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 هى تحليل عينات من المادة لمعرفة التركيب الكيميائى لها وكيفية بنائها. الكيمياء الحيوية هى دراسة المواد الكيميائية, والتفاعلات الكيميائية التى تحدث في الكائنات الحية. الكيمياء غير العضوية هى دراسة خواص وتفاعلات المركبات غير العضوية. ولا يوجد هناك حد واضح للتفريق بينالكيمياء العضوية وغير العضوية, كما أن هناك تداخل كبير بينهما, ويكون أهمه في فرع أخر يسمى كيمياء الفلزات العضوية. كيمياء عضوية هى دراسة تركيب, وخواص, وتفاعلات المركبات العضوية. الكيمياء الفيزيائية هى دراسة الأصل الفيزيائى للتفاعلات والأنظمة الكيميائية. ولمزيد من التحديد فإنها تدرس تغييريات حالات الطاقة في التفاعلات الكيميائية. ومن الفروع التى تهم الكيميائيين المتخصصين في الكيمياء الحرارية, الكيمياء الحركية, كيمياء , الإحصائية, علم الأطياف.
نظام التسمية في الكيمياء التسمية ترجع إلى النظام المتبع لتسمية المركبات الكيميائية. يوجد نظام معين لتسمية المواد الكيميائية. المركبات العضوية يتم تسميتها طبقا لنظام تسمية المركبات الكيميائية. المركبات غير العضوية يتم تسميتها طبقا لنظام تسمية المركبات غير العضوية. ويسمى ذلك IUPAC
تاريخ الكيمياء المقال الرئيسي: تاريخ الكيمياء اختلف مؤرخو العلم حول أصل كلمة كيمياء. فمنهم من ردها إلى الفعل اليوناني chio الذي يفيد السبك والصهر، ومنهم من أعادها إلى كلمتي chem ، kmt المصريتين ومعناهما الارض السوداء، ومنهم من يرى أنها مشتقة من كلمة كمي العربية أي ستر وخفى. 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. وهذان الهدفان سـنناقشـهم في هذا البحث من وجهة نظر وعمل أبي الكيمياء العالم العربي جابر بن حيان. تسمية التسمية ترجع إلى النظام المتبع لتسمية المركبات الكيميائية. يوجد نظام معين لتسمية المواد الكيميائية. المركبات العضوية يتم تسميتها طبقا لنظام تسمية المركبات الكيميائية. المركبات غير العضوية يتم تسميتها طبقا لنظام تسمية المركبات غير العضوية. ويسمى ذلك IUPAC.
المجموعه الثانيه " خالد الخثعمي .. نواف الازوري .. ابراهيم العسيري .. فارس الحربي ... سامي الجحدلي
السلام عليكم المجموعة الاولة كريم ياسر سعيد حامد الوليد العتيبي محمد سالم حباب البقمي ثامر الحربي
التفاعلات الكيميائية
تحدث التفاعلات الكيميائية chemical reactions من حولنا فى كل الاوقات: فإشعال عود الثقاب هو تفاعل كيميائى، وتشغيل السيارة هو تفاعل كيميائى، وهضم الطعام فى جسمك هو تفاعل كيميائى، وعملية التنفس التى يقوم بها جسمك كل ثانية هى تفاعل كيميائى، واثناء الجرى واللعب والتفكير والتنفس تحدث تفاعلات كيميائية كثيرة فى جسمك. واعداد الخبز هو ايضا تفاعل كيميائى. بل انه فى كل ثانية نعيشها تحدث خلالها العديد والعديد من التفاعلات الكيميائية داخل اجسامنا، وايضا فى العالم من حولنا فى كل مكان. يحدث التفاعل الكيميائى عندما تتحد مركبات compounds لتكوين مركبات جديدة، او عندما تتحلل او تتكسر مركبات الى مركبات مختلفة. فمثلا، يتم الاتحاد عندما يجتمع مركب A ويتحد مع مركب B ليعطى مركب C. ويتم التحلل او التكسير عندما يتحلل مركب C ليعطى مركب A و B. فى الحالة الاولى يسمى كل من A و B بالمركبات الداخلة فى التفاعل (reactants ) ومركب C بالمركب الناتج من التفاعل ( products ) . ولكى يتم تحويل A و B الى C، يحدث تغييرات كيميائية فى تركيبات كل واحد من هذه المركبات. ويتم وصف التفاعلات الكيميائية بصيغة مختصرة تسمى بالمعادلات الكيميائية، وفيها توضع المركبات الداخلة فى التفاعل فى جهة اليسار والمركبات الناتجة عن التفاعل فى جهة اليمين. ان الجزىء مركب من ذرتين او اكثر مرتبطة بروابط كيميائية قوية، بحيث تجعل الجزىء مركب جديد له خواص تختلف عن الذرات الداخلة فى تركيبه. ولنأخذ مثالا عن بعض التفاعلات الكيميائية التى تحدث لبعض المركبات التى نعرفها من حياتنا اليومية. فمثلا جزىء مركب الماء يتكون من ذرتين هيدروجين وذرة اكسجين. تكون جزىء الماء بواسطة تفاعل كيميائى بين غاز الهيدروجين وغاز الاكسجين تحت درجة حرارة عالية. 