العناصر في الكيمياء
العنصر الكيميائي هو عبارة عن مادة نقية تتكون من نوع واحد فقط من الذرات، وكل ذرة لها رقم ذري خاص بها والذي يمثل عدد البروتونات الموجودة في نواة ذرة واحدة من هذا العنصر، حيث يتم ترتيب الجدول الدوري للعناصر من خلال العدد الذري التصاعدي.
العناصر الكيميائية مقسمة إلى الفلزات واللافلزات وأشباه الفلزات، المعادن التي توجد عادة على الجانب الأيسر من الجدول الدوري هي غالبا ما تكون موصلة للكهرباء وطيع ولامع ومغناطيسي في بعض الأحيان، الألمنيوم والحديد والنحاس والذهب والزئبق والرصاص هي عناصر ومعادن، وفي المقابل اللافلزات الموجودة على الجانب الأيمن من الجدول الدوري عادة ليست موصلة وغير مرنة وباهتة (أي أنها ليست لامعة) وغير مغناطيسية وتشمل أمثلة العناصر غير الفلزية الكربون والأكسجين، كما وتحتوي أشباه الفلزات على بعض خصائص المعادن وبعض خصائص اللافلزات والسيليكون والزرنيخ أشباه فلزات.
اعتبارًا من نوفمبر 2011 ميلادي تم تحديد 118 عنصرًا، ومن بين هذه العناصر الـ 118 المعروفة من المعروف أن أول 98 عنصرًا فقط تحدث بشكل طبيعي على الأرض، أما العناصر التي لا تحدث بشكل طبيعي على الأرض فهي عبارة عن منتجات اصطناعية لتفاعلات نووية من صنع الإنسان، ومن 80 من 98 عنصرًا طبيعيًا مستقرة أما البقية فهي مشعة مما يعني أنها تتحلل إلى عناصر أخف على مدى فترات زمنية تتراوح من أجزاء من الثانية إلى مليارات السنين.
على الرغم من أن جميع المواد الكيميائية المعروفة تتكون من هذه العناصر فإن المادة الكيميائية نفسها لا تشكل سوى حوالي 15٪ من المادة في الكون، أما الباقي فهي عبارة عن مادة مظلمة وهي مادة غامضة لا تتكون من عناصر كيميائية، حيث تفتقر المادة المظلمة إلى البروتونات أو النيوترونات أو الإلكترونات.
العينات النقية من العناصر المعزولة غير شائعة في الطبيعة، بينما تم تحديد 98 عنصرًا طبيعيًا في عينات معدنية من قشرة الأرض يمكن العثور على أقلية صغيرة منها كمعادن نقية نسبيًا يمكن التعرف عليها، ومن بين هذه “العناصر الأصلية” الأكثر شيوعًا النحاس والفضة والذهب والكبريت، كما يوجد الكربون أيضًا بشكل شائع في شكل الفحم والجرافيت والماس، ويمكن أيضًا العثور على الغازات النبيلة (مثل النيون) والمعادن النبيلة (مثل الزئبق) في أشكالها النقية غير المرتبطة في الطبيعة، ومع ذلك توجد معظم هذه العناصر في على شكل مركبات.
المركبات في الكيمياء
عندما يتم دمج عنصرين مختلفين كيميائيًا أي تتكون روابط كيميائية بين ذراتهما، فإن النتيجة تسمى مركب كيميائي، إذ ترتبط معظم العناصر الموجودة على الأرض بالعناصر الأخرى لتكوين مركبات كيميائية مثل الصوديوم (Na) والكلوريد (Cl) والتي تتحد لتكوين ملح الطعام (NaCl)، والماء مثال آخر للمركب الكيميائي، حيث يمكن فصل العنصرين المكونين أو أكثر للمركب من خلال تفاعلات كيميائية.
في الواقع يعرف عن المركبات الكيميائية بأنها تتميز أن لها بنية فريدة مميزة ومحددة، والتي تتكون من نسبة ثابتة من الذرات مرتبطة ببعضها البعض في ترتيب مكاني محدد بواسطة روابط كيميائية، كما أنه يمكن أن تكون المركبات الكيميائية على شكل مركبات جزيئية متماسكة معًا بواسطة روابط تساهمية أو على شكل أملاح مرتبطة ببعضها البعض بواسطة روابط أيونية، أو ربما حتى عبارة عن مركبات معدنية متماسكة معًا بواسطة روابط معدنية، لا تعتبر العناصر الكيميائية النقية مركبات كيميائية حتى لو كانت تتكون من جزيئات ثنائية الذرة أو متعددة الذرات (جزيئات تحتوي فقط على ذرات متعددة من عنصر واحد مثل H2 أو S8).
ما هو الفرق بين العنصر والمركب؟
العناصر هي من أبسط أشكال المادة مما يعني أنه لا يمكن تقسيمها إلى مكونات أصغر فيزيائيًا أو كيميائيًا، ويتم سرد جميع العناصر في الجدول الدوري وهناك ما لا يقل عن 118 منهم معروفة للإنسان! تتضمن أمثلة العناصر الكربون (C) والهيدروجين (H) والأكسجين (O) والصوديوم (Na) على سبيل المثال لا الحصر.
من ناحية أخرى تتكون المركبات من عنصرين مختلفين أو ربما أكثر من ذلك وهذه العناصر تكون متماسكة معًا بواسطة روابط كيميائية، كما وأنهم يعملون كوحدة واحدة معا، في حين أن المركبات هي أيضًا عبارة عن مواد نقية إلا أنها تختلف عن العناصر؛ وذلك لأن المركبات يمكن تقسيمها إلى مكونات أبسط وأصغر (وهي العناصر التي يتكون منها المركب)، وبعض الأمثلة على المركبات هي ثاني أكسيد الكربون (CO2) والصدأ (Fe2O3) وملح الطعام (NaCl).
تتكون عينة السيليكون من نوع واحد فقط من الذرات وهي ذرات السيليكون، لذلك يعد السيليكون مادة نقية، ونظرًا لأن ذرات السيليكون هذه في أبسط أشكالها ولا يمكن تفكيكها أكثر من ذلك فإن المادة السيليكون هي أيضًا تعد عنصر، ولا بد من أن تتذكر أن الطريقة السهلة لمعرفة ما إذا كان شيء ما عنصرًا أم لا هو عن طريق البحث عنه في الجدول الدوري، إذ أن كل ما ورد في الجدول الدوري هو عنصر وبالتالي فهو مادة نقية! السليكون هو رقم 14 في الجدول الدوري وله الرمز Si.
