مفهوم الكيمياء
الكيمياء هي علم يقوم على دِراسة المواد والعناصر الكيميائيّة
والعلاقات المُتبادلة فيما بينها،
كما تُعرّف على أنّها العلم الّذي يدرس تركيب المادّة والتغيّرات التي تطرأ عليها، وكذلك الطّاقة المُرافقة لهذه التّغيرات،
وتُعرَّف الكيمياء أيضاً على أنّها العِلم الذي يدرس المادّة وخاصّة بنيتها، وخواصّها، وسلوكها وتركيبها،
وتداخلاتها التي تُحدِثها، وتفاعلاتِها.
يُطلق العديد من العلماء على الكيمياء اسمَ العلم المركزيّ؛
وذلك لقدرتها على رَبط الفيزياء مع العلوم الطّبيعيّة المختلفة، مثل: الجيولوجيا، والفلك، والأحياء.
أصل كلمة الكيمياء
1-يرى بعض الدّارسين أنّ الكيمياء كلمةٌ عربيّةٌ مشتقّة من كلمة (كمى)،
ومعناها: أستر وأخفى؛ وذلك لأنّ الكيمياء خلال القرن الرّابع للهجرة كانت مُتداولةً بين فئة قليلة من النّاس، لاعتقادهم أنّها تحوّل المعادن الرّخيصة إلى معادن ثمينة،
وأنها تحضر إكسير الحياة الّذي يعيد الشّباب والصحّة للإنسان.
2-يرى الفريق الثّاني أنّها كلمة مصريّة مشتقّة من كلمة (كمت) أو (كيم)، أي: الأرض السّوداء،
والمقصود هنا تربة وادي النّيل، وتُعّد الكيمياء من الفنون المصريّة القديمة، ولكن كانت مَعروفةً باسم سرّ الكهنة.
3-الفريق الثّالث يرى أنّ كلمة كيمياء مشتقّة من كلمة (خيما)، وهي كلمة إغريقيّة بمعنى التّحليل.
هناك خمسة فروع أساسية للكيمياء، لكل منها العديد من مجالات الدراسة.
1.الكيمياء التحليلية Analytical chemistry:
تستخدم المشاهدات الكمية والكيفية لتحديد وقياس الخصائص الكيميائية والفيزيائية للمواد، بمعنى أن كل الكيمياء تحليلية.
2-الكيمياء الفيزيائية Physical chemistry:
تجمع بين الكيمياء والفيزياء حيث يدرس الكيميائيون الفيزيائيون كيف تتفاعل المادة والطاقة. يشكل كل من الديناميكا الحرارية وميكانيكا الكم فروعًا هامة في الكيمياء الفيزيائية.
3-الكيمياء العضوية Organic chemistry:
تدرس المركبات التي تحتوي على عنصر الكربون بشكل خاص، للكربون العديد من الخصائص التي تسمح له بتشكيل روابط كيميائية معقدة وجزيئات كبيرة جدًا.
تُعرّف الكيمياء العضوية بأنها "كيمياء الحياة، (Chemistry of Life)
لأن جميع الجزيئات التي تؤلف الأنسجة الحية يوجد فيها الكربون كجزء منها.
4-لكيمياء اللاعضوية Inorganic chemistry:
تدرس المواد كالمعادن والغازات والتي لا يدخل الكربون كجزء من تكوينها.
5- الكيمياء الحيوية :Biochemistry
هي دراسة العمليات الكيميائية التي تحدث داخل العضو الحي
مجالات الدراسة
كيمياء الأغذية Food chemistry
يتعامل علم الأغذية مع ثلاثة مكونات حيوية للغذاء (الكربوهيدرات) والدهون والبروتينات.
الكربوهيدرات هي السكريات والنشويات، وتعتبر الوقود الكيميائي الذي تحتاجه خلايانا لتقوم بعملها.
الدهون هي الشحوم والزيوت وتشكل أجزاءً ضرورية من الأغشية الخلوية وفي تليين وتبطين أعضاء الجسم.
