مقدمة

ملخص. فروع الكيمياء. المادة وحالات المادة. المواد النقية والمخاليط. المواد المتجانسة وغير المتجانسة.

خذ دقيقة لمراقبة العالم من حولنا. العالم من حولنا يتكون من العديد من المواد. على سبيل المثال، نرى الماء في كل مكان. إذا قمنا بتبريد بعض الماء، فلماذا يتحول إلى ثلج؟.

إذا أردنا أن نجعل الماء حلوًا، فيمكننا إضافة القليل من السكر إلى الماء. ومن ثم يمكننا تحريكه. وبعد أن تفعل ذلك، هل يعتبر ذلك ماء؟. إذن أين السكر؟. كيف يمكننا استعادته؟.

كيف يقوم العلماء بتصنيع الحبوب والمبيدات الحشرية والمواد الكيميائية الأخرى؟. دعونا نرى ما إذا كان بوسعنا العثور على إجابات لهذه الأسئلة. ولكن من أين نبدأ؟. ربما تكمن الإجابة في الكيمياء. حسنا، ما هي الكيمياء؟. أي فرع من الكيمياء سيكون قادرًا على تقديم الإجابات لأسئلتنا؟.

الكيمياء هي فرع من العلوم الذي يهتم بدراسة خصائص المادة والتغيرات التي تطرأ عليها. نحن نقوم بدراسة العناصر والمركبات والتفاعلات الكيميائية والصيغ والمعادلات والقياسات الكيميائية. الكيمياء لها خمسة فروع رئيسية. وهي الكيمياء غير العضوية، والكيمياء العضوية، والكيمياء الفيزيائية، والكيمياء التحليلية، والكيمياء الحيوية.

عندما نريد دراسة المواد التي تحتوي على روابط الكربون والهيدروجين نستخدم الكيمياء العضوية. نعم! الكربون عنصر فريد من نوعه لدرجة أن فرعًا من الكيمياء مخصص له بالكامل!. يهتم هذا الفرع بدراسة المركبات العضوية.

من ناحية أخرى، تدرس الكيمياء غير العضوية خصائص وسلوك المركبات غير العضوية. ماذا عن فروع الكيمياء الأخرى مثل الكيمياء الفيزيائية والكيمياء التحليلية والكيمياء الحيوية؟.

في الكيمياء الفيزيائية، نطبق مفاهيم الفيزياء على الكيمياء. يتضمن ذلك دراسة كيفية تطبيق مفاهيم الفيزياء على العمليات الكيميائية المختلفة.

الكيمياء التحليلية تدرس كيفية استخدام الأدوات والطرق من أجل فصل وتحديد وقياس أشكال المادة.

وأخيرًا، يركز علم الكيمياء الحيوية على العمليات الكيميائية التي تحدث داخل الكائن الحي.

دعونا نبدأ رحلتنا في الكيمياء من خلال تعريف بعض الأفكار في الكيمياء، مثل المادة. ما هي المادة؟. المادة هي الشيء الذي يشغل حيزاً وله كتلة.

الكون بأكمله يتكون من المادة. يهتم الكيميائيون بشكل خاص بالجوانب المختلفة للمادة. إنهم يبحثون في تنظيم المادة. كما أنهم مهتمون أيضًا بأنواع وكميات المواد التي تتكون منها المادة.

هل كل المادة متساوية؟. هل تتصرف جميع المواد بنفس الطريقة؟. هل يمكن تصنيف المادة بشكل أكبر؟. بالطبع،. المادة موجودة في ثلاثة أشكال: الصلبة، والسائلة، والغازية.

المادة الصلبة هي شكل من أشكال المادة ذات شكل وحجم ثابتين. الجسيمات متراصة بشكل وثيق. لا يمكن للجسيمات الموجودة في المواد الصلبة أن تتحرك بحرية. لا يمكنهم إلا الاهتزاز. إنهم ليسوا مرنين بشكل عام. لا يمكن ضغط المواد الصلبة بسهولة.

ومن ناحية أخرى، السائل هو حالة من المادة ذات شكل غير ثابت. السوائل لها حجم ثابت. الجزيئات التي يتكون منها السائل تتدفق بسهولة حول بعضها البعض. يتم الحفاظ عليهم معًا من خلال قوى الجذب بينهم. لنفترض أننا نضيف السائل إلى زجاجة. ثم يأخذ شكل الزجاجة.

