الكيمياء في حياتنا

• ذات صلة
• هل تعلم كيمياء
• هل يوجد كيمياء بينكما؟ تأكد من ذلك

الكيمياء

الكيمياء هو علم المادة الذي يتعامل مع خواص المواد وتركيبها وهيكلها، ويتعامل مع الطاقة التي تُطلق أو تُمتص أثناء عمليات التفاعلات المختلفة، وتدرس الكيمياء كافة أشكال التغيرات التي تطرأ على المادة فتغير من صفاتها أو تحولها من شكل إلى آخر، وتتضمن الكيمياء دراسة التركيب الذري والبنية الهيكلية للمواد، بالإضافة إلى التفاعلات المتنوعة بين المواد التي يمكن أن تؤدي إلى ردود فعل مفاجئة غالبًا ما تكون عنيفة، وإن التحدي الكبير في الكيمياء هو تطوير تفسير للسلوك المعقد للمواد، وكيف يمكن للتفاعلات بين المواد المختلفة أن تؤدي إلى تكوين مادة جديدة وتدمير القديمة، وقد ناضل الكيميائيون من أجل تطوير نظريات للمادة تشرح علم الذرات والجزيئات الكبيرة والصغيرة، وقد شهد القرن العشرين تقدمًا هائلًا في فهم الكيمياء، والتفسير الكيميائي للصحة والمرض بمساعدة أدوات متطورة تدرس مواد صغيرة مثل عناصر الذرات المفردة، والكبيرة، والمعقدة مثل الحمض النووي الذي يحتوي على ملايين الذرات، وأصبحت مجموعة من الكيميائيين من ذوي الاهتمامات البحثية المتخصصة هي المؤسسة لمجالات الكيمياء التي ظهرت مثل الكيمياء العضوية، وغير العضوية، والتحليلية، والكيمياء الصناعية والحيوية.^[١]

الكيمياء في حياتنا

إن واجب الإنسان على نفسه أن يبحث في العلوم ويدرك أسرارها، فذلك يزيد من مخزونه المعرفي والثقافي في الحياة، وسنذكر فيما يلي دور الكيمياء في الكثير من الجوانب في حياتنا:

