الألمنيوم والكبريت

الألمنيوم:

الألومنيوم عنصر في الجدول الدوري له الرمز Al والعدد الذري له 13. وهو فلز ذو لون أبيض فضي من مجموعة البورون من العناصر الكيميائية. وهو معدن مطيلي اي قابل للسحب. وهو عنصر غير ذواب في الماء في الشروط العادية.وهو من أكثر الفلزات وفرة في القشرة الأرضية، وترتيبه الثالث من بين أكثر العناصر وفرة في الكرة الأرضية بعد الأوكسجين والسليكون. يشكل الألومنيوم 8% من وزن سطح الأرض الصلب. ويعتبر الألومنيوم من أكثر المعادن فعالية كيميائية كمعدن حر، ولذلك نجده مرتبطا بأكثر من 270 معدن مختلف. المصدر الرئيسي للألومنيوم هو معدن خام البوكسيت. يمتاز الألومنيوم بمقاومته للتآكل وبخفة وزنه حيث يدخل في صناعة الطائرات.

الخواص
الألومنيوم فلز خفيف الوزن، ومتين، وذو مظهر يتراوح بين الفضي والرمادي الداكن بحسب خشونة السطح. والألومنيوم غير ممغنط، وهو غير ذواب في الكحول، مع أنه يذوب في الماء في أشكال محددة. جيد التوصيل للحرارة والكهرباء. مقاومة الخضوع للألومنيوم النقي هي 7-11 ميغا باسكال، في حين أن سبائك الألومنيوم ذات مقاومة خضوع تتراوح من 200 إلى 600 ميغاباسكال.و للألومنيوم نحو ثلث كثافة وجساءة الفولاذ. فهو مطيلي، وسهل التشغيل، والسباكة، والبثق. وهو قابل للسحب ووللطرق حيث يمكن قولبته بشكل سهل نسبياً.

تعود قدرة الألومنيوم الممتازة على مقاومة التآكل إلى الطبقة السطحية الرقيقة غير النفوذة والمتماسكة من أكسيد الألومنيوم التي تتشكل عندما يتعرض الفلز للهواء، مما يمنع استمرار عملية الأكسدة. أقوى سبائك الألومنيوم تكون أقل مقاومة للتآكل بسبب التفاعلات الجلفانية مع سبائك النحاس وهذه المقاومة للتآكل عادة ماتنخفض انخفاضا كبيرا عندما يوجد عدة محاليل ملحية، لا سيما بوجود معادن مختلفة.

الكبريت:

الكبريت هو عنصر كيميائي لافلزي رمزه الكيميائي S وعدده الذري (16)، ولون الكبريت أصفر، ويوجد في الطبيعة بشكل خام ويدخل في صناعة البارود وعيدان الثقاب.

يوجد الكبريت في النفط المستخرج وهو النفط الحمضي الحاوي على غاز H₂S وللاستفادة من هذا النفط في التصدير أو المصافي يستوجب التخلص من هذا الغاز وبالتالي يمكن استخراج الكبريت من هذا الغاز ويكون على شكلين أما على شكل كتل وبودرة صفراء اللون أو على شكل شرائح صفراء اللون.

عنصر الكبريت لا فلزي وهو من أملاح المعادن، والكبريت هو ثالث أكبر معدن في جسم الانسان، ويحتوي الجسم على 14 غرام منه حيث إنه موجود في كل خلية حية.

قد استُخدِم لعدّة أغراض لمئات السنين. فقد استخدمه قدماء الإغريق والرومان منظفًا ومبيضًا ودواءً. واتضحت أهميته مؤخرًا كواحد من المكونات الرئيسية للبارود. ويستخدم الكبريت اليوم في منتجات متنوعة، وفي العمليات الصناعية.

درجة انصهار الكبريت 115 ْس، ودرجة غليانه (الشكل b) ت 444.67 ْس، أعداد أكسدته الأكثر شيوعاً - 2، 4، 6. كتلته الحجمية 2.07غ/سم3، نصف قطر الذرة 103.5 بيكومتر. الكهرسلبية (مقياس بولنغ) 2.56، نصف قطر الأيونS2- ت1.70بيكومتر، الترتيب الإلكتروني [Ne]3s23p4. و[Ne] هي البنية الإلكترونية للغاز الخامل النيون. طاقة التأين الأولى (كيلوجول/مول) تساوي 1003، الكمون القياسي . يساوي 0.48 فلط، القساوة 2 موس mohs. والكبريت عازل كهربائياً. وأهم استعمالاته استحصال حمض الكبريت.

عنصر الروثينيوم

لروثينيوم (أو الفَدْرَن،رمزه الكيميائي العربي فد، من الفَادِرَة وهي الصَّخْرَةُ الصَّمَّاءُ العظيمةُ في رأس الجبل،ومن الفُدُرّ أي الفضة، ذلك أنه فلزّ صلب فضي اللون) عنصر كيميائي له الرمزRu والعدد الذري 44، وهو فلز انتقالي نادر ينتمي إلى مجموعة البلاتين في الجدول الدوري. كمعظم عناصر مجموعة البلاتين فإن الروثينيوم خامل كيميائياً تجاه معظم المواد، وقد اكتشف هذا العنصر العالم الروسي كارل إرنست كلاوس سنة 1844. يتوافر الروثينيوم عادة في الطبيعة كمكون بسيط من خامات البلاتين، وإنتاجه السنوي لا يتجاوز الاثني عشر طنا في جميع أنحاء العالم. يستخدم معظم الروثينيوم الوصلات الكهربائية المقاومة للاهتراء، وفي إنتاج المقاومات ذات الغشاء السميك، كما تضاف كميات قليلة منه لتستخدم في بعض السبائك البلاتينية وفي تحضير الحفازات.

