وحمض هيدروكسيد األمونيوم في قوارير مخبرية )منها مركبات كيميائية( مضاءة بعدة ألوانالنيتريك

,م+ي( فيكيمياء ,ك ,م4ي3( وهو الشجاع، و)الم.ت هى في األصل كلمة عربية مثل السيمياء، مأخوذة من )الكم4يت كذلك ألن الكيمياءيين القدماء كانوا يحتفظون +ر بالدرع والبيضة، وس. سالحه أي المتغطي المتست

بمعلوماتهم سرية عن اآلخرين، وتعنى كمصطلح: العلم الذى يدرس المادة وتفاعالتها وعالقاتها بالطاقة. , فإن الكيميائين غالبا ماذراتونظرا لتعدد وإختالف حاالت المادة, والتى عادة ما تكون في شكل

يقوموا بدراسة كيفية تفاعل الذرات لتكوين الجزيئات وكيفية تفاعل الجزيئات مع بعضها البعض.

)التركيب والخواص والبناء( والتحوالتوالمواد الكيميائية العناصر الكيميائيةوالكيمياء هو علم يدرس (.التفاعالت الكيميائيةالمتبادلة فيما بينها )

تقسم الكيمياء إلى عدة فروع رئيسية: تنقسم الكيمياء بصفة عامة إلى عدة فروع رئيسية. كما يوجدأيضا تفرعات لهذه الفروع, وموضوعات ذات تخصص أكبر داخل هذه الفروع.

الكيمياء التحليليةهى تحليل عينات من المادة لمعرفة التركيب الكيميائى لها وكيفية بنائها.

الكيمياء الحيويةهى دراسة المواد الكيميائية, والتفاعالت الكيميائية التى تحدث في الكائنات الحية.

الكيمياء غير العضوية هى دراسة خواص وتفاعالت المركبات غير العضوية. وال يوجد هناك حد واضح للتفريق بين الكيمياء العضوية وغير العضوية, كما أن هناك تداخل كبير بينهما, ويكون أهمه في فرع أخر

يسمى كيمياء الفلزات العضوية. كيمياء عضوية

هى دراسة تركيب, وخواص, وتفاعالت المركبات العضوية. الكيمياء الفيزيائية

هى دراسة األصل الفيزيائى للتفاعالت واألنظمة الكيميائية. ولمزيد من التحديد فإنها تدرس تغييريات حاالت الطاقة في التفاعالت الكيميائية. ومن الفروع التى تهم الكيميائيين

علم, الميكانيكا اإلحصائية, كيمياء الكم, الكيمياء الحركية, الكيمياء الحراريةالمتخصصين في . األطياف

تاريخية مقدمة

حاول اإلنسان عبر العصور أن يبحث في طبيعة العالم الذي من حوله، وذلك بدافع غريزة حب المعرفة،ومن خالل ذلك، تم الكثير من االكتشافات المهمة التي ساعدت على تطوير العلوم

والتكنولوجيا ومن ضمنها علم الكيمياء وهو علم يعنى بطبيعة المادة ومكوناتها، وكذلك بكيفية تفاعلm، وعلى هذا تكون وظيفة العالم الكيميائي األساسية هي معرفة أكبر المواد المختلفة مع بعضها بعضا

قدر ممكن من المعلومات عن طبيعة المادة التي أوجدها الله في هذا الكون.

بدايات علم الكيمياء.تعود بدايات علم الكيمياء إلى زمن موغل في القدم، فلقد أختلف في مكانm نشأته، قيل أن بداياته كانت في القرن الثالث قبل الميالد، كما أن الحضارات القديمة التي سادة كال من الصين والهند كانت تعتبر المعالجة الكيميائية)تغيير المواد بالسوائل الكيميائية( من بين ما يتقنونه

m وأن هذه المعرفة والبراعة انتشرتا غربا إلى إمبراطوريتي فارس ومصر القديمة حيث كان مهارة وحذقا دبغ الجلود وصناعة األصباغ ومستحضرات التجميل من بين الفنون التي مارسها المصريون، وتعتبر

اإلسكندرية المركز األول للكيمياء القديمة حيث تأثرت بفلسفة اإلغريق بعد قيام اإلسكندر األكبر بفتح ق.م(، حيث جذب إليها الكثير من اإلغريق فارتبطت مهارة المصريين مع نظريات اإلغريق322مصر )

مما أدى إلى ظهور أولئك الذين يمارسون الكيمياء، ونسب إليها أنها موطن البحث لهذا العلم الذي يحيل المعادن العادية إلى معادن ثمينة ويعيد الشباب إلى اإلنسان، وتزامن مع ظهور الكيمياء القديمة

ظهور التنجيم واختلط بها السحر كما سيطرت الرمزية على هذه الكيمياء في العصور الوسطىوأغرقها الغموض.

