العباقره هم عقول الأمم بهم تحيا أبيه راقيه يبدعون فى شتى مناحى الحياه

 

كان من المفترض أن عنصر النحاس له وزن جزيئي 63.6
يعنى أن ذرة النحاس تزن 63.6 وحده من وحدات الوزن
(وهى وزن ذرة الهيدروجين)
فى عام 1910 صودى واستون
كل عنصر يمكن اعتباره يتركب بدمج اثنين أو أكثر من العناصر
من عناصر المواد التي تختلف في وزنها الذرى عن بعضها
واللذان يتطابقان كيميائيا
استون
صمم جهازا سماه مقياس الطيف الكتلى
والذي يمكننا باستخدام القوى الكهربية والمغناطيسية إثبات وجود
ما يسمى بالنظائر المشعة بدرجه من التأكد ونحدد الوزن الذرى
ثبت أن النحاس يتكون من دمج بين نظيرين 63- 65
الدمج له خصائص بنسب معينه أو يمكن أن يكون وزن ذرى متوسط 63.6))
في بعض الظروف عدد النظائر ممكن ان يكون كبير
القصدير له 12 نظير
اكتشف استون أن النظائر للعنصر
تكون متقاربة في وزنها الذرى
ومتطابقة في خصائصها الكيميائية
تفسير النظرية الحديثة للخصائص الكيميائية
للعنصر لا تعتمد على الوزن الذرى ولكن على الشحنات الموجبة والسالبه للذرة
النظائر المشعة لها خصائص كيميائيه متطابقة
اكتشاف تقبله الكيمائيون بهدوء
اهتم يورى بعنصر الهيدروجين
عندما بدأ المهمة كان مدرس مساعد
في جامعة كولومبيا في نيويورك

الوزن الجزيئى للهيدروجين 1
لابد أن يختلف الوزن الذرى للعنصر
المشع عن طريق اختلاف العدد الكلى
اقرب النظائر المشعة للهيدروجين عدده الذرى2
ضعف عدد الذرى للهيدروجين العادي
النظائر المشعة تختلف عن بعضها بوحدات قليلة
وهذا قد يكون تفسير لماذا لا تختلف هذه العناصر كيميائيا
كيف يمكن مقارنة المواد بنظير الهيدروجين
الذي هو ضعف وزنه الذرى
هذا السؤال فرض نفسه
ثبت أن الهيدروجين المشع يختلف في طبيعته الكيميائية
عن الهيدروجين العادي
عندما بدأ يورى تجاربه لم نكن متأكدين
من وجود هيدروجين مشع
بالنظرية الحديثة أثبت أن الهيدروجين المشع
أكثر تطايرا من الهيدروجين العادي
واستطاع أن يفصل كلا النظيرين بتقطير الهيدروجين السائل
لتسيل الهيدروجين نحتاج لتبريده
درجة غليان الهيدروجين 250-
استعان بصديقه بريكويد في مكتب المعايرة بواشنطن
وطلب منه القيام بعملية تقطير الهيدروجين السائل
ميرفى ويورى قاما بحسابات
ليظهر طيف نظير الهيدروجين
عندما حصلا على العينة المطلوبة اختبراها بطرق تحليل الطيف
وثبت وجود نظير مشع
في الهيدروجين العادي توجد نسبه 1الى5000
ونشر البحث عام 1932