واشتق اسم الروثينيوم من الاسم اللاتيني لروسيا (روثينيا) وهي المنطقة التاريخية التي تشمل اليوم روسيا. وقد اقترح هذا الاسم من قبل أوسان سنة 1828، وذلك تكريما ًلمسقط رأسه، حيث أنه ولد في تارتو في إستونيا

على الرغم من تميز جميع عناصر المجموعة الثامنة بوجود إلكترونين في الطبقة الإلكترونية الخارجية، إلا أن الروثينيوم يشذ عن باقي المجموعة بحيث يوجد إلكترون وحيد في الطبقة الخارجية.

يتميز الروثينيوم بأنه يزيد من القساوة . لذلك يدخل في تركيب خلائط البلاتينيوم والبلاديوم من أجل صنع وصلات كهربائية مقاومة للاهتراء . ستخدام كميات صغيرة من الروثينيوم لزيادة ثباتية الذهب في عمليات تصنيع المجوهرات.

الألكانات والألكينات

الألكانات

الألكان في الكيمياء العضوية هو هيدروكربون متشبع مؤلف من سلسلة مفتوحة غير حلقية والتى فيها يكون الجزيء به الحد الأقصي من ذرات الهيدروجين وبالتالي لا يكون بها روابط ثنائية.

الألكانات تعرف أيض بإسم برافينات, أو إجمالا "سلسلة البرافينات" وهذه المصطلحات يمكن أن تستخدم أيضا للألكينات والتى تكون ذرات الكربون بها سلسلة أحادية, غير متفرعة, وعند وجود تفرعات في سلسة الألكانات تسمي "أيزوبرافينات" وتنتمى الألكانات للمركبات الأليفاتية.

المعادلة العامة لتركيب الألكانات CnH2n+2, وأبسط ألكان على هذا يكون الميثان, CH4, ويليه الإيثان, C2H6, وهكذا. وكل ذرة كربون في الألكانات لها تهجين sp3

التزامر (الأيزوميرزم) " Isomerism"

يمكن للجزيئات التى تحتوى على أكثر من 3 ذرات كربون أن تترتب بعدة طرق, مكونة أيزومرات عديدة. الألكانات "العادية" لها تركيب خطي, غير متفرع. ويزيد عدد المتماكبات بشدة بزيادة عدد ذرات الكربون, فعدد الأيزومرات للألكانات التى لها من 1 إلى 12 ذرة كربون تكون كالتالي: 1, 1. 1, 2, 3, 5, 9, 18, 35, 75, 159, 355 بالترتيب.

تسمية الألكانات

نظام IUPAC

ينتهى اسم الألكان باللاحقة "ان". الحلقات المستقيمة للألكانات والتى بها 8 أو أقل من ذرات الكربون يتم تسميتها طبقا للجدول التالي, والذى يحتوى أيضا على اسم الألكيل المتكون بنزع ذرة الهيدروجين الطرفية.

الألكانات المتفرعة يتم تسميتها طبقا للآتى:

تحديد أطول سلسلة متصلة لذرات الكربون.
ترقيم الذرات بداية من أحد الأطراف حتى الطرف الأخر, على أن يكون طرف البداية هو الأقرب لمجموعات التفرع في حالة وجودها.
تحديد المجموعات المتصلة بالسلسلة بالترتيب وبداية كتابة اسم الألكان كالتالي:
رقم ذرة الكربون المتصلة بمجموعات فرعية, وفى حالة وجود أكثر من تفرع يتم كتابة أرقام التفرع بترتيب الترقيم في السلسلة الرئيسية ( 3,2- وليس 2,3- . 4,1- وليس 1,4- . وهكذا)
فى حالة وجود إتصال لنفس المجموعة أكثر من مرة بسلسة الألكان, نستخدم البادئات التالية طبقا لعدد مرات التكرار: " ثنائي", "ثلاثي", "رباعي", وهكذا.
إسم المجموعة أو المجموعات المتصلة بالسلسلة, بنفس ترتيبها طبق لترقيم السلسلة.
ينتهى الإسم بكتابة اسم أطول سلسلة مستقيمة.
ولتنفيذ هذه الخطوات, يجب أن نعرف اسم المجموعات المتصلة بالسلسلة. وهذا يتم بنفس الطريقة السابقة فيما عدا انه يتم ترقيم المجموعة بداية من أول ذرة كربون متصلة بسلسلة الألكان, وفى إتجاه أطول سلسلة بداية من هذه النقطة, وليس طبقا لأطول سلسلة موجودة في المجموعة.

فمثلا المركب (1) في الشكل القادم هو الإحتمال الوحيد لوجود تفرع في البيوتان. وإسمه الرسمي 2-ميثيل بروبان, بينما البنتان يمكن أن يكون له 2 متزامر (isomer), بالإضافة إلى شكل سلسلته المستقيمة.الشكل (2) 2,2- ثنائي ميثيل بروبان, الشكل (3) 2-ميثيل بيوتان.

الخواص

الخواص الفيزيائية

*الألكانات لا تذوب في الماء.
*كثافة الألكانات أقل من الماء.
*تزيد نقطة الإنصهار والغليان للألكانات بصفة عامة بزيادة الوزن الجزيئي وأيضا بزيادة طول سلسلة الكربون الرئيسية.
*فى الظروف القياسية فإن الألكانات من CH4 إلى C4H10 تكون في الحالة الغازية, ومن C5H12 إلى C17H36 تكون في الحالة السائلة, وبعد C18H38 تكون في الحالة الصلبة.

