المادة من حولنا: العناصر والاتحادات الكيميائية

مقدمة عن العناصر

العنصر الكيميائي هو جوهر المادة، وهو عبارة عن مادة نقية تتألف من نوع واحد من الذرات. تتميز كل ذرة بعدد ذري فريد يمثل عدد البروتونات في نواتها. توجد العناصر إما بصورة طبيعية على سطح الأرض، مثل الأكسجين الضروري للحياة، أو يتم تصنيعها معملياً، كما في بعض العناصر المشعة. حتى الآن، تم اكتشاف ما يقرب من 114 عنصراً، يوجد 91 منها في الطبيعة بشكلها الأصلي. تصنف العناصر إلى ثلاث مجموعات رئيسية بناءً على خصائصها وموقعها في الجدول الدوري: الفلزات، واللافلزات، وأشباه الفلزات. وتوجد العناصر في ثلاث حالات رئيسية: الغازية مثل الأكسجين، والسائلة مثل الزئبق، والصلبة مثل الحديد.

تنظيم العناصر: الجدول الدوري

يعتبر الجدول الدوري نظاماً متكاملاً لتنظيم جميع العناصر المعروفة. يتم ترتيب العناصر في صفوف أفقية تسمى الدورات، وفي أعمدة رأسية تسمى المجموعات. يعتمد هذا الترتيب على الزيادة التصاعدية في العدد الذري لكل عنصر. يُعتبر اكتشاف وفهم خصائص العناصر من أهم المجالات التي يركز عليها العلماء منذ آلاف السنين. وقد بذل العلماء جهوداً كبيرة لتصنيف العناصر بهدف تسهيل دراستها وإيجاد علاقات بين خصائصها الكيميائية والفيزيائية. كان الجدول الدوري الذي وضعه مندليف أول محاولة ناجحة لتصنيف العناصر بناءً على أوزانها الذرية.

الخصائص المميزة للعناصر

تتشابه العناصر الموجودة في نفس المجموعة في الجدول الدوري في خصائصها الكيميائية، وذلك بسبب وجود عدد مماثل من الإلكترونات في مداراتها الخارجية (إلكترونات التكافؤ). تصنف العناصر إلى:

• الفلزات: تتميز بقدرتها العالية على توصيل الحرارة والكهرباء، بالإضافة إلى لمعانها وبريقها وكثافتها العالية. تميل الفلزات إلى فقد الإلكترونات عند التفاعل مع عناصر أخرى.
• اللافلزات: غالباً ما تكون رديئة في توصيل الحرارة والكهرباء، وتفتقر إلى اللمعان والبريق. كثافتها منخفضة وتميل إلى اكتساب الإلكترونات.
• أشباه الفلزات: تمتلك خصائص تجمع بين الفلزات واللافلزات. يمكن أن تكون لامعة أو غير لامعة، وتوصل الحرارة والكهرباء بدرجة أقل من الفلزات.

نظرة على التركيب الكيميائي

المركب الكيميائي هو مادة تتكون من اتحاد عنصرين أو أكثر بنسب محددة. أمثلة على المركبات الكيميائية تشمل كلوريد الصوديوم (ملح الطعام) والماء. توجد المركبات في حالات مختلفة، مثل الصلبة والسائلة والغازية والبلازما. تختلف خصائص المركبات عن خصائص العناصر التي تتكون منها. ينص قانون النسب الثابتة على أن المركب يتكون دائماً من نفس العناصر بنفس النسب الكتلية. تستخدم المركبات الكيميائية في العديد من التطبيقات، منها:

• تفاعل الأحماض مع القواعد لإنتاج الماء والأملاح.
• استخدام بعض المركبات القاعدية في المنظفات المنزلية.
• استخدام المحاليل الحمضية والقاعدية لتوصيل التيار الكهربائي.
• استخدام بعض المركبات الحمضية في صناعة المشروبات الغازية والبلاستيك والمطاط والأسمدة.
• استخدام بعض المركبات القاعدية في الصناعات الدوائية، مثل الأدوية المضادة لحموضة المعدة.

قال تعالى في سورة الرعد، الآية 3: ﴿وَهُوَ الَّذِي مَدَّ الْأَرْضَ وَجَعَلَ فِيهَا رَوَاسِيَ وَأَنْهَارًا ۖ وَمِن كُلِّ الثَّمَرَاتِ جَعَلَ فِيهَا زَوْجَيْنِ اثْنَيْنِ ۖ يُغْشِي اللَّيْلَ النَّهَارَ ۚ إِنَّ فِي ذَٰلِكَ لَآيَاتٍ لِّقَوْمٍ يَتَفَكَّرُونَ﴾. هذه الآية تدعو إلى التفكر في خلق الله للطبيعة وتنوعها، بما في ذلك العناصر والمركبات التي تشكل أساس الحياة.