• تكوين الجسم: يتألف جسم الإنسان من عدد لا متناهٍ من الخلايا، ولكل مادة في الخلية صيغة كيميائية محددة، بالإضافة إلى دخول الكيمياء في مجال المختبرات الطبية وإجراء الفحوص المهمة، والكربون والأكسجين هما أهم عنصرين في الجسم، وتوجد عناصر أخرى موجودة في الجسم مثل؛ النيتروجين والفوسفور، والهيدروجين، والأكسجين، والكالسيوم، والبوتاسيوم، والكبريتت، والمغنيسيوم وغيرها الكثير.^[٢]
• إنتاج الغذاء: يعتمد علم الأغذية على المكونات البيولوجية الثلاثة الرئيسية للغذاء وهي البروتينات والكربوهيدرات والدهون، وتعدّ الكربوهيدرات المكونة من السكريات والنشويات الوقود الكيميائي الأساسي اللازم لعمل خلايا الكائنات الحية، أمّا الدهون التي تشمل أنواع الزيوت والشحوم، فهي جزء أساسي من أغشية الخلايا، كما أنّها تليّن الأعضاء وتحميها داخل الجسم، وأخيرًا البروتينات، وهي جزيئات كيميائية معقدة أغلبها يتكون من 100-500 جزيء من الأحماض الأمينية التي ترتبط معًا بروابط ثلاثية الأبعاد، وتدخل في تركيب ووظيفة كل خلية، ونذكر هنا أن جسم الإنسان لا ينتج إلا القليل من الأحماض الأمينية، ويعتمد كثيرًا على الأحماض القادمة من الطعام، كما يهتم علماء الغذاء بمكونات الطعام غير العضوية ومحتواها مثل الماء والفيتامينات والمعادن والأنزيمات^[٣]، ويمكننا التعرف على طبيعة الألوان والنكهات والمُحليّات المضافة إلى الطعام عن طريق الكيمياء، ويمكننا أن نجعل التحلية خالية من الكربوهيدرات من أجل مرضى السكري.^[٤]
• الزراعة: ساعد علم الكيمياء في تطوير المجال الزراعي من خلال دراسة نوعية التربة وتحليلها وتحديد العناصر الأفضل لها، وتزويدها بالمبيدات الحشرية بهدف حمايتها من الحشرات والعوامل الضارة، وتزويدها بالأسمدة الصناعية القادرة على تعويض العناصر الناقصة وزيادة إنتاج الأشجار وكمية الثمار، كما يدرس المواد النباتية الأساسية لاستكشافها للحصول على فوائد أخرى مستخدمة في الطب والملابس وغيرها.^[٤]
• الصناعة: ساهمت الكيمياء في المجال الصناعي كثيرًا، وتعتمد العديد من الصناعات على الكيمياء لا سيما الصناعات المرتبطة بالصناعات الدوائية، والورق، والقلويات، والأحماض، والصابون وغيرها الكثير، ويمكن إعادة استخدام العديد من النفايات في الصناعة لصنع أشياء أخرى عن طريق المعرفة بالكيمياء، وتستخدم الكيمياء التحليلية لتقييم جودة المنتجات النهائية.^[٤]
• البيئة: يدرس علماء الكيمياء المختصين بالبيئة الكيفية التي تتفاعل فيها المواد الكيميائية مع الطبيعة والبيئة المحيطة بنا، ويوجد ما يسمى بالكيمياء البيئية، وهو تخصص يشتمل على دراسة الكيمياء التحليلية وفهم العلوم البيئية مثل الجيولوجيا، كما يتطلب دراسة المواد الكيميائية وفهم التفاعلات التي تحدث في العمليات الطبيعية؛ كالتفاعلات داخل المياه والتربة والهواء، ويحدث ذلك من خلال أخذ عينات وتحليلها وملاحظة ما إذا كانت الأنشطة البشرية تلوث هذه البيئة أو قد تسبب تفاعلات تؤثر سلبًا عليها، ونذكر هنا أن الأبحاث تعتمد على ما يسمى المياه النقية، وهي المياه التي لا تحتوي على أي جزيئات كيميائية عدا جزيئات الماء، وهي غير موجودة في الطبيعة، إذ دائمًا ما تحتوي المياه الطبيعية على نوع من المعادن أو مواد أخرى مذابة فيها، ويفحص علماء الكيمياء البيئية جودة مياه الأنهار والبحيرات ومياه البحار والمحيطات في بحث عن الرواسب المعلقة، ونسبة الأكسجين المذاب، والتعكر في المياه والملوحة ودرجة الحموضة، وذلك للتأكد من أن المياه المستخرجة للاستهلاك البشري خالية من أي ملوثات قد تضر بصحة الإنسان، ويمكن معالجة المياه في بعض الأحيان عن طريق إضافة مواد مثل الكلور والفلورايد للتأكد من صلاحيتها للاستخدام.^[٥][٣]
• الدواء والطّب: لولا علم الكيمياء لما كان للصيدلة وجود من الأساس، إذ تلعب الكيمياء دورًا حيويًا في الرعاية الصحية، وتساهم في تشخيص الأمراض وتصنيع الأدوية وكذلك إجراءات التعقيم، وتوجد فروع منفصلة للكيمياء التي تستخدم بانتظام في مجال الطب مثل الكيمياء الطبية، والكيمياء التحليلية، والكيمياء غير العضوية، والكيمياء العضوية، والكيمياء الحيوية،^[٤]، ويحتاج المختصون في المجال الطبي إلى معرفة معلومات الكيمياء الأساسية؛ وذلك لفهم الكيفية التي تعمل بها الفيتامينات والمعادن والعقاقير الدوائية والمكملات الغذائية في مساعدة الإنسان أو الإضرار به، بالإضافة إلى أهمية الكيمياء في عملية اختبار العلاجات الطبية والأدوية الجديدة وإمكانية تطوير العقاقير واللقاحات وغيرها، كما أنّ للكيمياء أهمية كبيرة في مجال الطب الشرعي، إذ يأخذ المختصون في الكيمياء الأدلة المادية من مسرح الجريمة، ثم يحللونها للمساعدة في معرفة هوية الأشخاص المرتكبين للجريمة، والأدوات الأخرى المتعلقة بتفسير كيفية حدوثها، ومن الطرق الكيميائية المستخدمة في الطب الشرعي هي التحليل اللوني والتحليل الطيفي، وفي الوقت الحالي طُورت تقنيات لالتقاط الجزيئات الكيميائية الموجودة على الأصابع من دهون أو مادة وراثية أو حتى آثار المتفجرات للمساعدة في حلّ ألغاز الجرائم من خلال التركيب الكيميائي.^[٣][٥]
• الهندسة: يبحث المهندسون الكيميائيون ويطورون المواد والعمليات التي تحتوي على تفاعلات كيميائية، وتجمع الهندسة الكيميائية بين جزء من علم الكيمياء والمفاهيم الهندسية وجزء من علم الاقتصاد لحلّ المشاكل التكنولوجية، وتصنف وظائف الهندسة الكيميائية إلى قسمين رئيسيين وهما؛ تطوير منتجات جديدة، وتحسين التطبيقات الصناعية، ويتطلب قطاع الصناعة من المهندسين الكيميائيين ابتكار طرق مختلفة لتصنيع المنتجات بشكل أسهل وأكثر فعالية وبأقل تكلفة مادية ممكنة، كما يشاركون في تصميم وتشغيل المصانع التي تستخدم المواد الكيميائية الخطرة، بالإضافة إلى تطوير إجراءات السلامة العامة للتعامل مع هذه المواد، كما يشرفون على تصنيع كافة المنتجات الكيميائية تقريبًا، ويعمل المهندسون الكيميائيون مع قطاعات أخرى على تطوير منتجات في كل من مجال الأدوية والوقود، وحتى المكونات الداخلة في تركيب الآلات الصناعية.^[٣]