الخواص الكيميائية

الألكانات نشاطيتها منخفضة لأن الروابط الاحادية بين C-C, و C-H تكون ثابتة نسبيا, وصعبة التكسير وغير قطبية. ولا تتفاعل الألكانات مع الأحماض, الألكيلات, الفلزات, العوامل المؤكسدة. ومن العجيب أن النفط (أوكتان) لا يتفاعل مع حمض الكبريتيك المركز, فلز الصوديوم, منجنيز البوتاسيوم. وهذا الخمول هو أصل كلمة "برافينات" (الأصل اللاتيني "بارا"+"أفين", يعنى هنا لا يوجد إنجذاب).

التفاعلات

التكسير

التكسير هو تكسر الجزيئات الكبيرة إلى جزيئات أصغر. ويمكن أن يتم هذا إما بالحرارة أو بإستخدام عامل حفاز. يتبع عملية التكسير الحراري آلية تماثل, أى انه, تتكسر الروابط بتماثل وتنتج أزواج من الجذور الحرة (Free Radiacl). ويتضمن التكسير الحفزى تواجد حمض حفاز (غالبا ما يكون حمض صلب مثل سيليكا-ألومينا وزيولايت) وهذا يؤدى لتكسير غير متماثل للروابط مما ينتج أزواج من الأيونات بشحنات متضادة, غالبا كاتيون كربوني أو شرجبة كربونية ، وأنيون الهيدريد ( شرسبة الهيدريد الغير ثابت. الشق الحر لذرات الكربون المتمركزة والكاتيونات ثابتهم ضعيف للغاية, وبالتالى يحدث إعادة ترتيب للسلسلة, يحدث إنقسام C-C في الموضع بيتا (تكسر) وينتقل الهيدروجين داخل الجزيئات, وبين الجزيئات أو إنتقال هيدريد. وفى كل من العمليتين, فإن المتفاعلات الوسيطة (شق, أيونات) تتجدد بإستمرار, أى أنه يكون لها نظام تجدد ذاتي. وتنتهى سلسلة التفاعل في أخر الأمر بإتحاد شق أو أيون.

مثال للتكسير ف ىالبيوتان CH3-CH2-CH2-CH3

الإحتمال الأول )48 %) أن يحدث التكسر عند CH3-CH2 bond.
CH3* / *CH2-CH2-CH3

وبعد عدد معين من الخطوات, سيتم الحصول على ألكان و ألكين.

CH4 + CH2=CH-CH3

الإحتمال الثانى (38 %) أن يحدث التكسير عند CH2-CH2 bond.
CH3-CH2* / *CH2-CH3

وبعد عدد معين من الخطوات, سيتم الحصول على ألكان وألكين من عدة انواع : CH3-CH3 + CH2=CH2

الإحتمال الثالث (14 %) تكسر الرابطة C-H
وبعد عدد معين من الخطوات, سيتم الحصول على ألكين وغاز هيدروكربوني: CH2=CH-CH2-CH3 + H2

تفاعلات الهلجنة

R + X2 → RX + HX

الخطوات الآتية تمثل عملية كلورة الميثان. وهو تفاعل تفاعل طارد للحرارة بشدة, وقد يؤدى إلى إنفجار.

1. خطوة البداية: فصل جزيء الكلور لتكوين ذرتين كلور. وكل ذرة كلور لديها 2 إلكترون حر تتصرف كشق حر.

Cl2 → Cl* / *Cl
يتك إمداد التفاعل بالطاقة عن طريق UV

2. الإنتشار (خطوتين): تسحب ذرة هيدروجين من الميثان ثم يقوم الميثيل بسحب ذرة كلور من Cl2.

CH4 + Cl* → CH3* + HCl

CH3* + Cl2 → CH3Cl + Cl*

وهذا ينتج المركب المطلوب بالإضافة إلى جذر كلور أخر. ويقوم هذا الجذر بخطة إنتشار أخرى ويسبب إستمرار تسلسل التفاعل. وفى حالة وجود زيادة في الكلور, فإنه من الممكن تكون نواتج أخرى مثل CH2Cl2.

3. خطوة الإنتهاء: إعادة اتحاد جذرين حرين من الكلور .

Cl* + Cl* → Cl2, أو
CH3* + Cl* → CH3Cl, أو
CH3* + CH3* → C2H6.
الإحتمال الأخير لخطوة الإنتهاء يؤدى إلى عدم نقاء الخليط الناتج, ومن الواضح في هذا التفاعل أنه نوتجه لها سلسلة كربونية أكبر من المتفاعلات

الإحتراق

R + O2 → CO2 + H2O + H2

الإحتراق تفاعل طارد للحرارة بشدة. وفى حالة عدم كفاية الأكسجين O2, فسيؤدى هذا لتكون غاز أول أكسيد كربون (CO) السام. المثال الآتى للميثان:

CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O

عند عدم توفر الأكسجين O2:

2CH4 + 3 O2 → 2 CO + 4 H2O

وفى حالة أن الأكسجين O2 أقل:

CH4 + O2 → C + 2 H2O

الألكينات

الألكين في الكيمياء العضوية هو هيدروكربون غير متشبع يحتوى على الأقل رابطة واحدة ثنائية بين ذرتي كربون. تكون الألكينات البسيطة التى تحتوى على رابطة واحدة مزدوجة سلسلة متجانسة, والألكينات لها المعادلة العامة CnH2n.

أبسط الألكينات هو الذى يعرف بإسم "إثيلين" بينما الإسم الرسمية له طبقا للإتحاد الدولي للكيمياء والكيمياء التطبيقية (IUPAC) يسمي إثين.

