علم الكيمياء 2024
مقدمة عن علم الكيمياء :
يعد علم الكيمياء من أهم العلوم في هذه الحياة بسبب الحاجة الماسة لهذا العلم .
من خلال دراسة المادة وروابطها الكيميائية وتحليلها إلىأ بسط شكل من شكل معقد إلى جزيء
ومن ثم إلى عناصر أو ذرات ،
فعندما بدأ العلماء بعلم الكيمياء بدؤوا بتحليل المواد المختلفة إلى عناصر وذرات ومركبات معقدة
ثم أكملوا التحليل والتفصيل إلى أن وصلوا للذرة وقاموا بتقسيم
الذرة إلى قسمين ١ النواة وهي المرئية بالعين المجردة والإلكترونات السالبة
التي تدور حول النواة وقسموا النواة إلى قسمين
١ البروتينات وهي موجبة الشحنة و٢ النيوترونات وهي عديمة الشحنة
أي لاتملك أي شحنة يتبين مما سبقة أن النواة موجبة الشحنة والذرة معتدلة كهربائياً
وقاموا بتحليل أجزاء الذرة إلى أن وصلوا إلى أدق وأيسط شكل ….
إن أول من أبتكر علم الكيمياء وطوره وساهم في تطويره من العلماء العرب هو العالم جابربن حيان
الذي كان له دور كبير وفعال في تطوير علم الكيمياء والعاالم البيروني
الذي أبدع في كثير من المجالات منها الطب والهندسة والصيدلة والفلسفة والكيمياء والفيزياء الكثير من العلماء
ومن العلماء الغرب مندليف وهوعالم روسي هو من أسس الجدول الدوري ويوجد العناصر الكيميائية ووضعها في جدول سمي بالجدول الدوري لأم العناصر مرتبة بشكل دوري على شكل فصائل ومجموعات و….
عدد العناصر الكيميائية في هذا الجدول حوالي 10٦ عنصر ويوجد عناصر لم توجد بعد …
والعالم ليوناردو دافنشي وهو عالم من روما أبدع في كثير من المجالات منها الكيمياء
والهندسة المعمارية والحربية والفيزياء و…. وقام باختراع الكثير من الاختراعات الهامة والضرورية…
سنتعرف في هذا الدرس إن شآءالله:
- ماهو علم الكيمياء 2024
- ما أهمية علم الكيمياء في الحياة
- من أول من أوجد علم الكيمياء وطوره
- استخدامات الكيمياء في هذه الحياة
- أقسام علم الكيمياء وأختصاصاته المتنوعة وشرح كل منها بالتفصيل
- علاقة علم الكيمياء مع العلوم الأخرى
- فرص العمل المتنوعة في مجال الكيمياء
- وظيفة الكيميائيون والمهندسون الكيميائيون والجيولوجيون في الحياة ..
- ارتباط هذا العلم مع العلوم والتخصصات الآخرى
أولاً: تعريف الكيمياء:
الكيمياء هو علم مهم من العلوم الأساسية و عصب من أعصاب الحياة
وهو العلم الذي يدرس المادة ويحللها ويفكها إلى أبسط وأدق شكل
ويحدد نوعية الروابط والمكونات الداخلة في التركيب البنيوي والكيميائي للمادة
ويدرس التحولات التي تطرأ على المادة وتحولاتها المختلفة وخصائصها والتفاعلات
التي تحصل عليها نتيجة تفاعلها مع المواد الآخرى ، وتعاملها مع الطاقات المختلفة ،
وهي كلمة أفريقية تعني العلم الذي يدرس المادة وتحولاتها وتفاعلاتها وعلاقتها مع الطاقة
والاختلاف في حالات المادة، و كيفية وسبب إتحاد المواد أو انفصالها لتشكل مواد جديدة أخرى،
وكيف تتفاعل هذه المواد مع الطاقة، كما يعتقد الكثير من الناس أن الكيميائيون
هم علماء يرتدون المعاطف البيضاء (اللباس الموحد في المخبر ..)
