جدول المحتويات
بعض الأمثلة على الخواص الكيميائية
- السمية.
- التفاعلية.
- الكهربائية.
- عمر النصف.
- القابلية للاشتعال.
- حرارة الإحتراق.
- الروابط الكيميائية.
- النشاط الإشعاعي.
- القدرة على التأكسد.
- الاستقرار الكيميائي.
الخواص الكيميائية
الخواص الكيميائية هي أي خصائص مادة لا يمكن ملاحظتها وقياسها إلا بإجراء تغيير أو تفاعل كيميائي، ولا يمكن تحديد الخواص الكيميائية عن طريق لمس أو عرض عينة؛ بل يجب تغيير هيكل العينة حتى تصبح الخواص الكيميائية ظاهرة.
مجموعة أمثلة على الخواص الكيميائية
التفاعلية
مدى تفاعل مادة ما مع مادة أخرى.
الكهرباء
الكهرباء خاصية كيميائية تظهر قدرة الذرات على اكتساب الإلكترونات.
الروابط الكيميائية
خاصية تظهر عند وضع مادة في معادلة، أنواع الروابط الكيميائية التي تشكلها مادة مع مواد أخرى.
عمر النصف
خاصية كيميائية تحدد مقدار الوقت الذي يستغرقه نصف المادة في التحلل، ويتم استخدامه في الكيمياء والفيزياء النووية لوصف الوقت اللازم للانحلال الإشعاعي لنصف الذرات المشعة غير المستقرة.
النشاط الإشعاعي
النشاط الإشعاعي هو انبعاث إشعاع من ذرة ذات نواة غير مستقرة، بالنظر إلى الجدول الدوري، تعتبر العناصر التي لا تحتوي على نظائر مستقرة مشعة، ومن الأمثلة على بعض العناصر الأكثر نشاطًا: الهيدروجين، والبريليوم، والكربون، والكالسيوم، والكوبالت، والزنك، والحديد.
الاستقرار الكيميائي
الاستقرار الكيميائي هو الاستقرار الديناميكي الحراري، وتعني هذه الخاصية أن النظام الكيميائي في أدنى حالة طاقة يمكن أن يكون فيها، حالة توازن كيميائي، أو توازن مع البيئة، ويستمر هذا التوازن ما لم يحدث شيء لتغيير النظام.
السُميّة
السمية خاصية كيميائية تكشف مدى سُميّة أي مادة، ويتم قياس السمية عن طريق اختبار مادة لها خاصية كيميائية سامة، مثل: الرصاص، وغاز الكلور، وحمض الهيدروفلوريك، والزئبق، على كائن حي، وقياس تأثير هذه المادة، من خلال ملاحظة مدى الضرر إلى كائن حي، ومدى سرعة حدوث ذلك الضرر، على سبيل المثال: الرصاص مادة سامة يمكن أن تسبب ضررًا لبعض أعضاء جسم الكائن الحي مثل العظام والقلب والكلى والجهاز العصبي والتناسلي.
القدرة على التأكسد
خاصية كيميائية تؤدي إلى تغيير في عدد أكسدة مادة ما، من خلال اكتساب الأكسجين، أو فقدان الهيدروجين، أو فقدان بعض الإلكترونات. أمثلة على الأكسدة: (يتسارع صدأ الحديد والصلب المصنوع من الحديد عندما يقترن بالأكسجين النقي، يتغير لون التفاح إلى البني عند تركه بعد اللدغ، والصدأ الذي يؤثر على أجزاء من السيارة، وصدأ العملات المعدنية)، والصدأ؛ هو نوع من التآكل.
حرارة الاحتراق
تكشف هذه الخاصية الكيميائية مقدار الطاقة التي يتم إطلاقها عند حرق مادة معينة بالأكسجين، عندما تخضع مادة عضوية تفاعل احتراق مع الأكسجين، مما يؤدي إلى التفاعل: (ثاني أكسيد الكربون، الماء)، وبالتالي ينبعث منها الحرارة، وأمثلة على هذه الخاصية الكيميائية: (كمية الحرارة الناتجة عن حرق أنواع مختلفة من الوقود، والسعرات الحرارية التي يتم تحويلها إلى طاقة داخل جسم الكائن الحي)، وليس فقط المركبات العضوية التي تخضع للاحتراق، بل تخضع المعادن أيضًا للاحتراق، مثل معدن المغنيسيوم الذي يتفاعل مع الأوكسين لكيّ ينتج أكسيد المغنيسيوم، وكل مادة من المواد المختلفة لها درجة حرارة الاحتراق الخاصة بها.