تركيب الألكينات

شكل الألكينات

كما هو منوقع طبقا لهندسة الجزيء فإنه يحدث تنافر بين زوج الإلكترونات (شاهد "الرابطة التساهمية"), وبالتالى فإن الزاوية بين ذرتي الكربون في الرابطة المزدوجة ستكون 120°, وقد تصبح الزاوية أكبر طبقا للإجهاد الواقع من التفاعلات الغير إرتباطية التى تحدث من المجموعات المرتبطة بذرة الكربون. فمثلا الزاوية بين C-C-C في البروبين (البروبيلين) تبلغ 123.9123.9°.

الهندسة الجزيئية للرابطة المزدوجة بين ذرتي كربون

مثل الرابطة التساهمية الأحادية, فإنه يمكن وصف الرابطة المزدوجة بكيفية التداخل الحادث بين المدارات الذرية, فيما عدا أنه بعكس الرابطة الأحادية (والتى تتكون من رابطة سيجما واحدة), فإن الرابطة المزدوجة بين الكربون تتكون من رابطة سيجما ورابطة باي.

تستعمل كل ذرة كربون في الرابطة المزدوجة مداراتها sp2 المهجنة لتكون رابطة سيجما لثلاث ذرات أخرى. بينما المدارات الذرية 2p الغير مهجنة, والتى تقع عموديا على مستوى المتكون من محاور مدارات sp2 المهجنة, لتكوين رابطة باي.

ونظرا لأنه يتطلب كمية كبيرة من الطاقة لكسر الرابطة باي (264 كيلو جول لكل مول في الإثيلين), فإن الدوران حول الرابطة كربون-كربون المزدوجة صعب للغاية ومقيد بشدة.

الخواص الفيزيائية

تقريبا مثل الألكانات.
تعتمد الحالة الفيزيائية على الكتلة الجزيئية

الخواص الكيميائية

الألكينات بصفة عامة مركبات ثابتة, ولكنها أنشط من الألكانات.

التفاعلات

تصنيع الألكينات

*أكثر الطرق الصناعية شيوعا لتصنيع الألكينات هى تكسير البترول
*يمكن تصنيع الألكينات من الكحولات خلاف تفاعلات النزع والتى يتم فيها نزع جزيء ماء من الجزيء

H3C-CH2-OH + H2SO4 → H3C-CH2-O-SO3H + H2O → H2C=CH2 + H2SO4

*التصنيع الحفزي للألكينات الكبيرة من النوع α-ألكين والتى يمكن الحصول عليها من تفاعل الإثيلين مع ثلاثي إثيل الألومنيوم, مركب عضوي فلزي في تواجد النيكل, أو الكوبالت, أو البلاتين.

تفاعلات الإضافة

إضافة حفزية للهيدروجين

الهدرجة الحفزية للألكينات تنتج الألكان المقابل. يتم التفاعل تحت الضغط في وجود عامل حفز فلزي. ومن الحفازات الصناعية الشائعة الإستخدام البلاتين, النيكل, البلاديوم, وذلك للإستخدام في المعامل. وغالبا ما يستخدم نيكل راني, وهو سبيكة من النيكا والألومنيوم.

المعادلة القادمة توضح هدرجة الإثيلين للحصول على الإيثان:

CH2=CH2 + H2 → CH3-CH3.

إضافة شغوفة بالإلكترونات

معظم تفاعلات الإضافة للألكينات تتبع آلية تشابه الإضافة الشغوفة بالإلكترونات.

الهلجنة:إضافة البروم, أو الكلور في حالتهم العنصرية إلى الألكينات وينتج ثنائي برومو فيسينال ، وثنائي كلورو ألكين, بالترتيب. وعملية نزع الكلور من محلول البروم في الماء هى طريقة تحليلية لإختبار وجود الألكين:
CH2=CH2 + Br2 → BrCH2-CH2Br
وهذه هى آلية التفاعل: 

ويسير التفاعل بسبب الكثافة الإلكترونية العالية الموجودة على الرابطة الثنائية والتى تسبب إرزاحة مؤقتة للإلكترونات في الرابطة B-B مما يسبب حث مؤقت ثنائى القطب. وهذا يجعل Br يقترب من الرابطة الثنائية الموجبة وعند ذلك يحدث هيدروهلجنة محبة للإلكترونات: إضافة حمض هيدروهاليد مثل HCl أو HBr للألكين وينتج الهالو ألكان المقابل. .
CH3-CH=CH2 + HBr → CH3-CHBr- ولو أن ذرتي الكربون عند الرابطة الثنائية مرتبطتان لعدد مختلف من ذرات الهيدروجين, فإن الهالوجين يتجه لذرة الكربون التى بها عدد ذرات هيدروجين أقل (قاعدة ماركونيكوف).
وألية التفاعل: 

إضافة الكربين أو الكاربينويد ينتج البروبان الحلقي المقابل.

هنا شرح مبسط للألكانات والألكينات

تسمية المركبات الكيميائية

تسميةالمركبات الكيميائية

 أوجد الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية أو ما يعرف بالأيوباك ( IUPAC)، طريقة نظامية لتسمية المركبات العضوية وغير العضوية، بحيث يكون لكل مركب اسم مثالي، ومن خلاله يمكن تعيين صيغة هذه المركبات، وقبل البدء بتسمية المركبات، يجب معرفة الرموز والصيغ الكيميائية للعناصر والمجموعات الذرية، وذلك من خلال الجدول الدوري للعناصر الكيميائية.

خطوات تسمية المركبات الأيونية:

1.         نكتب رموز العناصر الداخلة في تكوين المركب، بحيث يكتب العنصر اللافلزي على الجهة اليمنى، ويكتب العنصر الفلزي على الجهة اليسرى.

