العناصر

موضوع: العناصر الثلاثاء ديسمبر 18, 2012 4:05 am

لؤي عفانه

مهما كانت الأجسام فى الكون سواء على الأرض أو عبر الكون كله، سواء أكانت حية أم غير حية، فانها تتكون من ذرات تتكون من جسيمات أوليه ، وتتحد مع غيرها من الذرات مكونة الجزيئات.
الذرة هى أصغر جزء فى العنصر تتوافر فيه خواصه الكيميائية ، وبالتالى فان كل عنصر هو مجموع ذراته المتشابهة فى عددها الذرى وهو عدد البروتونات فى نواة الذرة و المتساوية مع عدد الإلكترونات فى مدارات الذرة ، كما تحدد الالكترونات الموجودة فى الطبقات الخارجية للذره المسماة بإلكترونات التكافؤ.. الخواص الكيميائية للعنصر ، و قد تحدثنا أيضا على إنه يوجد للعنصر أكثر من نوع من الذرات لها نفس العدد الذرى ، ولكنها تختلف فى العدد الكتلى وهو مجموع أعداد البروتونات والنيوترونات الموجودة فى نواة الذرة ، وتسمى الذرات التى تزيد فيها عدد النيوترونات عن عدد البروتونات بنظائر العنصر ومفردها نظير.
فالعنصر إذن هو مادة لا يمكن تحللها إلى أبسط منها بالطرق الكيميائية ، وإن كان يمكن تحللها بالطرق الأخرى لتفتيت الذرة مثل التفاعلات النووية، على سبيل المثال ، إندماج ذرات الهيدروجين لتكوين ذرات الهيليوم ، والتى حتى تحدث لابد و أن تتفكك الذرات المندمجة إلى أنوية منفصلة تماما عن الإلكترونات حتى تندمج فى نواة واحدة ، تجذب مرة أخرى إلكترونات تساوى بروتوناتها ، ومثال آخر هو الانفجارات النووية حيث تنشطر أنوية الذرات الثقيلة لتكون أنوية ذرات أخف مثال ذلك انشطار أنوية ذرات اليورانيوم فى الانفجارات النووية ومثال ثانى هو النشاط الاشعاعى الذى بواسطته تتحول ذرات عنصر لذرات عنصر آخر ، ومثال ثالث هو تأيين الذرة الذى تم التحدث عنه فيما سبق.
تترتب العناصر تصاعديا وفق لأوزانها الذرية فى الجدول الدورى للعناصر ، وقد وصل عدد العناصر حتى الآن إلى 107 عنصر، والعناصر العشرة الأخيرة من صنع الإنسان ، وذلك من خلال عمليات التفاعلات النووية فى المعامل والمفاعلات النووية، والتى سوف يتم التحدث عنها بعد قليل ، وإذا كانت بعض العناصر كالحديد والنحاس والذهب معروفه من قديم الزمان لمعظم الناس ، وقد سبق لهم رؤيتها والتعامل معها ، الا أن الكثير منها لن يتاح لهم رؤيتها والتعامل معها فى صورتها النقية ، وفى نفس الوقت فان كل هذه العناصر هى التى تشكل باتحادها واختلاطها و تفاعلاتها فيما بينها كل الوجود المرئى لنا ، فقد رأينا الذهب وبريقه الأصفر، والالومنيوم ولمعانه الفضى ، والنحاس الرنان ، الا إننا فى الغالب لم نسمع عن الأربيوم والسيريوم ولم نراهما. ولاشك أن خبرتنا فى التعامل مع العناصر علمتنا إنها تختلف فى درجات غليانها وانصهارها ، وفى كثافتها ولونها ، فقد خبرنا مدى ثقل النحاس بالنسبه للالومنيوم ، وعرفنا صلادة الحديد و قابليته للانضغاط والتشكيل ومرونته ومدى قدرته على توصيل الحرارة والتيار الكهربى وغيرها من الخواص ، والعنصر قد يوجد فى ظل الشروط الطبيعية على كوكب الأرض من حرارة وضغط إما سائلاً أو غازيا أو صلبا ، الا إننا فى أفران الصهر نصهر العناصر الصلبة ونحولها إلى سوائل ، ونحول بالحرارة السوائل إلى أبخرة ، وبالتبريد نسيل العناصر الغازيه ونحولها إلى سوائل ومرة أخرى نرى السوائل بالتبريد تتحول إلى الصلابة وهكذا.
