تطور علم الكيمياء

درس في الكيمياء الى غير المختصين !

تطور علم الكيمياء


في بداية القرن الثامن عشر, بدا علم الكيمياء بالتطور , وظهرت مصطلحات عديدة لهذا العلم, كما انه تفرع الى فروع عديدة , مثال ذلك : الكيمياء العضوية وغير العضوية والتحليلية والفيزيائية والحياتية والنووية , ثم تكونت فروعاً لكل نوع من تلك الأنواع ,..وهكذا تشعب هذا العلم واتسع وصار يشمل كل مرافق الحياة,..فظهرت الكيمياء الصناعية التي وفرت كافة المنتجات الكيميائية التي دخلت حياتنا العصرية وصرنا لا نستغني عن اي منها مثل الصابون والأصباغ والعطور والروائح وادوات الزينة على اختلاف انواعها ,..ومن منا لا يتذكرالأموال الطائلة التي تصرف على هذه الصناعات والتي تفوق ميزانية التسلح في الدول الكبرى!
*****
المصطلاحات المستخدمة في علم الكيمياء /
لنبدأ الآن بشرح مفاهيم بعض المصطلحات الكيميائية بشكل مبسط, حتى اذا ما ورد اي مصطلح من تلك المصطلحات خلال سـرد اي موضوع كيميائي ,..فسوف لا يسبب للقارئ اية صعوبة ويستوعب العبارة العلمية بشكل مبسط بعيداً عن التعقيد !
1- المادة / كل شيئ يشغل حيزاً من الفراغ وتشعر به حواسنا وله وزن وصلابة .
2- الطاقة / القدرة على عمل شغل مثل الحرارة والضوء والكهرباء .
3- العنصر / هو ابسط تكوين للمادة ويمتاز بتشابه ذراته , وتوجد في الطبيعة ما يزيد على 106 عنصراً تختلف عن بعضها بالعدد الذري والعدد الكتلي ( الوزني) مثل عنصر الهيدروجين والحديد والذهب واليورانيوم.
4- المركب / يتكون من عنصرين او اكثر ويختلف في خواصه عن العناصر التي تكونت منها ,.. ولا يمكن فصل مكوناته بسهولة , اي الا بطرق معقدة , فالماء مركب من الهيدروجين والأكسجين وهما مرتبطان برابطة كيميائية لا يمكن تكسيرها الا بتحلل الماء كهربائياً في جهاز التحليل .
كما توجد مركبات ناتجة من اتحاد عناصر مشحونة بشحنات متضادة , اي ما يسمى بالآيونات الموجبة والآيونات السالبة ,..والمركبات الناتجة منها تسمى بالمركبات الآيونية , كما في تكوين كلوريد الفضة .
كذلك ملح الطعام, حيث يتكون من عنصر الصوديوم وعنصر الكلور, فأذا رمينا قطعة صغيرة من الصوديوم في انبوبة اختبار تحوي على غاز الكلور ( وهو غاز سام لذا يستوجب اجراء التجربة في الخزانة الحاوية على ساحبة كهربائية , ورفع غطاء الأنبوبة بسرعة ورمي قطعة الصوديوم فيها ), فأننا سنلاحظ تكون ضباب سرعان ما يترسب في قعر الأنبوبة على هيئة بلورات بيضاء يمكن تذوقها فهي ملح الطعام العادي كالذي نستعمله على الموائد, ويطلق عليه علمياً بكلوريد الصوديوم !
ولو امعنا في العناصرالتي تكون منها الملح , لوجدنا احدها ( وهو الصوديوم ), حارق اذا لمـس باليد, والآخر عنصر ( الكلور), وهو سـام اذا ما استنشقت منه بشكل مباشـر,..والمادة المتكونة لا تحتوي على اي من خواص المواد التي تكون منها ,..كما ان اعادة ملح الطعام الى عناصره الأولية يحتاج لطرق كيميائية صعبة !
5- الخليط / يتكون الخليط من مـزج عنصرين او مركبين او اكثر وتكوين مادة جديدة بحيث يحافظ كل من مكوناته على صفاته الأولية , ويمكن اعادة الخليط الى مكوناته الأصلية بطرق كيمياوية بسيطة !..كما في الأمثلة الآتية :
ماء البحر, حسث انه مزيج من الماء الذي يعتبر (مركب) مع العديد من املاح العناصر المختلفة ,..وبالأمكان بطريقة التقطير فصل الماء عن باقي المكونات.