فروع علم الكيمياء

الكيمياء هي فرع العلم الذي يتعامل مع مكونات المواد وكيفية تفاعلها واتحادها مع بعضها، ويمكننا تقسيمها إلى مجموعة متنوعة من الفئات المختلفة التي تركز جميعها على عناصر محددة، وقد قسمَ العلماء علم الكيمياء إلى عدد من الأقسام، وتلك الأقسام هي:^[٦]

• الكيمياء العضوية: المركبات العضوية هي المركبات التي يدخل عنصر الكربون في صيغتها الجزيئية، ويختص فرع الكيمياء العضوية بدراسة المركبات العضوية تحديدًا ومعرفة خصائصها من تفاعل مع الحرارة والعوامل المساعدة وغيرها.
• الكيمياء غير العضوية: وهي جميع المركبات الأخرى التي لا يدخل عنصر الكربون في صيغتها الأساسية بصورة أساسية، وعددها كبير، ويختص هذا العلم بدراستها والتعرف على خصائصها المختلفة، ومن المهم أن نذكر أن كلا الفرعين (العضوية وغير العضوية) متداخلان ومرتبطان ببعضهما.
• الكيمياء الفيزيائية: إذ ترتبط بعلم الفيزياء، وتدرس تغيرات الطاقة في التفاعلات الكيميائية، وتحدد الأنظمة الكيميائية لها.
• الكيمياء التحليلية: ويختص هذا الفرع بتحليل العينات المختلفة من المواد للوصول إلى تركيبتها الكيميائية والتعرف على خصائصها الفيزيائية.
• الكيمياء الحيوية: ترتبط الكيمياء الحيوية بعلم الأحياء، فهي تدرس التفاعلات الكيميائية التي تحدث داخل أجسام الكائنات الحية.

أشهر علماء الكيمياء

درس علماء الكيمياء التفاعلات الكيميائية عبر التاريخ باستخدام معادلات وأدوات مختلفة، وفيما يلي قائمة ببعض أهم الكيميائيين على مرّ العصور:^[٧]

