الكيمياء الفيزيائية

الكيمياء الفيزيائية: علم يقوم على دراسة خواص و بناء مختلف المواد والجسيمات التي تتكون منها هذه المواد وذلك تبعا لتركيبها وبنائها الكيميائي وللظروف التي توجد فيها وعلى دراسة التفاعلات الكيميائية والاشكال الأخرى من التأثير المتبادل بين المواد تبعا لتركيبها الكيميائي وبنائها ، وللظروف الفيزيائية التي تحدث فيها هذه التفاعلات.

أهم فروع كيمياء الفيزيائية:

١-الفيزيائية الديناميكا الحرارية أو الثرموديناميك، وهو من أحد فروع الميكانيكا الإحصائية، يقوم بدراسة خواص انتقال الطاقة وتحولاته مثل: تحول الطاقة الحرارية إلى ميكانيكية مثل الآلة البخارية. تحول الطاقة الحرارية إلى كهربائية مثل محطات القوى. تحول الطاقة الحركية إلى كهربائية مثل توليد الكهرباء.

٢-الحركية الكيميائية أو حركية التفاعل: وهو علم يدرس معدل التغيّر في سرعة التفاعل الكيميائي، والعوامل التي تؤثر فيها مثل التركيز، ودرجة الحرارة، والضغط، وطبيعة المواد المتفاعلة، والعوامل المثبطة.

من العلماء الذين درسوا الحركية الكيميائية بيتر واجي، وكاتو جولدبرج. إذ أنهم اخترعوا قانون فعل الكتلة الذي ينص على أنّ: “سرعة التفاعل الكيميائي تتناسب طردياً مع كمية المواد المتفاعلة”.

٣-الكيمياء الكهربائية ، وهو علم يقوم بدراسة التفاعلات التي تحدث بين الموصلات الكهربائية مثل الإلكترودات التي تتألف من المعادن، وأشباه الموصلات كالغرافيت.

٤-كيمياء السطوح أو علم السطوح، وهو الدراسة الفيزيائية والكيميائية للظواهر الحادثة على السطح، إذ يتحول من صلب إلى سائل، أو صلب إلى غاز، أو سائل إلى غاز. ويتضمن علم السطوح دراسة مواضيع أهها: التحفيز اللامتجانس. تصنيع الوسائل نصف الناقلة. خلايا الوقود. الطبقات الأحادية ذاتية التجمع.

المطيافية:وهو علم التأثر بين الإشعاع سواء كهرومغناطيسي أو جسيمات مع المادة التي تتكون من الجزيئات والذرات. الميكانيك الإحصائي (الثرموديناميكا الإحصائية)، وهو علم يهتم بدراسة نظريات الإحصاء، وحركة الجسيمات عند تعرضها لقوى خارجية. كيمياء الجسم الصلب، وهو فرع من فروع علم الكيمياء يهتم بدراسة الخصائص الفيزيائية للمواد الصلبة.

الكيمياء التحليلية

كيمياء التحليلية:هي دراسة التركيب الكيميائي للمواد الطبيعية والاصطناعية.حيث تهتم بالتقدير الكمي و النوعي للعناصر و المركبات المكونة للمادة المراد تحليلها بخلاف الفروع الأخرى من الكيمياء مثل الكيمياء اللاعضوية أو الكيمياء العضوية فإن الكيمياء التحليلية غير محصورة بنوع محدد من المركبات أو بنوع معين من التفاعلات الكيميائية. الخواص التي تدرس في الكيمياء التحليلية تتضمن الخواص الهندسية مثل شكل الجزيئات وتوزع الذرات بها إلى خواص مثل التركيب وتحديد المكونات من العناصر. تطورت الكيمياء التحليلية على يد الكيميائيين التحليليين وأسهم تطورها في تقدم كثير من العلوم الأخرى: بالذات الكيمياء وعلم الحياة بفروعه وعلوم الأرض والتربة: من تطوير للنظريات ومناهج البحث إلى تطوير التطبيقات مثل التطبيقات الطبية الحيوية، البيئية ومراقبة التطورات البيئية والمناخية وتأثيرات الإنسان على البيئة، رقابة الجودة في الصناعة خاصة صناعة الأدوية، وحتى التحليلات الجينية والوراثية في أبحاث علم الأحياء و الطب الجنائي

متابعة قراءة “الكيمياء التحليلية”