كذلك خليط الرمل مع برادة الحديد يمكن فصلهما بأستخدام المغناطيس الذي يجذب برادة الحديد ويترك الرمل !
كما ان مـزج السكر والملح الناعم يكونان خليطاً ,..ولكن هل تعرف طريقة لفصلهما ؟..واذاعجزت عن الجواب , فأسأل اي مختص في الكيمياء او الأنتظار الى نهاية الحلقة الأخيرة المحتوية على العديد من الأسئلة واجوبتها!
6- الآيون / هو ذرة فقدت او اكتسبت الكترون واحد او اكثر , وتكون موجبة اذافقدت وسالبة اذا اكتسبت.

7- الفلز / هو عنصر, واذا ما فقد احداً او عدداً من الكتروناته ,..فسيتحول الى آيون موجب, اما اذا اكتسب الكتوناً او اكثر فسيتحول الى آيون سالب , وكلا الآيونين اذا ما توفر لهما الظرف فسيتحدان مكونين مركباً متعادلاً.
8- عدد التأكسد / يساوي عدد الألكترونات المكتسبة او المفقودة اثناء التفاعل الكيميائي , وتدل العلامة الموجبة فوق رمز الذرة على فقدان الألكترونات و العلامة السالبة على اكتساب الألكترونات , والرقم فوق العنصر بجانب العلامة الحسابية , اي ( + او - ) يدل على عدد الألكترونات المكتسبة او المفقودة اثناء التفاعل الكيميائي .
9- التكافؤ / مقدرة الذرة على الأتحاد بذرات اخرى , وقد اشتقت كلمة التكافؤ من الكلمة اليونانية التي تعني النشاط. كما ان تكافؤ اي عنصر يساوي عدد ذرات الهيدرجين التي يمكن ان تتحد معه, او نصف عدد ذرات الأكسجين المتحدة مع ذلك العنصر مباشرة او غير مباشرة.
10- الخواص الطبيعية والكيميائية للمادة / هناك طريقتان لتصنيف حالات المادة:
اولاً : الحالة الفيزيائية , مثل كونها صلبة او سائلة او غازية .
ثانياً : الحالة الكيميائية , مثل كونها عنصر او مركب او خليط.
*****
لـمـاذا الـكـمـيـاء؟.....الكثير من الدارسين لعلم الكيمياء عاجزون عن استيعاب الأسس العامة لهذا الفرع من العلوم الذي دخل في نمط حياتنا ,..فلو تمعن اي فرد منا لما حوله فقط !... لوجد كل شيئ قد دخلته الكيمياء وساهمت في صناعته ,.. اذن لماذا يعزف العديد من الناس عن تفهم هذا العلم؟ .. وما هي المشكلة؟!.. هل هي في الكتاب المدرسي على مختلف مستوياته؟.. أم فيمن يهب المعلومة الكيميائية لمن يرغب بتعلمها , حيث قيل " التعليم عـلـم وفـن ".
منذ دراستي لهذا العلم في المتوسطة /السنة الثانية / والى يومنا هذا , صار ذهني مفعماً بافكار عديدة حول ما دونته اعلاه,..وقد شاء القدر ان يتوقف قطار العمر عند بوابة " دار وائل للنشرفي عمان " فيستقبلني صاحب الدار ويقترح علي افكاراً طالما حلمت بها وكنت تواقاً لتحقيقها, حيث طلب مني ان أعـد كتاباً مبسطاً لمواضيع اساسية بعلم الكيمياء يستطيع ان يفهمها كل شخص ويستمتع بقراءتها بعيداً عن كل تعقيد !
ان ما ارغب بتدوينه على صفحات واتا الغراء ليس لعرض العضلات, بل العكس صحيح,..حيث سأضع القارئ على ساحل بحر"عـلم الكيمياء", ليتمتع بعظمة هذا البحر اللجين, ويقرأ بمتعة كما يتمتع بقراءة اية قصة او رواية من دون اطناب! ..حيث ان استيعاب كل علم يعتمد على التبسيط والتدرج في المعلومة بأسلوب مـشـوق!