• روبرت بويل: عاش روبرت بويل في الفترة (1627-1691)، واشتهر بكونه الكيميائي المعاصر الأول؛ إذ كان بويل من أوائل الرجال الذين طبقوا المنهج العلمي في الكيمياء والفيزياء، وله كتب عديدة تعد مصدرًا أساسيًا في مجال الكيمياء.
• أنطوان لافوازييه: عاش أنطوان لافوازييه في الفترة (1743-1794)، لُقب بأبي الكيمياء الحديثة، وتمكن لافوازييه من إظهار العلاقة بين الأكسجين والمعادن، وإيجاد حل للصدأ، وأظهر دور عنصر الأكسجين في التنفس النباتي، ووضح أن الماء يتكون من الهيدروجين والأكسجين، وأن الهواء يتكون من الأكسجين والنيتروجين في حالته الغازية.
• جون دالتون: عاش جون دالتون في الفترة (1766-1844)، اشتهر بتحديد وعرض النظرية الذرية، ولبحثه عن عمى الألوان، وحدد بنجاح المركبات الكيميائية وردود الفعل التي تتأثر بتفاعل الذرات مع بعضها.
• مايكل فاراداي: عاش مايكل فاراداي في الفترة (1791-1867)، وهو مشهور بمساهماته في الكيمياء الكهرومغناطيسية، ودرس الكربون وعناصر أخرى قد اكتشفها.
• لويس باستور: عاش لويس باستور في الفترة (1822–1895)، وهو مشهور باكتشاف عملية البسترة وإنشاء لقاحات لداء الكلب والجمرة الخبيثة، بالإضافة إلى اكتشافه التركيب الجزيئي غير المتماثل في بعض أنواع الكريات، وصنعه للعديد من اللقاحات كلقاح الجمرة الخبيثة، وقلل العدوى البكتيرية التي عرفت بحمى النفاس.
• ألفريد نوبل: عاش ألفريد نوبل في الفترة (1833–1896)، وهو مهندس كيميائي ومبتكر وصانع أسلحة شهير، ومشهور باختراعه لسلاح الديناميت، وعداد الغاز، وسُجل له ما يقارب من 350 براءة اختراع مختلفة.
• أوتو هان: عاش أوتو هان في الفترة (1879-1968)، اشتهر بأبي الكيمياء النووية، وكان هان من أوائل الرجال الذين عملوا في مجال الكيمياء الإشعاعية والنشاط الإشعاعي، وأسس ما يعرف باسم الكيمياء الإشعاعية التطبيقية والتي تطورت في النهاية إلى الكيمياء النووية.
• ماري كوري: عاشت العالمة الكيميائية ماري كوري في الفترة (1867-1934)، وهي العالمة المشهورة باكتشاف الراديوم والبولونيوم، وحصلت ماري كوري كأول امرأة على جائزة نوبل في الكيمياء عام 1911 ميلاديًا بسبب اكتشافها لعنصري الراديوم والبولونيوم، وبسبب قدرتها على عزل ودراسة مركبات وطبيعة الراديوم.

مؤسس علم الكيمياء

هو أبو موسى جابر بن حيان والمعروف بأبي الكيمياء، تلقى تعليمه عن الكيمياء والعمليات الكيميائية مثل التبلور والتقطير وكيفية التبخر على يد معلمه جعفر الصادق، ويعدّ جابر بن حيان من أوائل من استخدم التجارب العلمية في الكيمياء، واستخدم ما يزيد عن 20 نوعًا مختلفًا من معدات المختبرات الكيميائية، وأشهرها فرن التقطير والإمبيق، وهو من اكتشف مادة أكويا ريجيا، وهي عبارة عن مزيج من حمض النيتريك وحمض الهيدروكلوريك، والذي يمتلك القدرة على إذابة الذهب، كما اكتشف أنّ تسخين المعادن يزيد من وزنها، وساهم في صناعة الزجاج باكتشافه ثاني أكسيد المنغنيز المستخدم في صناعته، كما ساهم في عدة تطبيقات علمية ومنها الوقاية من الصدأ، وصباغة القماش وغيرها.^[٨]

المراجع

1. ↑ Melvyn C. Usselman Alan J. Rocke (21-10-2019), " Chemistry"، britannica, Retrieved 11-11-2019. Edited.
2. ↑ "10 Examples of Chemistry in Everyday life", studiousguy, Retrieved 12-11-2019. Edited.
3. ^ ^{أ ب ت ث} "What Is Chemistry?", livescience, Retrieved 11-7-2019. Edited.
4. ^ ^{أ ب ت ث} "Importance of chemistry in Daily life | 10 Points", studyread, Retrieved 12-11-2019. Edited.
5. ^ ^{أ ب} "What Is the Importance of Chemistry?", thoughtco, Retrieved 11-7-2019. Edited.
6. ↑ Megan Ray Nichols (6-6-2019), "The 5 Main Branches of Chemistry"، thoughtco, Retrieved 11-11-2019. Edited.
7. ↑ "Famous Chemists ", famouschemists, Retrieved 11-11-2019. Edited.
8. ↑ "Abu Mūsā Jābir ibn Hayyān", rsc, Retrieved 26-8-2019. Edited.