور كبير في الحياة على الأرض.
9

 

حالات المادة

الحالة هو مجموعة من الأنظمة الكيميائية التي لها تركيب عام متماثل, عند التعرض لمدى معين من تغير الظروف مثل الضغط أو الحرارة. الخواص الفيزيائية مثل الكثافة و معامل الانكسار تميل أن تكون في المدى المميز لهذه الحالة. الحالة تعرف على أنها النظام الذى إن تم أخذ أو إعطاء طاقة له فإن هذه الطاقة المفقودة او المكتسبة تستخدم في إعادة ترتيب النظام. بدلا من تغيير شكل الحالة.
وفى بعض الأحيان يعتبر التفريق بين الحالات صعب لوجود أكثر من حالة في نفس الوقت ، وفى هذه الحالة تعتبر المادة في حالة حرجة. عند تواجد ثلاث حالات للمادة في نفس الوقت تحت ظروف معينة فإن هذا يسمى النقطة الثلاثية ونظرا لأن هذه النقطة ثابتة ، يعتبر ذلك جيد لتحديد الظروف الملائمة لهذه النقطة .
وأكثر الأمثلة شيوعا لحالات المادة الصلب ، السائل ، الغاز ، كما قد توجد حالات أخرى ليست شائعة . ويمكن ملاحظة أن الثلج كمادة له أكثر من حالة اعتمادا على الضغط و درجة الحرارة . وتتعامل معظم الحالات مع نظام الأبعاد الثلاثي ، ولكن يمكن في حالات معينة التعامل مع نظام البعدين وذلك لارتباطه ببعض العلوم الأخرى مثل علم الأحياء …

التفاعلات

التفاعل الكيميائي هو تحول في التركيب الدقيق للجزيئات. ويمكن أن ينتج التفاعل الكيميائي من مهاجمة جزيئات لجزيئات أخرى لتكوين جزيئات أكبر, أو جزيئات تتفكك لتكوين جزيئين أو أكثر أقل حجما, أو إعادة ترتيب الذرات في نفس الجزيء أو خلال جزيئات أخرى. وتتضمن التفاعلات الكيميائية غالبا تكوين أو تكسير روابط كيميائية.

نظرية الكم

نظرية الكم تقوم بوصف تصرف المادة في مدى صغير للغاية. وعلى هذا فإنه طبقا لذلك وصف جميع الأنظمة الكيميائية بإستخدام هذه النظرية, و لكن هذا يعتبر في غاية التعقيد من الناحية الحسابية. ولذا فإنه يتم استخدام هذه النظرية بواقعية في الأنظمة الكيميائية البسيطة, كما أنه يتم استخدام التقريب للحصول على نتائج واقعية.

اكتشاف العناصر الكيميائية 

لقد عرف الإنسان منذ القديم بعض العناصر الكيميائية كالذهب والفضة والحديد والنحاس نثم تم النعرف على بعض العناصر الأخرى الكبريت والرصاص والفسفور وغيرها وعندا أعلن مندليف في أذار 1869 عن إكتشافه للقانون الدوري تسابق العلماء على إكتشاف الفرف الشاغرة في الجدول الدوري ،والأن يزيد عدد العناصر المكتشفة والصنعية عن 110 عنصر

11

جدول العناصر الكيميائية
موهوبون

قائمة الحاصلين علي جائزة نوبل في الكيمياء 

2010-2015

——-
2010
ريتشارد هيك أمريكي
أي إيتشي نيجيشي أمريكي
أكيرا سوزوكي ياباني
———
2011
دانيال شيختمان  إسرائيلي
———-
2012
روبرت ليفكوويتز أمريكي
برايان كابيلكا   أمريكي
———–
2013
مارتين كاربلوس   أمريكي
مايكل لويت أمريكي بريطاني إسرائيلي
أريه وارشيل أمريكي
———
2014
إيريك بيتزيغ    أمريكي
ستيفان هيل  ألماني
وليام مورنر  أمريكي
———-
2015
توماس ليندال سويدي
بول مودريتش  أمريكي
عزيز سانجار  تركي أمريكي
————

 

4

موهوبون دوت نت 


شاهد أيضاً

يحيى القحطاني.. أول مخترع سعودى فى مجال البطاريات

يحيى القحطاني.. أول مخترع سعودى فى مجال البطاريات

كشفت صحيفة “سبق”، تفاصيل نجاح أول مخترع سعودى فى مجال البطاريات فى تطوير سعة الشحن، …