والعنصر قد يوجد فى ظل الشروط الطبيعية فى شكل أو أكثر ، يختلف كل شكل عن الآخر بسبب إختلاف ترتيب ذرات العنصر فى جزئيات العنصر ، ومن ثم يختلفان فى خواصها الطبيعية الا إنها يظلا متماثلان فى خواصهما الكيميائيه لتشابه ذراتهما ، فالكربون مثلاً يوجد على شكل فحم أو جرافيت أو ماس ، والحالات الثلاثة ناتجة عن إختلاف ترتيب الذرات فى جزئيات العنصر ، و بالطبع فان معظمنا قد شاهد الفحم المستخدم للوقود ، والجرافيت المستخدم فى صنع الأقلام الرصاص ، والماس المستخدم فى أدوات القطع و الزينة، فقطعة الماس التى قد تساوى الملايين من الجنيهات هى نفسها من حيث التركيب الكيميائى تساوى مماثلتها من قطعة الفحم التى لا تساوى سوى قرش، غير أنهما مختلفتان فى تركيبهما الجزيئى مما أكسب كل منهما صفات واستخدامات و أثمان مختلفة .. كما توجد حالات أخرى ناتجه عن إختلاف عدد الذرات فى جزىء العنصر ، فالجزىء العادى للأكسجين الضرورى لتنفس الكائنات الحيه يتكون من ذرتين ، فى حين يتكون جزىء الأوزون الذى يحمى الأرض من الأشعة الفوق البنفسجية من ثلاث ذرات ، وهو غاز لا يمكن أن تتنفسه الكائنات الحية.
يمكن أن نلاحظ من خلال الجدول الدورى للعناصر ، والذى ترتبط فيه خواص العنصر إرتباطا دوريا بقيم شحنات أنوية ذرات العنصر ، وهو الشىء الذى يتوافق بوجه عام مع نفس الترتيب حسب كتلتها الذرية ، وذلك بالرغم من شذوذ بعض العناصر عن هذه الدورية ، وذلك بسبب التركيب المعقد لها.
فى الجدول الدورى تصنف جميع العناصر الكيميائية ضمن فصائل و أدوار، و تقسيم كل فصيلة بدورها إلى فئتين رئيسية وثانوية ، وتشمل كل فصيلة العناصر التى تتصف بخواص كيميائية متشابهة ، ويظهر بين العناصر فى الفئتين الرئيسية و الثانوية من كل فصيلة تشابه كيميائى معين ، والجدول الدورى مقسم إلى سبعة أدوار ، و يعرف الدور بأنه مجموعه من العناصر تبدأ بفلز قوى ، وتنتهى بغاز خامل ما عدا الدور الأول الذى يعتبر حالة خاصة.. كما يتكون الجدول الدورى من 9 فصائل بحيث تتشابه عناصر كل فصيلة فى خواصها الكيميائية ، والتى تتحدد بعدد إلكترونات الطبقة الأخيرة فى الذرة ، ومن خلال الجدول الدورى فأننا نستطيع تقسيم العناصر حسب عدد إلكترونات الطبقة الرئيسية الأخيرة إلى أربع مجموعات.
الفلزات
على يمين الجدول سنجد العناصر التى يتراوح عدد إلكترونات طبقات ذراتها الرئيسية الخارجية من 3:1 إلكترونات عدا الهيدروجين الذى عرفنا تكوين ذرته ، وهو يشكل حالة خاصة من العناصر ، إذ تكون عناصر هذه المجموعه ما يعرف بالفلزات فى حين لا يعتبر الهيدروجين من العناصر الفلزية ، و تتميز الفلزات بالتوصيل الجيد للحرارة و الكهرباء ، وبكونها ذات بريق خاص ، و يمكن سحبها وطرقها وتصفيحها، و هى تتواجد فى الظروف العادية للأرض ، وبالتحديد فى نطاق قشرتها الخارجية وغلافها الجوى فى حالة صلبة ، إذ يتكون باطن الأرض من فلزات منصهرة ، والفلزات تشكل ثلثى العناصر المعروفة حتى الآن ، ومن أمثلتها الحديد والنحاس والفضه والذهب ، وهذه الخواص الطبيعية والكيميائية نجد سببها كامن فى طبيعة ذرات هذه العناصر ، حيث أن إلكترونات الطبقات الأخيرة لذراتها ، تتحرك بحرية تامة فى الشبكة البللورية التى تصنعها جزيئاتها فيما بينها ( حيث ترتبط جزيئات الأجسام الصلبه و منها الفلزات فى الشروط الطبيعية للأرض من بللورات منتظمة الأوجه كحالة وسيطة بين الجزىء و الجسم.