2H2 + O2 → 2H2O حيث يكون H2 الصيغة الكيميائية لجزىء غاز الهيدروجين (الذى يتكون من ذرتين هيدروجين)، و O2 الصيغة الكيميائية لجزىء غاز الاكسجين (الذى يتكون من ذرتين اكسجين)، و H2O الصيغة الكيميائية لجزىء للماء (الذى يتكون من ذرة اكسجين واحدة مرتبطة مع ذرتين هيدروجين). وتعبر هذه المعادلة عن التالى: ان اثنين من جزيئات الهيدروجين تتفاعل مع جزىء اكسجين واحد ويكون ناتج التفاعل اثنين من جزيئات الماء. فكيف تجمعت جزيئات الهيدروجين والاكسجين لتكوين جزيئات الماء؟ لقد حدثت امور كثيرة فى هذا التفاعل الذى يبدو بسيطا. لقد تطلب هذا التفاعل تكسير روابط كيميائية فى جزيئات الهيدروجين، وتكسير روابط كيميائية فى جزيئات الاكسجين، وتكوين روابط كيميائة جديدة لتكوين مركب الماء. فجزىء الهيدروجين يتكون من ذرتين مرتبطتين مع بعضهما برابطة تساهمية covalent bond، وهى رابطة كيميائية قوية. وتطلب التفاعل الكيميائى ان تنكسر هذه الرابطة لتفصل ذرتى الهيدروجين عن بعضهما. ونفس الشىء يحدث مع جزىء الاكسجين، فهو مكون من ذرتين مرتبطتين مع بعضهما برابطة تساهمية، وتطلب الامر ان تنكسر هذه الرابطة لتعطى ذرات الاكسجين. ثم بعد ذلك ترتبط ذرات الهيدروجين مع ذرات الاكسجين لتعطى ترتيبا جديدا من الذرات ينتج عنه تكوين جزىء الماء. والآن فى جزى الماء، نجد ان ذرة الاكسجين ترتبط بذرتين هيدروجين . ويتم هذا الارتباط بتكوين اثنين من الروابط الكيميائية التساهمية: رابطة تتكون لتربط ذرة الاكسجين بذرة الهيدروجين الاولى، ورابطة اخرى تربط بين ذرة الاكسجين وذرة الهيدروجين الثانية. مع ملاحظة ان كل رابطة كيميائية تساهمية تتكون من اثنين من الالكترونات، واحد منهما ينتمى لذرة الهيدروجين والاخر ينتمى لذرة الاكسجين ، بحيث تتشارك الذرتان فى الالكترونين. كما ان الالكترونات التى تساهم فى الرابطة الكيميائية هى الالكترونات التى توجد فى المدار الخارجى لكل ذرة. وبهذا فكل تفاعل كيميائى يصاحبه تغيير: فالتفاعل يبدأ بمركب او اكثر وينتهى بإنتاج مركب اخر جديد.
التفاعلات الكيميائية )تكتسب التفاعلات الكيميائية أهمية كبرى في حياتنا ،وتحدث التغيرات المختلفة على المادة أمام ناظرينا كل لحظة , فتشاهد مثلاً صدأ الحديد , وتعفن الخبز , وتكسير الخشب وحرقه , والإنسان يمضغ الطعام ويهضمه وورقة الشجرة تصنع السكر والنشا من مواد بسيطة ، والغازولين يحترق في محرك السيارة لتوليد طاقة تحركها ، وغذاء النبات ينتج من عملية البناء الضوئي بتفاعل ثاني أكسيد الكربون والماء ، والأنواع المختلفة من الأدوية والألياف الصناعية والأسمدة ما هي إلا بعض الأمثلة على نواتج بعض التفاعلات الكيميائية ، وإن ما يحدث عند تفاعل العناصر مع المركبات ما هو إلا كسر للروابط الكيميائية في المواد المتفاعلة وبالتالي تكوين روابط جديدة .إذن البيئة المادية التي نعيش فيها مليئة بالتغيرات , ومن هذه التغيرات ما هو بسيط يمكن التعبير عنه ببضع كلمات أو بمعادلة رمزية واحدة, ومنها ما هو معقد يصعب وصفه وتحليله ويصنف الكيميائيون التفاعلات الكيميائية لتنظيم الأعداد الكبيرة من هذه التفاعلات التي تحدث يومياً و لتسهيل دراسة التفاعلات الكيميائية وما يحدث فيها من تغيّرات على المواد المتفاعلة وتكوين مواد جديدة ، فإنها تُمثل بمعادلات كيميائية ... و يمكن أن تُقسّم التفاعلات الكيميائية إلى عدة أنواع -: *
* تفاعلات الاتحاد"أوالتكوين" combinationreaction"synthesis"وينقسم إلى ..1- اتحاد عنصر مع عنصر :-وهو إتحاد عنصر مع عنصر ليكوّنا مركب وعندما يتفاعل عنصر مع عنصر فإن التفاعل يكون دائماً تفاعل تكوين ويمثل بالمعادلة التالية :-أمثلة ....2- اتحاد مركب مع مركب -: النوع الآخر من تفاعلات التكوين يتضمن اتحاد مركب مع مركب لينتج لنا مركب جديد:- أمثلة :* تفاعلات التفكك : أوالتحلل" "Decompositionreactions"في هذا النوع من التفاعلات الكيميائية يتفكك المركب إلى مكوناته البسيطة فقد يتفكك كلياً إلى عناصره الأولية أو مركبات أبسط منه .ويعتبر عكس تفاعل التكوين وغالباً ما تحتاج تفاعلات التفكك لكي تحدث إلى مصادر طاقه مثل : الضوء والكهرباء والحرارة فإنها بدون مصادر الطاقة لاتحدث . ويمكن تمثيله بالمعادلة التالية :-وبعض المركبات الكيميائية تحتاج إلى التسخين حتى يتم تفككها إلى مكوناتها الأولية ..تتفكك بعض الأحماض عند تسخينها إلى أكسيد الحامض والماء ..تتفكك هيدروكسيدات الفلز عند تسخينها إلى أكسيد الفلز و الماء ..تتفكك كربونات الفلز عند تسخينها إلى أكسيد الفلز وثاني أكسيد الكربون ...و تتفكك كلورات الفلز عند تسخينها إلى كلوريدالفلز والأكسجيين كما تتفكك بعض الأكاسيد إلى:-:وتتم بعض تفاعلات التفكك من خلال الكهرباء فيُسمى التفاعل بــ "التحليل الكهربائي "