2.       نكتب تحت كل عنصر عدد الأكسدة الخاص به.

3.        نعمل تبادل لإلكترونات التكافؤ من دون وضع الإشارة.

4.         إذا كان هناك عامل مشترك نقوم بالقسمة على هذا العامل.

5.         ثم نكتب الصيغة النهائية للمركب، وبناءً عليها نقوم بالتسمية.

6.        في حال كان المركب يحتوي على أيون عديد الذرات، وبعد القيام بالخطوات السابقة والقسمة على العامل المشترك، إن كان العدد المقابل له أكبر من واحد، نضع الأيون عديد الذرات بين قوسين ويكتب العدد خارج القوسين.

قواعد التسمية:

·         يتم إضافة الرمز (ide) أو (ايد) في اللغة العربية للأيونات أحادية الذرة وذات الشحنة السالبة ( الأنيونات)، مثل الهيدروجين، يصبح هايدرايد.

·          تسمية الأيونات ذات الشحنة الموجبة يكون اسم الكتايون نفسه في المركبات ذات الأيون الموجب. يتم إضافة ite ( ايت) أو ate (ات) للأنيونات متعددة الذرات والتي تحتوي على أكسجين مثل، NO -2 هو نيترايت، بينما NO -3 هو نيتريت.

·          يتم إضافة ous أو (اوز) للكيتونات التي تحمل أكثر من شحنة موجبة مثل النحاس قد نجده Ca +1 يصبح نحاسوز، و Ca +2 يتم إضافة ic أو (ايك) ليصبح نحاسيك.

·         يجب التنويه في حال التسمية باللغة العربية يتم تبديل ترتيب الكلمات عما هو في اللغة الإنجليزية مثل Na Cl هو Sodium Chloride وباللغة العربية كلوريد الصوديوم.

أمثلة:

مثال (1): اكتب اسم المركب المكون من الفلور والكالسيوم. الحل: رمز الفلور F-، وهو العنصر اللافلز، وعدد أكسدته -1، ورمز الكالسيوم Ca +2، وهو العنصر الفلز، وعدد أكسدته +2، ثم نقوم بعمل تبادل لإلكترونات التكافؤ من دون الإشارة، لا يوجد عامل مشترك بين الأيونين، وبالتالي تكون الصيغة النهائية للمركب Ca F2، والتسمية فلوريد الكالسيوم.

مثال (2): اكتب اسم المركب التالي Cu ( NO2 )2. الحل: حسب تسمية العناصر في الجدول الدوري فإن Cu تمثل النحاس الثنائي (لأن المجموعة NO2 مضروبة بالرقم اثنين)، وحسب تسمية الأيوباك نضيف (ic) فيصبح نحاسيك، والمجموعة 2( NO2) تمثل نتريت بما أن المجموعة تحتوي على أكسجين ونيتروجين، وحسب تسمية الأيوباك يتم إضافة ( ite)، وبالتالي يصبح اسم المركب نتريت النحاسيك.

