تتكون الماده من جسيمات صغيره جدا تسمى ذرات

الكون حولنا يتكون من جسيمات صغيرة جدا يطلق عليها اسم الذرات والتي تعتبر هي وحدة بناء المواد والمقال التالي سوف يحتوي على كافة المعلومات التي تهتم بعلم الذرات والجزيئات والتعرف على الفروق الواضحة بينهما.

تتكون المادة من جسيمات صغيرة جدا تسمى ذرات

 تتكون الماده من جسيمات صغيره جدا تسمى ذرات

تلك العبارة صحيحة حيث أن المادة تتكون من أجسام صغيرة للغاية يطلق عليها اسم ذرات.

تتكون الذره من

الذرة تم تعريفها بأنها الجزء الأصغر في العناصر الكيميائية وتمنحه الخواص الكيميائية الخاصة به والتي تتمثل في الكتلة والتوزيع الإلكتروني وعدد البروتونات ومدى قدرته على التفاعل الكيميائي.

الذرة تكون غير قابلة للانقسام وهي الجزء الأصغر للعنصر والذي يمنحه مجموعة من المميزات والخصائص التي تميزه عن غيره من العناصر الكيميائية.

مكونات الذرة

تتكون الذرة من مجموعة من الإلكترونات التي تمثل الشحنة السالبة وتدور حول نواة الذرة التي تمثل الشحنة الموجبة ويكون حجمها صغير جداً، ونواة الذرة تتكون من مجموعة من البروتونات الموجبة و النيوترونات المتعادلة ويطلق على عدد البروتونات الموجبة في نواة الذرة اسم العدد الذري.

خصائص الذرة

• العدد الذري وهو يمثل عدد البروتونات المتواجدة في ذرة العنصر الكيميائي.
• الخواص النووية وهي نصف القطر النووي، كتلة النواة، الاستقرار النووي وطاقة الترابط النووي.
•  النماذج النووية وتقسم إلى نموذج القطرة السائلة، طاقة الربط الحجمية، الطاقة السطحية، طاقة التنافر الكهربائي وطاقة الشفاعية.
• حجم الذرة
• الذرة لها شكل كروي.
• لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة ومن غير الممكن أن يتم رؤيتها بالميكروسكوب.
• شديدة التفاعل ولها روابط نووية.
• تحديد الكتلة فيها من خلال البروتونات والنيوترونات وذلك لأن الإلكترونات لها كتلة ضئيلة جداً.

استخدامات الذرة في استخراج الطاقة

• تقوم الطاقة النووية بتوليد حرارة تستخدم في توليد البخار ثم يتم استخدام هذا البخار المنتج نووياً من أجل تشغيل التوربينات التي تولد الكهرباء أثناء دورانها.
• يتم استخدام الحرارة النووية والطاقة البخارية في توليد الكهرباء.

تعريف الجزيئات

الجزيئات هي أبسط وأصغر وحدة للمركبات الكيميائية والتي تتكون من ذرتين أو أكثر سواء كانت تلك الذرات متشابهة أو مختلفة، وتقوم بالارتباط مع بعضها البعض من خلال القوى الكيميائية التي تنشأ بينهم والتي تعمل على تكوين روابط كيميائية تنتج من مشاركة الإلكترونات مع بعضها البعض أو من تبادل الإلكترونات بين الذرات.

الذرة بمفردها لا تعتبر جزيء حيث أن الجزيئات تنتج من ارتباط أكثر من ذرة مع بعضها البعض، فنجد أن الأكسجين بمفرده هو ذرة بينما ارتباط ذرتين من الأكسجين مع بعضهم وارتباطهم بذرة كربون يصنع جزيء من غاز ثاني أكسيد الكربون.

أنواع الجزيئات

تحتوي الجزيئات العضوية على ذرات من الكربون والهيدروجين المرتبطة كيميائياً مع بعضها البعض في سلاسل طويلة وتسمح قدرة الذرات هذه على التعلق ببعضها البعض وإنشاء مركبات لا حصر لها، وتحتاج جميع الكائنات الحية إلى أربعة أنواع من الجزيئات العضوية وهم الأحماض النووية والبروتينات والكربوهيدرات والدهون فالحياة لا تستمر بدون أي من تلك المكونات.

الأحماض النووية

تقوم الأحماض النووية بصنع البروتينات المتواجدة في بنية كل خلية والحمض النووي له العديد من الأشكال المختلفة التي تتوقف على  وظيفته، ويكون في العادة داخل المركز أو خلية النواة.