تفاعلات الإحلال والاستبدال "Displacement-ReplacementReactions"تحدث تفاعلات الإحلال عندما يكون هنالك فلز نشط " أكثر فعالية " يحل محل عنصر آخر ذو نشاط أقل " فعاليته منخفضة " في مركب آخر . أو يحدث بين لا فلز ذو فعالية مرتفعة مع لا فلز ذو فعالية منخفضة ... وتستخدم هذه التفاعلات عادةً بمعرفة العناصر الأكثر نشاطاً ، أو بالسلسلة الكهروكيميائية . وهو ينقسم إلى قسمين :-أ – التبادل أو الإحلال الأحادي أو البسيط : Single Replacement Reaction:-ويمثل بالمعادلة التالية :-استبدال فلز بفلز أكثر نشاطاً .. استبدال الهيدروجين في الماء بفلز أكثر نشاطاً ...استبدال الهيدروجين في الحامض بفلز أكثر نشاطاً استبدال لا فلز بلا فلز أكثر نشاطاً ..لا يحل الفلز دائما محل فلز آخر في مركب مذاب في الماء ؛ وذلك لأن الفلزات تختلف في نشاطها ، أو قدرتها على التفاعل مع مادة أخرى.ب – الإحلال أو التبادل المزدوج -: Double replacement reaction : ويتم في هذا التفاعل الاستبدال بين العناصر في المواد المتفاعلة بحيث يأخذ كل عنصر مكان العنصر الآخر ليكوّنا مركبين مختلفين عن المواد المتفاعلة . ويمكن تمثيله بالمعادلة التالية :- يمثل الرمزان A وC في هذه المعادلة أيونين موجبين بينما يمثل الرمزين BوD أيونين سالبين مع الملاحظة أن الأيونين السالبين تبادلا موقعهما وأصبحا مرتبطين مع الأيونين السابقين الموجبين .* التفاعلات الأيونية.. Ionicreactions :-تتم هذه التفاعلات بين الأيونات داخل المحاليل المائية .وترتبط الأيونات مع بعضها البعض في هذه التفاعلات لتكوّن أحد النواتج التالية ..1- راسب .2- غاز. 3- ماء أو مادة غير متأينة. 1- تكوين الراسب " precipitate " 2- تكوين الغاز " gas "3- تكوين الماء " water "إذا تم التفاعل بين حمض وقاعدة يُسمى في هذه الحالة بـ التعادل " neutralization "* تفاعلات الإحتراق.. CombustionReactions :- تتم تفاعلات الإحتراق عندما يتحد الأكسجين مع مادة عضوية .. لينتج ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء بالإضافة إلى كمية كبيرة من الحرارة ..ويشترط في هذا التفاعل وجود مادة قابلة للإشتعال ومادة تساعد على الإشتعال وطبعا الحرارة القابلة للإشتعال .وينتج عادة ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء وطاقة حرارية وقد يكون ناتج الإحتراق أول أكسيد الكربون بدلاً من ثاني أكسيد الكربون إذا كانت كمية الأكسجين قليلة جداً . ولهذا نجد عادةً ما تكون هناك تنبيهات ...مثل :- - عدم تشغيل محرك السيارة داخل جراج مغلق ... - وعدم استخدام الفحم للشوي داخل المنزل ... عمل المجموعة الخامسة
تحدث التفاعلات الكيميائية chemical reactions من حولنا فى كل الاوقات: فإشعال عود الثقاب هو تفاعل كيميائى، وتشغيل السيارة هو تفاعل كيميائى، وهضم الطعام فى جسمك هو تفاعل كيميائى، وعملية التنفس التى يقوم بها جسمك كل ثانية هى تفاعل كيميائى، واثناء الجرى واللعب والتفكير والتنفس تحدث تفاعلات كيميائية كثيرة فى جسمك. واعداد الخبز هو ايضا تفاعل كيميائى. بل انه فى كل ثانية نعيشها تحدث خلالها العديد والعديد من التفاعلات الكيميائية داخل اجسامنا، وايضا فى العالم من حولنا فى كل مكان. يحدث التفاعل الكيميائى عندما تتحد مركبات compounds لتكوين مركبات جديدة، او عندما تتحلل او تتكسر مركبات الى مركبات مختلفة. فمثلا، يتم الاتحاد عندما يجتمع مركب A ويتحد مع مركب B ليعطى مركب C. ويتم التحلل او التكسير عندما يتحلل مركب C ليعطى مركب A و B. فى الحالة الاولى يسمى كل من A و B بالمركبات الداخلة فى التفاعل (reactants ) ومركب C بالمركب الناتج من التفاعل ( products ) . ولكى يتم تحويل A و B الى C، يحدث تغييرات كيميائية فى تركيبات كل واحد من هذه المركبات. ويتم وصف التفاعلات الكيميائية بصيغة مختصرة تسمى بالمعادلات الكيميائية، وفيها توضع المركبات الداخلة فى التفاعل فى جهة اليسار والمركبات الناتجة عن التفاعل فى جهة اليمين. فمثلا:
A + B → C
معادلة كيميائية توضح اتحاد A مع B لتكوين C.
C → A + B
معادلة كيميائية توضح ان C تكسر او تحلل ليعطى A و B.