اللافلزات
على اليسار سنجد العناصر التى تتراوح إلكترونات طبقات ذراتها الأخيره من 7:5 إلكترونات ، وهى لذلك لا تملك الخواص المميزة للفلزات ، ومن ثم فهى سيئة التوصيل للكهرباء والحرارة ، والعديد منها يوجد فى ظل الشروط الطبيعية للأرض فى حالة غازية ، ومن أمثلتها الأكسجين والنتروجين و الفلور والكلور.
المجموعة الرابعة
عناصر المجموعة الرابعة التى تتواجد فى الطبقات الرئيسية الخارجية لذراتها أربع إلكترونات ، تتميز بكونها عناصر متذبذبة تظهر بعض الخواص الفلزية أحيانا، و أحيانا أخرى الخواص اللافلزية وذلك فى التفاعلات الكيميائية ، وهى العناصر التى نجدها فى العمود الأوسط فى الجدول الدورى، وهى التى يتواجد فى قشرتها الخارجية 4 الكترونات ، ومن أمثلتها الكربون والسيليكون.
العناصر الخاملة
على أقصى يسار الجدول نجد عمود عناصر المجموعة الثامنة الخاملة ، التى يتواجد فى الطبقات الخارجية لذراتها 8 إلكترونات عدا الهيليوم ، الذى يتواجد فى الطبقه الوحيدة به إلكترونين ، ومعنى هذا أن الطبقات الخارجية مشبعة تماما و متوازنة كهربيا ، وقد كان يظن إنها خاملة كيميائيا الا إنه تم الحصول مؤخراً على مركبات لها مع الماء و الفلور و الأكسجين و العديد من المركبات العضوية و المعقدات ، ولهذا أصبح تعبير الغازات الخاملة غير دقيق ، وتعتمد تفاعلاتها النادرة على ضرورات مختلفة عن ضرورات التفاعلات الكيميائية العادية ، ومن أمثلة هذه الغازات النيون و الأرجون.
العناصر الأرضية النادرة
يوجد فى الدورين الأخيرين السادس و السابع من الجدول الدورى العناصر الأرضية النادرة ، و العناصر المشعة التى تكون جميع نظائرها مشعة ، والعناصر التى أنتجت معمليا أثناء التفاعلات النووية ، وقد ملئت فراغات الجدول الدورى ، وتم التنبؤ بالعديد من العناصر وخواصها قبل اكتشافها ، وتم التأكد من هذه التنبؤات بعدما قد تم التوصل إلى اكتشافها .
ماذا نستخلص من كل ما قد سبق ذكره ؟
إننا بلا شك سوف نلاحظ إن خواص العنصر تعتمد على بنية الأجزاء التى تكونه ، فالذرة باعتبارها كل تعتمد فى خواصها على ترتيب وعدد الأجزاء التى تكونها ، وهى الجسيمات الأولية ، والذرة بعد أن تكونت أصبحت تتميز بدورها بخواص مختلفة عن خواص الأجزاء التى تكونها ، حيث قد أصبحت شيئا مختلفا عنها تماما ، وقد أصبحت لا تتمتع باللف أو الغرابه أو التماثل ، وأصبح ما يصدر عن إهتزازها من موجات لا يؤثر فى رصدنا لها و دراستها بل يمكن اهماله ، و الجسيمات الأولية لا تدخل فى التفاعلات الكيميائية التى تدخل فيها الذرات ، وإذا كان شكل حركة الجسيمات الأولية تعبر عنه قوانين ميكانيكا الكم ، فأن شكل حركة الذرات تعبر عنه القوانين الكيميائية ، والذرات لا ينطبق عليها مبدأ عدم اليقين ، ولا حركتها تشوبها الاحتمالية التى تميز حركة الجسيمات الأولية ، والذرة أمكن تصويرها وتصوير التفاعلات فيما بينها، فى حين لم يمكن رؤية الجسيمات الأولية وإنما أمكن تصوير مساراتها المختلفة .