الغاز هو حالة من حالات المادة التي ليس لها حجم أو شكل ثابت. تتحرك الجزيئات التي يتكون منها الغاز في جميع الاتجاهات بسرعات كبيرة. إنهم بعيدون جدًا عن بعضهم البعض. وبسبب هذا فإن قوى الجذب بين جزيئات الهواء ضئيلة.

أنظر إلى هذا الرسم التوضيحي. يمكن أن تتغير أشكال المادة من واحدة إلى أخرى. خلال هذه العملية، ستحافظ المادة على تركيبها. على سبيل المثال، عند التسخين، يذوب الجليد ليشكل سائلاً. باستمرار عملية التسخين، سيتحول السائل إلى غاز.

لو فعلنا ذلك بالعكس ماذا سيحدث؟. تبريد الغاز يؤدي إلى تكثيفه ليشكل سائلاً. إذا واصلنا عملية التبريد، فإنه سوف يتجمد ويتشكل مادة صلبة.

هل هناك طريقة أخرى لتصنيف المادة؟. هل هناك طرق للحصول على السكر الذي أضفناه إلى الماء؟. دعونا نبدأ باستكشاف كيفية فصل المادة. هناك طريقتين. فيزيائية وكيميائية. في الطريقة الفيزيائية هناك نوعان:. المواد النقية والمخاليط.

المادة النقية هي المادة التي لها تركيب محدد أو ثابت وخصائص مميزة. ومن الأمثلة على ذلك الذهب والنحاس والسكر والملح وغاز الهيدروجين والماس. تختلف المواد النقية عن بعضها البعض في التركيب. وهكذا يتم التعرف عليهم من خلال مظهرهم.

ماذا عن الخليط؟. كيف هو الحال؟. الخليط هو مزيج من مادتين أو أكثر حيث تحتفظ المواد بهوياتها المميزة. ومن الأمثلة على ذلك، السلطة، ووعاء من الحبوب، والزيت والخل، والهواء، والمشروبات الغازية، والحليب.

ماذا عن القهوة والعصير والمحلول الملحي؟. هل هذه مخاليط؟. نعم. يمكن أن تكون المخاليط غير متجانسة أو متجانسة.

إذن، ماذا عن السكر الذي أضفناه إلى الماء؟. بعد التحريك يذوب في الماء. ثم يصبح تركيب الخليط هو نفسه في جميع أنحاء المحلول. وهذا خليط متجانس. ومن الأمثلة على ذلك القهوة، والنبيذ، والهواء، والنحاس، والصلب، والغاز الطبيعي، والدم.

إذا تم خلط الرمل مع برادة الحديد، فإن الرمل وبرادة الحديد يظلان منفصلين بشكل واضح. تسمى هذه الفئة من المخاليط التي لا يكون تركيبها موحدًا بالمخاليط غير المتجانسة. ومن الأمثلة على ذلك كعكات رقائق الشوكولاتة، والسندويشات، والبيتزا، والصودا مع الثلج.

كيف نفصل الخليط بالوسائل الفيزيائية؟. يمكن إنشاء أي خليط، سواء كان متجانسًا أو غير متجانس، وفصله لاحقًا. ويمكن القيام بذلك باستخدام الوسائل الفيزيائية للحصول على المكونات النقية. لن تتغير هويات المكونات عندما نفعل هذا.

لفصل خليط الحديد والرمل يمكننا القيام بما يلي:. يمكننا استخدام المغناطيس لإزالة برادة الحديد من الرمال. يحدث هذا لأن الرمال لا تنجذب إلى المغناطيس.

وبالتالي فإن السكر الذي أضفناه إلى الماء يمكن استعادته من ماء السكر. نقوم بذلك عن طريق تسخين ماء السكر. عندما نفعل هذا، يتبخر الماء ويعطي السكر. ماذا يحدث إذا جعلنا الماء المتبخر باردًا؟. سيتحول بخار الماء إلى ماء.

إذا كان من الممكن تقسيم الخليط إلى متجانس وغير متجانس، فماذا عن المواد النقية؟. هل يمكننا تصنيف المواد النقية بشكل أكبر؟.

العناصر والذرات