م( وال ريب أن أولئك الفاتحين642مساهمة العرب في تطوير الكيمياء. عندما فتح العرب مصر سنة) أسهموا بقدر} موفور في تطوير الكيمياء، حيث يعتبرون أول من اشتغل بالكيمياء كعلم له قواعده

وقوانينه، وذلك منذ القرن الثاني الهجري، وطبقوا إنتاجهم في الصيدلية بصفة خاصة . وما زال اإللتحام بين شتى المفاهيم لعلوم الكيمياء القديمة ينم عن اللفظ العربي نفسه مثل ) ألـ وخيمياء( وهو الشكلبت هذه الكلمة أو اإلغريقي الذي يطلق على مصر. كذلك أصل كلمة كحول وهو عربي بمعنى غول وغر3

(: ) ال فيها غول وال47حولت على اللغة الغربية بهذه الصفة. قال الله تعالي في سورة الصافات اآلية)m للغرب إبان القرون الوسطى وانتقلت هم عنها ينزفون(. و استمرت أصول الكيمياء العربية مرجعا

ترجمات أعمالهم إلى أوروبا في القرن الثاني عشر الميالدي والتي اشتهرت بعد أن وصل الفتح العربي م( يحمل معه المعارف العربية. وفي الجامعات العربية ببرشلونة وطليطلة تعلم711إلى األندلس سنة)

طالبوا العلم من جميع أنحاء أوروبا فن الكيمياء.

الكيمياء الحديثة. يرجع تاريخ الكيمياء الحديثة إلى القرن السابع عشر الميالدي بأبحاث )بويل( الذي قسم األجسام إلى مواد أولية) عناصر ومركبات و مخاليط( و تلت أبحاث )بالك، والفوازيية(عن

االحتراق والتأكسد ثم)برتلي( الذي اكتشف األكسجين في الهواء ، ثم)كافندش( الذي اكتشف تكوين الماء ثم )دالتون( الذي وضع النظرية الذرية عن تكون المادة وتعر3ف الكيمياء الحديثة بأنها:- علم طبيعي في تكوين المادة والتغييرات التي تحدث فيها تحت تغييرات مختلفة تفقد الجسم مظهره

الخاص وصفاته التي يتميز بها، إذ تتبدل مادته بأخرى ذات خواص وصفات جديدة وتوصف مظاهر الموادوسلوكها بالخواص الكيميائية، أي تعر3ف بذلك وتبين تلك الخواص الكيميائية إبان التفاعالت بالمعادالت.

الكيمياء في التسمية نظام

التسمية ترجع إلى النظام المتبع لتسمية المركبات الكيميائية. يوجد نظام معين لتسمية المواد الكيميائية. المركبات العضوية يتم تسميتها طبقا لنظام تسمية المركبات الكيميائية. المركبات غير

وهي أختصارIUPACالعضوية يتم تسميتها طبقا لنظام تسمية المركبات غير العضوية. ويسمى ذلك International Union of Pure and Applied Chemistryأي األتحاد الدولي للكيمياء

النظرية والتطبيقية .

الذرة

ظل تركيب الذرة يشغل العلماء لفترة طويلة من الزمن ، وكانت أفكارهم عن تركيب المادة في البداية مبنية على أساس نظري ، من هؤالء العلماء العالم دالتون ، الذي إفترض أن المادة تتكون من

جسيمات صغيرة غير قابلة لإلنقسام تدعى ذرات ، وأن هذه الذرات تنفصل وتتحد بعضها مع بعضلتشكيل مواد جديدة وفق لقوانين خاصة .