لقد تعرفنا فى مقالة الجزيئات ان الجزىء مركب من ذرتين او اكثر مرتبطة بروابط كيميائية قوية، بحيث تجعل الجزىء مركب جديد له خواص تختلف عن الذرات الداخلة فى تركيبه. ولنأخذ مثالا عن بعض التفاعلات الكيميائية التى تحدث لبعض المركبات التى نعرفها من حياتنا اليومية. فمثلا جزىء مركب الماء يتكون من ذرتين هيدروجين وذرة اكسجين، فكيف يتكون هذا المركب؟
يتكون جزىء الماء بواسطة تفاعل كيميائى بين غاز الهيدروجين وغاز الاكسجين تحت درجة حرارة عالية. ويتم التعبير عن هذا التفاعل بالمعادلة الكيميائية التالية:
2H2 + O2 → 2H2O
حيث يكون H2 الصيغة الكيميائية لجزىء غاز الهيدروجين (الذى يتكون من ذرتين هيدروجين)، و O2 الصيغة الكيميائية لجزىء غاز الاكسجين (الذى يتكون من ذرتين اكسجين)، و H2O الصيغة الكيميائية لجزىء للماء (الذى يتكون من ذرة اكسجين واحدة مرتبطة مع ذرتين هيدروجين). وتعبر هذه المعادلة عن التالى: ان اثنين من جزيئات الهيدروجين تتفاعل مع جزىء اكسجين واحد ويكون ناتج التفاعل اثنين من جزيئات الماء.
فكيف تجمعت جزيئات الهيدروجين والاكسجين لتكوين جزيئات الماء؟ لقد حدثت امور كثيرة فى هذا التفاعل الذى يبدو بسيطا. لقد تطلب هذا التفاعل تكسير روابط كيميائية فى جزيئات الهيدروجين، وتكسير روابط كيميائية فى جزيئات الاكسجين، وتكوين روابط كيميائة جديدة لتكوين مركب الماء. فجزىء الهيدروجين يتكون من ذرتين مرتبطتين مع بعضهما برابطة تساهمية covalent bond، وهى رابطة كيميائية قوية. وتطلب التفاعل الكيميائى ان تنكسر هذه الرابطة لتفصل ذرتى الهيدروجين عن بعضهما. ونفس الشىء يحدث مع جزىء الاكسجين، فهو مكون من ذرتين مرتبطتين مع بعضهما برابطة تساهمية، وتطلب الامر ان تنكسر هذه الرابطة لتعطى ذرات الاكسجين. ثم بعد ذلك ترتبط ذرات الهيدروجين مع ذرات الاكسجين لتعطى ترتيبا جديدا من الذرات ينتج عنه تكوين جزىء الماء.
والآن فى جزى الماء، نجد ان ذرة الاكسجين ترتبط بذرتين هيدروجين (كما موضح فى الشكل التالى لتركيب جزىء الماء). ويتم هذا الارتباط بتكوين اثنين من الروابط الكيميائية التساهمية: رابطة تتكون لتربط ذرة الاكسجين بذرة الهيدروجين الاولى، ورابطة اخرى تربط بين ذرة الاكسجين وذرة الهيدروجين الثانية. مع ملاحظة ان كل رابطة كيميائية تساهمية تتكون من اثنين من الالكترونات، واحد منهما ينتمى لذرة الهيدروجين (الاخضر اللون) والاخر ينتمى لذرة الاكسجين (الاصفر اللون)، بحيث تتشارك الذرتان فى الالكترونين. كما ان الالكترونات التى تساهم فى الرابطة الكيميائية هى الالكترونات التى توجد فى المدار الخارجى لكل ذرة. وبهذا فكل تفاعل كيميائى يصاحبه تغيير: فالتفاعل يبدأ بمركب او اكثر وينتهى بإنتاج مركب اخر جديد.
وتحدث التفاعلات الكيميائية بين الذرات المتناهية فى الصغر والتى لانستطيع ان نراها، فكيف نعرف ان التفاعل الكيميائى يحدث؟ لا تقلق، فهناك بعض الظواهر التى تساعدنا على معرفة حدوث التفاعلات الكيميائية، ومنها الاتى:
• تصاعد فقاعات غازية اثناء التفاعل.
• تكوين راسب precipitate، فبعض المركبات تتفاعل مع بعضها بحيث ينتج عنها مادة راسبة لاتذوب فى المحلول الذى يتم فيه التفاعل.
• تغيير فى درجة حرارة وسط التفاعل. فبعض انواع التفاعلات الكيميائية تمتص جزء من حرارة الوسط وبذلك تجعل درجة حرارة الوسط تنخفض. وبعض انواع التفاعلات الاخرى ترفع من درجة حرارة الوسط، لانها تحرر بعض الطاقة الحرارية داخلها فتجعل الوسط اكثر حرارة.
• انبعاث الضوء. يحدث ذلك عندما يتحرر جزء من الطاقة المختزنة فى المركبات اثناء تكوين روابط كيميائة جديدة، وبخاصة اثناء تفاعلات الاحتراق combustion.
• تغيير فى الحجم. تعتبر الكثافة density من الخواص الاساسية للمركب. وعندما تتكون مركبات جديدة خلال التفاعل فإنها تصبح لها كثافة مختلفة عن المركبات التى دخلت التفاعل. واذا تغيرت الكثافة، فإن الحجم يتغير، حيث ان هناك علاقة عكسية بينهما.
• تغيير فى الرائحة . بعض التفاعلات ينتج عنها رائحة مميزة لها.
• تغيير فى درجة غليان او درجة ذوبان المركبات. فنقطة الغليان boiling point او نقطة الذوبان melting point للمركب من الخواص المميزة للمركب. وعندما يتحول المركب الى مركب اخرى تتغير نقطة الغليان او الذوبان الخاصة به. عمل المقيمين:1-عمر عبدالحميد العماوي 2-بسام الحربي
بحث عن الكيمياء
ردحذفتقسم 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
هى تحليل عينات من المادة لمعرفة التركيب الكيميائى لها وكيفية بنائها.