ومن ناحيه أخرى نلاحظ أن خواص هذه الأجزاء ترتبط بدورها بل وتعتمد بدرجة كبيرة على بنية الكل الذى تكونه، فإلكترونات الفلزات يسهل عليها التخلص من ارتباطاتها بالنواة ، وتكوين تيار كهربى فى حين يصعب هذا على الكترونات اللافلزات ، ولذلك فهى لا تشكل تيار كهربى عند وقوعها فى مجال كهربى وذلك فى حدود معينة من شدة المجال ، فالعناصر الكيميائية باعتبارها أشياء تبدو من خلال ظواهرها التى نلاحظها حين ندرسها ، فنفحص ما تتميز به من صلابة وسيولة وغازية ، ومن قدرة على التوصيل الكهربى والحرارى ، تبدو لنا كمجموعه متكامله من الظواهر والخواص تميزها عن غيرها ، حيث تختلف فيما بينها حسب هذه الخواص والمظاهر .. فاذا ما فحصنا ما سر هذه المظاهر سنجده فى مضمون هذه العناصر المتمثل فيما يجرى بين أجزاءها من عمليات ، فنحن نفرق بين العنصر و العنصر حسب خواصه الطبيعية من صلادة و توصيل للحرارة و للكهرباء وخواصه الكيميائية من نشاط وخمول ، فاذا بحثنا عن سر اختلاف العناصر فى مظاهرها ، ولماذا يتصف كل عنصر بتلك الخواص ولا يتصف بغيرها ؟ فأننا لن نجد سوى تعليل واحد واضح هو إختلاف عدد و بنية و ترتيب أجزاء هذه العناصر ، و لو سألنا أنفسنا لماذا تسلك هذه الأجزاء سلوكا معينا فى بنية ما و لكنها لا تسلكه فى بنية أخرى ؟ لكانت الإجابة الصحيحة هو إنه تأثير عدد و بنية الأجزاء على سلوك هذه الأجزاء ، فعناصر أى بنية و هذه البنية يدخلان سويا فى علاقة متبادلة يؤثر كلا منهما على الآخر ، وهما مرتبطان بالضرورة.
فالكربون مثلاً عنصر من عناصر الفصيلة الرابعة فى الدور الثانى من الجدول الدورى ، يتواجد فى الطبقة الرئيسية الخارجية لذراته 4 إلكترونات، وهو ضعيف النشاط الكيميائى فى الشروط العادية ، وإن كان يظهر قدرة تفاعلية عالية أثناء التسخين ، أما ما يميزه كميا فهو أن عدده الذرى 6 ( عدد بروتوناته 6 ) وعدده الكتلى 12 ( عدد بروتوناته ونيوتروناته) ، هذه هى صفاته الدائمة ، الا أن صفاته المؤقتة و التى تظهر حينما يتواجد فى واحدة من ثلاث صور هى الفحم بسواده وهشاشته وسهولة إحتراقه ، والماس بصلادته وبريقه ، والجرافيت بصلابته النسبية ورمادية لونه ولمعانه ، تعالوا بنا نرى هذه الصفات التى تميز كمه ، ماذا سيحدث لها لو أضفنا بروتون واحد وإلكترون واحد لكل ذرة تكونه ، سنجد أن هذا ينتج لنا النتروجين والذى سوف يصبح عدده الذرى وعدده الكتلى 14 ، وهو عنصر لا فلزى وغاز عديم اللون والرائحة فى الشروط العادية للأرض ، أما لو فعلنا العكس فأنقصنا إلكترونا وبروتونا من كل ذرة كربون ، فأن هذا سينتج لنا البورون ذو العدد الذرى ، والعدد الكتلى 10 و هو عنصر فلزى ، لونه أسود باهت فى حالته النقية.
كيف نقسم الأشياء
إذا كانت كل عناصر الوجود لا يمكن أن يتجاوز 120 عنصر .. الا أن هذه العناصر المحدودة ، تشكل من خلال اتحاد ذراتها ما لا حصر له من جزئيات، و التى تشكل بتجاذبها وتنافرها كافة الأجسام الحية والغير حية ، التى نستطيع رؤيتها بالعين المجردة والتى لا نستطيع رؤيتها إلا بالتلسكوبات والميكروسكوبات و غيرها من الأجهزه العلمية ، وهى تشكل عالم غاية فى التنوع و أرحب بما لا يقاس و بما يصعب حصره أو التحدث عنه بشكل موجز حيث سيحتاج هذا إلى الألوف من الصفحات ، وبالرغم من أن مركبات الكربون ، وهى الجزيئات التى يشكل الكربون أحد مكوناتها الرئيسية ، هى الأعقد و الأكثر فى تنوعها رغم أنها الأقل إنتشاراً عبر الكون كله ، الا إنها و المركبات الأخرى يشكلان بتجاذبهما و تنافرهما كافة الأجسام الغير الحية ، كما تشكل مركبات الكربون همزة الوصل من عالم الكائنات غير الحية إلى عالم الكائنات الحية ، الذى يتكون بتنافر وتجاذب تلك الجزيئات من مركبات الكربون، وتبدو مظاهر الكائنات الحية كشكل لتفاعلات تلك المركبات فما بينها بشكل أساس فضلاً عن غيرها من المركبات ، وبالرغم من قلة إنتشار مركبات الكربون بالكون كله ، الا إنها تكون عالم غايه فى التنوع على الأرض، وارحب بما لا يقاس مع عالم الجزيئات الأخرى المحدودة التنوع، وذلك على الأقل على كوكب الأرض، فلربما وفى مكان آخر من الكون تكون قد تكونت أشكال من الحياة قائمة على أحد عناصر المجموعة الرابعة و ليكن السيليكون مثلا، فعناصر المجموعة الرابعة تحديدا و لإزدواجية خواصها الكيميائية الفلزية واللافلزية، يمكنها أن تدخل فى العديد من التفاعلات مع شتى العناصر والمركبات مكونة ما لا حصر له من المركبات المعقدة مما يمنحها صفات وخواص غاية فى التنوع لتسبب ظاهرة الحياة كما سوف يرد تفصيلا.