الذرة: هي أصغر جزء من العنصر توجد في حالة إنفراد وتتمثل فيها خواص العنصر والجزء من المادة، أو هي أصغر جزء من المادة يمكن أن تنقسم إليه المادة وتظل حاملة لصفاتها الكيميائية ، ويمكن ان

تدخل في التفاعالت الكيميائية.

أصل الكلمة

أصل الكلمة عربي من الفعل كمى أي غطى و ستر و والسبب في ذلك ألن الكيميائيين األوائل كانوا يخفون معلوماتهم الكيميائية لكي يستخدموها في الشعوذة و السحر والخداع .. وفي العصر األموي

كانت تعرف بعلم المستورات أي العوامل الخفية في المواد ومن أدلة ذلك قول األمير خالد بن يزيد و: وإني ألكمى الناس ما أنا مضمر مخافة أن يدرى بذلك كاشح هو من أوائل الكيميائيين العرب

الكيمياء تاريخ

الذي يفيدchioاختلف مؤرخو العلم حول أصل كلمة كيمياء. فمنهم من ردها إلى الفعل اليوناني المصريتين ومعناهما االرض السوداء،chem ، kmtالسبك والصهر، ومنهم من أعادها إلى كلمتي

ومنهم من يرى أنها مشتقة من كلمة كمي العربية أي ستر وخفى.

ويعر3ف ابن خلدون الكيمياء بأنها )علم ينظر في المادة التي يتم بها كون الذهب والفضة بالصناعة(، ويشرح العمل الذي يوصل إلى ذلك. لقد تأثرت الكيمياء العربية بالخيمياء اليونانية والسريانية وخاصة بكتب دوسيوس و بلنياس الطولوني الذي وضع كتاب )سر الخليقة(. غير أن علوم اليونان والسريان

في هذا المجال لم تكن ذات قيمة ألنهم اكتفوا بالفرضيات والتحليالت الفكرية. وتلجأ الخيمياء إلى الرؤية الوجدانية في تعليل الظواهر، وتستخدم فكرة الخوارق في التفسير، وترتبط بالسحر وبما يسمى

بعلم الصنعة، وتسعى إلى تحقيق هدفين هما:

أ – تحويل المعادن الخسيسة كالحديد والنحاس والرصاص إلى معادن شريفة كالذهب والفضة عن طريق التوصل إلى حجر الفالسفة. ب – تحضير أكسير الحياة، وهو دواء يراد منه عالج كل ما يصيب اإلنسان من آفات وأمراض، ويعمل على إطالة الحياة والخلود. وهذان الهدفان سـنناقشـهم في هذا

البحث من وجهة نظر وعمل أبي الكيمياء العالم العربي جابر بن حيان.

تسمية

التسمية ترجع إلى النظام المتبع لتسمية المركبات الكيميائية. يوجد نظام معين لتسمية المواد الكيميائية. المركبات العضوية يتم تسميتها طبقا لنظام تسمية المركبات الكيميائية. المركبات غير

.IUPACالعضوية يتم تسميتها طبقا لنظام تسمية المركبات غير العضوية. ويسمى ذلك

الذرة

موجبة الشحنة وغالبا مانواةالذرة هى مجموعة من األجسام المتناهية الدقة. هذه األجسام تتكون من ات التى تعادل الشحنة الموجبةإلكترونات, كما يوجد أيضا عدد من النيترونات والبروتونتحتوى على ال

. وتدور االلكترونات في مستويات مختلفة تعرف بمستويات الطاقة، حيث يحمل المستوىنواةفي ال 18األول الكترونين فقط ويحمل المستوى الثاني ثماني الكترونات. أما المستوى الثالث فهو يحمل

. ما تكون الذراتs ،p, d, fإلكترونا. ولكل مستوى طاقة مستويات فرعية يرمز لها بالرموز . وغالباm ألن عدد اإللكترونات السالبة يساوي عدد البروتونات الموجبة، ويمكن للذرة أن تتحول متعادلة كهربائيا

إلى أيون موجب عندما تفقد الكترونا أو أكثر عند التفاعل الكيميائي كما يمكن أن تتحول إلى أيونسالب عندما تكتسب ألكترونا أو أكثر وذلك بحسب قيمة الشحنة التى تفقدها أو تكتسبها.