الكيمياء الحيوية
هى دراسة المواد الكيميائية, والتفاعلات الكيميائية التى تحدث في الكائنات الحية.
الكيمياء غير العضوية
هى دراسة خواص وتفاعلات المركبات غير العضوية. ولا يوجد هناك حد واضح للتفريق بينالكيمياء العضوية وغير العضوية, كما أن هناك تداخل كبير بينهما, ويكون أهمه في فرع أخر يسمى كيمياء الفلزات العضوية.
كيمياء عضوية
هى دراسة تركيب, وخواص, وتفاعلات المركبات العضوية.
الكيمياء الفيزيائية
هى دراسة الأصل الفيزيائى للتفاعلات والأنظمة الكيميائية. ولمزيد من التحديد فإنها تدرس تغييريات حالات الطاقة في التفاعلات الكيميائية. ومن الفروع التى تهم الكيميائيين المتخصصين في الكيمياء الحرارية, الكيمياء الحركية, كيمياء , الإحصائية, علم الأطياف.
نظام التسمية في الكيمياء
التسمية ترجع إلى النظام المتبع لتسمية المركبات الكيميائية. يوجد نظام معين لتسمية المواد الكيميائية. المركبات العضوية يتم تسميتها طبقا لنظام تسمية المركبات الكيميائية. المركبات غير العضوية يتم تسميتها طبقا لنظام تسمية المركبات غير العضوية. ويسمى ذلك IUPAC
تاريخ الكيمياء
المقال الرئيسي: تاريخ الكيمياء
اختلف مؤرخو العلم حول أصل كلمة كيمياء. فمنهم من ردها إلى الفعل اليوناني chio الذي يفيد السبك والصهر، ومنهم من أعادها إلى كلمتي chem ، kmt المصريتين ومعناهما الارض السوداء، ومنهم من يرى أنها مشتقة من كلمة كمي العربية أي ستر وخفى.
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. وهذان الهدفان سـنناقشـهم في هذا البحث من وجهة نظر وعمل أبي الكيمياء العالم العربي جابر بن حيان.
تسمية
التسمية ترجع إلى النظام المتبع لتسمية المركبات الكيميائية. يوجد نظام معين لتسمية المواد الكيميائية. المركبات العضوية يتم تسميتها طبقا لنظام تسمية المركبات الكيميائية. المركبات غير العضوية يتم تسميتها طبقا لنظام تسمية المركبات غير العضوية. ويسمى ذلك IUPAC.
المجموعه الثانيه " خالد الخثعمي .. نواف الازوري .. ابراهيم العسيري .. فارس الحربي ... سامي الجحدلي
السلام عليكم
ردحذفالمجموعة الاولة
كريم ياسر
سعيد حامد
الوليد العتيبي
محمد سالم
حباب البقمي
ثامر الحربي
التفاعلات الكيميائية
تحدث التفاعلات الكيميائية chemical reactions من حولنا فى كل الاوقات: فإشعال عود الثقاب هو تفاعل كيميائى، وتشغيل السيارة هو تفاعل كيميائى، وهضم الطعام فى جسمك هو تفاعل كيميائى، وعملية التنفس التى يقوم بها جسمك كل ثانية هى تفاعل كيميائى، واثناء الجرى واللعب والتفكير والتنفس تحدث تفاعلات كيميائية كثيرة فى جسمك. واعداد الخبز هو ايضا تفاعل كيميائى. بل انه فى كل ثانية نعيشها تحدث خلالها العديد والعديد من التفاعلات الكيميائية داخل اجسامنا، وايضا فى العالم من حولنا فى كل مكان.
يحدث التفاعل الكيميائى عندما تتحد مركبات compounds لتكوين مركبات جديدة، او عندما تتحلل او تتكسر مركبات الى مركبات مختلفة. فمثلا، يتم الاتحاد عندما يجتمع مركب A ويتحد مع مركب B ليعطى مركب C. ويتم التحلل او التكسير عندما يتحلل مركب C ليعطى مركب A و B. فى الحالة الاولى يسمى كل من A و B بالمركبات الداخلة فى التفاعل (reactants ) ومركب C بالمركب الناتج من التفاعل ( products ) . ولكى يتم تحويل A و B الى C، يحدث تغييرات كيميائية فى تركيبات كل واحد من هذه المركبات. ويتم وصف التفاعلات الكيميائية بصيغة مختصرة تسمى بالمعادلات الكيميائية، وفيها توضع المركبات الداخلة فى التفاعل فى جهة اليسار والمركبات الناتجة عن التفاعل فى جهة اليمين.
ان الجزىء مركب من ذرتين او اكثر مرتبطة بروابط كيميائية قوية، بحيث تجعل الجزىء مركب جديد له خواص تختلف عن الذرات الداخلة فى تركيبه. ولنأخذ مثالا عن بعض التفاعلات الكيميائية التى تحدث لبعض المركبات التى نعرفها من حياتنا اليومية. فمثلا جزىء مركب الماء يتكون من ذرتين هيدروجين وذرة اكسجين.
تكون جزىء الماء بواسطة تفاعل كيميائى بين غاز الهيدروجين وغاز الاكسجين تحت درجة حرارة عالية.
2H2 + O2 → 2H2O
حيث يكون H2 الصيغة الكيميائية لجزىء غاز الهيدروجين (الذى يتكون من ذرتين هيدروجين)، و O2 الصيغة الكيميائية لجزىء غاز الاكسجين (الذى يتكون من ذرتين اكسجين)، و H2O الصيغة الكيميائية لجزىء للماء (الذى يتكون من ذرة اكسجين واحدة مرتبطة مع ذرتين هيدروجين). وتعبر هذه المعادلة عن التالى: ان اثنين من جزيئات الهيدروجين تتفاعل مع جزىء اكسجين واحد ويكون ناتج التفاعل اثنين من جزيئات الماء.