تقسيم الجزئيات بشكل عام
تنقسم الجزيئات حسب تركيبها إلى:ـ
جزيئات ثنائية العنصر ، وهى التى تتكون جزيئاتها من ذرات عنصرين فأكثر ، مثل الأكاسيد وهى مركبات العناصر مع الأكسجين ، وقد يكون للعنصر الواحد عدة أكاسيد حسب عدد الذرات الداخلة فى الجزىء ، والهالوجينات وهى مركبات العناصر مع عناصر المجموعة الرئيسيه السابعة فى الجدول الدورى للعناصر وهى الفلور والكلور والبروم واليود ، والكبريتيدات و هى مركبات العناصر مع الكبريت ، والنتريدات وهى المركبات مع النتروجين ، والفوسفيدات وهى المركبات مع الفوسفات ،والكربيدات وهى المركبات مع الكربون ، والهيدريدات وهى المركبات مع الهيدروجين.
جزيئات متعددة العناصر ، وهى التى تتكون جزيئاتها من ذرات أكثر من عنصرين ، ومن أهمها الهيدروكسيدات ، وهى جزيئات يدخل فى تركيبها جزىء الهيدروكسيل المكون من ذرة أكسجين وذرة هيدروجين ، وهى من ناحية أخرى مركبات أكاسيد العناصر مع الماء ، وتسمى مركبات الفلزات معها بالهيدروكسيدات القاعدية ، أما مركبات اللافلزات معها فتسمى بالهيدروكسيدات الحمضيه ، أما مركباتها مع العناصر المتذبذبة التى تظهر خواص حمضيه أحيانا وخواص قاعديه أحيانا أخرى ، فتسمى هيدروكسيدات متذبذبه ، راجع عناصر المجموعة الرابعة من الجدول الدورى (الكربون ، السيلكون ... )
اما التقسيم الأهم فهو التقسيم حسب الوظائف والخواص المميزة ، وهو يقوم على أساس الوظيفة التى يقوم بها الجزىء أثناء التفاعل الكيميائى ، و بالتالى فان بعضها قد يكون ثنائى التركيب أو متعدد التركيب وهى:.
الأكاسيد :ـ عرفنا مما سبق أن صدأ الحديد ما هو إلا إتحاد بين الحديد و الأكسجين ، وأن أسمه العلمى أكسيد الحديدوز ، وتمتلىء الطبيعة بالأكاسيد التى هى مركبات العناصر مع الأكسجين ، وهى تنقسم إلى أكاسيد غير مشكلة للأملاح مثل أكسيد الكربون و أكسيد النتروجين ، أى إنها لا تدخل فى تفاعلات تؤدى لتكوين أملاح ، وأكاسيد مكونة للأملاح ، وهى تقسم بدورها لأكاسيد حمضية تشكل أملاح عند تفاعلها مع القواعد إذ إنها تشكل الحمض بانضمامها إلى الماء
ثانى أكسيد النتروجين + ماء ــ حمض النتريك.
والأكاسيد القاعدية وهى تشكل أملاح عند تفاعلها مع الأحماض أو الأكاسيد الحمضية ، وهناك أكاسيد متذبذبة تشكل أملاحا أثناء تفاعلها مع الأحماض أو القواعد مثل ثانى أكسيد الألومنيوم.