ويقومون بخلط ومزج سوائل كيميائية غريبة في المختبرات ،
ولكن الحقيقة هي أننا كيميائيون جميعنا من دون استثناء ،
كيف ذلك ! على الأطباء والممرضين والمهندسين والصيدليين
والأطباء البيطريين دراسة علم الكيمياء والتعرف عليه ، ونحتاج لفهم المبادئ والقواعد
الأساسية في الكيمياء مهم جداً لكل مهنة تقريبًا، فالكيمياء هي جزء من كل شيء في حياتنا،
يتألف كل شيء في الوجود وفي هذا الكون من المادة والعناصر المختلفة ،
بما في ذلك أجسادنا، توجد الكيمياء في كل شيء نقوم به،
ابتداء من النمو وخلط المواد المختلفة وطبخ الطعام وتنظيف أجسادنا ومنازلنا
وحتى إطلاق مكوك أو مركبة فضائية،
تعد الكيمياء واحدة من العلوم الطبيعية التي تساعدنا على وصف ودراسة وتحليل وتفسير عالمنا المحيط بنا ،
هناك خمسة فروع أساسية لعلم الكيمياء، لكل منها العديد من مجالات وأختصاصات الدراسة،
فالكيمياء لا تقل أي أهمية عن أي علم من العلوم الطبيعية والأساسية التي تعتمد حياتنا عليها
بشكل كبير وهي مرتبطة بكثير من العلوم الأساسية أهمها الفيزياء والرياضيات وعلم التغذية
وأختصاص النفط والغاز وساعد علم الكيمياء في تطوير الكثير من العلوم والأشياء الهامة والأختراعات والأبتكارات و…..
ثانياً : أختصاصات وفروع الكيمياء مع الشرح المفصل
-
الكيمياء التحليلية:
الكيمياء التحليلية
تستخدم الخصائص الكمية والكيفية لتحديد وقياس الخصائص الكيميائية والفيزيائية للمواد المتنوعة ،
لهذا سميت ب الكيمياء التحليلية، الكيمياء الفيزيائية Physical chemistry
تجمع بين علمي الكيمياء والفيزياء حيث يدرس العلماء الكيميائيون الفيزيائيون
كيفية تفاعل المادة والطاقة مع بعضهما البعض…. يشكل كل من الديناميكا الحرارية
(أي اختصاص الحركة والحرارة وتآثيرهما على المواد والذرات)وميكانيكا الكم فروعًا هامة في الكيمياء الفيزيائية.
-
الكيمياء العضوية Organic chemistry:
تدرس المركبات والمحاليل والأملاح و.. التي تحتوي على عنصر الكربون بشكل خاص ،
لعنصر الكربون العديد من الخصائص والمهام التي تسمح له بتشكيل روابط كيميائية
معقدة وجزيئات ومركبات كبيرة جدًا…. تُعرّف الكيمياء العضوية بأنها “كيمياء الحياه”، (Chemistry of Life )
لأن جميع الجزيئات والمركبات التي تؤلف الأنسجة الحية والخلايا المعقدة يوجد فيها الكربون
كجزء ضروري وهام منها. وتهتم بإعطاء كل مركب صيغة كيميائية خاصة به تتكون الصيغة من الرموز التي تدل على الذرات والعناصر المكونة لهذا المركب وتتكون من الروابط أيضاً التي تربط الذرات والجزيئات مع بعضها البعض …..
-
الكيمياء اللاعضوية Inorganic chemistry:
تدرس المواد المتنوعة كالمعادن والأملاح والغازات والجزيئات و المواد التي لا يدخل الكربون كجزء
من تكوينها وتشكيلها على عكس الكيمياءالعضوية وتدرس تفاعلات المواد مع بعضها البعض
كتفاعلات الإماهة والحلمهة والأكسدة والإرجاع والتأين و…..
-
الكيمياء الحيوية Biochemistry:
هي دراسة العمليات والنشاطات الكيميائية التي تحدث داخل العضو الحي حيث أن مجالات الدراسة
والتعلم ضمن هذه الأبواب العريضة والضخمة مجالاتٌ لا تعد ولا تحصى للدراسة ولاحتوائها بذاكرتنا ،
للعديد منها تأثيراته الضرورية والهامة على حياتنا اليومية وعلى حياة الكائنات الحية كلها،
يطور الكيميائيون العديد من المنتجات والمواد ،
من الطعام والشراب الذي نتناوله يومياً والملابس التي نرتديها و المواد التي نستخدمها في بناء منازلنا
والأجهزة المتنوعة والمواد المختلفة . يساعد علم الكيمياء ف
ي حماية بيئتنا من جميع المخاطر التي تتعرض لها وتبحث عن مصادر جديدة للطاقة
بحيث تكون صديقة للبيئة ولها دور فعال في حماية الطبيعة والحفاظ عليها
ومن هنا سميت بالحيوية لأنها تهتم بحياة الكائنات الحية وتساعدني على الاستمرار …..
