الوسم: الكيمياء

السلام عليكم ورحمة الله وبركاتة

* مكونات العناصر:

تتكون العناصر ( الحديد ، النحاس ، الألومنيوم ، ……. الخ ) من وحدات صغيرة جداً تسمى بالذرات . حيث أن ذرات كل عنصر تختلف عن ذرات العناصر الأخرى .

* مكونات الذرة:

يمكن أن نقول أن الذرة تتكون من جسيم مركزي صغير الحجم يسمى بالنواة ، ويدور حوله مجموعة من الإلكترونات والتي تدور في مدارات ( مسارات ) محددة يبلغ نصف قطرها حوالي 10-8 سم . علماً أن نصف قطر النواة يبلغ 10-13 سم تقريبا

* مكونات النواة :

تتكون النواة ( بشكل مبسط ) من جسيمات تسمى البروتونات والنيوترونات

• البروتون :

هو جسيم يحمل شحنة موجبة مساوية لشحنة الإلكترون في المقدار . وكتلة البروتون تساوي وحدة كتلة ذرية ( a.m.u ) حيث

و . ك . ذ = 67 * 10-24 جم تقريبا

• النيوترون :

هو جسيم متعادل الشحنة ( لا يحمل شحنة ) . وكتلته تساوي كتلة البروتون ( تقريباً ) وهو يتكون من اتحاد بين بروتون وإلكترون ، علماً أن النيوترون إذا خرج خارج النواة فإنه يعيش في المتوسط لمدة 12 دقيقة ثم يتفكك بعدها إلى بروتون وإلكترون .

والنيترون موجود في نوى كل العناصر ما عدى ذرة الهيدروجين(Z=1 ، A=1)

• الإلكترون :

هو جسيم له شحنة كهربائية سالبة تساوي شحنة البروتون في المقدار وله كتلة صغيرة جداً تساوي 9.11 * 10-28 جم أي أنها أصغر من كتلة البروتون بحوالي 1840 مرة ، وهي في حالة حركة دائمة وسريعة حول النواة ولا يمكن تحديد موقعه في الذرة بصورة دقيقة .

* مدارات الإلكترون حول النواة:

تدور الإلكترونات حول نواة الذرة بسرعة في مدارات ( orbits ) مختلفة ، وكل مدار يتسع لعدد معين من الإلكترونات ، فمثلاً المدار الأول ( K ) ويسمى بالقشرة ( وهو أقرب المدارات للنواة ) يتسع لإلكترونين فقط . والمدار الثاني ( L ) يتسع لثمانية إلكترونات والثالث ( M ) يتسع لـ 18 إلكترون ، والرابع يتسع لـ 32 إلكترون ، وهكذا . ويمكن معرفة عدد الإلكترونات في كل مدار عن طريق القانون التالي :

عدد الإلكترونات في المدار رقم (ن) = 2 ن2

مثال : المدار الأول ( ن = 1 ) = 2 * 21 = 2 إلكترون

المدار الثاني ( ن = 2 ) = 2 * 22 = 8 إلكترون

* العدد الكتلي (A) والعدد الذري (Z):

• العدد الكتلي للذرة هو عبارة عن مجموع النيوترونات والبروتونات الموجودة في نواة الذرة . فمثلاً ذرة الهيليوم تحتوي نواتها على بروتونين ونيترونين فيكون العدد الكتلي للهيدروجين = 2 + 2 = 4

ملحوظة : بما أن كتلة البروتون = كتلة النيترون تقريباً = a.m.u وكتلة الإلكترون صغيرة جداً (مهملة) إذاً يمكن أن نقول بأن كتلة الذرة بوحدة a.m.u للهيلوم = 4 a.m.u . ويمكن تطبيق ذلك على سائر العناصر

العضو # carbons الصيغة الجزيئية
Methane 1 CH4
Ethane 2 CH3CH3
Propane 3 CH3CH2CH3
Butane 4 CH3CH2CH2CH3
Pentane 5 CH3CH2CH2CH2CH3

يدرس علم الكيمياء الكونية كيمياء الأجسام الكونية كافة وتغطي دراسته العناصر والمركبات
الكيميائية والفلزات ومجمل العمليات الكيميائية لا سيما تلك التي تؤدي إلى تشكل الأجسام
الكونية المختلفة.

تصنف الكيمياء الكونية في زمرة متوسطة تقع بين علم الكيمياء التقليدي وعلم الكيمياء الجيولوجية،
وإن لهذا التصنيف ما يبرره فالكيمياء الكونية تعتمد الكثير من وسائل الكيمياء الجيولوجية وينطبق
ذلك بشكل مباشر على العينات التي تجلب من الفضاء بقصد فحصها في المخابر الأرضية حيث
تجرى اختبارات كيميائية جيولوجية كاختبارات صور الأشعة السينية لتحديد هوية العينات وطرائق
تحديد العمر بسبر شدة النشاط الإشعاعي ، كذلك تفحص السطوح الصقيلة بإطلاق دفقات من الإلكترونات.

تفيد الكيمياء الكونية بأن الشمس تتركب من 77% هيدروجين و21% هيليوم و2% من
العناصر الأخرى، أما كواكب المجموعة الشمسية فإضافة للعناصر الكيميائية المعروفة نجد
فيها مركبات مختلفة كالماء والنشادر وغاز الفحم والميثان بنسب متفاوتة. تدرج في فصول
علم الكيمياء الكونية الأبحاث الخاصة بالتركيب الكيميائي للحياة خارج الأرض.

تستخدم الحياة على الأرض عشرين حمضاً أمينياً وقد اكتشف العلماء حتى الآن أكثر من مئة
حمض أميني طبيعي . فهل توجد ياترى حياة خارج الأرض تستخدم حموضاً أمينية مختلفة؟

وقد قام فريق من العلماء بتنمية أحد أنواع البكتريا التي لم يكن بمقدورها أن تصنع الحمض الأميني
الضروري المعروف تريبتوفان، وزود العلماء البكتريا بالحمض الأميني المذكور كمادة مغذية
وأضافوا إليه الحمض الأميني المصنع فلور تريبتوفان ، يسبب هذا الحمض التسمم لأشكال الحياة
الأرضية لكن ليس من المستبعد أن يكون قاعدة للحياة في مجرة بعيدة.
ولدى استبدال كامل الحمض الأميني الأول بالحمض الأميني السام ماتت كل البكتيريا في سياق
ثلاثة أجيال متعاقبة!

خلص العلماء من هذه التجربة المثيرة إلى نتيجتين ، تذهب النتيجة الأولى إلى احتمال أن تكون
الحياة خارج الأرض قد تبنت حموضأ أمينية مغايرة وأن تماس كائنين حيين أحدهما من الأرض
والآخر من الحياة الكونية البعيدة يؤدي إلى موت الكائنين بسبب السمّية الكيميائية، يعني ذلك أن
رواد الفضاء الذين سينطلقون من الأرض لسبر البقاع البعيدة من المجموعة الشمسية والكون
عليهم أن يكونوا على حذر تام فيما يتعلق بأنواع الحياة التي قد يصادفونها على كوكب بعيد أو
قد تكون تلك الأنواع سامة للأسباب المبينة .