تاريخ كيمياء الحيوية

كان يعتقد في السابق أن الحياة والمواد المكونة لها مختلفة عن المكونات الموجودة في المواد غير الحية، وأن الكائنات الحية فقط هي من ينتج هذه المواد. ثم في عام 1828 م نشر فريدريك ولير ورقة عن إمكانية تصنيع مادة اليوريا، مثبتاً بذلك أن المواد العضوية يمكن إنتاجها صناعياً. بزغ فجر الكيمياء الحيوية كعلم مع اكتشاف إنزيم والذي أصبح يسمى اليوم أميلاز عام 1833 على يد العالم الفرنسي أنسيلم بايين . في عام 1896، قام العالم الألماني إدوارد بوخنر بأول تجربة كيمياء حيوية معقدة خارج الخلية عندما نجح بإجراء التخمر الكحولي في خلايا مستخلصة من الخميرة. رغم أنه يظهر أن مصطلح الكيمياء الحيوية ( Biochemistry) استعمل لأول مرة في عام 1882، من المتعارف عليه أن الاستعمال الرسمي لهذا المصطلح حصل عام 1903 من عالم الكيمياء الألماني كارل نوبرغ .وقبل ذلك، كان هذا المجال يسمى الكيمياء الوظيفية أو الكيمياء الفيزيولوجية (Physiological chemistry).منذ ذلك الوقت تطور علم الكيمياء الحيوية خصوصا في منتصف القرن العشرين مع اكتشاف تقنيات جديدة أدت إلى اكتشاف العديد من الجزيئات والمسارات الأيضية المختلفة للخلية. حدث تاريخي آخر مهم هو اكتشاف الجينات ودورها في نقل المعلومات في الخلية. هذا الجزء من الكيمياء الحيوية يطلق عليه علم الأحياء الجزيئي.

الكيمياء الحيوية

هي أحد فروع العلوم الطبيعية ويختص بدراسة التركيب الكيميائي لأجزاء الخلية في مختلف الكائنات الحية سواء كانت كائنات دقيقة مثل (بكتيريا، فطريات، طحالب) أو راقية كالإنسان والحيوان والنبات. ويوصف علم الكيمياء الحيوية أحياناً بأنه علم كيمياء الحياة نظراً لارتباط الكيمياء الحيوية بالحياة.

ترتبط الكيمياء الحيوية ارتباطًا وثيقًا بعلم الأحياء الجزيئي، وهي دراسة الآليات الجزيئية التي بواسطتها يتم ترميز المعلومات الوراثية في الحمض النووي في العمليات الحيوي واعتمادًا على التحديد الدقيق للمصطلحات المستخدمة، يمكن اعتبار البيولوجيا الجزيئية بمثابة فرع من الكيمياء الحيوية، أو الكيمياء الحيوية كأداة للتحقيق ودراسة البيولوجيا الجزيئية.

تتعامل الكيمياء الحيوية بشكل كبير مع التركيب والوظيفة والتداخلات بين مكونات الخلية مثل الدهون والكربوهيدرات والبروتينات والأحماض النووية وجزيئات حيوية أخرى. تكون بعض هذه الجزيئات كبيرة ومعقدة وتسمى البوليمرات الحيوية. الكيمياء الحيوية تدرس الخصائص الكيميائية للجزيئات الحيوية الهامة مثل البروتينات وخصوصا التفاعلات التي تحفز عن طريق الإنزيمات. الكيمياء الحيوية المتعلقة بالعمليات الأيضية داخل الخلية والمتعلقة بجهاز الغدد الصماء تمت دراستها بشكل كبير. وهناك مجالات أخرى للكيمياء الحيوية تشمل المادة الوراثية (DNA,RNA)، ونقل المواد من خلال غشاء الخلية، ونقل الإشارات.يتم استخدام نتائج الكيمياء الحيوية في المقام الأول في الطب، والتغذية، والزراعة. في الطب ، يدرس الكيميائيون الحيويون أسباب وعلاج الأمراض وفي مجال التغذية، يدرسون كيفية الحفاظ على الصحة والعافية ودراسة آثار نقص التغذية (أو ما يُعرف بسوء التغذية). وفي مجال الزراعة، يتقصى علماء الكيمياء الحيوية التربة والأسمدة، ويحاولون اكتشاف طرق لتحسين زراعة المحاصيل وتخزين المحاصيل ومكافحة الآفات