الأحماض :. بالطبع فقد تعاملنا فى الحياة العادية مع كثير من الأحماض مثل الخل وحمض الكبريتيك المركز (ماء النار) .. وهذه المركبات تمتاز عند تحليل محاليلها كهربيا فى الماء بأعطاءنا أيونات الهيدروجين ، أى إنها مركبات الهيدروجين ، أو بمعنى آخر إنها مواد تمنح البروتونات بأعتبار أن أيون الهيدرجين ما هو إلا بروتون ( موجب الشحنة ) ، وذلك فى تفاعلاتها الكيميائية ، والأحماض تتفاعل مع القواعد و الأكاسيد القاعدية و المتذبذبة مكونة الأملاح
مثال
حمض الكبريتيك + هيدوكسيد الصوديوم ـــ كبرتيت الصوديوم + ماء
والأحماض أما أن تكون أكسجينيه أى تحتوى جزئياتها على الأكسجين وهى تتكون أثناء تفاعل الأكاسيد الحمضية مع الماء ، وأحماض غير أكسجينيه تتكون أثناء تفاعل بعض العناصر مع الهيدروجين كحمض الهيدروكلوريك (يدكل ) أما عن الصفات الطبيعية للأحماض فهو مذاقها اللاذع ، وتحويلها أوراق عباد الشمس الزرقاء إلى حمراء فى محاليلها.
القواعد :. نحن نعرف بالطبع الصودا الكاوية و هى مركب قاعدى ، والمركبات القاعديه تعطى عند تفككها بواسطة التحليل الكهربى لمحاليلها فى الماء أيونات الهيدروكسيل ( أيد) ، وهى أيونات سالبة الشحنة ، فالماء جزىء متوازن كهربيا ، يتكون من أيون هيدروجين هو فى حقيقته بروتون موجب الشحنة ، و أيون هيدروكسيل مكون من ذرة أكسجين فى غلافها الخارجى 6 إلكترونات وذرة هيدروجين فى غلافها الخارجى إلكترون واحد ، مما يعطى هذا الجزئى شحنة سالبة مما يدفعه للتفاعل مع الهيدروجين مكونا الماء المتوازن كهربائيا.
هيدروجين + هيدروكسيل ــ ماء يد2أ
فالقواعد مركبات تتكون جزيئاتها من أيون فلزى موجب الشحنة ومجموعة الهيدروكسيل السالبة الشحنة ، فالقاعدة تتكون من تفاعل الفلز مع الماء ، والقواعد هى المواد التى تستطيع أخذ الإلكترونات أى إنها قادرة على ضم أيون الهيدروجين الموجب ، أما القلويات فهى نوع من القواعد الجيدة الذوبان فى الماء وتتميز بالطعم القابض ، و تحويل ورقه عباد الشمس الحمراء إلى زرقاء فى محاليلها.
الأملاح :. بالطبع نحن نعرف كثير من الأملاح .. تلك المركبات المميزة بطعمها الملحى ومظهرها البللورى الأبيض.. هذه المركبات أذ حللنا محاليلها فى الماء كهربيا فأنها تتفكك لتعطينا أيونات الفلزات الموجبة ، وأيونات الأحماض السالبة ، فالأملاح هى نواتج إبدال ذرات الهيدروجين كليا أو جزئيا بذرات فلز ما فى جزىء الحمض
هيدوكسيد البوتاسيوم + حمض الفلوريد ـــــ فلوريد البوتاسيوم + ماء
قاعده + حمض ـــــ ملح + ماء
فقد حل البوتاسيوم محل الهيدروجين فى حمض الفلوريد .. وتتنوع الأملاح لأملاح محايدة و أملاح حمضية وأملاح قاعدية وأملاح ثنائية و أملاح مختلطة.
ويمكنا تقسيم الجزيئات من زوايا أخرى ذات طابع وظيفى خارج إطار التقسيمات السابقة كالتالى :.
المركبات البسيطة والمركبات المعقدة ، والبسيطة مركبات لا تتكون من ذرات كثيرة ، أما المركبات المعقدة فهى تنتج من ضم أيون أو ذرة تسمى بمكون المعقد لأيونات أو ذرات أو جزئيات أخرى تسمى اللواقط ، وقد تتفكك المعقدات فى المحاليل أو لا تتفكك ، والمعقدات متنوعة وكثيرة ، وتلعب دوراً هاما فى النشاط الحيوى للأجسام الحية ، وهناك مركبات معقدة داخليا تتكون من أيون مركزى محيط به جزئيات منسقة ، وتفسر أحد النظريات المركبات المعقدة كالتالى "أن أحد الأيونات ، وهو عادة أيون موجب يحتل فى الجزىء المعقد مكانا مركزيا ويسمى بمكون المعقد ، وتأخذ الأيونات الأخرى مكانها حوله ، وبالقرب منه مباشرة عدة أيونات ذات شحنة معاكسة لشحنة الأيون المركزى ، أو عدة جزئيات معتدلة كهربيا وتسمى باللواقط ، وتشكل طبقة أو كرة تساندية داخلية فى المركب أما الأيونات الأخرى الواقعة على مسافة أبعد عن الأيون المركزى فتشكل الكرة أو الطبقة التساندية الخارجية .