يتكون العمود الفقري لكلا المادتين من جزيئات متناوبة من الفوسفات والسكر وقواعد النيوكليوتيدات، ومن بين تلك الأنواع للأحماض النووية فالحمض النووي هو الأكثر استقراراً وهو ما يجعله أقل عرضة للكسر من الحمض النووي الريبي.

تتكون جينات الشخص من الحمض النووي ويقوم كل جين بتقديم الشفرة اللازمة لصنع بروتين محدد ويساعد RNA الحمض النووي في ذلك.

البروتينات

تعتبر البروتينات هي الأكثر تنوعاً في جميع الجزيئات العضوية حيث أنها تتكون من الكثير من الهياكل وتنفذ وظائف مختلفة داخل الكائنات الحية، والأحماض الأمينية هي ما يقوم بتشكيل البروتينات.

يتواجد حوالي 20 حمض أميني مختلف من أجل تكوين أنواع البروتينات المختلفة وتلك الأحماض الأمينية يكون لها نفس التكوين والفرق الوحيد هو مجموعة R التي تختلف من حمض إلى آخر وتعطيه تفرده.

تحتوي البروتينات على أربعة مستويات من الهياكل وهم الهيكل الأساسي ويعني ارتباط الأحماض الأمينية مع بعضها البعض، التركيب الثانوي يشير إلى الطيات في مناطق معينة داخل البروتين، البنية الثلاثية وهي المظهر النهائي ثلاثي الأبعاد للبروتين، ويتكون الهيكل الرباعي من وحدات فرعية صغيرة جداً من البروتين ترتبط كيميائياً لتشكيل بروتين أكبر.

الكربوهيدرات

تحتوي الكربوهيدرات على أكبر عدد من الجزيئات العضوية في الكائنات الحية حيث أن الكربوهيدرات في الأساس هي السكريات ويمكن إرجاع أصلها إلى عملية التمثيل الغذائي.

أبسط سكر هو الجلوكوز وهو جزيء يتم استخدامه في توفير الوقود اللازم لجسم الكائنات الحية وتتواجد السكريات في الأطعمة في صورة فركتوز في الفاكهة، لاكتوز في الحليب، مالتوز في الخضار وسكروز في سكر الطعام والنشا تتواجد في الحبوب الكاملة.

يقوم الجسم بإفراز إنزيم الأميليز الذي يعمل على تكسير الكربوهيدرات التي نتناولها في الطعام وتستخدمها الخلايا في إنتاج الطاقة للجسم.

الدهون

تعرف باسم الدهون الثلاثية وتأتي في أشكال مختلفة في الجسم وتحتوي على معظم الطاقة من جميع المركبات العضوية، وعندما يقوم الجسم بحرق الدهون من أجل الحصول على الوقود تنتج كم أكبر من الطاقة أكثر مما لو قمت بإحراق الجزيئات العضوية الأخرى.

تقوم الدهون في الجسم بالكثير من الوظائف حيث أن الدهون الفوسفاتية والكولسترول مهمان للغاية من أجل أغشية الخلايا، والهرمونات تعمل على الكثير من التغيرات في الجسم بجانب الفيتامينات وأهميتها للخلايا المختلفة.

خصائص الجزيئات

• الخصائص الكيميائية والفيزيائية للجزيئات عند انضمام ذرات أخرى لها أو عند تكوينها تصبح مختلفة فيكون لكل جزيء حجم وكتلة ثابتان يعتمدان بشكل أساسي على الذرات المكونة لهذا الجزيء.
• الحجم في الجزيئات يعتمد على الذرات المكونة لها بجانب ترتيبها وارتباطها في الجزيء، بينما الكتلة تنتج من مجموع كتل الذرات المكونة للجزيء وبالتالي تتأثر تلك الخصائص إذا تغيرت الذرات فيها.
• الكثافة والحركة لنفس الجزيء تختلف طبقاً للحالة التي يكون فيها فنرى أن كثافة الجزيئات في صورة عامة في الحالة الغازية أقل منها في الحالة الصلبة  أو السائلة والجزيئات بطبيعتها تكون في حالة حركة دائمة.
• من الممكن أن نقوم بتشبيه حركة الجزيئات في الحالة الصلبة بالاهتزاز السريع لأنها مقيدة الحركة بشكل كبير في تلك الحالة، بينما الحالة السائلة تكون لها حرية في الحركة بشكل أكبر ولكن عندما تكون في الحالة الغازية فإنها تتمتع بأعلى قدر ممكن من الحرية في الحركة.
• الجزيئات لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة ولكنها من الممكن أن تتم رؤيتها عن طريق الميكروسكوب.
• لها عدة أشكال قد تكون على شكل مثلث أو زاوي أو خطي.
• يحتوي الجزيء على عنصرين أو أكثر قد يكونان متطابقين أو مختلفين ولكنهما  مرتبطان مع بعضهما البعض.
• توجد الجزيئات في حالة مستقلة.
• الجزيء هو أصغر جسيم في المادة.