العدد الذرىالعنصر هو فئة من الذرات التى لها نفس عدد البروتونات في النواة. ويسمى هذا العدد ب ,كربون بروتونات في النواة هى ذرات لعنصر كيميائي يسمى ال6للعنصر. فمثال, كل الذرات التى لها

.يورانيوم بروتون في النواة هى ذرات عنصر ال92كما أن كل الذرات التى لها

, والذى يتم وضع العناصر ذات الصفاتالجدول الدوريأفضل توزيع وشكل للعناصر بصفة عامة في الكيميائية المتشابهه في نفس المجموعة. كما يتم وصف العنصر بإسمه, ورمزه, وعدده الذري.

ونظرا ألن عدد البروتونات في النواة يحدد عدد اإللكترونات المحيطة بالنواة وكذلك خواصها, ونظرا ألن اإللكترونات هى التى تكون ظاهرة من العنصر للعالم الخارجى حيث أنها تقع خارج النواة فإنها تتحكم

في التفاعالت, والتحوالت الكيميائية التى يمكن حدوثها للعنصر. كما أن عدد النيوترونات الموجودة فيالنواة قد تغير من حالة العنصر كما لو أنه عنصر أخر.

المركبات

المركبات الكيميائية

المركب الكيميائي هو مادة تتكون من نسبة معينة من العناصر والتى تحدد تركيب المركب والمجموعة هو مركب يحتوى علىماءالتى يقع فيها هذا المركب والتى تحدد بالتالى خواص هذا المركب. فمثال, ال

. تتكون المركبات وتتحول عن طريق التفاعالت الكيميائية.1 إلى 2 بنسبة أكسجين والهيدروجينالياسالم

الجزيئات

الجزي هو أصغر جزء نقي من المركب والذى له خواص كيميائية محدده. ويتكون الجزيئ من مجموعةذرات أو أكثر متحدة مع بعض.

الشوارد )األيونات(

الشاردة هو مركب مشحون, أو هو ذرة أو جزيئ إكتسب أو فقد إكترون أو أكثر. األيونات الموجبة واأليونات السالبة الشحنة تسمى+NaNa صوديوم )كاتيونات( مثل كاتيون الشرجبةالشحنة تسمى

كلوريد, واللذان عن إتحادهما يكونا الملح المتعادل -Cl الكلور )أنيون( مثل شرسبة )أنيون( شرسبة (. ومثل لأليونات ذات الذرات العديدة التى ال تتفكك خالل تفاعالت الحمض - القاعدةNaCl)الصوديوم

).فوسفات(, أو ال-OH )هيدروكسيدهو مجموعة ال

الكيميائية الروابط

الرابطة الكيميائية هي القوة التى تربط الذرات في الجزيء أو في البللورة. في مركبات بسيطة عديدة, نظرية التكافؤ ومبدأ عدد التأكسد يمكن إستخدامهما للتنبؤ بالتركيب الجزيئي. وبالمثل, فإن

النظريات الفيزياء الكالسيكية يمكن إستخدامها للتنبؤ بتركيب مركبات أيونية عديدة . أما المركبات ذات التركيب المعقد ، مثل السبائك المعدنية ، فإن نظرية التكافؤ ال تستطيع تفسير تركيبها, وهنا تظهر

.المدار الجزيئي مثل نظرية الميكانيكا الكميةأهمية استخدام نظريات

بعض أنواع الروابط الكيميائية:

رابطة أيونية .1رابطة تساهمية .2رابطة فلزية .3

ورابطة تناسقية والرابطة التناسقية تنساق تحت الرابطة التساهمية تقريباوتوجد رابطة أخرى وهىالرابطة الهيدروجينية ولها دور كبير في الحياة على األرض.

mبين الفلزات والالفلزات حيث تكون الرابطة األيونية : : تتكون غالبا

ذراتها حجمها كبير - جهد تأينها صغير ) فيسهل فقد الكترونات المستوىنص مائل: الفلزاتاألخير (فيتكون أيون موجب ليصل ألقرب غاز خامل .

صغيرة الحجم - ميلها اإللكتروني كبير ) فيسهل اكتساب إلكترونات ( فتصبحنص مائل: الالفلزاتأيون سالب لتصل ألقرب غاز خامل ) نبيل ( .

