تعريف الكيمياء وفروعها

تعريف الكيمياء

• الكيمياء هي علم يدرس المادة، تركيبها، خواصها، وتفاعلاتها.
• تتعامل الكيمياء مع المكونات الأساسية للمادة، وهي الذرات والجزيئات.
• تدرس الكيمياء كيف تتفاعل هذه الجزيئات مع بعضها البعض لتكوين مركبات جديدة.
• يدرس الكيميائيون تفاعلات كيميائية مختلفة باستخدام التقنيات العلمية.

فروع الكيمياء

• الكيمياء العضوية: تدرس المركبات الكيميائية التي تحتوي على الكربون، مثل الهيدروكربونات والمركبات العضوية الأخرى.
• الكيمياء غير العضوية: تدرس المركبات الكيميائية الأخرى التي لا تحتوي على الكربون، مثل المعادن والأملاح.
• الكيمياء التحليلية: تدرس طرق تحليل المكونات الكيميائية للمواد.
• الكيمياء الفيزيائية: تدرس العلاقة بين الكيمياء والفيزياء، وتختص بالعمليات الكيميائية المتعلقة بتفاعلات المواد.
• الكيمياء الحيوية: تدرس العمليات الكيميائية التي تحدث داخل الكائنات الحية.

المبادئ الأساسية في الكيمياء

• الخواص الفيزيائية: تشمل الكثافة، درجة الغليان، درجة الانصهار، واللون.
• الخواص الكيميائية: تشمل التفاعلات التي يمكن أن تحدث مع المواد الأخرى.
• الذرات والجزيئات: الوحدات الأساسية للمادة.
• الروابط الكيميائية: القوى التي تربط الذرات مع بعضها لتكوين الجزيئات.
• التفاعلات الكيميائية: العمليات التي تتغير فيها المادة الأصليّة لتكوين منتجات جديدة.

التركيب الذري

• النواة: الجزء المركزي للذرة، يحتوي على البروتونات والنيوترونات.
• الإلكترونات: جسيمات سالبة الشحنة تدور حول النواة في مدارات محددة.
• العدد الذري: يعبر عن عدد البروتونات في نواة الذرة.
• العدد الكتلي: يعبر عن مجموع البروتونات والنيوترونات في نواة الذرة.
• النظائر: ذرات من نفس العنصر لها نفس العدد الذري ولكنها تختلف في العدد الكتلي بسبب الاختلاف في عدد النيوترونات.

القوانين الأساسية في الكيمياء

• قانون حفظ الكتلة: كمية المادة لا تفنى ولا تستحدث، بل تتحول من شكل لآخر.
• قانون حفظ الطاقة: الطاقة لا تفنى ولا تستحدث، بل تتحول من شكل لآخر.
• قانون الغازات المثالية: يُعطي العلاقة بين الضغط والحجم ودرجة الحرارة وكمية الغاز.
• قانون الغازات الجزئية: يُعطي العلاقة الرياضية بين الضغط والحجم ودرجة الحرارة وعدد المولات في الغاز.
• التفاعلات الكيميائية: التغيرات المتعلقة بالتفاعل بالانتقال من المواد المتفاعلة إلى المواد الناتجة.

التفاعلات الكيميائية

• أمثلة على أنواع التفاعلات الكيميائية المختلفة: ضروري لفهم التفاعلات ونتائجها.
• حساب مولات المواد: ضروري لحل مشاكل التفاعلات الكيميائية.
• معادلات التفاعلات الكيميائية: تمثل التفاعلات الكيميائية بتعبيرات رياضية، تحافظ على حفظ العناصر الكيميائية على كلا جانبي المعادلة.
• مفهوم التوازن الكيميائي: النقطة التي تصل فيها معدلات التفاعل الأمامي والخلفي إلى نفس القيمة، مما يجعل كمية المنتجات والمواد المتفاعلة ثابتة.

بعض المصطلحات المهمة

• أحماض: مواد تزيد تركيز الأيونات الهيدرجينية (H+) في المحاليل.
• قواعد: مواد تزيد تركيز الأيونات الهيدروكسيدية (OH-) في المحاليل.
• المحاليل: خلائط متجانسة تتكون من مادتين أو أكثر.
• المُذيب: المادة السائدة في المحلول، عادة ما تكون سائلة.
• المذاب: المادة المُذابة في المُذيب.

التكافؤ في الكيمياء

• اكتشاف التكافؤ: تمثل القدرة على التفاعل مع ذرات أخرى وربطها كيميائياً.
• قواعد التكافؤ: توجّه في كتابة صيغ الجزيئات وتكوينها.
• العلاقة بين التكافؤ والروابط الكيميائية: للتكافؤ دور مباشر في تحديد نوع الربط.

قياسات الكيمياء

• الوزن الذري: كتلة ذرة واحدة من عنصر ما، مقارنة بكتلة ذرة واحدة من الكربون-12.
• الوزن الجزيئي: مجموع أوزان الذرات في جزيء ما.
• التركيز: مقياس لكمية المذاب في المحلول.
• الحجم: كمية الفراغ التي تحتلها مادة.
• درجة الحرارة: مقياس لدرجة حرارة الجسم.