الاختلاف بين نوعى النظيرين بدا واضحا
وظهر هذا الاختلاف في الماء
أصغر جزء في الماء جزئ الماء يتكون من ذرتين هيدروجين
وذرة أكسوجين وزنها الذرى 16
لو أخذنا الهيدروجين كوحدة بنائية
الماء كجزء كامل وزنه الذرى 18
نسبة الهيدروجين 18/2 أو 9/1 حوالي 11%
ذرتي الهيدروجين يستبدلان بنظير هيدروجين
والذي هو ضعف الهيدروجين العادي يتكون من 14أجزاء
سوف يكون 20% من الهيدروجين
أكيد سيكون أثقل
في الماء العادي كلا النوعين موجود في الماء
أنسب الطرق لفصل الماء الثقيل من الماء العادى
بعملية التحليل الكهربي
بإرسال تيار كهربي والذي يوصل الكهرباء بإضافة صودا كاويه
ومن ثم غاز الهيدروجين يتولد عند القطب السالب
الهيدروجين المتجمع يحتوى على نسبه أكبر من الهيدروجين الخفيف
عن الماء الاصلى مما يثبت
وجود الهيدروجين الثقيل بنسبه أكبر في الماء

هناك نسبه موجودة بين جزيئات الماء العادي
ثبت انه من المحتمل الحصول على الماء الثقيل في صوره نقيه
نعلم أن لتر من الماء يزن كجم
لتر من الماء الثقيل يزن كجم + واحد هكنوجرام
مقابل الزيادة في وزن الجزئ
درجة تجمده 3.8 بدلا من الصفر
درجة غليانه 104 بدلا من 100
أكثر لزوجه من الماء العادي
درجة ذوبان الأملاح أقل
استبدل الهيدروجين العادي بهيدروجين ثقيل في مركبات
يشارك الهيدروجين في تركيبها
لان له خصائص كيميائيه مغايرة
أطلق يورى على الهيدروجين الثقيل ديوتريوم
وعلى الخفيف بروتتيوم
التخمر الكحولي يسير يبطئ في الماء الثقيل
نواة ذرة الهيدروجين الثقيل
عند استخدامها كمقذوف أكثر فاعليه في تكسير العناصر

 

 

 

 

الأدمصاص الإمتزاز adsorption
قدرة بعض الأسطح الصلبه على تشرب
أو تكثيف الغازات على أسطحها
عرفت الظاهرة واستخدمت وطبقت عمليا
لم يعرف لم تحدث هذه الظاهرة
اختلفت الآراء
كيف تحدث ؟ وماهى القوى التي تتحكم في هذه الظاهرة
الفكرة الأقرب للتصديق
الغازات الأقرب لسطح الامتزاز هناك سطح حدودي بين الصلب والغاز
يبدو في صوره متكاثفة تزيد أو تقل نسبيا
كما أن كثافة الجو الأرضي تقل كلما بعدنا عن قشرتها
على أساس هذه الظاهرة سطح الغاز الممتز يكون محدود
إنها طبقه رقيقه جدا من الغاز المميز
هي التي تمتص على السطح الصلب
بعبارة أخرى هي طبقه من صف واحد من الجزيئات
والقوه التي تجعل جزيئات الغاز تمتص
هي قوه كيميائيه لجزيئات سطح الصلب
أفترض أن طبقه النار محدودة في حدود مثاليه
في صوره فيلم رقيق طبقه رقيقه
من جزيئات الغاز ممتدة على سطح وحيد
فيلم سمكه جزئ واحد
الذرات السطحية على حدود تكون غير مشبعه التكافؤ
متجهة للخارج مجهزه بقوه تجعل عدد من الذرات
في الجسم الغازي - وهذه التكافؤات المتبقية هي أجسام بلوريه
لتجعل تأثيرها تشعر بها عند نقاط ثابتة
وعند مواضع ثابتة من بعضها البعض
أيضا يعقب ذلك أن الغاز الممتز
سوف يتواجد عند مسافات ثابتة من بعضها البعض
يمكن رؤيتها بسهوله

