رحلة الكون عبر الزمان(13) كيف نقسم الأشياء إلى أنواع

سامح سعيد عبود

الحوار المتمدن-العدد: 2694 - 2009 / 7 / 1 - 09:05
المحور: مواضيع وابحاث سياسية
    

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 أولية ، 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 الذى وضع أسسه ماندليف، 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.
الجدول الدورى للعناصر
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.
(ا) 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.
(ب) 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.
(ج) 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.
(د) 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.
(ه) 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 .

#سامح_سعيد_عبود (هاشتاغ)      

---

ترجم الموضوع إلى لغات أخرى - Translate the topic into other languages

---

الحوار المتمدن مشروع تطوعي مستقل يسعى لنشر قيم الحرية، العدالة الاجتماعية، والمساواة في العالم العربي. ولضمان استمراره واستقلاليته، يعتمد بشكل كامل على دعمكم. ساهم/ي معنا! بدعمكم بمبلغ 10 دولارات سنويًا أو أكثر حسب إمكانياتكم، تساهمون في استمرار هذا المنبر الحر والمستقل، ليبقى صوتًا قويًا للفكر اليساري والتقدمي، انقر هنا للاطلاع على معلومات التحويل والمشاركة في دعم هذا المشروع.
 

كيف تدعم-ين الحوار المتمدن واليسار والعلمانية على الانترنت؟

تابعونا على:

الفيسبوك

التويتر

اليوتيوب

RSS

الانستغرام

لينكدإن

تيلكرام

بنترست

تمبلر

بلوكر

فليبورد

الموبايل