ولأن الدهون تحتوي على طاقة في كل غرام تقدر بـ 2.25 ضعف الطاقة التي تحتويها أي كربوهيدرات أو بروتينات، يحاول الكثير من الأشخاص حد استهلاكهم منها لتجنب زيادة الوزن.
البروتينات هي جزيئات معقدة تتألف من 100 إلى 500 أو أكثر من الحموض الأمينية والتي تتسلسل مع بعضها وتشكل قالبًا له شكل ثلاثي الأبعاد ضروري لبنية ووظيفة كل خلية.
يمكن لأجسامنا أن تقوم بتركيب بعض الحموض الأمينية؛ ورغم ذلك هناك ثمانية منها؛ الحموض الأمينية الأساسية؛ يجب أن نتناولها كجزء من غذائنا.
يهتم علماء الأغذية أيضًا بالمكونات اللاعضوية للغذاء كمحتواه من الماء والمعادن والفيتامينات والأنزيمات. يطور كيميائيو الأغذية نوعية أغذيتنا ومذاقها بالإضافة إلى تخزينها وسلامتها.
يمكن أن يعمل كيميائيو الأغذية في صناعة خاصة لتطوير منتجات جديدة أو تقدم العمليات.
يمكن أن يعملوا أيضًا لصالح وكالات حكومية كإدارة الأغذية والأدوية حيث يقومون بتفقد المنتجات الغذائية ومعالجتها لحمايتنا من التلوث والجريئات الضارة. يختبر الكيميائيون الأغذية لتأمين المعلومات المستخدمة 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 الرائحة أو القوام.
الكيمياء البيئية Environmental chemistry
يدرس الكيميائيون البيئيون كيفية تفاعل المواد الكيميائية مع البيئة الطبيعية.
الكيمياء البيئية هي دراسة التخصصات التي تنطوي على كل من الكيمياء التحليلية وفهم العلوم البيئية.
على كيميائيي البيئة فهم الكيماويات والتفاعلات الكيميائية الموجودة في العمليات الطبيعية في التربة والماء والهواء.
يمكن بأخذ العينات وتحليلها فيما بعد تحديد فيما إذا كانت الأنشطة البشرية قد لوثت البيئة أو سببت تفاعلات ضارة أثرت فيها.
الهندسة الكيميائية Chemical engineering
يبحث المهندسون الكيميائيون عن مواد وعمليات جديدة تتضمن تفاعلات كيميائية ويطورونها. تجمع الهندسة الكيميائية خلفية من الكيمياء والهندسة ومبادئ اقتصادية لحل المشاكل التكنولوجية.
تقع أعمال الهندسة الكيميائية ضمن مجموعتين أساسيتين: التطبيقات الصناعية وتطوير المنتجات الجديدة.
الكيمياء الجيولوجية Geochemistry
تجمع الجيوكيمياء بين الكيمياء والجيولوجيا لدراسة التكوين والتفاعل بين المواد الموجودة في الأرض.
يمكن لعلماء الكيمياء الجيولوجية أن يقضوا وقتًا أكبر في الدراسات الميدانية من أي نوع آخر من الكيميائيين. يعمل العديد لصالح مصلحة الجيولوجيا
U.S. Geological Survey في أميركا ووكالة الحماية البيئية لتحديد كيفية تأثير أعمال المناجم والنفايات على نوعية المياه والبيئة
من الممكن أن يقصدوا المناجم البعيدة المهجورة لجمع بيانات وإجراء تقييم ميداني صعب.
ومن ثم تتبع تيار خلال الحدود الفاصلة لتقييم كيفية انتقال التلوث في هذا النظام.
تقوم شركات النفط والغاز بتوظيف كيمائيي البترول الجيولوجيين للمساعدة في العثور على احتياطيات طاقة جديدة.
يمكن لهم أن يعملوا أيضًا على خطوط الأنابيب وحفارات النفط لمنع حدوث التفاعلات الكيميائية التي يمكن أن تسبب انفجارات أو اندفاعات.