علم الكيمياء 2024
-
كيمياء الأغذية :
كيمياء الأطعمة
هو علم من علوم الأغذية يتكون عامل هذا العلم من ثلاثة مكونات حيوية للغذاء
(الكربوهيدرات) و(الدهون) و(البروتينات)… الكربوهيدرات هي السكريات الأحادية المعقدة والنشويات ،
وتعتبر الوقود الكيميائي والأساس الذي تحتاجه خلايانا
وأعضائنا لتقوم بعملها وتتكون بشكل عام من السكريات الأحادية المتعددة والمعقدة.
الدهون هي عبارة عن الشحوم والزيوت ،وتشكل أجزاءً ضرورية من الأغشية الخلوية المحيطة
بالخلايا وفي تليين وتبطين أعضاء الجسم وتساهم في تحسين عمل الشرايين والدورة الدموية …
ولأن الدهون تحتوي على طاقة عالية جداً في كل غرام تقدر بـ 2.25 ضعف الطاقة التي تحتويها أي
كربوهيدرات أو بروتينات أو فيتامينات هامة ،
يحاول الكثير من الأشخاص حد وتخفيف استهلاكهم منها لتجنب زيادة الوزن والبدانة …
البروتينات هي جزيئات معقدة تتألف من 100 إلى 500 أو أكثر من الحموض الأمينية الهامة
والتي تتسلسل مع بعضها على شكل سلسلة معقدة وتشكل قالبًا له شكل ثلاثي الأبعاد
ضروري لبنية ووظيفة وعمل كل خلية من خلايا أي كائن حي . يمكن لأجسامنا
أن تقوم بتركيب بعض الحموض الأمينية بنفسها ؛
ورغم ذلك هناك ثمانية أصناف منها…؛ الحموض الأمينية الأساسية والضرورية ؛
يجب أن نتناولها كجزء من غذائنا اليومي يهتم علماء التغذية أيضًا بالمكونات اللاعضوية للغذاء
كمحتواه من الماء والأملاح المعدنية والمعادن والفيتامينات والأنزيمات ( الأنظيمات ).
يطور كيميائيو الأغذية ويساهموا في تحسين نوعية أغذيتنا ومذاقها بالإضافة إلى تخزينها
وسلامتها والمحافظة عليها من أي ضرر…
يمكن أن يعمل كيميائيو الأغذية في صناعة خاصة لتطوير منتجات جديدة
ومهمة أو تقدم وتطور العمليات المختلفة .
يمكن أن يعملوا أيضًا لصالح وكالات حكومية كإدارة الأغذية والأدوية والمنتجات المتنوعة ،
حيث يقومون بتفقد المنتجات الغذائية ومعالجتها والحفاظ عليها لحمايتنا من التلوث
ومن الجزيئات والمكونات الضارة، كما يوجد تخصص هندسي يهتم بدراسة الأغذية
وتحليلها ومعرفة تركيبها البنيوي والكيميائي ومعرفة فوائد الأغذية وأضرارها
يسمى هذا الاختصاص بالهندسة الغذائية ويهتم بدراسة الكيمياء بشكل كبير ….
يختبر الكيميائيون وخصوصاً المهندسين الكيميائيون الأغذية لتأمين المعلومات اللازمة
والمستخدمة في ملصقات الأغذية أو لتحديد كيف يؤثر التخزين والتعليب على سلامة ونوعية الأغذية. .
يعمل أخصائيو المذاق مع الكيميائيين لتغيير مذاق الأغذية.
يمكن للكيميائيين أن يعملوا على طرقٍ أخرى لتحسين النداء الحسي كتعزيز اللون أو الطعم
أو الرائحة أو القوام الرئيسي للمنتج بإضافة مواد محسنة ومعالجة
بنسب قليلة جداً لاتتجاوز إل ٣ بالألف من وزن المادة مثلاً بحيث تناسب الجسم واحتياجاته…..
-
الكيمياء البيئية : Environmental chemistry
يدرس الكيميائيون البيئيون ويدرون التجارب من أجل معرفة كيفية تفاعل المواد الكيميائية مع البيئة الطبيعية
وتآثيراتها عليها الإيجابية والسلبية ..
إن علم الكيمياء البيئية هي دراسة التخصصات التي تنطوي وتتطبق على كل من الكيمياء التحليلية
(الكيمياء لفيزيائية) وفهم العلوم البيئيةالمتنوعة …
على كيميائيو البيئة فهم الكيماويات والنشاطات والتفاعلات الكيميائية الموجودة
في العمليات الطبيعية في التربة والماء والهواء ألخ…
يمكن بأخذ العينات وتحليلها فيما بعد تحديد فيما إذا كانت الأنشطة البشرية والأنشطة الصناعية
قد لوثت البيئة والهواء والماء أو سببت تفاعلات ضارة وسامة أثرت فيها…. إ
ن نوعية المياه هي مجال هام في الكيمياء البيئية….
