(قصة مادتين)
الفصل الأول (الدرس 1 - 1)
الفكرة الرئيسة:
الكيمياء هي دراسة الادة والتغيرات التي تطرأ عليها
المادة:
هي كل شيء له كتلة ويشغل حيز
- ماذا تدرس الكيمياء؟
تدرس المادة والتغيرات التي تطرأ عليها. وتوفر دراستها الكثير من الراحة والرفاهية للناس
- طبقة الاوزون
إن التعرض الزائد للأشعة فوق البنفسجية UV مؤذٍ للحيوانات والنباتات.
UVB - أحد أنواع الأشعة فوق البنفسجية- يمكن أن تسبب إعتاماً في العين و سرطاناً في الجلد عند النسان وتقلل من نواتج المحاصيل الزراعية وتسبب خللاً في سلال الغذاء في الطبيعة.
- الغلاف الجوي للأرض
المادة الكيميائية: هي التي لها تركيب محدد وثابت وتسمى بالمادة النقية.
وطبقة الستراتوسفير: تمتد بين 10-50 KM فوق سطح الارض وفيها طبقة الاوزون التي تحمي الارض وهي تمتص معظم الأشعة الكونية قبل ان تصل الي الارض.
قياسات دوبسون:
- تقاس كمية غاز الأوزون الموجودة في طبقة الستراتوسفير عن طريق أجهزة موجودة على الرض أو عن طريق بالونات أو أقمار صناعية أو صواريخ ولقد ساعدت قياسات دوبسون العلماء على تقدير كمية غاز الأوزون التي يجب أن توجد في الجو
- قياسات دوبسون: هي (DU) 300 دوبسون في العدل الطبيعي
- ما هو ثقب الاوزون؟ سمك طبقة الاوزون في تناقص - تقلص ثقب الأوزون يسمى عادة ثقب الأوزون أنه ليس ثقباً
- تكون الأوزون
- عندما يتعرض غاز الأكسجين للأشعة فوق البنفسجية UV تتحلل جزيئاته O2 إلى ذرات أكسجين منفردة O وهي تتفاعل بدورها مع جزيئات غاز الأكسجين O2 ليتكون الأوزون O3
- وكذلك يمكن لغاز الأوزون O3 أن يمتص الأشعة فوق البنفسجية UV ليتحلل منتجاً غاز الأكسجين O2.
- ولذلك يحدث التوازن بي غازي الأكسجين والأوزون في طبقة الستراتوسفير.
مركبات الكلوروفلوروكربون (CFCs)
حضر العالم توماس ميجلي أول مركب من مركبات الكلوروفلوروكربون، التي يرمز إليها CFCs وهي مادة مكونة من كلور وفلور وكربون، وهي غير سامة، لأنها لا تتفاعل مباشرة مع الواد الأخرى
من استعمالاتها:
أجهزة التكيف المنزلية - الثلاجات - تصنيع البوليمرات - دفع الرذاذ من علب الرش.
(الكيمياء والمادة)
(الدرس 2 - 1)
الفكرة الرئيسة:
عي التي تتناول مجالات علم الكيمياء دراسة الأنواع المختلفة من المادة
الكتلة:
هي مقياس كمية المادة.
الوزن:
هو ليس مقياساً لكمية المادة فحسب، وإنما هو ايضاً مقياس لقوة جذب الأرض للمادة.
- النماذج:
تهدف الكيمياء إلى تفسير الأحداث التي لا ترى بالعين.
والتي ينتج عنها تغيرات ملحوظة. وتعد النماذج إحدى الطرائق لتوضيح ذلك.
النموذج: تفسير مرئي أو لفظي أو رياضي للبيانات التجريبية.
ومن أمثلتها ما تستعمل في: في البناء - النموذج الحاسوبي للطائرة
نماذج مختلفة لتمثيل المادة.
- بعض فروع الكيمياء
- الكيمياء علم أساسي:
هو علم الكيمياء هو دراسة المادة التغيرات التي تطرأ عليها.
الخلاصة:
- النماذج أدوات يستعملها العلماء ومنهم الكيمائيون لتفسير الحداث التي ل ترى بالعي الجردة
- الملاحظات التي يمكن رؤيتها بالعي الجردة للمادة تعكس سلوك الذرات التي ل يمكن رؤيتها بالعي الجردة
(الطرائق العلمية)
الفصل الأول (الدرس 3 - 1)
الفكرة الرئيسة:
يتبع العلماء الطريقة العلمية لطرح اسئلة واقتراح اجابات لها واختبارها، وتقويم نتائج الاختبارات
الطريقة العلمية:
هي طريقة منظمة تستعمل في الدراسات العلمية
الملاحظة:
تبدأ الدراسة العلمية عادة بملاحظة بسيطة. واللحظة عملية جمع معلومات.