هل يمكن عكس التغيير الكيميائي؟
التغيير الكيميائي؛ هو تغيير في شكل المادة ناتج عن تفاعل، معظم التغييرات الكيميائية لا رجوع فيها تمامًا، على سبيل المثال إذا قمت بحرق بعض الخشب، فلا يوجد تغيير كيميائي يمكنه إعادة الرماد إلى حالته السابقة مرة أخرى، وإذا طهيت بيضة، لا يمكنك إعادتها لتكمل نموها وتصبح دجاجة ذات يوم، ومع ذلك، هناك بعض التفاعلات الكيميائية التي يمكن عكسها، على سبيل المثال: التغيير الكيميائي الذي ينتج الماء عن طريق الجمع بين الهيدروجين والأكسجين، يمكنك عكس بتفاعل كيميائي آخر، واستبداله مرة أخرى، وعلى الرغم من أن تمزيق الورق قد تم تغييره ماديًا (أي أنه يغير شكل المادة وليس هويتها)، إلا أنه لا يمكن إعادتها كما كانت.
التغيرات الكيميائية الناتجة عن صدأ الحديد
التغيرات الكيميائية الحية
إنها فئة من التغيرات الكيميائية العضوية، ولكن الاختلاف هو أن التغيرات (البيوكيميائية) تحدث في الكائنات الحية، ومن أمثلة التغيرات البيوكيميائية: الهضم، والتمثيل الضوئي، والتنفس الخلوي.
التغييرات الكيميائية غير العضوية
إنها تفاعلات كيميائية لا تحتوي على الكربون، وعادةً تكون في المختبر، لكنها تظهر أحيانًا في العالم من حولنا، مثل صدأ الحديد، وتفاعلات القاعدة الحمضية، وتفاعلات الأكسدة والاختزال، وانفجار الألعاب النارية.
التغييرات الكيميائية العضوية
هي تفاعلات كيميائية تشتمل على مركبات عضوية، تحتوي على الكربون والهيدروجين، على سبيل المثال: صنع البنزين من البترول، وصنع الأسبرين، وصنع النايلون، ومعظم البوليمرات.
الفرق بين الخواص الفيزيائية والكيميائية للمادة
تنقسم خواص المواد إلى فئتين، الخصائص الفيزيائية، والخصائص الكيميائية، والفرق الرئيسي بينهما هو أنه يمكن ملاحظة الخواص الفيزيائية للمادة دون تغيير تركيبها الكيميائي، في حين أن الخواص الكيميائية للمادة لا يمكن إلا أن تكون لوحظ من خلال تغيير هويته، عن طريق تغيير تركيبته الكيميائية، بالإضافة إلى بعض الاختلافات الأخرى بين الخواص الفيزيائية والكيميائية وهي:
| من حيث التعريف | الخصائص الكيميائية هي الخصائص التي يمكن قياسها عن طريق تغيير التركيب الكيميائي للمادة. | الخصائص الفيزيائية هي الخصائص التي يمكن تمييزها بصريًا دون تغيير التركيب الكيميائي للمادة. |
| من حيث الروابط الكيميائي | الخواص الكيميائية لها علاقة مباشرة بالروابط الكيميائية. | الخواص الفيزيائية لا ترتبط مباشرة بالروابط الكيميائية للمادة. |
| من حيث كمية المادة | الخواص الكيميائية لا تعتمد على كمية المادة. | الخصائص الفيزيائية قد تعتمد أو لا تعتمد على كمية المادة. |
| من حيث الصيغة الكيميائية | الخواص الكيميائية تتغير صيغته مثلا: (حديد الحديد)، فعندما يخضع للأكسدة وهي خاصية كيميائية، فإنه يتحول إلى شيء آخر تماما، وتتغير صيغته الكيميائية، فتصبح هيدروكسيد الحديد III، أو Fe (OH) 3. | الخواص الفيزيائية تركيبته الكيميائية مستقرة ولا تتغير، فمثلاً (ماء H2O) يحتفظ الماء بنفس الصيغة الكيميائية بجميع أشكالها الفيزيائية المختلفة؛ سواء كانت صلبة أو سائلة أو غازية. |
حالات المادة الكيميائية
الحالة السائلة
على عكس المواد الموجودة في الحالة الصلبة، فإن المادة في الحالة السائلة لها بنية غير مستقرة، بحيث تتحرك جزيئاتها بالنسبة لبعضها البعض، ولا تبقى الجزيئات في نفس المكان باستمرار، لذلك على سبيل المثال، يمكن إدخال اليد في الماء بسهولة (لأنه في حالة سائلة)، ومع ذلك، فإن المسافات بين جزيئات السائل صغيرة، ولكن بدرجة أقل من تلك الموجودة في المادة الصلبة، أيضًا، المواد في الحالة السائلة لها شكل غير متحكم فيه أو ثابت، لأنها تأخذ شكل الحاوية التي تحتوي عليها أو تتدفق على سطح، ومع ذلك، مثل المواد الصلبة، فإن السوائل لها حجم متحكم به وثابت عند ضغط ودرجة حرارة ثابتين.