لا يوجد الماء نقيًا في الطبيعة أبداً ؛
فهو يحتوي دائمًا على معادن أوأملاح أو مواد أخرى منحلة فيه….
يختبر الكيمائيون المختصون بنوعية المياه ويجرون التجارب عليها مثل
مياه الأنهار والبحيرات والمحيطات لدراسة خصائصها مثل الأكسجين الذائب ونسبته والملوحة
ودرجتها والعكارة والرواسب العالقة ودرجة الحموضة فيها وهل يصح للاستعمال والشرب ! ..
على الماء المخصص للاستهلاك البشري والحيوانات أن يكون خاليًا من الملوثات الضارة
ومن الممكن أن يُعالج بالإضافات الكيميائية مثل الكلور والفلور لزيادة سلامته
ونظافته والتخفيف من الشوائب والمعادن الضارة ..
- الكيمياء الزراعية Agricultural chemistry
تعنى الكيمياء الزراعية بالمواد والعناصر والتفاعلات الكيميائية التي تساعد على إنتاج المحاصيل الزراعية
والماشية وحمايتها واستخدامها بالشكل الصحيح والأمثل .و هو حقل كثير التعدد في التخصصات والتفرع
والذي يعتمد على ارتباطات مع العديد من العلوم الأخرى مثل علم واختصاص الزراعة..
. يمكن أن يعمل الكيميائيون الزراعيون بوظائف عند الحكومة مثلاً مع دائرة الزراعة،
ووكالة الحماية البيئية، وإدارة الأغذية والأدوية FDA)،) و في صناعة خاصة وعامة..
. حيث يطور الكيميائيون الزراعيون الأسمدة والمبيدات الحشرية ومبيدات الأعشاب الضرورية
والأدوية اللازمة للنباتات وللتربة لإنتاج المحاصيل الزراعية على نطاق واسع وكبير .
كذلك عليهم التحكم بكيفية استخدام هذه المنتجات وتأثيراتها الكببرة على الإنسان و البيئة.
يتم تطوير المكملات الغذائية والأدوية والفيتامينات والمعادن الضرورية
لزيادة إنتاجية اللحوم وألبان المواشي المتنوعة .
التكنولوجيا الحيوية والزراعية هي تركيزٌ واهتمام كبير على النمو السريع
بالنسبة للعديد من الكيميائيين الزراعيين….
إن التلاعب الجيني والوراثي في المحاصيل لتكون مقاومة لمبيدات وأدوية الأعشاب المستخدمة
للتحكم في الأعشاب ضمن الحقول يتطلب فهمًا مفصلًا لكل من النباتات والكيماويات
على المستوى الجزيئي والذري …
ينبغي لعلماء الكيمياء الحيوية أن يكونوا على دراية بالأعمال
والكيمياء والجينات والاستخدامات المطلوبة لتطوير المحاصيل الزراعية المتنوعة
التي يكون من السهل نقلها وأستعمالها أو لها عمر أطول.
-
الهندسة الكيميائية
Chemical engineering هي عبارة عن تخصص هندسي
يختص بعلم الكيمياء وتطبيقاتها ووظائفها المتنوعة والدراسة التخصص تحتاج لدراسة خمس سنوات
حسب الجامعة التي تدرس فيها ..
- يبحث المهندسون الكيميائيون عن مواد ومركبات كيميائية وعمليات جديدة
تتضمن تفاعلات كيميائية ويطورونها ويبتكرون أشياء جديدة ومميزة ….
تجمع الهندسة الكيميائية خلفية من علوم الكيمياء المتنوعة والهندسة ومبادئ وقواعد
اقتصادية لحل المشاكل التكنولوجية والبنيوية ، تقع أعمال الهندسة الكيميائية ضمن مجموعتين أساسيتين:
التطبيقات الصناعية وتطوير المنتجات الجديدة.
تتطلب الصناعة مهندسين كيميائيين لاقتراح وأبتكار طرق جديدة وفريدة
تجعل من تصنيع منتجاتها أسهل وأكثر كفاءة في الكلفة
وتقليل في الوقت والجهد … يشارك المهندسون الكيميائيون في تصميم ووضع أسس التشغيل والعمل ،
ويطورون إجراءات السلامة للتعامل مع المواد الضارة والخطرة، ويشرفون تقريبًا على تصنيع كل منتج ن
ستخدمه في كافة المجالات وعلى جميع الأصعدة والمجالات .
