كيف تبدأ فى تعلم الكيمياء من الصفر
يتضمن تعلم الكيمياء من الصفر إلقاء نظرة شاملة على ماهية وتعريف المادة في المقام الأول ثم التطرق إلى فروع وتخصصات هذا المجال
ما هي أهم وأشهر التخصصات الفرعية لعلم الكيمياء؟
1- الكيمياء التحليلية (Analytical chemistry)
2- الكيمياء الفيزيائية (Physical chemistry)
3- الكيمياء العضوية (Organic chemistry)
4- الكيمياء الغير عضوية (Inorganic chemistry)
5- الكيمياء الحيوية (Biochemistry)
ما هي الموضوعات التي يجب أن أبدأ في تعلمها؟
(1) مقدمة عن الكيمياء
ينبغي عليك إلقاء نظرة عامة على ماهية وتعريف هذا العلم؛ وما هي مجالات العمل التي يعمل بها الكيميائيون؟ ولماذا تحتاج إلى دراسته أو تعلمه؟ بالنسبة لمجالات العمل المُتاحة للكيميائيين فهي عديدة فمنها على سبيل المثال (تكرير النفط والبتروكيماويات، الفحوصات الطبية والمعملية،تصنيع الأدوية والعقاقير ومُستحضرات التجميل، البلاستيك والمنسوجات، الدهانات والبويات، الصابون والمنظفات).
(2) الوحدات والقياس
سوف تحتاج إلى دراسة النظام الدولي للوحدات (SI Units)؛ وهو يضم 7 وحدات أساسية وهم:
المتر (لقياس الأطوال)
الكيلو جرام (لقياس الكتلة)
الثانية (لقياس الزمن)
الأمبير (لقياس شدة التيار الكهربي)
الكلفن (لقياس درجة الحرارة)
القنديلة (لقياس شدة الإستضاءة)
(3) العناصر
- يُمكن تقسيم المادة بعدة طرق وفقاً لتركيبها، سلوكها، أو خصائصها الكيميائية والفيزيائية. التصنيف الأشهر للمواد إما أن تكون عنصر (Element) أو مركب (Compound). ويُعرف العنصر بأنه مادة كيميائية لا يُمكن أن تتجزأ إلى مواد أبسط منها بالتفاعل الكيميائي ويتكون من نوع واحد من الذرات.
- قد يتواجد العنصر في صورة ذرة واحدة مثل الأرجون (Ar)، أو في صورة جزئ مثل النيتروجين (N2)
- العناصر الكيميائية هي المكون الأساسي للمادة؛ لذا سوف تكون بحاجة إلى تعلّم الآتي:
- كيفية تسمية العناصر الكيميائية وما هو الرمز المستخدم للتعبير عن كل عنصر؟
- ما هي أكثر العناصر انتشاراً في الطبيعة؟
- كيف يتم اكتشاف العناصر الكيميائية الجديدة؟
- ما هي العناصر ذات الأهمية في تكوين جسم الإنسان؟
- ما هي العناصر الكيميائية السامة؟
(4) الجدول الدوري
هو جدول لترتيب العناصر الكيميائية بناء على خصائصها المتشابهة. من خلال هذا الرابط (الجدول الدوري الحديث) يُمكنك تصفح مجموعات ودورات الجدول الدوري مع إمكانية تصفح خصائص كل عنصر على حدى.
(5) الذرات والأيونات
- الذرات هي الوحدات البنائية للعناصر، أما الأيونات فتتكون من عنصر أو أكثر ويحمل شحنة كهربية.
- يوجد في جسم الإنسان حوالي 7 بليون بليون بليون ذرة
- أكثر الذرات انتشاراً ووفرة في الكون هي ذرة الهيدروجين؛ يُمثل ما يقرب من 74% من إجمالي الذرات الموجودة في مجرة درب التبانة
- رغم أن الذرات هي أصغر الأجسام المعروفة؛ إلا أنها تتكون من جسيمات أخرى غاية في الصغر وهي الكواركات واللبتونات، ودراسة هذه الأخيرة تتبع بشكل مباشر لعلم يُدعى فيزياء الطاقة العالية أو فيزياء الجسيمات (Particle Physics)
- أكبر الذرات من حيث الحجم هي ذرة السيزيوم (Cs)
(6) الجزئ والمركب
- الجزئ يتكون من اتحاد عنصرين أو أكثر مرتبطين كيميائياً؛ أما المركب فهو جزئ يحتوي على على عنصرين مختلفين على الأقل، لذا فكل المركبات جزيئات وليس كل الجزئيات مركبات.
- من أشهر الجزئيات: جزئ الأكسجين (O2) ، جزئ الهيدروجين (H2) ، جزئ النيتروجين (N2).
- ومن أشهر المركبات: الماء (H2O)، ثاني أكسيد الكربون (CO2)، الميثان (CH4).
(7) المعادلات والتفاعلات الكيميائية
المعادلة الكيميائية هي تعبير بالرموز عن التفاعل الكيميائي وكيفية حدوثه مع توضيح شروط التفاعل؛ في التفاعلات الكيميائية تتحد المواد التفاعلة معاً (reactants) ويتم تكسير الروابط بين ذراتها، ويتم إعادة ترتيب الذرات مرة لتكوين روابط كيميائية جديدة لتكوين المواد الناتجة (products).
(8) التركيب الذري والتوزيع الإلكتروني
النماذج والنظريات المقترحة لتفسير التركيب الذري، مع التعرف على مكونات الذرة من (نواة مركزية تحتوي على بروتونات (موجبة الشحنة) ونيوترونات (متعادلة الشحنة)، ويدور حولها إلكترونات (سالبة الشحنة)).
(9) حالات المادة
- هناك أربع حالات أساسية للمادة وهي:
الحالة الصلبة (Solid)- الحالة السائلة (Liquid) - الحالة الغازية (Gas) - البلازما (Plasma)
- هناك حالات أخرى للمادة لكنها ليست شائعة ولكن تتواجد فقط في ظروف معملية خاصة مثل تكاثف بوز أينشتين (Bose–Einstein condensates)
(10) الروابط الكيميائية
هناك نوعان أساسيان للروابط الكيميائية وهما (الرابطة الأيونية وتتم بين ذرتين إحداهما مانحة للإلكترونات والأخرى فاقدة للإلكترونات؛ والرابطة التساهمية وهي تتم بين ذرتين يتشاركان في إلكترونات التكافؤ).
بعض الأفكار لتعلم أساسيات الكيمياء بسهولة
(1) قراءة موضوع معين فى الكيمياء كل يوم.
(2) مراجعة تلك الموضوعات مرة أخرى فى نهاية الأسبوع.
(3) كتابة اوراق توضيحية لهذة الموضوعات وتعليقها أمامك على الحائط.
(4) محاولة الفهم والسؤال والبحث ستنمي قدراتك وستتعلم بسرعة.
(5) قراءة كتب الكيمياء الملونة والمبسطة حتى لا تمل منها.
بعض الكتب التى تساعدك فى فهم الكيمياء من الألف إلى الياء باللغة العربية:
(1) كتاب الكيمياء للمبتدئين بعنوان أطلس الكيمياء
(2) كتاب مبادئ الكيمياء العامة (نظري + مسائل محلولة)
(3) كتاب مفاهيم كيميائية وتجارب عملية مبسطة
(4) كتاب أسس الكيمياء التحليلية
(5) كتاب 888 سؤال وجواب فى الكيمياء
(6) الكتاب الشامل فى الكيمياء العامة باللغة العربية
(7) كتاب الكيمياء العضوية - مورسن مترجم