جدول المحتويات
المادة الكيميائية
تعرف المادة الكيميائية على أنها أي مادة تحمل تركيباً كيميائياً محدد، ومن الأمثلة على مواد كيميائية الماء، وملح الطعام، والكسر، وبشكلٍ عام تتواجد المواد على شكل مواد صلبة، وسائلة، وغازية، ويمكن لها أن تتحول من شكل إلى آخر بتأثير التغيرات الحاصلة في الحرارة والضغط.
المادة الكيميائية وخواصها
الخواص الكيميائية
يصف مصطلح الخواص الكيميائية سلوك المواد عند تعرضها إلى التغييرات أو التفاعلات الكيميائية، حيث يمكن مشاهدتها خلال أو بعد انتهاء هذه التفاعلات، وذلك لأنَّ الخواص الكيميائية تساعد المادة الكيميائية على التحول إلى مادة أخرى، كما تصف كيف تتفاعل المادة الكيميائية مع المواد الأخرى، وبالتالي يمكن دراسة هذه الخواص من خلال هذه التفاعلات.
أمثلة على خواص المادة الكيميائية
- السمية: تعتبر هذه الخاصية غاية في الهمية حيث أنها تخبرنا عن التأثيرات الخطيرة ومدى الأضرار التي قد تسببها المادة للكائنات سواء كانت نباتات أو حيوانات، وغيرها، وكذلك مدى تأثيرها على الخلايا والأعضاء، ومن الأمثلة على هذه المواد: الزئبق، والرصاص، وأنواع مختلفة من الأحماض، وحتى المنظفات المنزلية كتلك المحتوية على الأمونيا.
- القابلية على الاشتعال: وهو مقياس لقدرة المادة على الاشتعال والاحتراق، حيث يقوم العلماء بإجراء تجارب لتحديد مدى سهولة أو صعوبة احتراق المواد.
- التفاعلية: هي قابلية المادة على التفاعل الكيميائي إما مع نفسها أو مع المواد الأخرى، وإنتاجها للطاقة.
- الحامضية والقاعدية: الحامضية تصف قدرة المركب على إعطاء H+ أو كما يعرف باسم أيون الهيدروجين أو البروتون، أما القاعدية فتصف قدرة المركب على اكتساب أيون الهيدروجين.
- الثبات الكيميائي تحت ظروف محددة: يستخدم هذا المصطلح للتعبير عن درجة الثبات والاستقرار للنظام الكيميائي عندما يكون في أدنى مستويات الطاقة، أي عندما يكون في حالة من التوازن الكيميائي مع البيئة المحيطة.
- حرارة الاحتراق: تعبر هذه الخاصية عن كمية الطاقة التي تطلقها المادة على شكل حرارة عند حرقها بوجود الأكسجين.
- النشاط الإشعاعي: يعبر عن كمية الإشعاع المنبعثة من الذرة ذات نواة غير مستقرة، وبحسب الجدول الدوري للعناصر، فإن تلك العناصر ذات النظائر غير المستقرة تعتبر عناصر مشعة.
- القابلية على التأكسد: يحدث ذلك من خلال اكتساب المادة للأكسجين، وخسارتها للهيدروجين أو الإلكترونات، والذي يؤدي إلى تغير في رقم التأكسد الخاص بالمادة، ومن الأمثلة على ذلك عن تعرض الحديد للصدأ، أو عند تحول لون التفاحة إلى البني عند قضمها.
- المحتوى الحراري أو الانثالبية: يعتبر هذا المصطلح عن الحرارة المصاحبة عند تكون المادة الكيميائية، حيث أن الحرارة في هذه الحالة قد يتم امتصاصها أو إطلاقها، وهذه الخاصية مهم جداً حيث أنها تظهر مدى ثبات المركب وتفاعلاته.
- أنواع الروابط الكيميائية التي تشكلها.
- عمر النصف: يعني هذا المصطلح مقدار الزمن اللازم لتحلل نصف كمية المادة الأصلية، وهذه الخاصية مهمة لدراسات الكيمياء النووية، والفيزياء النووية من أجل حساب الزمن اللازم لتحلل نصف كمية الذرة المشعة غير المستقرة للعينات عبر عملية التحلل الإشعاعي.
- العدد التناسقي: وهو يعبر عن عدد الذرات المرتبطة بالذرة المركزية في المركب.
خواص المادة الكيميائية
ماهي الخواص الكيميائية العامه
يعرف التفاعل أو التغير الكيميائي بأنه العملية التي يتم فيها تغيير المادة إلى مادة أخرى مما يؤدي إلى حدوث تغير في خصائص المادة. والتغير في خصائص المادة يتم من خلال عملية تسمى التفاعل الكيميائي.
ما هي الخواص الكيميائية العامة؟
- القابلية للاشتعال.
- السُميّة.
- حرارة الاحتراق.
- قيمة الأس الهيدروجيني.
- معدل الانحلال الإشعاعي.
- الاستقرار الكيميائي.