يعمل المهندسون الكيميائيون على تطوير منتجات وأدوات ومواد وعمليات
جديدة في كل مجال من الأدوية والوقود إلى مكونات الحاسوب .
-
الكيمياء الجيولوجية Geochemistry :
تجمع الجيوكيمياء بين علمي الكيمياء والجيولوجيا لدراسة التكوين والبنية والتفاعل
بين المواد والعناصر والذرات والفلزات الموجودة في الأرض .
يمكن لعلماء الكيمياء الجيولوجية أن يقضوا وقتًا وجهداً أكبر
في الدراسات الميدانية من أي نوع آخر من الكيميائيين….
يعمل العديد لصالح مصلحة أختصاص الجيولوجيا وهذه أختصار لهذا العلم U.S. Geological Survey
في أميركا ووكالة الحماية البيئية والمحافظة عليها لتحديد كيفية تأثير أعمال المناجم
ومكبات النفايات المتنوعة على نوعية المياه والبيئة. …
من الممكن أن يقصدوا ويستخدموا المناجم البعيدة المهجورة لجمع بيانات
ومعلومات وإجراء تقييم ميداني صعب ولكنه ضروري وهام من أجل استمرار الحياة على هذه الأرض.
ومن ثم تتبع تيار واتجاه خلال الحدود الفاصلة لتقييم كيفية انتقال التلوث والضرر
في هذا النظام. تقوم شركات النفط والغاز بتوظيف كيمائيون
البترول الجيولوجيين للمساعدة في العثور على احتياطيات ومخزون طاقة جديدة….
يمكن لهم أن يعملوا أيضًا على خطوط الأنابيب وحفارات النفط لمنع حدوث التفاعلات الكيميائية
التي يمكن أن تسبب انفجارات أو اندفاعات داخل الأنابيب
والصمامات مما قد تسبب ضرراً جسيماً على الطبيعة والإنسان والحيوان هذا غير الأضرار المادية
الضخمة والمواد والآلات الهامة ومنهم من يوظف في مراقبة المخزون أيضاً …. .
-
كيمياء الأسمنت
وهي أختصاص من أختصاصات ومجالات الكيمياء التي تهتم بدراسة الأسمنت
وكيفية تشكيله والمواد الأولية التي تدخل في تركيبه وتشكيله وعملية وضعها في الفرن
الخاص لها الذي يصل درجة حرارته ألى ١٦٠٠ درجة مئوية لتنصهر المواد الداخلة
وتفاعل مع بعضها ودراسة وتحليل المواد الأولية وتفاعلها مع زيادة درجة الحرارة
وتحويلها إلى الكلينكر وإضافة بعض المواد المساعدة بعد إخراجها من الفرن
مثل الجص بنسبة ٣ بالمئة وتبريدها وطحنها بشكل دقيق وهكذا …..
ويوجد الكثير من الاختصاصات في مجال الكيمياء
ثالثاً : ومن الوظائف والفرص التي يستطيع خريج الكيمياء أو المهندس الكيميائي العمل بها :
١ مساعد صيدلي أو مهندس زراعي ويمكنه أستأجار شهادتهم وفتح صيدلية ..
٢. مهنة التدريس و العمل في المخابر المتنوعة
٣. العمل في المعامل مثل معامل الأدوية ، معامل منتجات زراعية ، معامل منتجات غذائية
٤.معامل تدوير المواد المختلفة وإعادة تشكيلها
٥. مصافي وشركات النفط والغاز
٦. مناجم وشركات الفوسفات
يمكن للطالب الجامعي الذي أختص بهذا العلم أن يكمل دراسات عليا مثل الصيدلة والهندسة الكيميائية شريطة تحقيق معدل وتقدير عالي والرغبة في ذلك …
أخيراً : الكيمياء أصبحت جزء لا يتجزأ من العلوم الأساسية كالرياضيات والفيزياء والجيولوجيا وغيرهاومن حياتنا أيضاً .. ، ولها ترابط كبير مع العلوم الأخرى. ومجالات العمل فيها كثيرة ومتنوعة …
أتمنى أن أكون قد قدمت الفائدة العلمية عن علم الكيمياء
ختاماً :
لاتنسوا الإعجاب بموقعنا المتواضع ومشاركتنا آرآكم في قسم التعليقات في الأسفل ✍️يهمنا رأيكم ويسرنا كثيراً أبقوا معنا في هذه السلسة المميزة لتصلكم الفائدة إن شآءالله
دمتم في أمان وطاعة الرحمن