المصادر
مفهوم الكيمياء
الكيمياء هي علم يقوم على دِراسة المواد والعناصر الكيميائيّة
والعلاقات المُتبادلة فيما بينها،
كما تُعرّف على أنّها العلم الّذي يدرس تركيب المادّة والتغيّرات التي تطرأ عليها، وكذلك الطّاقة المُرافقة لهذه التّغيرات،
وتُعرَّف الكيمياء أيضاً على أنّها العِلم الذي يدرس المادّة وخاصّة بنيتها، وخواصّها، وسلوكها وتركيبها،
وتداخلاتها التي تُحدِثها، وتفاعلاتِها.
يُطلق العديد من العلماء على الكيمياء اسمَ العلم المركزيّ؛
وذلك لقدرتها على رَبط الفيزياء مع العلوم الطّبيعيّة المختلفة، مثل: الجيولوجيا، والفلك، والأحياء.
أصل كلمة الكيمياء
1-يرى بعض الدّارسين أنّ الكيمياء كلمةٌ عربيّةٌ مشتقّة من كلمة (كمى)،
ومعناها: أستر وأخفى؛ وذلك لأنّ الكيمياء خلال القرن الرّابع للهجرة كانت مُتداولةً بين فئة قليلة من النّاس، لاعتقادهم أنّها تحوّل المعادن الرّخيصة إلى معادن ثمينة،
وأنها تحضر إكسير الحياة الّذي يعيد الشّباب والصحّة للإنسان.
2-يرى الفريق الثّاني أنّها كلمة مصريّة مشتقّة من كلمة (كمت) أو (كيم)، أي: الأرض السّوداء،
والمقصود هنا تربة وادي النّيل، وتُعّد الكيمياء من الفنون المصريّة القديمة، ولكن كانت مَعروفةً باسم سرّ الكهنة.
3-الفريق الثّالث يرى أنّ كلمة كيمياء مشتقّة من كلمة (خيما)، وهي كلمة إغريقيّة بمعنى التّحليل.
هناك خمسة فروع أساسية للكيمياء، لكل منها العديد من مجالات الدراسة.
1.الكيمياء التحليلية Analytical chemistry:
تستخدم المشاهدات الكمية والكيفية لتحديد وقياس الخصائص الكيميائية والفيزيائية للمواد، بمعنى أن كل الكيمياء تحليلية.
2-الكيمياء الفيزيائية Physical chemistry:
تجمع بين الكيمياء والفيزياء حيث يدرس الكيميائيون الفيزيائيون كيف تتفاعل المادة والطاقة. يشكل كل من الديناميكا الحرارية وميكانيكا الكم فروعًا هامة في الكيمياء الفيزيائية.
3-الكيمياء العضوية Organic chemistry:
تدرس المركبات التي تحتوي على عنصر الكربون بشكل خاص، للكربون العديد من الخصائص التي تسمح له بتشكيل روابط كيميائية معقدة وجزيئات كبيرة جدًا.
تُعرّف الكيمياء العضوية بأنها "كيمياء الحياة، (Chemistry of Life)
لأن جميع الجزيئات التي تؤلف الأنسجة الحية يوجد فيها الكربون كجزء منها.
4-لكيمياء اللاعضوية Inorganic chemistry:
تدرس المواد كالمعادن والغازات والتي لا يدخل الكربون كجزء من تكوينها.
5- الكيمياء الحيوية :Biochemistry
هي دراسة العمليات الكيميائية التي تحدث داخل العضو الحي
مجالات الدراسة
كيمياء الأغذية Food chemistry
يتعامل علم الأغذية مع ثلاثة مكونات حيوية للغذاء (الكربوهيدرات) والدهون والبروتينات.
الكربوهيدرات هي السكريات والنشويات، وتعتبر الوقود الكيميائي الذي تحتاجه خلايانا لتقوم بعملها.
الدهون هي الشحوم والزيوت وتشكل أجزاءً ضرورية من الأغشية الخلوية وفي تليين وتبطين أعضاء الجسم.