تنقسم الجزيئات إلى جزيئات سهلة الذوبان ، وجزيئات صعبة الذوبان فى المذيبات بشكل عام.
تنقسم الجزيئات و هو ما ينطبق أيضا على الأيونات والذرات كذلك ، إلى نوعين :ـ
النوع الأول يتبلل جيداً بالماء ومنها الأكسيدات والهيدروكسيدات والكبريتات والفوسفات .. الخ الخ ، وكذلك المواد التى تحتوى على شقوق الهيدروكسيل والكربوكسيل .. الخ الخ مثل القطن والصوف .
النوع الثانى فهى تتنافر مع الماء، وبالتالى تتبلل بشكل ردىء ، وهى خاصية تتمتع بها جزيئات عضوية تحوى شقوق هيدروكربونية ، بالاضافة إلى الفلزات وأشباه الموصلات ، ومن أمثلتها الشمع والدهون ..
هذه الظاهرة فى غاية الأهمية إذ تفسر الكثير من ظواهر الحياة على الأرض ، وهذا ما سوف نتناوله بالتفصيل فيما بعد .
تنقسم المواد حسب قدرتها على توصيل الكهرباء إلى جيدة التوصيل للكهرباء ورديئة التوصيل للكهرباء ، أما المواد شبه الموصلة فهى تحتل مركزاً وسطا بينها ، وتزداد قدرتها على التوصيل بارتفاع درجة حرارتها وبكمية الشوائب و نوعيتها داخلها ، وتتأثر كذلك بالضوء والمجالات الكهربية وعوامل أخرى ، ومنها ما يتكون من جزئيات تتداخل بينها شوائب من العناصر مثل البورون الكربون والسيليكون والجرمانيوم ، أو شوائب من الجزيئات مثل كربيد السيليكون.
ماذا بعد كل هذه التقسيمات الموضوعية؟
ألم تلاحظ معى أن القوى الكهرو مغناطيسية التى تعمل على تجاذب الشحنات المختلفة ، وتنافر الشحنات المتشابهة ، والتى تشكل القوى السائدة داخل الذرات والجزيئات ، تشكل جوهر سلسله من التناقضات تدفع لتطور أنماط من المادة لأنماط أخرى من المادة ، وأن هذه القوى هى جوهر تقسيم كائنات مادية ليس مفروضا عليها تعسفيا وإنما هو كامن فى طبيعتها ؟ أليس التضاد بين شحنات البروتونات الموجبة وشحنات الإلكترونات السالبة و ضرورة التوازن الكهربى هى أساس تكون الذرات .. و ألم تنقسم العناصر إلى فلزات يسهل عليها تكوين أيونات موجبة لأحتواء قشرة ذراتها الخارجية على أقل من 4 إلكترونات ، ولا فلزات يسهل عليها تكوين أيونات سالبة لاحتواء قشرة ذراتها الخارجية على أكثر من 4 إلكترونات ، فأساس التقسيم يقوم على تضاد الشحنات الكهربية.
وإذا صعدنا خطوة إلى الجزيئات ، فسنرى مرة أخرى هذا التضاد التى يجعل من بعضها أحماضا والبعض الآخر قواعد كما قد سبق وأشرت ، وإن هذا التضاد بين الشحنات الكهربية هو أساس عمل القوى الكهرومغناطيسية ، و هو السر الكائن وراء التقسيمات الأخرى للجزيئات من جاذبة للماء ومنفرة للماء .. موصلة للكهرباء و الحرارة و غير موصلة و شبه موصلة ، وسهلة الذوبان و صعبة الذوبان .. فكأنما يتجلى هذا التضاد الذى هو أساس تطور و وجود هذه الكائنات فى كل مرحلة بشكل جديد ، و إن لهذا التضاد أساس مادى واضح يوجد بوجوده و يختفى باختفاءه ، فحيث أن القوى الكهرومغناطيسية لا تشكل الا دوراً ثانويا بالنسبه للقوى التى تعمل بين الأجسام ، فأن هذا التضاد يختفى ليتواجد نوع جديد من التضاد يقوم على أساس قوى الجاذبية التى تعمل بين الأجسام الصلبة والسائلة والغازية، الكونية منها وغير الكونية على الأرض، الحية منها وغير الحية. فقواعد الفيزياء تنطبق على كل الأجسام فى كل مكان.
