الاتصالات السلكية واللاسلكية وتطبيقاتها ..ومستقبلها

                  

                      أهم فروع الكيمياء وتطبيقاتها

الكيمياء هي الدراسة العلمية للمادة وخصائصها وبنيتها وتكوينها وسلوكها والتغيرات التي تخضع لها أثناء تفاعلها مع مركبات أخرى تغطي الفصول الدراسية في المدرسة الثانوية والكلية عادةً موضوعات مثل التركيب الذري والروابط الكيميائية والقياسات المتكافئة وعلم الحركة والديناميكا الحرارية والكيمياء العضوية و غالبًا ما يشار إلى الكيمياء على أنها العلوم المركزية لأنها تربط بين العلوم الطبيعية الأخرى مثل البيولوجيا والجيولوجيا والفيزياء.

الكيمياء بالمختصر هي دراسة تحول المادة اثناء تفاعلها  مع مادة اخرى  حيث اثناء التفاعل الكيميائي  يتم إعادة ترتيب الذرات نفسها للحصول على مركب كيميائي جديد ولهذا التفاعل الكيميائي  يحافظ على الكتلة حيث كتلة المتفاعلات  مساوية لكتلة النواتج  وهذا ما يسمى بانحفاظ الكتلة اثناء التفاعل.

فروع الكيمياء

هناك العديد من فروع الكيمياء، ولكل منها مجال تركيز مختلف ومن أكثرها شيوعًا :

 

 الكيمياء غير العضوية وهي التي  التي تتعامل مع خصائص وسلوك المواد غير الحية ؛

 

 الكيمياء العضوية وهي التي تركز على الجزيئات الكربونية ؛ 

 

الكيمياء الفيزيائية  وهي التي تستكشف العلاقة بين المادة والطاقة. 

 

 وهناك أيضًا حقول فرعية تركز على مجالات محددة، مثل الكيمياء الحيوية (دراسة العمليات الكيميائية في الكائنات الحية) والكيمياء البيئية (دراسة المواد الكيميائية في البيئة).

الكيمياء العضوية هي دراسة التركيب والخصائص والتكوين والتفاعلات وتحضير المركبات المحتوية على الكربون، والتي لا تشمل الهيدروكربونات فحسب، بل أيضًا المركبات التي تحتوي على أي عدد من العناصر الأخرى، بما في ذلك الهيدروجين (تحتوي معظم المركبات على كربون وهيدروجين واحد على الأقل السندات) والنيتروجين والأكسجين والهالوجينات والفوسفور والسيليكون والكبريت.

 الكيمياء غير العضوية هي دراسة خصائص وتفاعلات المركبات غير العضوية وتشمل هذه المعادن وأشباه الموصلات والمعادن والمركبات العضوية المعدنية اما الكيمياء الفيزيائية هي دراسة سلوك المادة على المستوى الذري والجزيئي وتطبيق هذه المعرفة لتفسير سلوك الأنظمة العيانية و الكيمياء التحليلية هي فرع الكيمياء الذي يركز على تحديد وقياس المكونات الكيميائية في العينة.

 

التفاعل الكيميائي  

 التفاعل الكيميائي هو خلط  او مزج مادة مع مادة أخرى لتكوين مركب جديد و قد تكون المواد عناصر أو مركبات أو مخاليط. قد يكون المركب الجديد إما أيوني أو تساهمي.

  تعتبر عملية التفاعلات الكيميائية ضرورية لوظيفة العديد من العمليات البيولوجية، مثل التمثيل الغذائي وإشارات الخلية. هناك أربعة أنواع من التفاعلات الكيميائية: 

الرابطة التساهمية،

 والأيونية، 

والمعدنية،

 والهيدروجينية.

 في التفاعل التساهمي، تشترك الذرات في الإلكترونات من أجل تكوين روابط جديدة وقد تم العثور على هذا النوع من التفاعل في جزيئات الماء، على سبيل المثال.

 في التفاعل الأيوني، تتبادل الذرات الإلكترونات من أجل تحقيق الاستقرارو هذا النوع من التفاعل شائع في بلورات الملح.

