الذرة

الذرة


الذرة هى مجموعة من الأجسام المتناهية الدقة. هذه الأجسام تتكون من نواة موجبة الشحنة وغالبا ما تحتوى على البروتونات والنيترونات, كما يوجد أيضا عدد من الإلكترونات التى تعادل الشحنة الموجبة في النواة. وتدور الالكترونات في مستويات مختلفة تعرف بمستويات الطاقة، حيث يحمل المستوى الأول الكترونين فقط ويحمل المستوى الثاني ثماني الكترونات. أما المستوى الثالث فهو يحمل 18 إلكترونا. ولكل مستوى طاقة مستويات فرعية يرمز لها بالرموز s ،p, d, f . وغالباُ ما تكون الذرات متعادلة كهربياً لأن عدد الإلكترونات السالبة يساوي عدد البروتونات الموجبة، ويمكن للذرة أن تتحول إلى أيون موجب عندما تفقد الكترونا أو أكثر عن التفاعل الكيميائي كما يمكن أن تتحول إلى أيون سالب عندما تكتسب ألكترونا أو أكثر وذلك بحسب قيمة الشحنة التى تفقدها أو تكتسبها.
العنصر هو فئة من الذرات التى لها نفس عدد البروتونات في النواة. ويسمى هذا العدد بالعدد الذرى للعنصر. فمثلا, كل الذرات التى لها 6 بروتونات في النواة هى ذرات لعنصر كيميائي يسمى الكربون, كما أن كل الذرات التى لها 92 بروتون في النواة هى ذرات عنصر اليورانيوم.
أفضل توزيع وشكل للعناصر بصفة عامة في الجدول الدوري, والذى يتم وضه العناصر ذات الصفات الكيميائية المتشابهه في نفس المجموعة. كما يتم وصف العنصر بإسمه, ورمزه, وعدده الذري.
ونظرا لأن عدد البوتونات في النواة يحدد عدد الإلكترونات المحيطة بالنواة وكذلك خواصها, ونظرا لأن الإلكترونات هى التى تكون ظاهرة من العنصر للعالم الخارجى حيث أنها تقع خارج النواة فإنها تتحكم في التفاعلات, والتحولات الكيميائية التى يمكن حدوثها للعنصر. كما أن عدد النيوترونات الموجودة في النواة قد تغير من حالة العنصر كما لو أنه عنصر أخر.

المركبات



المركبات الكيميائية


المركب الكيميائي هو مادة تتكون من نسبة معينة من العناصر والتى تحدد تركيب والمجموعة التى يقع فيها هذا المركب والتى تحدد بالتالى خواص هذا المركب. فمثلا, الماء هو مركب يحتوى على الهيدروجين والأكسجين بنسبة 2 إلى 1. تتكون المركبات وتتحول عن طريق التفاعلات الكيميائية.

الجزيئات


الجزيء هو أصغر جزء نقي من المركب والذى له خواص كيميائية محدده. ويتكون الجزيئ من ذرات أو أكثر متحدة مع بعض.

الشوارد (الأيونات)


الشاردة هو مركي مشحون, أو هو ذرة أو جزيئ إكتسب أو فقد إكترون أو أكثر. الأيونات الموجبة الشحنة تسمى شرجبة (كاتيونات) مثل كاتيون الصوديوم NaNa+ والأيونات السالبة الشحنة تسمى شرسبة (أنيون) مثل شرسبة (أنيون) الكلور Cl-, واللذان عن إتحادهما يكونا الملح المتعادل كلوريد الصوديوم(NaCl). ومثل للأيونات ذات الذرات العديدة التى لا تتفكك خلال تفاعلات الحمض - القاعدة هو مجموعة الهيدروكسيد (OH-), أو الفوسفات (PO43-).

