علم الكيمياء يُعتبر العلم الذي يتناول دراسة المادة بكافة جوانبها، بما في ذلك تركيبها، خصائصها، سلوكها، وتفاعلاتها. يطلق على الكيمياء اسم علم المادة، وفي هذه المقالة سوف نتناول نظرية الكيمياء وأفرعها وأهم المعلومات المتعلقة بها.
ما هو علم الكيمياء
- يُعتبر علم الكيمياء العلم المركزي حيث يربط بين العلوم الفيزيائية والعلوم الطبيعية الأخرى مثل الفلك، علم الأرض، وعلم الأحياء.
- وبتعريف آخر، يُعرف الكيمياء بأنه العلم الذي يدرس الخصائص لكل عنصر ومركب، ويهدف إلى فهم القوانين التي تتحكم في التفاعلات التي تحدث عندما يتحد عنصران أو أكثر، وهو ما يعرف بالتركيب، وكذلك عندما تفصل العناصر عن بعضها البعض، وهو ما يعرف بالتحليل.
نظرية الكيمياء
- في البداية، كان يُعنى علم الكيمياء بدراسة المادة وأجزائها الأساسية، جزيئاتها، ذراتها، بلوراتها، وموادها الكيميائية، وجميع حالات المادة سواء كانت في حالة صلبة، سائلة، أو غازية، سواء كانت منفصلة أو متصلة.
- عند حدوث تفاعلات بين المواد الكيميائية أو بين المادة والطاقة، تظهر تحولات وتأثيرات يدرسها علم الكيمياء من خلال الأدوات والمعدات المخصصة لهذه الأغراض في المختبرات.
أفرع علم الكيمياء الرئيسية
تتنوع الأفرع الرئيسية بعلم الكيمياء التي يدرسها طلاب المرحلة الثانوية، ومن بينها:
الكيمياء التحليلية
هذا القسم يهدف إلى تحديد خصائص المواد وكيمياء تركيبها وصيغها.
التحليل الكمي
يهتم هذا الفرع بتقدير كمية كل مادة كيميائية ضمن التركيبة.
التحليل النوعي
يتعلق هذا الفرع بالكشف عن نوع العناصر المكونة للمادة ومركباتها.
الكيمياء الراديوية
فرع مُتخصص في تحديد وتصنيع المواد الإشعاعية ووسائل استخدامها لفهم العمليات الكيميائية.
الكيمياء التطبيقية
يهتم هذا الفرع بدراسة التطبيقات العملية المحتملة للمواد وعملياتها الكيميائية.
الكيمياء الزراعية
يدرس العمليات الكيميائية التي تحدث في التربة وأي عمليات مرتبطة بزراعة المحاصيل وتطوير وسائل مكافحة الآفات مثل المبيدات والأسمدة.
كيمياء البيئة
يركز هذا الفرع على دراسة التفاعل بين العمليات البيئية والعمليات الكيميائية ومدى تأثيرها على الكائنات الحية.
الكيمياء الصناعية
يهتم بكيفية الحصول على المواد الخام والمعالجة الكيميائية بالإضافة إلى تطوير المنتجات الكيميائية الصناعية ودراستها.
الكيمياء الحيوية
يهدف هذا الفرع إلى فهم العمليات الكيميائية التي تحدث داخل الكائنات الحية.
الكيمياء اللاعضوية
هذا الفرع يدرس العمليات الكيميائية التي لا تشمل روابط بين ذرات الكربون.
الكيمياء العضوية
يركز هذا الفرع على دراسة المواد الكيميائية التي تحتوي على روابط بين ذرتين كربون أو أكثر.
الكيمياء الفيزيائية
يسعى هذا الفرع إلى تفسير العمليات الكيميائية من خلال خصائص المواد الفيزيائية مثل الحركة، الكتلة، والحرارة.
الحركية الكيميائية
يُعنى بدراسة كل خطوة من خطوات العمليات التفاعلية والعوامل التي تؤثر على سرعة التفاعلات الكيميائية.
مفاهيم أساسية في علم الكيمياء
هناك العديد من المفاهيم المتعلقة بعلم الكيمياء، ومن أهمها:
الذرة
تُعتبر الذرة أصغر وحدة أساسية في الكيمياء، وتتكون من نواة تحتوي على شحنة موجبة من النيترونات والبروتونات، بينما تحيط بها إلكترونات تحمل شحنة سالبة متماثلة.
المادة
- تشمل المادة جميع الأشياء التي تمتلك حجمًا وكتلة وتحتل حيزًا في الفضاء، وتقبل القياس، كالهوا والمياه وأي شيء يمكن لمسه.
- تنقسم المادة إلى أربع حالات: الغازية، الصلبة، السائلة، والبلازما، وهي الحالة التي لا توجد إلا في الفضاء الخارجي.
العنصر
العنصر هو مادة تتكون من نوع واحد من الذرات، وتمتلك عددًا ثابتًا من البروتونات في نواة ذرته، وهو ما يُعرف بالعدد الذري.
المركب
المركب هو مادة تنشأ من نسب معينة من العناصر المحددة، وذلك يحدد خصائص المركب المعني.
الجزيء
الجزيء هو أصغر وحدة من المادة الكيميائية النقية، ولا يمكن تقسيمه، ويحتوي على خصائص فريدة خاصة به.