مركبات الكربون أو المركبات العضوية
يعرف حتى الآن أكثر من ثلاث ملايين من مركبات الكربون أو المركبات العضوية المعقدة التى سميت بالعضوية لأنها توجد فى الكائنات الحية، وتفسر لنا نظرية بوتليروف فى البناء الكيميائى سر هذا التنوع المذهل فى تلك المركبات ، بالرغم من ضئالة العناصر الأساسية فى تكوينها والمحدودة بشكل أساسى فى الكربون كعنصر مشترك فى كل جزىء عضوى، و العناصر الرئيسية مثل الأكسجين والهيدروجين بدرجة أكبر وبعض العناصر الأخرى كالنتروجين والفوسفور بدرجة أقل ، فحسب هذه النظرية ترتبط الذرات مع بعضها البعض فى جزيئات مركبات الكربون أو المركبات العضوية حسب ترتيب معين ، ويحدث هذا الترابط وفق تكافؤ كل ذرة من هذه الذرات ، والتكافؤ هو عدد الكترونات القشرة الخارجية للذرة التى تحدد خواصها الكيميائية ، ولا تتعلق خواص المركب بالتركيب الكمى ( أى عدد الذرات الداخلة فى المركب) فحسب و لا الكيفى ( أى نوع الذرات الداخلة فى المركب) فقط ، بل و تتعلق بوضع الذرات فى الجزىء، فكل مادة ذات بنية معينة تتعلق بها وتتوقف عليها خواص المادة نفسها ، إننا بهذه الطريقة نستطيع تصنيف وترتيب الجزئيات العضوية ، ونتمكن من التنبؤ بخواصها إعتماداً على معرفه بنيتها أو بمعنى آخر ، العناصر وأنواعها وترتيبها فيما بينها ، وبالتالى تحديد طريقة صنعها لأحداث النتائج المطلوبة.
وفى حقيقة الأمر ، ليس من الصعوبة أن تبنى من الناحية النظرية ، نظاما للاتصال يقوم على إستخدام المواد الكيميائية، بحيث يستطيع هذا النظام أن ينقل إلينا عدداً هائلاً من المعلومات بكفاءه كبيرة ، ولو أخذنا المركبات العضوية مثالاً لذلك لوجدنا إنها متنوعة التركيب ، وتوجد بأعداد هائلة ، فيبلغ المعروف منها حاليا ما يزيد عن المليونين من المركبات و طبقا لنظريه الاحتمالات فإنه يمكن أن يوجد من هذه المركبات العضوية مئات الملايين ، مما يزيد من صلاحيتها للاستخدام كمفرادات فى لغة الكيمياء .. و تتميز المركبات العضوية بصفة عامة ، بأنه يمكن تغيير خواصها باجراء طفيف فى تركيب جزيئاتها ، مما يجعلها تصلح صلاحية كبيرة للاستخدام فى نقل الرسائل والمعلومات
الروابط في المركبات العضوية روابط تساهمية ولذلك فمركباتها غالباً لا تتأين ولا توصل التيار الكهربي. و الرابطة التساهمية ناتجة عن اشتراك الذرتين المرتبطتين بزوج أو أكثر من الإلكترونات بحيث تساهم كل ذرة بنصف عدد الإلكترونات.
و الحالات التي تكون فيها الرابطة تساهمية هى :عند اتحاد ذرات من نفس النوع ( لا يوجد فرق في السالبية الكهربائية بينها). و عند اتحاد ذرات مختلفة ويكون الفرق في السالبية الكهربائية بينها صغيراً.
كما تتصف تلك المركبات بكونها شديدة الحساسية فتغير درجة الحرارة أو العامل المساعد يؤثر في نواتج التفاعل.
وأنها بطيئة التفاعلات نسبياً لوجود الرابطة التساهمية.
و تتشابه بعض المركبات في الصيغة الجزيئية ولكنها تختلف عن بعضها في الصيغة البنائية.
و يتركب الجزيء فيها غالباً من عدد كبير من الذرات بينما لا يوجد في المركبات غير العضوية مثل هذا التجمع والعقد.
و معظم المركبات العضوية لا يذوب في الماء والذي يذوب لا يتأين ـ ولكنها تذوب في الإيثير والكحول والبنزين

» العناصر المعدنية
» العناصر
» العناصر
» العناصر المشعة
» العناصر