فكيف تجمعت جزيئات الهيدروجين والاكسجين لتكوين جزيئات الماء؟ لقد حدثت امور كثيرة فى هذا التفاعل الذى يبدو بسيطا. لقد تطلب هذا التفاعل تكسير روابط كيميائية فى جزيئات الهيدروجين، وتكسير روابط كيميائية فى جزيئات الاكسجين، وتكوين روابط كيميائة جديدة لتكوين مركب الماء. فجزىء الهيدروجين يتكون من ذرتين مرتبطتين مع بعضهما برابطة تساهمية covalent bond، وهى رابطة كيميائية قوية. وتطلب التفاعل الكيميائى ان تنكسر هذه الرابطة لتفصل ذرتى الهيدروجين عن بعضهما. ونفس الشىء يحدث مع جزىء الاكسجين، فهو مكون من ذرتين مرتبطتين مع بعضهما برابطة تساهمية، وتطلب الامر ان تنكسر هذه الرابطة لتعطى ذرات الاكسجين. ثم بعد ذلك ترتبط ذرات الهيدروجين مع ذرات الاكسجين لتعطى ترتيبا جديدا من الذرات ينتج عنه تكوين جزىء الماء.
والآن فى جزى الماء، نجد ان ذرة الاكسجين ترتبط بذرتين هيدروجين . ويتم هذا الارتباط بتكوين اثنين من الروابط الكيميائية التساهمية: رابطة تتكون لتربط ذرة الاكسجين بذرة الهيدروجين الاولى، ورابطة اخرى تربط بين ذرة الاكسجين وذرة الهيدروجين الثانية. مع ملاحظة ان كل رابطة كيميائية تساهمية تتكون من اثنين من الالكترونات، واحد منهما ينتمى لذرة الهيدروجين والاخر ينتمى لذرة الاكسجين ، بحيث تتشارك الذرتان فى الالكترونين. كما ان الالكترونات التى تساهم فى الرابطة الكيميائية هى الالكترونات التى توجد فى المدار الخارجى لكل ذرة.
وبهذا فكل تفاعل كيميائى يصاحبه تغيير: فالتفاعل يبدأ بمركب او اكثر وينتهى بإنتاج مركب اخر جديد.
المصدر موقع http://hopelelm.com
التفاعلات الكيميائية )تكتسب التفاعلات الكيميائية أهمية كبرى في حياتنا ،وتحدث التغيرات المختلفة على المادة أمام ناظرينا كل لحظة , فتشاهد مثلاً صدأ الحديد , وتعفن الخبز , وتكسير الخشب وحرقه , والإنسان يمضغ الطعام ويهضمه وورقة الشجرة تصنع السكر والنشا من مواد بسيطة ، والغازولين يحترق في محرك السيارة لتوليد طاقة تحركها ، وغذاء النبات ينتج من عملية البناء الضوئي بتفاعل ثاني أكسيد الكربون والماء ، والأنواع المختلفة من الأدوية والألياف الصناعية والأسمدة ما هي إلا بعض الأمثلة على نواتج بعض التفاعلات الكيميائية ، وإن ما يحدث عند تفاعل العناصر مع المركبات ما هو إلا كسر للروابط الكيميائية في المواد المتفاعلة وبالتالي تكوين روابط جديدة .إذن البيئة المادية التي نعيش فيها مليئة بالتغيرات , ومن هذه التغيرات ما هو بسيط يمكن التعبير عنه ببضع كلمات أو بمعادلة رمزية واحدة, ومنها ما هو معقد يصعب وصفه وتحليله ويصنف الكيميائيون التفاعلات الكيميائية لتنظيم الأعداد الكبيرة من هذه التفاعلات التي تحدث يومياً و لتسهيل دراسة التفاعلات الكيميائية وما يحدث فيها من تغيّرات على المواد المتفاعلة وتكوين مواد جديدة ، فإنها تُمثل بمعادلات كيميائية ... و يمكن أن تُقسّم التفاعلات الكيميائية إلى عدة أنواع -: *
ردحذف* تفاعلات الاتحاد"أوالتكوين" combinationreaction"synthesis"وينقسم إلى ..1- اتحاد عنصر مع عنصر :-وهو إتحاد عنصر مع عنصر ليكوّنا مركب وعندما يتفاعل عنصر مع عنصر فإن التفاعل يكون دائماً تفاعل تكوين ويمثل بالمعادلة التالية :-أمثلة ....2- اتحاد مركب مع مركب -: النوع الآخر من تفاعلات التكوين يتضمن اتحاد مركب مع مركب لينتج لنا مركب جديد:- أمثلة :* تفاعلات التفكك : أوالتحلل" "Decompositionreactions"في هذا النوع من التفاعلات الكيميائية يتفكك المركب إلى مكوناته البسيطة فقد يتفكك كلياً إلى عناصره الأولية أو مركبات أبسط منه .ويعتبر عكس تفاعل التكوين وغالباً ما تحتاج تفاعلات التفكك لكي تحدث إلى مصادر طاقه مثل : الضوء والكهرباء والحرارة فإنها بدون مصادر الطاقة لاتحدث . ويمكن تمثيله بالمعادلة التالية :-وبعض المركبات الكيميائية تحتاج إلى التسخين حتى يتم تفككها إلى مكوناتها الأولية ..تتفكك بعض الأحماض عند تسخينها إلى أكسيد الحامض والماء ..تتفكك هيدروكسيدات الفلز عند تسخينها إلى أكسيد الفلز و الماء ..تتفكك كربونات الفلز عند تسخينها إلى أكسيد الفلز وثاني أكسيد الكربون ...و تتفكك كلورات الفلز عند تسخينها إلى كلوريدالفلز والأكسجيين كما تتفكك بعض الأكاسيد إلى:-:وتتم بعض تفاعلات التفكك من خلال الكهرباء فيُسمى التفاعل بــ "التحليل الكهربائي "