الروابط الكيميائية


الرابطة الكيميائية هى القوة التى تربط الذرات في الجزيء أو في البللورة. في مركبات بسيطة عديدة, نظرية التكافؤ ومبدأ عدد التأكسد يمكن إستخدامهما للتنبؤ بالتركيب الجزيئي. وبالمثل, فإن النظريات الفيزياء الكلاسيكية يمكن إستخدامها للتنبؤ بتركيب مركبات أيونية عديدة . أما المركبات ذات التركيب المعقد ، مثل السبائك المعدنية ، فإن نظرية التكافؤ لا تستطيع تفسير تركيبها, وهنا تظهر أهمية إستخدام نظريات الميكانيكا الكمية مثل نظرية المدار الجزيئي.
بعض أنواع الروابط الكيميائية:

1. رابطة أيونية
   
2. رابطة تساهمية
   
3. رابطة فلزية
   

ورابطة تناسقية والرابطة التناسقية تنساق تحت الرابطة التساهمية تقريبا

حالات المادة


الحالة هو مجموعة من الأنظمة الكيميائية التى لها تركيب عام متماثل, عند التعرض لمدى معين من تغير الظروف مثل الضغط أو الحرارة. الخواص الفيزيائية مثل الكثافة و معامل الأنكسار تميل أن تكون في المدى المميز لهذه الحالة. الحالة تعرف على أنها الظام الذى إن تم أخذ أو إعطاء طاقة له فإن هذه الطاقة المفقودة او المكتسبة تستخدم في إعادة ترتيب النظام. بدلا من تغيير شكل الحالة.
وفى بعض الأحيان يعتبر التفريق بين الحالات صعب لوجود أكثر من حالة في نفس الوقت ، وفى هذه الحالة تعتبر المادة في حالة حرجة. عند تواجد ثلاث حالات للمادة في نفس الوقت تحت ظروف معينة فإن هذا يسمى النقطة الثلاثية ونظرا لأن هذه النقطة ثابتة ، يعتبر ذلك جيد لتحديد الظروف الملائمة لهذه النقطة .
وأكثر الأمثلة شيوعا لحالات المادة الصلب ، السائل ، الغاز ، كما قد توجد حالات أخرى ليست شائعة . ويمكن ملاحظة أن الثلج كمادة له أكثر من حالة إعتمادا على الضغط و درجة الحرارة . وتتعامل معظم الحالات مع نظام الأبعاد الثلاثي ، ولكن يمكن في حالات معينة التعامل مع نظام البعدين وذلك لإرتباطه ببعض العلوم الأخرى مثل علم الأحياء .

التفاعلات


التفاعل الكيميائي هو تحول في التركيب الدقيق للجزيئات. ويمكن أن ينتج التفاعل الكيميائي من مهاجمة جزيئات لجزيئات أخرى لتكوين جزيئات أكبر, أو جزيئات تتفكك لتكوين جزيئين أو أكثر أقل حجما, أو إعادة ترتيب الذرات في نفس الجزيء أو خلال جزيئات أخرى. وتتضمن التفاعلات الكيميائية غالبا تكوين أو تكسير روابط كيميائية.

نظرية الكم


نظرية الكم تقوم بوصف تصرف المادة في مدى صغير للغاية. وعلى هذا فإنه طبقا لذلك وصف جميع الأنظمة الكيميائية بإستخدام هذه النظرية, و لكن هذا يعتبر في غاية التعقيد من الناحية الحسابية. ولذا فإنه يتم إستخدام هذه النظرية بواقعية في الأنظمة الكيميائية البسيطة, كما أنه يتم إستخدام التقريب للحصول على نتائج واقعية. ويعتبر فهم نظريات ميكانيكا كم غير هام لمعظم فروع الكيمياء, حيث أنه يمكن تطبيق نتائج هذه النظرية وفهم كيفية هذا التطبيق.

القوانين


أهم قانون في الكيمياء هو قانون بقاء المادة, الذى ينص على أنه لا يوجد تغيير في كمية المادة خلال التفاعل الكيميائى الطبيعي. وقد أظهرت الفيزياء الحديثة أن الطاقة هى التى لا تتغير, وأن الطاقة والكتلة متصلان ومتعلقان بعضهما ببعض, وهو المبدأ الهام في الكيمياء النووية. قانون بقاء الطاقة هام جدا لنظريات الإتزان والديناميكا الحرارية والكاينيتيكس