الحديث النبوي," تعلم العلم حتى ولو بالصين ", المقصود به وفق فهمي ,..السعي للخصول على المعلومة مهما كانت بعيد او صعبة المنال!
ما هو العلم ؟.. هو نتائج السلوك في الطبيعة, وقد تعلم النسان الكثيرمن الحقائق العلمية , وراح يعلمها لأولاده عملياً حيث لم يعرف في ذلك الوقت القراءة والكتابة, وراح الأبناء يطورون كل ما يتعلمونه من الآباء , ... وقد سميت هذه الطريقة " بـسـر الـمهـنـة".
لقد وهب الله الأنسان القدرة على التفكير والحدس , اي انه يتخيل الكثير من الحقائق العلمية من دون ان يراها,... فالسومريون قي بلاد الرافدين كانوا ينامون فوق سطوح المنزل ويبصرون النجوم تتلئلأ فوقهم فرسموا ابراجها واستوعبوا الكثير من الحقائق حولها من دون ان تكون لديهم في حينه ما هو متيسر لعلماء الفلك في وقتنا الحاضر.
وبمرور الزمن,.. ازدهرت صناعات عديدة في الأزمنة الغابرة واكتسب الأنسان مهارة في بعض الصناعات مثل الأصباغ والخزف ومواد التحنيط عند الفراعنة, والتي الى الآن نجهل الكثير من طرق صناعتها ,..كما ازدهرت صناعة الأقمشة والدباغة والمخللات والنبيذ ,..ولصـناعة النبيذ قصة واقعية اليك موجزها :
زار احد الملوك قريةً ,..فرحب به اهلها وقدموا له ما طاب من مأكولات وفواكه,..واعجب الملك بالعنب, وقال لهم لم اذق في حياتي اشهى من هذه الفاكهة!... فجمعوا له كل ما تحمله الكروم من عنب وقدموه هدية لجلالته,..فشكرهم ووهبهم المال الكثير وطلب منهم العناية بالكروم وسوف يحضر في الموسم القادم لينعم ورعيته بأكل العنب!
مـرً العام وحان الموسم ولم يحضر الملك ولم يرسل رسولاً لجلب الفاكهة التي احبها,..فأمـر شيخ القبيلة ان يحفظ ناتج تلك الفاكهة في قوارير مصنوعة من الفخار لحين وصول جلالة الملك او من ينوب عنه ,.. ومرت الأيام ,..وفي مطلع الربيع في السنة التالية مـرً الملك بتلك القرية وتذكر الفاكهة التي اعجبته ,..ولما سأل عنها, قيل له :
"حفظناها لكم في هذه القوارير , وان الموسم الجديد لم يحن الا بعد ثلاثة شهور!"...فطلب الملك تذوق المخزون في القارورة, وما ان تذوقها حتى زاد من شرب عصيرها وقـدمه لجماعته, ..وبعد فترة قصيرة دبً على وجوههم الفرح والسرور وراحوا يرقصون ويغنون , واهل القرية في عجب لما يشاهدون ,..وبعد ساعات فاق الملك وحاشيته من السكر, وعاد الى وقاره,..ثم طلب من شيخ القبيلة ان يخزن ناتج هذه الكروم في قواوير ثم يرسلها له ,..فهي اطيب واكثر متعة من اكلها وهي طرية ,..وهكذا اغوى الشيطان البشر ليخمر العنب ويحوله لشراب مسكر !
تفنن الأنسان بصنع العديد من المواد ليهلك بها نفسه وغيره من البشر, ..فبالرغم من ان الطبيعة زاخرة بشتى المواد والنباتات المفيدة, الا ان بعض الناس سولت لهم انفسهم لأستخدام تلك المواد للضر ولأغراض شريرة,..فمن منا من لم يسمع بجائزة نوبل للسلام ,..فمن هو نوبل ,..وما قصة هذه الجائزة؟
نوبل,..عالم كيميائي سويدي , اكتشف الديناميت والبارود المستخدم في التفجير وصناعة الطلقات النارية المستخدمة في البنادق والمدفعية! ..فأدى هذا الأكتشاف الى هلاك الملايين من البشلر والحيوانات وتهديم المدن,.. فأسف على ما اقترفه عقله بسبب صناعة المواد الفتاكة,..ورصد قبل وفاته مبلغ جسيم خصص ريعه لكل عالم يسعى لـنشرالسلم ومنع الحروب وينبغ في اختراع مفيد لعموم البشر!
