تركيب مركبات الكربون العضوية درس 11 صف 10 ك

اهلا بكم جميعا في هذا الشرح الجديد اليوم سننطلق معا في رحله علميه ممتعه جدا نغوص من خلالها في عالم الكيمياء المذهل رحلتنا ستبدا من الاشياء البسيطه التي نراها ونستهلكها كل يوم مثل الاطعمه والفواكه وصولا الى ادق التفاصيل المخفيه داخل جزيئاتها سنستكشف الطرق الدقيقه التي يستخدمها الكيميائيون في المختبرات لتحليل التركيب الجزيئي للمواد وسنقوم بتفكيك اسرار مركبات الكربون العضويه خطوه بخطوه استعدوا لاننا سنبسط هذه المفاهيم المعقده ونجعلها واضحه ومترابطه تماما لتنظيم هذا الشرح قمنا بتقسيم المحتوى الى خمس نقاط سريعه اولا سنتعرف على اساسيات مركبات الكربون العضويه ثانيا سنقارن بين الصيغ الجزيئيه والبنائيه ثالثا سندخل الى المختبر مع التحليل العنصري النوعي ورابعا سننتقل الى التحليل العنصري الكمي واخيرا سنختم بمراجعه سريعه للدرس دعونا نبدا فورا بالنقطه الاولى اساسيات مركبات الكربون العضويه هل تساءلتم يوما وانتم تتناولون تفاحه او اي فاكهه اخرى انكم فعليا تستهلكون مختبرا كيميائيا طبيعيا متكاملا الفواكه والخضروات ليست مجرد وجبات خفيفه بل هي مليئه بالمركبات العضويه مثل السكريات العضويه وتحديدا الجلوكوز والفركتوز هذه المركبات وغيرها الكثير هي ما يمنح كل فاكهه لونها الخاص ومذاقها الفريد ورائحتها التي لا تخطئها حواسنا لكن الامر لا يتوقف هنا فهذه الاطعمه غنيه ايضا بمركبات غير عضويه ضروريه جدا لاجسامنا مثل الاملاح المعدنيه الحديد الخارصين البوتاسيوم والصوديوم المثير للاهتمام حقا هو ان مركبات الكربون العضويه قد تتشابه في انواع الفواكه المختلفه ولكن النسب والانوار تختلف قليلا وهذا الاختلاف الكيميائي الدقيق هو السر وراء هذا التنهائ في الطبيعه حسنا ما الذي يجعل يجعل المركب عضويا في المقام الاول الجواب بسيط جدا ويتلخص في كلمه واحده الكربون الكربون هو حجر الاساس الذي لا غنى عنه ابدا في اي مركب كربوني عضوي ولكن بالطبع الكربون لا يعمل بمفرده فهو يتحد مع عناصر ثانويه شائعه جدا مثل الهيدروجين والاكسجين بالاضافه الى عناصر اخرى مثل النيتروجين الكلور الكبريت والبروم التلاعب في ترتيب ونسب هذه العناصر مع الكربون هو ما يعطينا ملايين المركبات العضويه المختلفه التي نعرفها اليوم هذا يقودنا بسلاسه الى القسم الثاني وهو الصيغ الجزيئيه والبنائيه او التركيبيه كيف نرسم خريطه هذه المركبات تخيلوا معي اننا نريد بناء منزل جديد الصيغه الجزيئيه تشبه تماما قائمه المواد التي نشتريها من المتجر هي فقط تخبرنا بنوع وعدد المواد الفعلي الموجود في الجزيء لكن هل قائمه المشتريات هذه تخبرنا كيف سيبدو شكل المنزل النهائي بالطبع لا لانها لا توضح كيف ترتبط بط المواد ببعضها وهنا ننتقل الى الصيغه البنائيه او التركيبيه وهي تمثل المخطط الهندسي الحقيقي للمنزل في الكيمياء كما نرى في امثله شهيره مثل الميثان او الحلقه السداسيه لمركب البنزين الصيغه البنائيه توضح الترتيب الدقيق للذرات في الفراغ كيف ترتبط معا وما هو عدد الروابط لكل ذره بالتحديد ولهذا السبب تحديدا يعتمد الكيميائيون بشكل شبه كلي على الصيغ البنائيه لفهم الخواص الفيزيائيه والكيميائيه للمركبات الصيغه الجزيئيه وحدها يمكن ان تكون مضلله جدا ففي الطبيعه قد نجد مركبات مختلفه تماما تتشارك في نفس الصيغه الجزيئيه ولكن ترتيبها الفراغي يختلف وهو ما نسميه بالتشاكل لذا لفهم كيف سيتفاعل المركب او لونه او درجه غليانه يجب ان ننظر الى المخطط الهندسي الكامل اي الصيغه البنائيه لنرتدي الان معاطف المختبر وندخل الى القسم الثالث التحليل العنصري النوعي الخطوه الاولى دائما لاي كيميائي يمسك بعينه مجهوله هي ان يسال ماذا يوجد هنا وهذا هو دور التحليل العنصري النوعي هو مجموعه من العمليات تهدف ببساطه الى الكشف عن العناصر الموجوده في مركب معين في هذه المرحله نبحث عن الكربون طبعا والهيدروجين والهالوجينات والنيتروجين والكبريت والفوسفور ولكن هناك مفارقه مثيره للاهتمام الاكسجين على الرغم من كونه عنصرا اساسيا وشائعا جدا في المركبات العضويه لا يبحث عنه عاده في هذه الخطوه النوعيه لماذا؟ سنعرف السبب المدهش بعد قليل بعد ان عرفنا ماذا يوجد في العينه ننتقل للقسم الرابع التحليل العنصري الكمي اي كم يوجد منها بالضبط التحليل الكمي هو المرحله التي تصبح فيها الامور بالغه الدقه نحن هنا لا نكتفي بمعرفه وجود الكربون او الهيدروجين بل نقيس كميات بالارقام الدقيقه هذا التحليل يعتمد بشكل كبير على دراسه تفاعلات المجموعه الفعاله او النشيطه في المركب هذه المجموعات الفعاله هي الاجزاء المميزه التي تمنح المركب خصائصه الكيميائيه وتحدد مسار تفاعلاته بشكل كامل بالاعتماد على هذا التحليل يمكننا اعاده بناء الصيغه الجزيئيه لاي مركب بثقه تامه دعونا ناخذ مثالا عمليا ورائعا على كيفيه قياس الكربون والهيدروجين الطريقه التي ابتك كرها الكيميون هنا عبقريه حقا الخطوه الاولى هي حرق الماده العضويه بالكامل هذا الحرق يجبر كل ذره كربون على التحول الى غاز ثاني اكسيد الكربون ويجبر كل ذره هيدروجين على التحول الى بخار ماء بعد ذلك ناخذ هذا الخليط الناتج ونمرره في انبوبين على التوالي الانبوب الاول يحتوي على حمض الكبريتيك المركز الذي يعمل كاسفنجه لامتصاص بخار الماء فقط الزياده في وزن هذا الانبوب تعطينا وزن الماء ومنها نحسب كميه الهيدروجين بدقه ثم نمرر ما تبقى من الغاز الى الانبوب الثاني والذي يحتوي على هيدروكسيد البوتاسيوم المخصص لامتصاص ثاني اكسيد الكربون الزياده في وزن الانبوب الثاني تعطينا وزن ثاني اكسيد الكربون ومنها نحسب كميه الكربون الاصليه انها عمليه استنتاج رياضي وكيميائي في غايه الاناقه والان نعود للغز الاكسجين الذي تخطيناه في التحليل النوعي كيف نقيسه اذا قديما كانوا يستخدمون ما يسمى بطريقه البواقي اي انهم يجمعون اوزان كل العناصر الاخرى التي تم قياسها مثل الكربون والهيدروجين ثم يطرحونها من الوزن الكلي للعينه والفرق المتبقي يفترضون ببساطه انه الاكسجين لكن في المختبرات الحديثه الامور تغيرت جذريا واصبحت اكثر دقه اليوم يتم تسخين الماده في بيئه خاليه تماما من الهواء ومعباه بغاز النيتروجين يتحرر الاكسجين كغاز او ماء ثم يمرر على كربون صرف تحت درجه حراره هائله تصل الى 1200 درجه مئويه هذا التفاعل القوي يجبر الاكسجين على تكوين غاز اول اكسيد الكربون والذي يتم قياسه بعد ذلك بدقه متناهيه هذا التطور يوضح لنا كيف تقفز التقنيات المخبريه بمرور الزمن لضمان نتائج لا تقبل الشك نصل الان الى محطتنا الاخيره في هذا الشرح القسم الخامس مراجعه الدرس قبل ان نختم دعونا نتاكد من ترسيخ هذه المفاهيم ببعض الاسئله التحفيزيه المستمده من كل ما شرحناه اليوم اولا اذا كان لديكم مركب يتكون من كربون هيدروجين اكسجين وكلور كيف ستكتبون صيغته الجزيئيه بالاعتماد على ترتيب العناصر الاساسيه والثانويه التي ذكرناها ثانيا تذكروا مثال مخطط المنزل لماذا يعتبر الاعتماد على الصيغ البنائيه امرا حتميا لاي كيميائي يريد فهم خواص المركبات واخيرا بخلاصه بسيطه ما هو الفرق الجوهريه بين التحليل العنصري النوعي والكمي داخل المختبر التفكير في هذه الاسئله سيساعدكم على ربط كل النقاط التي ناقشناها. استمروا في طرح الاسئله وتامل العالم من حولكم بعدسه كيميائيه. فالعلم يدور دائما حول فهم التركيب العميق لكل ما يحيط بنا. شكرا لكم على المتابعه ونتمنى لكم رحله تعلم مستمره وممتعه. ‏M.