: انجذاب كهربي بين األيون الموجب والسالب ) وليس لها وجود مادي ( . والربطة األيونية هي

المادة حاالت

الحالة هو مجموعة من األنظمة الكيميائية التى لها تركيب عام متماثل, عند التعرض لمدى معين من تميل أن تكونمعامل األنكسار و الكثافةتغير الظروف مثل الضغط أو الحرارة. الخواص الفيزيائية مثل

في المدى المميز لهذه الحالة. الحالة تعرف على أنها النظام الذى إن تم أخذ أو إعطاء طاقة له فإنهذه الطاقة المفقودة او المكتسبة تستخدم في إعادة ترتيب النظام. بدال من تغيير شكل الحالة.

وفى بعض األحيان يعتبر التفريق بين الحاالت صعب لوجود أكثر من حالة في نفس الوقت ، وفى هذه الحالة تعتبر المادة في حالة حرجة. عند تواجد ثالث حاالت للمادة في نفس الوقت تحت ظروف معينة

فإن هذا يسمى النقطة الثالثية ونظرا ألن هذه النقطة ثابتة ، يعتبر ذلك جيد لتحديد الظروف المالئمةلهذه النقطة .

، كما قد توجد حاالت أخرى ليست شائعة .غاز ، السائل ، الصلبوأكثر األمثلة شيوعا لحاالت المادة ال ويمكن مالحظة أن الثلج كمادة له أكثر من حالة إعتمادا على الضغط و درجة الحرارة . وتتعامل معظم الحاالت مع نظام األبعاد الثالثي ، ولكن يمكن في حاالت معينة التعامل مع نظام البعدين وذلك إلرتباطه

...أحياءببعض العلوم األخرى مثل علم ال

التفاعالت

هو تحول في التركيب الدقيق للجزيئات. ويمكن أن ينتج التفاعل الكيميائي منالتفاعل الكيميائي مهاجمة جزيئات لجزيئات أخرى لتكوين جزيئات أكبر, أو جزيئات تتفكك لتكوين جزيئين أو أكثر أقل

حجما, أو إعادة ترتيب الذرات في نفس الجزيء أو خالل جزيئات أخرى. وتتضمن التفاعالت الكيميائيةغالبا تكوين أو تكسير روابط كيميائية.

الكم نظرية

تقوم بوصف تصرف المادة في مدى صغير للغاية. وعلى هذا فإنه طبقا لذلك وصف جميعنظرية الكماألنظمة الكيميائية بإستخدام هذه النظرية, و لكن هذا يعتبر في

غاية التعقيد من الناحية الحسابية. ولذا فإنه يتم استخدام هذه النظرية بواقعية في األنظمة الكيميائية.البسيطة, كما أنه يتم استخدام التقريب للحصول على نتائج واقعية

العناصر الكتشاف زمني ترتيبالكيميائية

، من ثم تموالنحاس والحديد والفضة كالذهبلقد عرف اإلنسان منذ القديم بعض العناصر الكيميائية فيمندليف وغيرها وعندما أعلن والفسفور والرصاص الكبريت األخرى مثل العناصرالنعرف على بعض

الجدول عن اكتشافه للقانون الدوري تسابق العلماء على اكتشاف الغرف الشاغرة في 1869أذار .عنصر 110،واآلن يزيد عدد العناصر المكتشفة والصنعية عن الدوري

مسجلة غير اكتشافات

Z  

االسم  

أولاستعمال

  

أقدمعينة

متبقية  

  المكتشفونمكانأقدمعينة

  

مالحظات

نحاس29 قبل 9000الميالد

6000 قبل

الميالد

الشرق شعوباألوسط

األناضول

من المرجح أن يكون النحاس أول الفلزات التي اكتشفت واستعملت

تشير أبعد [1].اإلنسان من قبل التقديرات إلى أن النحاس اكتشف

الشرق األوسط وذلك حوالي في سنة قبل الميالد. يعد9000

m من أهم المواد التي النحاس واحدا تم استعمالها من قبل البشر في

البرونزي والعصر العصر النحاسي تم العثور على قالئد نحاسية.