بيانات نوعية:
(معلومات تصف اللون او الرائحة او الشكل او بعض الخواص الفزيائية الاخرى) وعموما أي شيء متصل بالحواس الخمس هو نوعي. درجة الحرارة، الضغط، الحجم، او كمية الادة الناتجة عن التفاعل
بيانات كمية:
هي المعلومات الرقمية
الفرضية:
اكتشف الكيميائيان مولينا ورولاند وجود مركبات الكلوروفلوروكربون قبل أن تبين البيانات الكمية تناقص مستوى غاز الأوزون في الستراتوسفير.
- افترض مولينا ورولاند فرضيتان هما:
1- ان مركبات CFCs تتحلل نتيجة التفاعل مع الأشعة الفوق بنفسجية الآتية من الشمس.
2- تقول إن الكلور الناتج عن هذا التفاعل يحطم جزيئات غاز الاوزون.
الفرضية: عبارة عن تفسير مؤقت لظاهرة ما او حدث تمت ملاحظته وهو قابل للاختبار.
التجربة: المشاهدات المضبوطة التي تختبر الفرضية.
ان ملح الطعام يذوب في الماء الساخن أسرع من ذوبانه في الماء الذي درجة حرارته تساوي درجة حرارة الغرفة (20سليزيوس)
ولأن درجة الحرارة هي التغير الذي تخطط لتغيره فهي متغير مستقل،
وتسمى سرعة الذوبان متغير تابع لأن قيمتها تتغير تبًعا لتغير المتغير المستقل من الهم وجود ضابط للمقارنة في كثير من التجارب.
الاستنتاج: حكم قائم على المعلومات التي يتم الحصول عليها.
- نموذج مولينا ورولاند يبن تحطم الأوزون:
- الأشعة الفوق بنفسجية تجعل الكلور Cl ينفصل عن مركب CCl3F.
- الكلور يحطم غاز الأوزون O3 بالاتحاد معه لتكوين غاز الأكسجين O2 ، وأول أكسيد الكلور ClO
- تتحد ذرة الأكسجين O مع أول أكسيد الكلور ClO ليتكون جزيء الأكسجين O2 والكلور Cl،
- ثم يتحد الكلور الحر Cl مرة أخرى مع جزيء أوزون آخر O3 وتتكرر العلمية.
حسب الشكل التالي
النظرية والقانون العلمي:
النظرية: هي تفسير لظاهرة طبيعية بناءً ً على مشاهدات واستقصاءات مع مرور الزمن.
أمثلة: نظرية أينشتاين النسبية. نظرية دالتون الذرية، النظرية الذرية الحديثة.
قانون علمي: يصف علاقة أوجدها الله في الطبيعة تدعمها عدة تجارب.
أمثلة: هو قانون نيوتن، قواني الغازات مثل قانون شارل.
(البحث العلمي)
الفصل الأول (الدرس 4 - 1)
الفكرة الرئيسة:
هي بعض البحوث العلمية تؤدي الى تطوير تقنيات يمكن ان تحسن حياتنا والعالم من حولنا
البحث النظري: هو بحث يجرى للحصول على العرفة من أجل العرفة نفسها.
البحث التطبيقي: هو بحث يجري لحل مشكلة محددة.
- اكتشافات غير مقصودة
ألكسندر فلمنج اكتشف فطر البنسلين، (البنسلين) سببت قتل البكتيريا.
جوليان هيل اكتشف النايلون، يستخدم النايلون بكثرة في صناعة، الأنسجة، بعض أنواع البلاستيك، أشرطة التثبيت
- وتستمر القصة:
إن مركبات CFCs ليست وحدها التي تتفاعل مع غاز الأوزون هناك بعض الواد الاخرى التي تتفاعل معه أيضاً فرابع كلوريد الكربون، وميثيل الكلوروفورم وبعض الواد التي تحتوي على بروم كلها تفكك غاز الأوزون.
ميثاق مونتريال
إنهاء استعمال هذه المركبات، ووضع قيود لها.
- العوامل التي تسبب تكوّن ثقب الأوزون:
- يتكون ثقب الأوزون سنوياً فوق القارة المتجمدة الجنوبية في فصل الربيع.
- وتتكون غيوم جليدية في طبقة الستراتوسفير فوق هذه القارة عندما تنخفض درجات الحرارة هناك إلى (- 78سليزيوس) وهذه الغيوم تحدث تغييرات تساعد على إنتاج كلور وبروم نشطين كيميائياً
- وعندما تبدأ درجة الحرارة في الارتفاع في الربيع يبدأ هذان العنصران النشطان في التفاعل مع غاز الأوزون مسببين تناقصه، الأمر الذي يؤدي إلى حدوث ثقب في الأوزون فوق القارة المتجمدة الجنوبية.
- كما يحدث تناقص لغاز الأوزون فوق القطب الشمالي، لكن درجة الحرارة لا تبقى منخفضة مدة كافية هناك، مما يغني تناقضاً أقل في غاز الأوزون عند القطب الشمالي.
- فوائد الكيمياء:
يعد الكيميائيون هم جزءاً من العلماء الذين يحلون الكثير من المشكلات والقضايا
ومن ذلك: مشكلة تآكل الأوزون
- اكتشاف بعض الأدوية ولقاحات الأمراض ومنها الإيدز والأنفلونزا