الحالة الغازية
المواد في الحالة الغازية تشبه المواد السائلة فقط في عدم انضباط شكلها، حيث تأخذ المواد الغازية أيضًا شكل الحاوية التي تحتوي عليها، لكن حجمه غير متحكم فيه، بحيث يتغير حجمه من ضغط ودرجة حرارة ثابتين، لذلك عندما تفتح زجاجة تحتوي على هواء على سبيل المثال، أو أي غاز (الهواء مادة في الحالة الغازية)، يخرج الهواء أو الغاز على الفور من الزجاجة، وأيضاً، هناك مسافات واسعة بين جزيئات المادة الغازية، حيث إن الجزيئات متباعدة عن بعضها البعض، وبالنسبة لاستقرار الهيكل، فإن المواد الغازية لها بنية غير مستقرة وغير محددة، حيث تتحرك الجزيئات بحرية.
مواد الحالة الصلبة
في الحالة الصلبة لها بنية ثابتة غير مرنة، حيث لا تتحرك جزيئاتها بعيدًا عن بعضها البعض، لذلك لا يمكن تمرير مادة عبر مادة أخرى في الحالة الصلبة مثل تمرير اليد عبر جدار دون كسره أو ثقبه. أيضًا، جزيئات المواد في الحالة الصلبة قريبة جدًا من بعضها البعض، أي أن المسافات بينها صغيرة جدًا، أما بالنسبة للشكل والحجم، فإن المواد الصلبة لها شكل متحكم فيه لا يتدفق ولا يتغير عند النقل، كما أنها ذات حجم متحكم به وثابت عندما يكون الضغط ودرجة الحرارة ثابتين.
حالات المادة غير الكلاسيكية
المعروفة أيضًا باسم حالات المادة غير النيوتونية، هي حالات من المادة تشبه إلى حدٍ ما الحالات السابقة للمادة الأساسية، ولكن قد يكون لها خصائص أكثر من واحدة منها، ولا تتصرف بشكل مشابه لحالات المادة الأساسية، أو لا تطبق بدقة خصائص حالة معينة من الحالات الكلاسيكية، وعلى سبيل المثال، “معجون الأسنان” يجمع بين بعض خصائص الحالة الصلبة والحالة السائلة، ولا يتدفق على الأسطح مثل السوائل، ولا يحتوي على بنية ثابتة تمامًا مثل المواد الصلبة (يمكن للأشياء أن تمر من خلاله)، لذلك فهو مصنف باعتباره “سائلًا غير نيوتوني”، لأنه لا يتصرف مثل السوائل التقليدية، ولكنه يجمع بين خصائص السوائل والمواد الصلبة.
حالات المادة الأخرى
على الرغم من أن الحالات الكلاسيكية وغير الكلاسيكية للمادة تمثل معظم الحالات المرئية للمادة، وتقريبًا جميع حالات المادة على الأرض، إلا أن هناك حالات أخرى يمكن الوصول إليها عن طريق التسخين إلى درجات حرارة عالية للغاية (مثل الكواكب والمواد القريبة من قلب أو نوى النجوم الكبيرة المفردة في الثقوب السوداء والمادة الأساسية في الانفجار الكبير)، أو عند التبريد إلى درجات حرارة منخفضة للغاية (قريبة من الصفر المطلق – صفر كلفن)، كما في حالة السوائل الفائقة والمواد التي تصل إلى مكثف بوز-آينشتاين والفرميونات المكثفة بشكل عام، وهناك أيضًا حالات مقترحة أخرى للمادة وفقًا للعديد من النظريات والتنبؤات الفيزيائية مثل المواد الصلبة الفائقة، والطبقات الفائقة والمادة المظلمة.
أسئلة شائعة
ما هي خواص المادة الكيميائية؟
تتميز خواص المواد الكيميائية أنها ذات خصائص مختلفة وفقاً للحالات التي توجد عليها المادة الكيميائية في الطبيعة، لذا يوجد الكثير من الخصائص التي تختلف من حيث الكثافة، والرائحة، ودرجات الغليان، واللون، والتجمد، والشكل والتحديد، والانصهار.
من أمثلة التغيرات الكيميائية تعفن الخبز؟
يعد تعفن الخبز من ضمن التغيرات الكيميائية التي تنتج عن تأثير أحد أنواع الفطريات التي تتغذى على المواد الغذائية الموجودة في الخبز، فيما تتكاثر فطريات عفن الخبز بطريقة يطلق عليها الأبواغ، وتعد من الكائنات الحية الدقيقة المجهرية التي لها وجود في كل مكان، كما تتكاثر على جزيئات الطعام أو في البيئات الرطبة.