 في التفاعل المعدني، يتم تقاسم الإلكترونات بين ذرات المعادن وهذا النوع من التفاعل مسؤول عن توصيل المعادن. 

أخيرًا، في رابطة هيدروجينية، تشكل ذرات الهيدروجين روابط مع ذرات أخرى، مثل الأكسجين أو النيتروجين. تم العثور على هذا النوع من التفاعل في جزيئات الحمض النووي، على سبيل المثال.

تطبيقات الكيمياء في حياتنا اليومية 

تعتبر دراسة الكيمياء ضرورية لمجموعة متنوعة من التطبيقات في العديد من المجالات المختلفة حيث الكيمياء مهمة في الزراعة وإنتاج الغذاء والطب وعلوم البيئة والعديد من المجالات الأخرى عموما  الكيمياء ضرورية أيضًا لتطوير منتجات وتقنيات جديدة.

 

كما تلعب الكيمياء دورًا حيويًا في مواجهة العديد من التحديات الكبرى التي تواجه البشرية في القرن الحادي والعشرين، مثل تطوير مصادر جديدة للطاقة وتحسين صحة الإنسان وحماية البيئة.

 

 تطبيقات الكيمياء واسعة ومتنوعة وهي تشمل كل شيء من صنع مواد جديدة إلى تصميم أدوية أفضل، ومن تنظيف البيئة إلى تحسين الإنتاجية الزراعية.

 

 توجد تطبيقات الكيمياء في كل جانب من جوانب حياتنا تقريبًا و تستخدم الكيمياء في صناعة الأدوية والمستحضرات الصيدلانية والأغذية والمشروبات ومستحضرات التجميل ومنتجات العناية الشخصية والمنسوجات والدهانات والطلاء والبلاستيك والبوليمرات والمعادن والسبائك والمتفجرات والمواد الدافعة و كما أنها تستخدم في أنشطة حماية البيئة والتنظيف، وتجهيز الأغذية، وعمليات التصنيع الصناعية، وإنتاج السلع الاستهلاكية.

 

افاق الكيمياء

آفاق الكيمياء هي طليعة البحث الكيميائي وهي تشمل أحدث الأفكار في هذا المجال وتوفر خارطة طريق لما تتجه إليه الكيمياء على هذا النحو، فهي قراءة أساسية لأي شخص يريد أن يظل في طليعة المنحنى في هذا المجال المتغير باستمرار. 

تتضمن بعض أحدث الآفاق الكيمياء النانوية والكيمياء الخضراء وعلوم المواد و تسعى آفاق الكيمياء جاهدة لتوفير فهم عميق لكيفية عمل العالم على المستوى الذري والجزيئي، واستخدام هذه المعرفة لحل مشاكل العالم الحقيقي.

وافاق الكيمياء تشمل بحثًا جديدًا في المجالات التي تهم الكيميائيين حاليًا وتَعِد بأن تكون ذات أهمية في المستقبل , مثل تكنولوجيا النانو والطاقة الشمسية والذكاء الاصطناعي والطب والكيمياء الحيوية كما تشمل آفاق الكيمياء أيضًا التطورات الجديدة في المجالات التقليدية للكيمياء مثل التخليق العضوي والحفز.

تاريخ الكيمياء المختصر

 يمكن إرجاع تاريخ الكيمياء إلى الحضارات المبكرة، عندما بدأ الناس لأول مرة في تجربة المواد لمعرفة ما صنعت وكيف يمكن استخدامها , بمرور الوقت أصبحت دراسة الكيمياء وممارستها أكثر تعقيدًا، وأصبح الكيميائيون اليوم قادرين على العمل مع مجموعة متنوعة مذهلة من المواد وفهمها.

 تكمن جذور الكيمياء في العالم القديم، حيث بدأ الناس لأول مرة في تجربة المواد لمعرفة ما هي مصنوعة منها و وجد المصريون الأوائل، على سبيل المثال، أنه يمكن استخدام بعض المعادن في صنع نوع من الزجاج كما درس الإغريق الأوائل خصائص المعادن والمواد الأخرى. 

في العصور الوسطى، كان الكيميائيون مهتمين في الغالب بصنع الأدوية والأصباغ و في القرنين السابع عشر والثامن عشر، بدأ العلماء في فهم المزيد عن بنية المادة والطرق التي يمكن أن تتفاعل بها المواد المختلفة مما أدى ذلك إلى فهم أفضل للتفاعلات الكيميائية وتطوير الكيمياء الحديثة.

خلال عصر النهضة، تم التركيز بشكل أكبر على فهم طبيعة المادة وعلى تطوير تقنيات جديدة و في القرن الثامن عشر، بدأت الكيمياء الحديثة تتشكل مع عمل علماء مثل أنطوان لافوازييه وجوزيف بريستلي.

استمرت الكيمياء في التطور في القرن التاسع عشر بفضل عمل العلماء مثل ديمتري مينديليف، الذي صاغ الجدول الدوري، وماري كوري، التي اكتشفت الراديوم والبولونيوم. في القرن العشرين، حدثت ثورة في الكيمياء من خلال تطوير الطاقة النووية والمواد الاصطناعية.

افادت الكيمياء المجتمع بشكل كبير , وفي يومنا  فهي تشارك في كل جانب من جوانب حياتنا تقريبًا، من الطعام الذي نأكله والملابس التي نرتديها إلى الوقود الذي نستخدمه لتشغيل سياراتنا.

 

علماء كيمياء

علماء كيمياء مسلمين

قدم الكيميائيون المسلمون مساهمات كبيرة في مجال الكيمياء والتخصصات ذات الصلة مثل الكيمياء والطب والفلسفة. كان الكيميائيون المسلمون مسؤولين أيضًا عن تطوير العمليات الصناعية المختلفة مثل التقطير والتبلور ومن بين الكيميائيين المسلمين البارزين جابر بن حيان وأبو بكر الرازي وابن سينا حيث ليس من السهل العمل في الكيمياء في زمنهم حيث ينظر اليهم كسحرة او حمقى .

علماء كيمياء اجانب

هناك العديد من الكيميائيين الأجانب الذين يعملون في الولايات المتحدة  إنهم يأتون من جميع أنحاء العالم، ويعملون في مجموعة متنوعة من المجالات حيث  يعمل بعض الكيميائيين الأجانب في الأوساط الأكاديمية، ويقومون بالتدريس في الجامعات الأمريكية. 

 كما يعمل آخرون في الصناعة، وإجراء البحوث والتطوير للشركات الأمريكية و لا يزال آخرون يعملون في الحكومة، ويقدمون خدمات مهمة لحكومة الولايات المتحدة  عموما يقدم الكيميائيون الأجانب مساهمات مهمة للولايات المتحدة، وتستفيد البلاد بشكل كبير من مهاراتهم وخبراتهم.

علماء كيمياء مشهورين

قدم الكيميائيون المشهورون مساهمات كبيرة في فهمنا للعالم من حولنا لقد اكتشفوا عناصر جديدة، وخلقوا مركبات جديدة، وطوروا نظريات جديدة ساعدت في تشكيل مجال الكيمياء.

 بعض الكيميائيين المشهورين هم ماري كوري وأنطوان لافوازييه وديمتري مندليف حيث  كانت ماري كوري أول امرأة تفوز بجائزة نوبل في الكيمياء، واشتهرت بعملها في النشاط الإشعاعي.

يعتبر أنطوان لافوازييه أب الكيمياء الحديثة، واشتهر بعمله على طبيعة المادة ودور الأكسجين في الاحتراق و اشتهر ديمتري مندليف بتطويره للجدول الدوري للعناصر، والذي ساعد في تنظيم وفهم مجموعة واسعة من العناصر المعروفة في ذلك الوقت.

 

ختاما : الكيمياء من العلوم الاساسية  الطبيعية التجريبية  , لتطبيقاتها الحيوية في حياتنا اليومية  حيث تاريخ الكيمياء عرف محطات كثيرة من اجل تطورها والاستفادة من افكارها بفضل علماء بارزين تركوا بصمتهم في الكيمياء ولازالت الاخيرة تشهد ابحاث واكتشافات واختراعات مفيدة ولهذا فهي من العلوم توجه مستقبل الانسانية .