سنة قبل الميالد6000تعود إلى [2].األناضول في

ذهب79 6000قبل

قبل الميالد

5500 قبل

الميالد

الشرق شعوباألوسط

مصر

يذهب علماء اآلثار إلى االعتقاد بأن أول استعمال للذهب بدأ مع

للحضارات في الشرق أول نشوء األوسط. ويمكن أن يكون أول فلز

استعمل من قبل اإلنسان. أقدم ذهبي تم اكتشافه يعود حلي

]zer .]3[]4 زر للملكة المصرية

رصاص82 قبل 7000الميالد

3800 قبل

الميالد

الشرق فياألدنى

أبيدوس

من المعتقد أن صهر الرصاص سنة قبل9000عرف حوالي

الميالد، وأن أقدم المكتشفات األثرية المصنوعة من الرصاص هو

في أوزيريس تمثال وجد في معبد ويعود إلى األثري أبيدوس موقع

[5] . سنة قبل الميالد3800حوالي

تمت تنقية الرصاص وتمييزه عن الكيمياء من قبل علماء القصدير

في عهد الدولة اإلسالمية في[6]العصور الوسطى

فضة47 5000قبل

قبل الميالد

~4000 BCEقبل

الميالد?األناضول شعب

يقدر أن اكتشافه تم بعد فترة قصيرة من اكتشاف النحاس

[8][7].والذهب

حديد26 5000قبل

قبل الميالد

4000 قبل

الميالدمصر?

هناك دليل على أن اكتشاف سنة قبل5000الحديد تم قبل

اكتشاف ألشياء أقدم [9].الميالد حديدية استعملت من قبل اإلنسان هي حلي وجدت في مصر صنعت

نيزكي وذلك حوالي من حديد سنة قبل الميالد. أدى4000

3000اكتشاف الصهر حوالي الميالد إلى طغيان سنة قبل

استعمال الحديد في صناعة األدوات واألسلحة، مما مهد لبدء

سنة1200الحديدي قبل العصر[10].من الميالد

كربون6 قبل 3750الميالد

? و الفراعنة

السومريون?

أقدم استعمال معروف للفحم هو الختزال خامات النحاس والزنك

البرونز من قبل والقصدير إلنتاج يعود [11] .المصريين والسومريين

m إلى األلماس اكتشاف 2500 غالبا أول تحليل [12] سنة قبل الميالد

كيميائي مميز للكربون كان في [13]الثامن عشر الميالدي، القرن

كان الكربون1789وفي عام m بين العناصر من قبل مدرجا

[14].الفوازييه أنطوان

قصدير50 قبل 3500الميالد

2000 قبل

الميالد??

تم صهره مع النحاس حوالي سنة قبل الميالد إلنتاج3500 أقدم [15].األصفر والنحاس البرونز

200اكتشافات للقصدير تعود إلى تمت تنقية [16].الميالد سنة قبل

من الرصاص القصدير وتمييزه عن الكيمياء في عهد قبل علماء

الدولة اإلسالمية في العصور 1400–700الوسطى )حوالي

[6](.للميالد

كبريت16 2000قبل

قبل الميالد?والهنود الصينيون?

أول استعمال للكبريت كان قبل أول تمييز [17]. سنة4000حوالي

بن جابر كعنصر كان من قبل له [18](. للميالد800حوالي. )حيان

كما أن الفوازييه أدرجه كعنصر.1777عام

زئبق80 2000قبل

قبل الميالد

1500 قبل

الميالدمصروالهنود الصينيون

m للصينيين كان الزئبق معروفا 2000القدماء والهندوس حوالي

وجد في سنة قبل الميالد، كما المقابر المصرية التي تعود إلى

أول [19]. سنة قبل الميالد1500 كعنصر كان من العالم تمييز له

800حوالي . )بن حيان جابر[18](.للميالد

تم استخراج الزنك كفلز كم قبل شبهالهنود 1000 1000قبل زنك30

BCEقبل الميالد القارةالهندية

الهنود قبل ألف سنة من الميالد، طبيعة هذا الفلز في لكن لم تفهم

تلك العصور. تم تمييزه كعنصر مستقل من قبل العالم الهندي

سنة بعد800حوالي ساموكايا ومن قبل الخيميائي [20] الميالد

[21].1526في عام باراسيلسوس

وعزل من قبل أندرياس.1746 زيغيزموند مارغراف عام