ومن المؤسف تولد فكرة اسوء,كما قال الشاعر العراقي :" دكتورجرح الأولي عوفه..جرح الجديد عيونك تشوفه!", حيث تم اكتشاف القوة الهائلة الكامنة في الذرة , فقد سعى العلماء في البداية الى ترويض تلك الطاقة لأغراض سلمية , الا ان امريكا استخدمتها في صناعة القنبلة الذرية ورمتها على مدينة "هيروشيما" في اليابان قبل نهاية الحرب العالمية الثانية , تبعتها بقنبلة اخرى على " ناكازي", مما ادى الى استسلام اليابان بدون قيد ولا شرط !
لا اريد ان ازرع في ذهن القارئ الخوف من البحث العلمي,.. وليتذكر كم من المخترعات انقذت البشرية من امراض فتاكة مثل الملاريا و التيفوئيد والسل والسطان ,... وتمكن العلم من ايجاد عقاقير قضت على العديد من تلك الأمراض , ولقد ظهرت في منتصف القرن السابق امراض اخرى بشكل وباء مثل الأيدز وانفلونزا الطيور وجنون البقر وانفلونزا الخنازير,..ومن يدري ما يخبأه لنا الزمن من امراض اخرى, ..فشمـر العلماء عن سواعدهم في البحث عن عقار يشفي او يمنع الأصابة بمثل تلك الأمراض , ..وقانا الله واياكم منها!
ازدهرت العلوم في في عـهد الدولة العباسية ,..وتأسست اول جامعة في العالم في بغداد ,..مازالت أثارها شامخة تطل على نهر دجلة الخير الخالد , الا وهي جامعة الـمـستنصرية ,..ولست هنا بصدد تدوين منجزات تلك الجامعة من معارف انتشرت في كافة ارجاء اوربا ,..وما زالت جامعاتها تكتنز المصادر القيمة لتلك العلوم وتعترف بفضل العلماء العرب في التطور العلمي الذي ازدهر في ربوعها وتطور تطوراً مدهشاً ,..ومع الأسف تركناه لنجتر ما تركه لنا الأجداد من دون ان نتعب انفسنا بتطويره ,.. وصرنا نستجدي منهم المعلومة ,.. ولكن هـل ينفع الندم؟
قال الشاعر,..دع كل شيئ للصدف ..كم من صدفة جلبت لنا التحف !.., الا ان الصدفة التي يتمخض عنها ما هو مفيد ان لم يتمعن المرئ في التحري عنه وتطويره يظل بلا اهمية,..فالعمل في الأبحاث الكيميائية تمخض عنها اكتشافات حولت اصحابها من خط الفقر الى عالم الملايين ,.. ومثال لذلك الحدوثة التالية :
كان احد الباحثين في المانيا يجري بعض التفاعلات الكيميائية على املاح الحديد مع بعض المحاليل لأملاح الأخرى لدراسة تأثير آيوناتها على التفاعل ,..وكانت جميع المحاليل عديمة اللون , اي انها كلون الماء,.. وبعد ان انتهى من التجربة ودون نتائج بحثه,.. جلب قطعة من القماش الأبيض ومسح بها مكان عمله ورمى قطعة القماش المتسخة بالمحاليل في سلة المهملات, ومن حسن حظه سـقوطها على حافة السلة ,..وفي اليوم التالي دخل المختبر, واراد رمي محتويات سلة المهملات,..ولاحظ تلون قطعة القماش التي مـسـح فيها الطاولة قد تلونت باللون الأحمر!! .. فأستغرب ودون هذه الملاحظة , وراح يستذكر المواد التي استخدمها,.. فأعاد خلطها, وعلى الفور تكون لديه محلول مشابه للون قطعة القماش التي مسح فيها الطاولة!... وراح يجرب الى ان علمً , علم اليقين توصله الى اكتشاف الواناً من محاليل الأملاح , واعلن اختراعه بتركيب الألوان الصناعية , حيث لم تكن في ذلك الوقت اصباغاً صناعية , فجميع الأصباغ التي كانت مستخدمة آنذاك مستخرجة من النباتات,..واصبح ذلك العالم من اغنياء العالم!