ردحذفتفاعلات الإحلال والاستبدال "Displacement-ReplacementReactions"تحدث تفاعلات الإحلال عندما يكون هنالك فلز نشط " أكثر فعالية " يحل محل عنصر آخر ذو نشاط أقل " فعاليته منخفضة " في مركب آخر . أو يحدث بين لا فلز ذو فعالية مرتفعة مع لا فلز ذو فعالية منخفضة ... وتستخدم هذه التفاعلات عادةً بمعرفة العناصر الأكثر نشاطاً ، أو بالسلسلة الكهروكيميائية . وهو ينقسم إلى قسمين :-أ – التبادل أو الإحلال الأحادي أو البسيط : Single Replacement Reaction:-ويمثل بالمعادلة التالية :-استبدال فلز بفلز أكثر نشاطاً .. استبدال الهيدروجين في الماء بفلز أكثر نشاطاً ...استبدال الهيدروجين في الحامض بفلز أكثر نشاطاً استبدال لا فلز بلا فلز أكثر نشاطاً ..لا يحل الفلز دائما محل فلز آخر في مركب مذاب في الماء ؛ وذلك لأن الفلزات تختلف في نشاطها ، أو قدرتها على التفاعل مع مادة أخرى.ب – الإحلال أو التبادل المزدوج -: Double replacement reaction : ويتم في هذا التفاعل الاستبدال بين العناصر في المواد المتفاعلة بحيث يأخذ كل عنصر مكان العنصر الآخر ليكوّنا مركبين مختلفين عن المواد المتفاعلة . ويمكن تمثيله بالمعادلة التالية :- يمثل الرمزان A وC في هذه المعادلة أيونين موجبين بينما يمثل الرمزين BوD أيونين سالبين مع الملاحظة أن الأيونين السالبين تبادلا موقعهما وأصبحا مرتبطين مع الأيونين السابقين الموجبين .* التفاعلات الأيونية.. Ionicreactions :-تتم هذه التفاعلات بين الأيونات داخل المحاليل المائية .وترتبط الأيونات مع بعضها البعض في هذه التفاعلات لتكوّن أحد النواتج التالية ..1- راسب .2- غاز. 3- ماء أو مادة غير متأينة. 1- تكوين الراسب " precipitate " 2- تكوين الغاز " gas "3- تكوين الماء " water "إذا تم التفاعل بين حمض وقاعدة يُسمى في هذه الحالة بـ التعادل " neutralization "* تفاعلات الإحتراق.. CombustionReactions :- تتم تفاعلات الإحتراق عندما يتحد الأكسجين مع مادة عضوية .. لينتج ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء بالإضافة إلى كمية كبيرة من الحرارة ..ويشترط في هذا التفاعل وجود مادة قابلة للإشتعال ومادة تساعد على الإشتعال وطبعا الحرارة القابلة للإشتعال .وينتج عادة ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء وطاقة حرارية وقد يكون ناتج الإحتراق أول أكسيد الكربون بدلاً من ثاني أكسيد الكربون إذا كانت كمية الأكسجين قليلة جداً . ولهذا نجد عادةً ما تكون هناك تنبيهات ...مثل :- - عدم تشغيل محرك السيارة داخل جراج مغلق ... - وعدم استخدام الفحم للشوي داخل المنزل ...
ردحذفعمل المجموعة الخامسة
تحدث التفاعلات الكيميائية chemical reactions من حولنا فى كل الاوقات: فإشعال عود الثقاب هو تفاعل كيميائى، وتشغيل السيارة هو تفاعل كيميائى، وهضم الطعام فى جسمك هو تفاعل كيميائى، وعملية التنفس التى يقوم بها جسمك كل ثانية هى تفاعل كيميائى، واثناء الجرى واللعب والتفكير والتنفس تحدث تفاعلات كيميائية كثيرة فى جسمك. واعداد الخبز هو ايضا تفاعل كيميائى. بل انه فى كل ثانية نعيشها تحدث خلالها العديد والعديد من التفاعلات الكيميائية داخل اجسامنا، وايضا فى العالم من حولنا فى كل مكان.
ردحذفيحدث التفاعل الكيميائى عندما تتحد مركبات compounds لتكوين مركبات جديدة، او عندما تتحلل او تتكسر مركبات الى مركبات مختلفة. فمثلا، يتم الاتحاد عندما يجتمع مركب A ويتحد مع مركب B ليعطى مركب C. ويتم التحلل او التكسير عندما يتحلل مركب C ليعطى مركب A و B. فى الحالة الاولى يسمى كل من A و B بالمركبات الداخلة فى التفاعل (reactants ) ومركب C بالمركب الناتج من التفاعل ( products ) . ولكى يتم تحويل A و B الى C، يحدث تغييرات كيميائية فى تركيبات كل واحد من هذه المركبات. ويتم وصف التفاعلات الكيميائية بصيغة مختصرة تسمى بالمعادلات الكيميائية، وفيها توضع المركبات الداخلة فى التفاعل فى جهة اليسار والمركبات الناتجة عن التفاعل فى جهة اليمين. فمثلا:
A + B → C
معادلة كيميائية توضح اتحاد A مع B لتكوين C.
C → A + B
معادلة كيميائية توضح ان C تكسر او تحلل ليعطى A و B.