مراحل تطور علم الكيمياء

الكيمياء
 الكيمياء هو علم مختصّ بدراسة تركيب المادّة، والخواصّ والتغييرات المختلفة التي تطرأ على المادّة، في حال حدوث تفاعلات كيميائيّة، أو تغييرات في الطاقة. من هنا نعرف بأنّ كلّ مكوّنات هذا الكون، تدرس بوساطة علم الكيمياء، فالأجسام البشريّة على سبيل المثال، عبارة عن مصنع كيميائيّ، تحدث فيه العديد من التفاعلات مع كلّ نفَس أو حركة، كما أنّ هذه التفاعلات تدخل في جميع ميادين الحياة كالغذاء، والكساء، ووسائل المواصلات المختلفة. مراحل تطوّر علم الكيمياء والكيمياء كما ذكر بعض المؤرخين، مشتقة من كلمة السيمياء أو الكيميا، والتي تدلّ على علم الكيمياء وممارسته، وتقسم مراحل تطوّر هذا العلم إلى عدد من المراحل، ألخّصها فيما سيأتي: 
قبل الميلاد
 حيث ارتبط هذا العلم بصناعة بعض الأدوات، على وجه الخصوص بعد اكتشاف المعادن، وما تظهره الشواهد الأثريّة بأنّ الإنسان القديم قد مارس هذا العلم بالعديد من الطرق، خاصّةً بعد اكتشافه النار، والعمل على استخدامها لطهو الطعام، فكانت بذلك أول عمليّة كيميائيّة أجراها الإنسان. تشير الدلائل أيضاً إلى أن الإنسان القديم قد مارس الطب بطرقٍ بدائيّة، وهذا دليل على تحضيره لبعض الأدوية والمراهم التي قام باستخلاصها من الأعشاب. من العمليات الكيميائيّة الأولى التي أجراها الإنسان، صناعته للأدوات الفخاريّة والتي تتخذ شكلها النهائيّ بعد تعريض مادّة الصلصال للشمس، وتعدّ هذه العمليّة كيميائيّة. في الألفية السادسة قبل الميلاد تمّت صناعة الأدوات النحاسيّة، كالحراب، والأدوات الزراعيّة، وتمكّن الإنسان لاحقاً من اكتشاف المزيد من العناصر كالفضة والذهب، حيث أدخل تلك العناصر في صناعة أدوات الزينة. في الألفيه الثالثة 
قبل الميلاد، اكتسب صنّاع الفلزات خبرات ومهارات واسعة ساعدتهم على تمييز الخامات أثناء تعريض تلك الفلزّات للحرارة، وتمكّن السومريّون من خلط معدن النحاس بالقصدير ليتشكل البرونز، والذي يتميز بصلابته، واستخدم البرونز في صناعة أدوات الزراعة والأسلحة التي تدوم لفتراتٍ طويلة، ولهذا تم إطلاق اسم العصر البرونزيّ على عصرهم. وفي الفترة ذاتها تمّ اكتشاف الحديد من قبل المصرييّن القدماء، وأطلق عليه فلز السماء، وتعود التسميّة لأنّ أوّل عيّنات تمّ الحصول عليها من هذه المادّة أخذت من نيزك، وتمكّن العلماء الهندوس في تلك الفترة من تحضير الحديد الصلب أو المكربن،وأيضا خلال تلك الفترة تمّ اكتشاف الصباغ، والتي استخدمت في صناعة الملابس، وأيضا تمكن المصريّون القدماء من اكتشاف الزجاج. أمّا الإغريق أوّل من بدأوا بفكرة وحدة بناء المادة عام 600 ق.م، حيث اعتقد طاليس أحد فلاسفة الإغريق، بأنّ الماء هو المادّة الأساسيّة الخام لكلّ ما هو متواجد في الطبيعة، ومن ثمّ ظهرت نظريّة العناصر الأربعة وهي التراب، والماء، والنار، والهواء، على يد فلاسفة أثينا، والذين قد توصلّوا إلى الإعتقاد بأنّ تلك العناصرهي أساس كلّ شيء، وسادت تلك الفكرة حتّى نهاية القرن الثامن عشر للميلاد. لكن الإغريق قد طرحوا فكرة تكون المادة من وحدات صغيرة للغاية أطلقوا عليها اسم ذرات، وهي غير قابلة للفناء. 
الكيمياء والطبّ 
ارتبط في هذه المرحلة علم الكيمياء بالطبّ، وذلك من خلال استخدام هذا العلم في تحضير الأدوية والعقاقير الطبيّة، حيث كان الطبّ هو الحافز لتطور هذا العلم، وبرز دور الهنود والصينييّن في تطوّر علم الكيمياء.
 المسلمون والكيمياء 
وارتبطت بظهور المنهج التجريبيّ على يد العرب والمسلمين، وأشار عددٌ كبيرٌ من المؤرخين إلا أنّ القرن التاسع عشر يعدّ العصر الذهبيّ للحضارة الإسلاميّة، وذلك لفضل علماء المسلمين في وضع أسس الكثير من العلوم، وعلى رأسها علم الكيمياء، وذلك عن طريق ترجمة علوم الأمم السابقة وتصحيحها والإضافة عليها، ويعود الفضل لهم في استخدام الملاحظة الدقيقة، وإجراء التجارب للوصول لتفسيرات ترتكز على أسس ومباديء علميّة

             افضل علماء الكيمياء في التاريخ

علم الكيمياء ، يعرف بأنه علم دراسة تركيب وخواص وتفاعل المادة ، ويطلق عليه بعض العلماء بأنه العلم المحوري أو المركزي لارتباطه بالعلوم الأخرى مثل علوم الفيزياء و الطبيعة وعلم الفلك والجيولوجيا والأحياء ، وقد تطور علم الكيمياء على أيدي علماء ساهموا بشكل كبير في الاكتشافات والاختراعات الكيميائية وخاصة في الكيمياء الحديثة التي شهدت ازدهارا كبيرا في القرن السابع عشر بفضل هؤلاء العلماء ، وقد نضع في مقالنا قائمة من أفضل العلماء الكيمياء في التاريخ .

افضل علماء الكيمياء في التاريخ :-

1. الفريد نوبل Alfred Nobel : كيميائي ومخترع سويدي ، ولد في عام 1833 وتوفي في عام 1896 ، اشتهر باختراعه الديناميت وذلك عن طريق مزجه النيترولجليسرين مع مادة خاملة وماصة وأخذ براءة الاختراع في عام 1867 ، ويذكر أنه صاحب فكرة جائزة نوبل حيث كرس جميع أملاكه لتأسيس الجائزة وذلك بوصيته الأخيرة التي كتبها قبل وفاته .

2. انطوان لافوازييه Antoine Lavoisier : كيميائي وأحيائي فرنسي ، ولد في عام 1743 وتوفي في عام 1794 ، لقب بأبو الكيمياء الحديثة ، وهو أول من تعرف على خواص الاوكسجين وقام بتسميته في عام 1778 ، وأثبت بأن الاحتراق عبارة عن اتحاد الاوكسجين مع المادة المشتعلة ، وأن الماء ليس عنصر إنما مركب من الاوكسجين والهيدروجين ، كما كان أول من وضع رموزا للمعادلات الكيميائية والعناصر المتحدة ببعضها ، وقام بإصدار كتاب مبادئ الكيمياء في عام 1789 يضم فيه إسهاماته العديدة في مجال الكيمياء .

 3. هنري كافنديش Henry Cavendish : كيميائي وفيزيائي إنجليزي ، ولد في عام 1810 وتوفي في عام 1810 ، كان من المؤسسين للكيمياء الحديثة ، وهو أول من اكتشف الهيدروجين وكان ذلك في عام 1776 ، واكتشف تجميع الماء من الاوكسجين والهيدروجين ، كما أنه اكتشفت اكسدة النتروجين باستخدم الشرارة الكهربائية وذلك في عام 1785 .

 4. ديمتري مندلييف Dimitri Mendeleyev : كيميائي روسي ولد في عام 1834 وتوفي في عام 1907 ، هو أول من وضع الجدول الدوري للعناصر الكيميائي ، كما أنه اكتشف الخواص الكيميائية للعناصر التي لم يتم اكتشافها في ذلك الوقت ، وحصل على ميدالية كوبلي من المجتمع الملكي في لندن .