ولأن الدهون تحتوي على طاقة في كل غرام تقدر بـ 2.25 ضعف الطاقة التي تحتويها أي كربوهيدرات أو بروتينات، يحاول الكثير من الأشخاص حد استهلاكهم منها لتجنب زيادة الوزن.
البروتينات هي جزيئات معقدة تتألف من 100 إلى 500 أو أكثر من الحموض الأمينية والتي تتسلسل مع بعضها وتشكل قالبًا له شكل ثلاثي الأبعاد ضروري لبنية ووظيفة كل خلية.
يمكن لأجسامنا أن تقوم بتركيب بعض الحموض الأمينية؛ ورغم ذلك هناك ثمانية منها؛ الحموض الأمينية الأساسية؛ يجب أن نتناولها كجزء من غذائنا.
يهتم علماء الأغذية أيضًا بالمكونات اللاعضوية للغذاء كمحتواه من الماء والمعادن والفيتامينات والأنزيمات. يطور كيميائيو الأغذية نوعية أغذيتنا ومذاقها بالإضافة إلى تخزينها وسلامتها.
يمكن أن يعمل كيميائيو الأغذية في صناعة خاصة لتطوير منتجات جديدة أو تقدم العمليات.
يمكن أن يعملوا أيضًا لصالح وكالات حكومية كإدارة الأغذية والأدوية حيث يقومون بتفقد المنتجات الغذائية ومعالجتها لحمايتنا من التلوث والجريئات الضارة. يختبر الكيميائيون الأغذية لتأمين المعلومات المستخدمة 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 الرائحة أو القوام.
الكيمياء البيئية Environmental chemistry
يدرس الكيميائيون البيئيون كيفية تفاعل المواد الكيميائية مع البيئة الطبيعية.
الكيمياء البيئية هي دراسة التخصصات التي تنطوي على كل من الكيمياء التحليلية وفهم العلوم البيئية.
على كيميائيي البيئة فهم الكيماويات والتفاعلات الكيميائية الموجودة في العمليات الطبيعية في التربة والماء والهواء.
يمكن بأخذ العينات وتحليلها فيما بعد تحديد فيما إذا كانت الأنشطة البشرية قد لوثت البيئة أو سببت تفاعلات ضارة أثرت فيها.
الهندسة الكيميائية Chemical engineering
يبحث المهندسون الكيميائيون عن مواد وعمليات جديدة تتضمن تفاعلات كيميائية ويطورونها. تجمع الهندسة الكيميائية خلفية من الكيمياء والهندسة ومبادئ اقتصادية لحل المشاكل التكنولوجية.
تقع أعمال الهندسة الكيميائية ضمن مجموعتين أساسيتين: التطبيقات الصناعية وتطوير المنتجات الجديدة.
الكيمياء الجيولوجية Geochemistry
تجمع الجيوكيمياء بين الكيمياء والجيولوجيا لدراسة التكوين والتفاعل بين المواد الموجودة في الأرض.
يمكن لعلماء الكيمياء الجيولوجية أن يقضوا وقتًا أكبر في الدراسات الميدانية من أي نوع آخر من الكيميائيين. يعمل العديد لصالح مصلحة الجيولوجيا
U.S. Geological Survey في أميركا ووكالة الحماية البيئية لتحديد كيفية تأثير أعمال المناجم والنفايات على نوعية المياه والبيئة
من الممكن أن يقصدوا المناجم البعيدة المهجورة لجمع بيانات وإجراء تقييم ميداني صعب.
ومن ثم تتبع تيار خلال الحدود الفاصلة لتقييم كيفية انتقال التلوث في هذا النظام.
تقوم شركات النفط والغاز بتوظيف كيمائيي البترول الجيولوجيين للمساعدة في العثور على احتياطيات طاقة جديدة.
يمكن لهم أن يعملوا أيضًا على خطوط الأنابيب وحفارات النفط لمنع حدوث التفاعلات الكيميائية التي يمكن أن تسبب انفجارات أو اندفاعات.
المصادر
الوسوم: العلوم
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق