هيدروجين

قواعد الهالوجين هي مجموعة من القواعد التي تحدد كيفية تسمية المركبات العضوية التي تحتوي على عنصر هالوجين (فلور، كلور، بروم، إيود). تشمل قواعد هالوجين ما يلي:

1- تسمية جذر المركب العضوي بالأحرف اللاتينية.

2- استخدام البادئة المناسبة لتحديد عدد الذرات الموجودة في الجزيء (مثل ميث، إيث، بروب، بينت، هيكس، إكتا).

3- تسمية الهالوجين بإضافة البادئة اللازمة (فلور، كلور، بروم، إيود) قبل اسم الجذر.

4- تحديد موقع الهالوجين على الجزيء باستخدام الأرقام والحروف العلوية.

5- إذا كان هناك أكثر من هالوجين واحد في الجزيء، يتم تحديد ترتيبهم بالترتيب الأبجدي.

مثال:
– كلوروميثان (CH3Cl) تحتوي على ذرة كربون وذرة هيدروجين وذرة كلور.
– بروموبنتان (C5H11Br) تحتوي على خمس ذرات كربون و 11 ذرة هيدروجين وذرة بروم.

توجد المواد الكيميائية في كل مكان حولنا، من الهواء الذي نتنفسه إلى الطعام الذي نأكله إلى الماء الذي نشربه. يمكن أن تكون المواد الكيميائية بسيطة، مثل الماء أو الأكسجين، أو يمكن أن تكون معقدة، مثل البروتينات أو الدهون.

تصنف المواد الكيميائية حسب خواصها المختلفة، مثل حالتها الفيزيائية (صلبة أو سائلة أو غازية)، وتركيبها الذري (عدد الذرات ونوعها)، وتفاعلها مع المواد الأخرى.

تصنف المواد الكيميائية في العلوم البحتة إلى أربع فئات رئيسية:

العناصر الكيميائية: هي أبسط المواد الكيميائية، ولا يمكن تقسيمها إلى مواد أبسط. يوجد 118 عنصرًا كيميائيًا معروفًا، وأكثرها شيوعًا هو الأكسجين والكربون والهيدروجين.
المركبات الكيميائية: هي مواد تتكون من أكثر من عنصر كيميائي واحد. يمكن أن تكون المركبات بسيطة، مثل الماء أو الأمونيا، أو يمكن أن تكون معقدة، مثل البروتينات أو الدهون.
الخليط: هو مزيج من مادتين أو أكثر لا تتحد مع بعضها البعض كيميائيًا. يمكن أن تكون المخاليط متجانسة، مثل خليط الماء والسكر، أو يمكن أن تكون غير متجانسة، مثل خليط الماء والزيت.
التفاعلات الكيميائية: هي عمليات تؤدي إلى تكوين مواد جديدة ومختلفة عن المواد المتفاعلة. يمكن أن تكون التفاعلات الكيميائية إما طارئة، مثل احتراق الوقود، أو بطيئة، مثل الصدأ.
يمكن استخلاص المواد الكيميائية من مصادر مختلفة، مثل الهواء والماء والنباتات والحيوانات. يمكن استخلاص المواد الكيميائية من المصادر الطبيعية باستخدام مجموعة متنوعة من التقنيات، مثل التبخير والتقطير والترشيح. يمكن أيضًا تصنيع المواد الكيميائية في المختبر باستخدام مجموعة متنوعة من التفاعلات الكيميائية.

تستخدم المواد الكيميائية في مجموعة متنوعة من التطبيقات، مثل صناعة الأدوية والطعام والبلاستيك والأجهزة الإلكترونية. تلعب المواد الكيميائية دورًا مهمًا في حياتنا اليومية، ولا يمكن الاستغناء عنها.

الرموز الكيميائية في الكيمياء هي عبارة عن اختصارات تمثل عناصر الجدول الدوري، وتكون مكونة من حرف واحد أو اثنين حسب الحالة. وتستخدم الرموز الكيميائية في الصيغ الكيميائية للمركبات الكيميائية، وفي رسوم الهيكل الجزيئي للمركبات. ومن أشهر الرموز الكيميائية المعروفة: H للهيدروجين، O للأكسجين، C للكربون، N للنتروجين، ورمز Au للذهب.

هناك العديد من الأنواع المختلفة للرموز الرياضية، بما في ذلك:

1- الرموز الحسابية: مثل الأرقام التي تعبر عن الكميات الرياضية مثل العدد 10 أو النسبة المئوية 50%.

2- الرموز الزوايا: مثل الزواية القائمة التي يمثلها الرمز 90 درجة أو زاوية الحادية عشر التي يمثلها الرمز 11.

3- الرموز الهندسية: مثل الأشكال الهندسية المختلفة مثل المربع والمستطيل والدائرة والمثلث.

4- الرموز المنطقية: مثل العلامات التي تعبر عن الصح أو الخطأ مثل علامة التصحيح ✓ وعلامة الخطأ ✕.

5- الرموز الإحصائية: مثل الأنحاء والمتوسطات والانحرافات القياسية التي يتم تمثيلها برموز مختلفة مثل σ وμ و.

6- الرموز الكيميائية: مثل الرموز التي تمثل العناصر الكيميائية مثل H للهيدروجين وO للأكسجين وC للكربون وغيرها.

نعم، تتطلب تقنية الهيدروجين تجمع عالمي لتحقيق الاستدامة البيئية والاقتصادية. نظرًا لان الهيدروجين ليس متوفراً في حالته الطبيعية ويجب إنتاجه من مصادر أخرى ، فإن تجمع عالمي يساعد في توسيع استخدامات الهيدروجين وخفض تكاليف إنتاجه، كما يساعد في تطوير البنية التحتية للتخزين والنقل والتسويق للهيدروجين. والتحول إلى الهيدروجين كوقود منخفض الكربون يتطلب تعاون دولي وتوافق حول المعايير والتحديات الفنية.

تصنف الدهون والزيوت في الكيمياء اللاعضوية على النحو التالي:

1- الدهون المشبعة: وهي الدهون التي تحتوي على روابط كيميائية مشبعة بالهيدروجين، وهي الأكثر استقراراً وتتميز بقوام صلب عند درجة حرارة الغرفة. وتشمل الدهون المشبعة الزبدة والدهون الحيوانية.

2- الدهون غير المشبعة: وهي الدهون التي تحتوي على روابط كيميائية غير مشبعة بالهيدروجين، وتتميز بقوام سائل عند درجة حرارة الغرفة. وتشمل الدهون غير المشبعة الزيوت النباتية مثل زيت الزيتون وزيت الذرة.

3- الدهون المتعددة غير المشبعة: وهي الدهون التي تحتوي على أكثر من رابط غير مشبع، وتشمل أحماض الدهن الأساسية مثل حمض اللينوليك وحمض اللينولينيك.

4- الدهون المتعددة المشبعة: وهي الدهون التي تحتوي على أكثر من رابط مشبع، وتشمل أحماض الدهن المشبعة المتعددة مثل حمض اللوريك وحمض البالميتوليك.

الأستات الفورميكي هو مركب كيميائي عضوي صيغته الكيميائية HCOOH. وهو يعرف أيضاً باسم حمض الفورميك، ويشبه في بنيته الجزيئية الأحماض الأخرى في عائلة الأحماض الكربوكسيلية. يتم إنتاج الأستات الفورميكي بشكل رئيسي عن طريق التفاعل بين أكسيد الكربون والهيدروجين في وسط حمضي.

يتم استخدام الأستات الفورميكي في الكيمياء اللاعضوية بشكل واسع، حيث يستخدم كمادة حافظة للأغذية، كما يستخدم في صناعة النسيج والجلود والمواد الكيميائية الأخرى. كما يستخدم في صناعة المبيدات الحشرية والأدوية والمواد المضادة للجراثيم. يستخدم أيضاً كمادة مذيبة في الصناعات الكيميائية. ويمكن استخدامه كمادة تطهير وتنظيف بسبب خصائصه المضادة للجراثيم.

تشمل عوامل الربط الكيميائي في الكيمياء اللاعضوية العوامل التالية:

1- ربط الهيدروجين: وهو ربط تشكل بين ذرتي هيدروجين وذرة أخرى مثل الأكسجين أو النيتروجين.

2- ربط التساهم: وهو ربط يحدث بين ذرة ذات كهرباء سالبة وذرة ذات كهرباء موجبة، وعلى سبيل المثال يمكن أن تتكون هذه الروابط بين ذرة الأكسجين وذرتي الهيدروجين لتكوين ماء.

3- ربط الأيوني: وهو ربط يحدث بين ذرة ذات كهرباء موجبة وذرة ذات كهرباء سالبة. فعلى سبيل المثال يمكن أن تتحد الأيونات الموجبة والسالبة لتشكل أملاح.

4- القوى الجزيئية: وهي القوى التي تؤدي إلى تكوين جزيئات معًا، مثل القوى الفان دير فال، والتي تنتج عن تكون تحركات الإلكترونات في المجال الكهرومغناطيسي للجزيئات.

الرابطة الهيدروجينية هي عبارة عن قوة جذب بين ذرتي هيدروجين في جزيء وذرة أكسجين أو نيتروجين أو فلورين في جزيء آخر. تُحدث الرابطة الهيدروجينية في المركبات اللاعضوية مثل الماء والأمونيا وحمض الهيدروفلوريك. تتميز الرابطة الهيدروجينة بأنها أضعف من الروابط الكوفالنتية الأخرى مثل الروابط الأيونية والتساهمية.

يمكن تحضير الأمونيا من خلال عدة طرق، منها:

1- طريقة هابر بأستخدام النتروجين والهيدروجين:
تتمثل هذه الطريقة في ردّ النتروجين مع الهيدروجين في وجود عامل حفاز على درجة حرارة عالية، حيث يتفاعل النتروجين مع الهيدروجين لتكوين الأمونيا بالتفاعل التالي:
N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g)

2- طريقة فريتز هابر:
هي طريقة تحضير الأمونيا الصناعية الأكثر شيوعًا، وتعتمد على استخدام النتروجين والهيدروجين بضغط وحرارة مرتفعة، مع وجود حفاز من أكسيد الحديد والألومينا على شكل نسبة معينة من حبيبات صغيرة. وتتفاعل المكونات حسب المعادلة الكيميائية التالية:
N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g)

3- طريقة بازرز ونيلسون:
تعتمد هذه الطريقة على استخدام النيتروجين والهيدروجين في السوائل، مع استخدام عوامل حفازة خاصة. وتتفاعل المكونات حسب المعادلة الكيميائية التالية:
N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g)

يلاحظ أن التفاعل يتم تحت درجة حرارة وضغط مرتفعين، حيث تعتبر ضروف الحفازات من أهم العوامل التي تؤثر على نسبة الإنتاج وجودة المنتج النهائي.