5. وليام رامزي William Ramsay : كيميائي بريطاني ، ولد في عام 1852 ، وتوفي في عام 1916 ، اكتشف الغاز النبيل ” الهيليوم ” في عام 1895 ، كما كان مساهما في اكتشاف عناصر النيون والكريبتون الزينون والارغون ، وحصل على جائزة نوبل للكيمياء في عام 1904 عن أبحاثه في انبعاثات الراديوم .

6. روبرت بنسن Robert Bunsen : كيميائي ألماني ولد ف يعام 1811 وتوفي في عام 1899 ، اشتهر بأبحاث في المطيافية ، وكان من رواد الكيمياء الضوئية ، وساهم في اكتشاء كيمياء الزرنيخ العضوية ، وهو مخترع موقد بنسن ، وشارك في اكتشاف عنصر السيزيوم والروبيديوم ، وطور الكثير من طرق التحليل الغازي ، حصل وسام كوبلي في عام  1860 .

7. روبرت اوبنهايمر Robert Oppenheimer : فيزيائي وكيميائي امريكي ، ولد في عام 1904 وتوفي في عام 1967 ، كان مدير مشروع مانهاتن لصناعة الأسلحة النووية ، وكان يلقب بوالد القنبلة النووية حيث كان صاحب أول سلاح نووي تم اختراعه ، حصل عل جائزة انيريكو فيرمي.

8. جوزيف لويس غي-لوساك Joseph Louis Gay-Lussac : كيميائي فرنسي ، ولد في عام 1778 وتوفي في عام 1850 ، أول من اكتشف قانون تمدد الغازات بالحرارة ، كما أنه اكتشف بيروكسيد البوتاسيوم ، وبيروكسيد الصوديوم ، كما وضع قانون يثبت العلاقة بين ضغط الغاز ودرجة حرارته المطلقة عند ثبات حجمه وسمي بقانون غي-لوساك ، ، وقام بدراسة التركيب الكيميائي للماء وحامض البروسيك .

9. جون دالتون John Dalton : كيميائي بريطاني ، ولد في عام 1766 / زنزفي في هتك 1844 ، كان رائد من رواد الكيمياء الحديثة ، اشتهر بنظرية دالتون التي تعتمد على قانون بقاء الكتلة والنسب الثابتة وكان ذلك في عام 1803 ، كما أنه كان أول من اكتشف عمى الألوان ، وقد حصل على الوسام الذهبي من قبل الحكومة الإنجليزية لاكتشافاته الكيميائية والفيزيائية في عام 1826 .

 10. مايكل فراداي Michael Faraday : كيميائي بريطاني ، ولد في عام 1791 وتوفي في عام 1867 ، اشتهر بمشاركته في اكتشاف علم المجال الكهرومغناطيسي والكهروكيميائي ، كان أول من اكتشف البنزين ، واخترع آلة حرق البنزي ، وكان أول من أطلق أسماء المصعد والمهبط والايون والقطب ، وقد تم تصنيفه ضمن أعظم العلماء في التاريخ وهو أول من اكتشف ظاهرة الجيسمات النانوية الفلزية ، حصل على عدة جوائز وتكريمات منها الوسام الملكي ووسام كوبلي ووسام رمفورد .

الذرة

الذرّةالذرّة هي أصغر جزء في هذا الكون ( و هي طبعاً لا ترى بالعين المجردة) ، و تعتبر الذرّة وحده بناء الكون، فكل العناصر الموجودة في هذا الكون تتكون من ذرات ، على سبيل المثال لو أخذنا قطعة حديد صغيرة و قمنا بدراستها تحت المجهر لوجدنا أنها تتكون من عدد هائل من الذرات لا يمكن تخيله ، فما بالك بعدد الذرات الموجودة في هذا الكون العظيم ؟.

علماء درسوا الذرّةوبما أنّ الذرّةهي وحدة بناء الكون ، كان أمرها يشغل بال العلماء ، لذلك توجه الكثير من العلماء لدراستها و قامو بعمل نماذج توضح كيفيه بناء الذرّة ، و من هؤلاء العلماء : العالم دالتون ، العالم تومسون ، العالم رذرفورد ، العالم فاراداي و العالم بور، فما هي الذرّة ؟ و ما هي مكوناتها ؟

تعريف الذرّةفي البداية سنعرف ما هي الذرّة ، فالذرّة هي أصغر جزء في العنصر الكيميائي و هي التي تحتفظ بالخصائص الكيميائية لأي عنصر ، و كلمة الذرّة بالانجليزية مشتقة من الكلمة الإغريقية اتوموس و التي تعني غير قابل للإنقسام . و الذرّة هي التي تميز كل عنصر عن الآخر ، لكن لو قارنّا كل جزء موجود في ذرّة عنصر ما بالأجزاء الموجودة في عنصر آخر لوجدنا أنها كلها لها خصائص متشابهة ،مثلا : لو أخذنا بروتون لذرّة الألمنيوم و بروتون لذرّة الصوديوم لوجدنا أنه لا يوجد فرق بينهما، و لكن ما يُميِّز ذرّة عنصر عن ذرّة عنصر اخر هو عدد الإلكترونات و البروتونات الموجوده فيها ، كتلتها ، توزيعها الإلكتروني، فكل هذه المميزات هي التي تصنع الفروقات بين كل عنصر و اخر ، و الجدير بالذكر هنا أن هذه الخصائص هي التي تكون الصور المختلفة للعنصر (النظائر) وهي التي تحدد ما إذا كان هذا العنصر قادر على الخوض في تفاعل كيميائي أم لا .