لقد تعرفنا فى مقالة الجزيئات ان الجزىء مركب من ذرتين او اكثر مرتبطة بروابط كيميائية قوية، بحيث تجعل الجزىء مركب جديد له خواص تختلف عن الذرات الداخلة فى تركيبه. ولنأخذ مثالا عن بعض التفاعلات الكيميائية التى تحدث لبعض المركبات التى نعرفها من حياتنا اليومية. فمثلا جزىء مركب الماء يتكون من ذرتين هيدروجين وذرة اكسجين، فكيف يتكون هذا المركب؟
يتكون جزىء الماء بواسطة تفاعل كيميائى بين غاز الهيدروجين وغاز الاكسجين تحت درجة حرارة عالية. ويتم التعبير عن هذا التفاعل بالمعادلة الكيميائية التالية:
2H2 + O2 → 2H2O
حيث يكون H2 الصيغة الكيميائية لجزىء غاز الهيدروجين (الذى يتكون من ذرتين هيدروجين)، و O2 الصيغة الكيميائية لجزىء غاز الاكسجين (الذى يتكون من ذرتين اكسجين)، و H2O الصيغة الكيميائية لجزىء للماء (الذى يتكون من ذرة اكسجين واحدة مرتبطة مع ذرتين هيدروجين). وتعبر هذه المعادلة عن التالى: ان اثنين من جزيئات الهيدروجين تتفاعل مع جزىء اكسجين واحد ويكون ناتج التفاعل اثنين من جزيئات الماء.
يتبع....>>>
فكيف تجمعت جزيئات الهيدروجين والاكسجين لتكوين جزيئات الماء؟ لقد حدثت امور كثيرة فى هذا التفاعل الذى يبدو بسيطا. لقد تطلب هذا التفاعل تكسير روابط كيميائية فى جزيئات الهيدروجين، وتكسير روابط كيميائية فى جزيئات الاكسجين، وتكوين روابط كيميائة جديدة لتكوين مركب الماء. فجزىء الهيدروجين يتكون من ذرتين مرتبطتين مع بعضهما برابطة تساهمية covalent bond، وهى رابطة كيميائية قوية. وتطلب التفاعل الكيميائى ان تنكسر هذه الرابطة لتفصل ذرتى الهيدروجين عن بعضهما. ونفس الشىء يحدث مع جزىء الاكسجين، فهو مكون من ذرتين مرتبطتين مع بعضهما برابطة تساهمية، وتطلب الامر ان تنكسر هذه الرابطة لتعطى ذرات الاكسجين. ثم بعد ذلك ترتبط ذرات الهيدروجين مع ذرات الاكسجين لتعطى ترتيبا جديدا من الذرات ينتج عنه تكوين جزىء الماء.
ردحذفوالآن فى جزى الماء، نجد ان ذرة الاكسجين ترتبط بذرتين هيدروجين (كما موضح فى الشكل التالى لتركيب جزىء الماء). ويتم هذا الارتباط بتكوين اثنين من الروابط الكيميائية التساهمية: رابطة تتكون لتربط ذرة الاكسجين بذرة الهيدروجين الاولى، ورابطة اخرى تربط بين ذرة الاكسجين وذرة الهيدروجين الثانية. مع ملاحظة ان كل رابطة كيميائية تساهمية تتكون من اثنين من الالكترونات، واحد منهما ينتمى لذرة الهيدروجين (الاخضر اللون) والاخر ينتمى لذرة الاكسجين (الاصفر اللون)، بحيث تتشارك الذرتان فى الالكترونين. كما ان الالكترونات التى تساهم فى الرابطة الكيميائية هى الالكترونات التى توجد فى المدار الخارجى لكل ذرة.
وبهذا فكل تفاعل كيميائى يصاحبه تغيير: فالتفاعل يبدأ بمركب او اكثر وينتهى بإنتاج مركب اخر جديد.
وتحدث التفاعلات الكيميائية بين الذرات المتناهية فى الصغر والتى لانستطيع ان نراها، فكيف نعرف ان التفاعل الكيميائى يحدث؟ لا تقلق، فهناك بعض الظواهر التى تساعدنا على معرفة حدوث التفاعلات الكيميائية، ومنها الاتى:
• تصاعد فقاعات غازية اثناء التفاعل.
• تكوين راسب precipitate، فبعض المركبات تتفاعل مع بعضها بحيث ينتج عنها مادة راسبة لاتذوب فى المحلول الذى يتم فيه التفاعل.
• تغيير فى درجة حرارة وسط التفاعل. فبعض انواع التفاعلات الكيميائية تمتص جزء من حرارة الوسط وبذلك تجعل درجة حرارة الوسط تنخفض. وبعض انواع التفاعلات الاخرى ترفع من درجة حرارة الوسط، لانها تحرر بعض الطاقة الحرارية داخلها فتجعل الوسط اكثر حرارة.
• انبعاث الضوء. يحدث ذلك عندما يتحرر جزء من الطاقة المختزنة فى المركبات اثناء تكوين روابط كيميائة جديدة، وبخاصة اثناء تفاعلات الاحتراق combustion.
• تغيير فى الحجم. تعتبر الكثافة density من الخواص الاساسية للمركب. وعندما تتكون مركبات جديدة خلال التفاعل فإنها تصبح لها كثافة مختلفة عن المركبات التى دخلت التفاعل. واذا تغيرت الكثافة، فإن الحجم يتغير، حيث ان هناك علاقة عكسية بينهما.
• تغيير فى الرائحة . بعض التفاعلات ينتج عنها رائحة مميزة لها.
• تغيير فى درجة غليان او درجة ذوبان المركبات. فنقطة الغليان boiling point او نقطة الذوبان melting point للمركب من الخواص المميزة للمركب. وعندما يتحول المركب الى مركب اخرى تتغير نقطة الغليان او الذوبان الخاصة به.
عمل المقيمين:1-عمر عبدالحميد العماوي
2-بسام الحربي
بارك الله فيكم
ردحذف