تفسير مفهوم المادة
المادة هي أي شيء يشغل حيزاً في الفراغ وله كتلة. كل الأجسام المادية تتكون من مادة. يمكن أن توجد المادة في حالات متعددة، أشهرها الحالات الثلاث الكلاسيكية: الصلبة، السائلة، والغازية. بالإضافة إلى ذلك، توجد حالات أخرى مثل البلازما ومكثفات بوز-أينشتاين. تتألف جميع المواد من الذرات، وتتحدد الخصائص الكيميائية والفيزيائية للمادة بنوع الذرات وكيفية تجميعها.
يمكن تقسيم المواد، حسب طريقة تجمع الذرات، إلى ثلاثة أنواع: العناصر، والمركبات، والمخاليط. يعتمد هذا التقسيم على كيفية فصل المواد إلى مكوناتها الأولية، وتشمل هذه العملية نوعين من العمليات: الفيزيائية والكيميائية.
شرح العناصر الكيميائية
العنصر الكيميائي هو مادة لا يمكن تحويلها إلى مادة أخرى أو تجزئتها باستخدام الطرق الكيميائية. العناصر هي الوحدات الأساسية التي تبني المادة. يتم تعريف العنصر بعدد البروتونات الموجودة في نواة ذرة هذا العنصر. كل ذرات العنصر الواحد لها نفس العدد الذري. يمكن إنشاء عنصر جديد بإضافة عدد من البروتونات إلى ذرة عنصر آخر. على الرغم من أن تحويل عنصر كيميائي إلى آخر لا يتم بالطرق الكيميائية، إلا أنه ممكن باستخدام الأساليب النووية.
يوجد حالياً 118 عنصراً معروفاً، منها 94 عنصراً توجد بشكل طبيعي على الأرض، بينما العناصر المتبقية تم تصنيعها. الهيدروجين هو العنصر الأكثر وفرة في الكون، يليه الهيليوم. الأكسجين هو العنصر الأكثر وفرة في القشرة الأرضية، ويعتقد أن الحديد هو الأكثر وفرة في كوكب الأرض ككل.
كيفية تنظيم العناصر في الجدول الدوري
يتم استخدام الجدول الدوري لتنظيم العناصر الكيميائية المعروفة في شكل مصفوفة. يتم ترتيب العناصر من اليسار إلى اليمين ومن الأعلى إلى الأسفل بناءً على الزيادة في العدد الذري. تسمى الصفوف بالدورات، ويشير رقم الدورة إلى أقصى مستوى طاقة توجد فيه الإلكترونات غير المحفزة في العنصر. العناصر الموجودة في نفس العمود تشكل ما يسمى بالمجموعة، وتتشابه هذه العناصر في سلوكها الكيميائي. يعتبر العالم الروسي ديمتري مندليف هو الأب الروحي للجدول الدوري، حيث رتب العناصر بناءً على الوزن الذري والتكافؤ.
تصنيفات و أنواع العناصر الكيميائية
يمكن تصنيف العناصر بشكل عام إلى عناصر لا فلزية ومجموعات فرعية مختلفة من الفلزات. فيما يلي التصنيفات الأكثر شيوعاً للعناصر:
- الفلزات القلوية: تشكل المعادن القلوية عناصر المجموعة الأولى في الجدول الدوري، مثل الليثيوم. على الرغم من أن الهيدروجين ينتمي لهذه المجموعة، إلا أنه غالباً ما يصنف على أنه لا فلز.
- الفلزات القلوية الترابية: تشكل عناصر المجموعة الثانية الفلزات القلوية الترابية، والتي تتميز بدرجات انصهار عالية، مثل البيريليوم والراديوم.
- اللانثانيدات: تسمى أيضاً بعناصر f، مثل اللانثانوم.
- الأكتينيدات: وهي العناصر التي تبدأ من الأكتينيوم (الرقم 89) إلى اللورنسيوم.
- الفلزات الانتقالية: وهي العناصر التي يمتلئ فيها المدار f بشكل جزئي، وتشمل المجموعات من الثالثة إلى الثانية عشرة.
- فلزات ما بعد الانتقال: مثل الألمنيوم والجاليوم، وتمتلك بعض خصائص الفلزات الانتقالية.
- أشباه الفلزات: مثل البورون والسيلكون والزرنيخ والبولونيوم.
- اللافلزات: مثل الكربون والنيتروجين والفسفور.
- الهالوجينات: مجموعة فرعية من اللافلزات، وتشمل المجموعة 17 من الجدول الدوري.
- الغازات النبيلة: عناصر المجموعة 18، وهي مستقرة جداً كيميائياً، وعديمة الرائحة واللون.
المركبات الكيميائية: تعريف وأنواع
المركب الكيميائي هو مادة تتكون من جزيئات متطابقة تتكون من نوعين مختلفين أو أكثر من ذرات العناصر الكيميائية بنسب محددة. يمكن أن توجد المركبات في الظروف الطبيعية (الضغط والحرارة) في صورة صلبة أو سائلة أو غازية. تصنف المركبات الكيميائية وفقاً لمعايير متعددة:
- التصنيف حسب العناصر المكونة: تصنف المركبات إلى عضوية (تحتوي على الكربون) وغير عضوية. مركبات الأكاسيد تحتوي على ذرة أو أكثر من الأكسجين، والهيدريدات تحتوي على ذرة أو أكثر من الهالوجينات.
- التصنيف حسب أنواع الروابط: تصنف المركبات إلى أيونية (تحتوي على أيونات مرتبطة بروابط أيونية، مثل الملح) وجزيئية (تحتوي على جزيئات منفصلة مرتبطة بروابط تساهمية، مثل الماء والميثان وفلوريد الهيدروجين).
- التصنيف حسب أنواع التفاعلات: تصنف المركبات حسب أنواع التفاعلات التي تخضع لها. الأحماض تنتج أيون الهيدروجين +H عند ذوبانها في الماء، مثل حمض الهيدروكلوريك وحمض الكبريتيك وحمض النتريك. القواعد تستقبل البروتونات، مثل أيون الهيدروكسيد الذي يتفاعل مع أيون الهيدروجين +H لتكوين الماء. أيضاً، يمكن تصنيف المركبات من خلال تفاعلات الأكسدة والاختزال.
الأكسدة هي فقدان الإلكترونات، والاختزال هو كسبها. مثال على تفاعلات الأكسدة والاختزال هو تفاعل الصوديوم وغاز الكلور لتكوين كلوريد الصوديوم.
المصادر والمراجع
- “Matter in our world “,www.sciencelearn.org.nz, Retrieved 2018-11-20. Edited.
- “Elements, Compounds & Mixtures”,chem.purdue, Retrieved 14-7-2022. Edited.
- Anne Marie Helmenstine (2018-9-19),”What Is a Chemical Element?”،www.thoughtco.com, Retrieved 2018-11-20. Edited.
- Tim Sharp (2017-8-28),”Periodic Table of Elements”،www.livescience.com, Retrieved 2018-11-20. Edited.
- “How Are Elements Grouped?”,www.livescience.com,2013-4-5، Retrieved 2018-11-20. Edited.
- Melvyn Usselman, Steven Zumdahl, Carl Noller, Richard Norman,”Chemical compound”،www.britannica.com, Retrieved 2018-11-20. Edited.