تصنيف الجزيئات حسب التركيب

• الجزيء ثنائي الذرة: حيث يتكون الجزيء ثنائي الذرة من ذرتين فقط وقد تكون تلك الذرات لعنصر واحد أي متجانسة النواة أو من ذرات عناصر مختلفة أي غير متجانسة النواة، مثل جزيء الأكسجين O2 هو مثال لجزيء ثنائي الذرة المتماثلة ولكن حمض الهيدروكلوريك هو مثال على جزيء ثنائي الذرة الغير متجانسة.
• الجزيء متعدد الذرات: يتكون هذا الجزيء من أكثر من ذرتين مثل جزيء الجلوكوز C6H12O6 والماء H2O.
• الجزيء الكبير: هو جزيء كبير جداً وفي الغالب يتكون من وحدات فرعية ومن أشهر أمثلته هي البروتينات والحمض النووي.

تصنيف الجزيئات حسب الروابط

الروابط الكيميائية بين الذرات تنشأ من أجل الوصول إلى حالة من الاستقرار في مدارها الأخير وينتج من خلال مشاركة الإلكترونات أو فقد أو كسب الإلكترونات ويؤدي إلى إنتاج الجزيئات، وفي الفقرات التالية سوف نتعرف على أهم المعلومات حول الروابط وهي:

•  الروابط الأيونية: تنشأ تلك الرابطة نتيجة فقد او كسب إلكترون أو أكثر بين الذرات المختلفة، والذي ينتج منه جسيمات سالبة الشحنة للذرات التي اكتسبت الإلكترونات وشحنات موجبة للذرات التي فقدت الإلكترونات، وتلك الشحنات تنتج من اختلاف عدد الإلكترونات والبروتونات فيها مثل جزيء كلوريد الصوديوم.
• الروابط التساهمية: تنتج هذه الروابط من خلال مشاركة الإلكترونات بين الذرات وهي شائعة في جزيئات الكائنات الحية وتعتمد على عدد الإلكترونات المشتركة بينهم، وكلما زاد عدد الإلكترونات زادت قوة الرابطة التساهمية الناشئة مثل جزيء الميثان.
• الروابط الهيدروجينية: هذا النوع من الروابط يعتبر من الروابط الضعيفة التي تنتج بين الذرات المختلفة مع ذرات الهيدروجين من خلال رابطة تساهمية ضعيفة.

ما هو الفرق بين الذرة و الجزيئة؟

• الذرة هي أصغر جسيم في العنصر وقد تتواجد في صورة حرة أو لا، بينما الجزيء هو أصغر جسيم في المركب ويتواجد في صورة مستقلة.
• تتكون الذرة من نواة والتي تحتوي على بروتونات ونيوترونات بالإضافة إلى الإلكترونات بينما الجزيء يتكون من ذرتين أو أكثر.
• الذرات تكون شديدة التفاعل وتشترك في التفاعلات الكيميائية ولكن الجزيئات من الممكن أن تتم عملية الفصل فيها عن طريق التفاعلات النووية.
•  في الغالب تكون الذرات غير مستقرة بينما الجزيئات مستقرة.

الفرق بين الجزيء والمركب

يتكون المركب من عنصرين مختلفين أو أكثر مرتبطين مع بعضهما البعض بروابط كيميائية مثل مركب الماء H2O أو حمض الهيدروكلوريك HCL.

نجد أن جميع المركبات هي جزيئات ولكن ليست جميع الجزيئات مركبات ومن أهم أمثلة الجزيئات غاز الأوزون O3  وغاز الهيدروجين H2.

الفرق بين الجزيء والأيون

الجزيء يكون متعادل كهربائياً أي أن العدد الكلي للبروتينات والإلكترونات هو نفسه، بينما الأيون يحمل شحنة موجبة إن كان عدد البروتونات زائد ويحمل شحنة سالبة إذا كان هناك المزيد من الإلكترونات.

من الامثلة على الجزيئات؟

• جزيء الماء H20
• النيتروجين N2
• الأوزون O3
• أكسيد الكالسيوم CAO
• ثاني أكسيد الكربون CO2
• ملح الطعام NACL
• الحمض النووي منزوع الأكسجين DNA