ولمعرفة ما إذا كان هذا التفاعل كيميائي أو تفاعل فيزيائي، يجب أن يَنتُج من التفاعل مادة جديدة تختلف كلياً عن المواد الداخلة في التفاعل، مثل عملية الصدأ التي تُشكّل تغيراً كيميائياً لأن الصدأ مادة تختلف كلياً عن الحديد والأكسجين الموجود في الماء قبل تكوين الصدأ، ومن الأمثلة الأخرى أيضاً انفجار مادة النيتروجليسرين الذي يعد تغيراً كيميائياً لأن الغازات التي تنبعث منها تختلف عن المادة الأصلية. ومن أشهر وأسهل العمليات الكيميائية أيضاً عملية طبخ الطعام وهضمه أو تعفنه، الأمر الذي ينتج عنه مادة جديدة تختلف عن المادة الأساسية.
الماء
يعد الماء مادة كيميائية لها الصيغة الكيميائية H2O، وكل جزيء من الماء يحتوي على ذرتين من عنصر الهيدروجين، ويرتبط برابطة تساهمية بذرة أكسجين واحدة. يدخل الماء في أغلب احتياجاتنا اليومية مثل الشرب والاستحمام والطبخ والكثير من الأعمال الأخرى، ويشكّل الماء 65% من جسم الإنسان والماء ضروري جداً للبقاء على قيد الحياة.
إذا أخذت لمحة عن الأرض من الفضاء ستراها باللون الأزرق، وذلك لأنّ الجزء الأكبر من الأرض مغطى بالماء.
يعد الماء مذيب جيد لكثير من المواد، وهو بطبيعته متذبذب، أي يمكن أن يسلك الماء في بعض التفاعلات سلوك الحمض أو القاعدة.
مثال:
السلوك الحمضي: H2O (l) + NH3 (aq) ⇌ NH + 4 (aq) + OH− (aq)
السلوك القاعدي: H2O (l) + H2S (aq) ⇌ H3O + (aq) + HS− (aq)
في عملية البناء الضوئي يتم تأكسد الماء ويتحول إلى الاكسجين.
الاشتعال خاصية كيميائية
هل الاشتعال خاصية كيميائية؟ الجواب هو نعم؛ تعد خاصية الاشتعال إحدى الخصائص الكيميائية للمادة، ولمعرفة ما إذا كانت المادة قابلة للاشتعال، ما علينا سوى اختبار المادة بالحرارة ورؤية التفاعل الذي سينجم نتيجة التعرّض للحرارة، وفي حال اشتعال المادة وظهور مادة جديدة ناتجة من عملية الاشتعال، يتم إجراء اختبار قابلية المادة الجديدة على الاشتعال من خلال التجربة على عينة صغيرة من المادة وتعريضها للّهب عبر وضعه اسفل العينة، أو يمكن القيام بتسخين العينة بشكل مباشر لمعرفة ما إذا كان لديها القابلية للاشتعال وظهور مادة جديدة. من خلال هذه التجربة يمكن معرفة درجة حرارة الاشتعال ونواتج الاشتعال الثانوية وكذلك القابلية للاشتعال.
مثال على خاصية الاشتعال
اشتعال سبائك المغنيسيوم: تعد سبائك المغنيسيوم مواد هيكلية خفيفة الوزن تستخدم في صنع الطائرات بسبب كثافتها المنخفضة ومتانتها العالية وصلابتها، وتمتاز أيضاً بقدرتها على امتصاص الاهتزازات وفعالية التدرع الكهرومغناطيسي. يمكن أن يجلب استخدام سبائك المغنيسيوم في صناعة الطيران فوائد كثيرة، من أهمها إنقاص الوزن وتحسين التنقل وسعة النقل وتقليل تكلفة النقل،
ولكن يوجد بعض المعوقات في استخدام سبائك المغنيسيوم في صناعة الطائرات بسبب ضعف مقاومة التآكل، وسرعة إشتعال سبائك المغنيسيوم عن طريق الشرر الناتج عن الاحتكاك، إضافةً إلى إمكانية الانفجار عند درجة حرارة الغرفة، ويجدر بالذكر أنّه عند اشتعال سبائك المغنيسيوم ينتشر اللهب بسرعة ولا يمكن إخماده باستخدام طفايات الحريق الموجودة في الطائرات. لقد قامت ادارة الطيران الفيدرالية برفع الحظر عن استخدام سبائك المغنيسيوم غير القابلة للاشتعال، ولكن يجب التأكد وعمل بعض الاختبارات لمعرفة ما إذا كانت سبائك المغنيسيوم المستخدمة قابلة للاشتعال أم لا.
استخدامات خواص المادة الكيميائية
- تساعد خواص المادة الكيميائية العلماء على تصنيف المواد.
- التعرف على المواد الكيميائية المجهولة، وتنقية المواد من الشوائب.
- تساعد دراسة الخواص الكيميائية للمادة الكيميائيين على التنبؤ بأنواع التفاعلات الكيميائية التي يمكن أن تقوم بها المواد.
- تساعد معرفة الخواص الكيميائية للمواد على وضع تحذيرات وتعليمات خاصة على عبوات المواد الكيميائية لتحذير المستخدمين لها، وذلك لأنه هذه الخواص غير ظاهرة بالعين المجردة، ومنها قابلية المادة للإشتعال، والسمية وغيرها.