أجزاء الذرّة قديماً كان الظن سائداً بأنه ليس هناك ثمة شيء أصغر من الذرّة في هذا الكون ، و أنها غير قابلة للإنقسام، الا أنه مع تطور العلم استطاع العلماء التوصل إلى أنّ الذرّة تتكوّن من أجزاء صغيرة ، بحيث أن الذرّة تتكون من سحابة من الإلكترونات السالبة الشحنة التي تحوم حول النواة ، و تتكون هذه النواة من البروتونات الموجبة الشحنة و النيوترونات المتعادلة الشحنة .

الكيمياء والصحة

الكيمياء والصحة 

الكيمياء من أقدم العلوم التي عرفها الانسان ،وهي أحد العلوم الرئيسية في حياة البشرية ،وهي جزأ لا يتجزأ من حياة الانسان فبعض المركبات الكيمائية قد تستخدم كعلاج شائع او وصفات ومنها:

1- النشادر وهو مسكن للأعصاب ومنعم للجلد ومطهر ومزيل لكافه الروائح وذلك بإضافة 20 غرام منه الى 2لتر ماء .
2-الفحم الطبيعي وكلوريد الصوديوم المطحونين يستخدم كعلاج لتبيض الاسنان وذلك بفركهما بالأسنان مرتين يوميا .
3- بيكربونات الصوديوم يستخدم كعلاج للدغ النحل الانثى لأنها تتميز بتأثير حامضي
4- خل او عصير الليمون يستخدم كعلاج لدبور النحل لأنه يتميز بتأثير قلوي
5- محلول الملح والخل المخفف.. يستخدم لتطهير الاسنان وتقويتها واللثة
6- الملح له عده أدوار منها:
• يوضع على ماء سلق البيض لمنع البيض من التشقق.
• لإزاله رائحه الثوم والبصل من اليدين وذلك بفركهما به .
• لإطفاء الزيت المشتعل .
7-للتخلص من بقع الحبر عليك باستخدام عصير الليمون او خل اوزيت ذره حتى تختفي ثم تغسل
8- الكثير من التفاعلات الكيمائية تحدث اثناء طهي الطعام والكثير من تلك التفاعلات تؤدي لحدوث (التسمم الغذائي) كطريقه حفظ المادة الغذائية ونوع الأوعية التي يحفظ بها
9- والكمياء الحيوية في جسم الانسان يحدث الكثير من التفاعلات الكيمائية الحيوية (الانزيمات)

                                                                                                                                       

جمانة جوهرجي

لماذا ندرس علم الكيمياء

الكيمياء
 هي دراسة المادة والطاقة والتفاعل الحاصل بينهما، وهو العلم الذي يربط باقي العلوم ببعضها كعلم الأحياء، الفيزياء، الجيولوجيا والعلوم البيئية، 

إليكم نظرة سريعة توضح لنا أهمية دراسة علم الكيمياء: 

معرفة العناصر والمركبات الكيميائية والتفاعلات المختلفة التي تحصل بينها والنتائج المختلفة التي تظهر ومدى تأثيرها على الأمور الحياتية.
 دراسة التفاعلات التي تتكون في الأنسجة والخلايا والدم والشرايين والأوردة.
 دراسة التفاعلات التي تحصل داخل كل جهاز داخل جسم الإنسان ومدى الفائدة التي تعم الجسم نتيجة هذه التفاعلات وفهم دورها وتأثيرها.
 معرفة تركيب المواد التي تحيط بنا من جزيئات وذرات مختلفة ودراسة العلاقات بينها وكيفية تشكل المواد. 
دراسة الأحماض والقواعد وكيفية تأثيرها على مختلف التفاعلات، ومدى تأثير الرقم الهيدروجيني على البيئات المختلفة. 
تعمل الكيمياء على فهم البيئة التي نعيش فيها وفهم العممليات الحيوية التي تحصل في الكائنات الحية من نباتات وحيوانات وغيرها الكثير.
 تساعد على فهم طريقة صنع الكثير من المأكولات كطرق الخبز، الطهي بشكل عام. 
فهم طرق صناعة مواد التنظيف المختلفة ومدى تأثيرها على صحة الإنسان. 
الربط بين الكيمياء ومشاكل تلوث البيئة ومعرفة الطرق التي تساعد في التخلص من مشاكل اتلوث المختلفة. 
يوفر علم الكيمياء العديد من الوظائف المختلفة. 
دراسة العلاقة بين الكيمياء وعلم الأدوية والصيدلة والعمل على الاستفادة من التفاعلات وخواص المواد المختلفة في صناعة العديد من الأدوية التي تساعد في الشفاء من الأمراض، كالحبوب، اللقاحات والمضادات الحيوية.
 يمكن استخدام العديد من المواد الكيميائية للتعقيم خاصة للأدوات الجراحية. 
تدخل بعض المواد الكيميائية في صناعة بعض الحقن التي تساعد بع الحيوانات على زيادة انتاجها. 
إنتاج العديد من مواد التجميل وستحضرات العناية بالبشرة.
 تدخل الكيمياء في بعض الصناعات البتروكيماوية وتوليد الطاقة الكهربائية.
 تساعد الكيمياء في بعض الأحيان على لزيادة الإنتاج الزراعي خاصة الأسمدة.
 استعمال الكيمياء في صناعة المبيدات الحشرية. 
الاستفادة من الخصائص الكيميائية للغازات في صناعة المواد الحافظة للمعلبات الغذائية.
 تدخل في صناعة العديد من الأسلحة والقنابل.
 صناعة بعض الفيتامينات والمكملات الغذائية وفهم كيفية تطويرها لزيادة الستفادة منها.

عمل الطالبه: وجد سعود بحه