لو تخيلنا السطح الصلب رقعة شطرنج والتي كل مربع فيها
مفرد يمكن شغله يجزئ واحد من الغاز
عند شغل كل المربعات يتوقف الامتزاز
نسأل ألان هل هناك اى دليل على صحة هذا الافتراض
غاز الهيدروجين عند ضغط منخفض جدا في انتفاخ زجاجي
كهربائي تحت تأثير فنيل معدني سوف يتكسر جزيئات الغاز
وستتحول إلى ذرات وسوف تمتص على سطح الزجاجي
لمبة لو كان سطحها مبرد بهواء بارد
سنجد أن الكميه القصوى من الهيدروجين
يأخذها سطح الزجاجي أو بجزء منها
لجعلها 1سم
على صعيد آخر حجم الذرات الهيدروجين معروف
عدد الذرات التي ستجد فراغا على نفس السطح يمكن قياسها
كمية الهيدروجين التي تم قياسها تتوافق
مع تلك التي وجدت من قبل
طبقة الهيدروجين تقريبا على الأقل
في سمك طبقه واحده من الذرات

تجربه أخرى توضح المفهوم
سطح معلوم من معدن الذهب ليمتص الهواء عند انتقاله من ضغط عالي مفرغ إلى ضغط الضغط الجوى العادي
يمكن قياس الكميه من الهواء التي يأخذها الذهب
وجد أنها تماثل أو تقابل طبقه من الأكسوجين
أو جزيئات النتروجين
طبقه واحده من الجزيئات بسمك جزئ واحد فقط
طريقه سريعة للتحديد
تعتمد على قذف الالكترونات وقياس تداخل الالكترونات
الهيدروجين يمتز على سطح النيكل
شكل معين يتكون المسافة بين ذرات الهيدروجين
ضعف المسافة بين ذرات النيكل
شكل جميل يشبه رقعة الشطرنج
حيث يكون الامتزاز من مواضع معينه
الأبحاث لم تشمل فقط الامتزاز على الأسطح الصلبه
ولكن امتزاز السوائل للغازات
ظاهرة انتشار بقع الزيت
كانت بداية الأبحاث
دراسة الضغوط الجانبية والتي تحاول تقليل سطح البقع
في هذه الأفلام الجزيئات تتحرك حول بعضها
مثل الجزيئات في الغاز بفارق أنها تسير في اتجاهين
بينما في الغاز العادي تسير في ثلاث اتجاهات
هذا فتح مجال البحث في مجال جديد ثنائي الأبعاد
أضاف معلومات مهمة عن تركيب الجزيئات
والقوى التي تعمل بينها وعليها

 

<!--

<!--<!--[if gte mso 10]> <style> /* Style Definitions */ table.MsoNormalTable {mso-style-name:"جدول عادي"; mso-tstyle-rowband-size:0; mso-tstyle-colband-size:0; mso-style-noshow:yes; mso-style-priority:99; mso-style-qformat:yes; mso-style-parent:""; mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt; mso-para-margin:0cm; mso-para-margin-bottom:.0001pt; mso-pagination:widow-orphan; font-size:11.0pt; font-family:"Calibri","sans-serif"; mso-ascii-font-family:Calibri; mso-ascii-theme-font:minor-latin; mso-fareast-font-family:"Times New Roman"; mso-fareast-theme-font:minor-fareast; mso-hansi-font-family:Calibri; mso-hansi-theme-font:minor-latin; mso-bidi-font-family:Arial; mso-bidi-theme-font:minor-bidi;} </style> <![endif]-->

هابر فى عام 1908 اهتم بإنتاج الأمونيا بدمج محتوياتها الرئيسية

غازي الهيدروجين والنيتروجين

وجد اليورانيوم كحفاز مناسب بمساعدة الضغط

الاستغلال العملي لإنتاج الامونيا بامتصاص الامونيا

 على حمض الكبريتيك – كميات غير محدودة من مخصبات ممتازة مثل كبريتات الامونيوم تم تصنيعها من النتروجين الجوى

حجم الخليط من النتروجين غاز النتروجين والهيدروجين

والذي منهما يتكون الامونيا يمكن اختزاله إلى النصف

بأخذ هذه الخطوة هابر

 استخدم طريقه جديدة لاستخدام النيتروجين من الهواء

والتي حصل بها على نوبل الكيمياء

كارل بوش

أصبح من الواضح لديه أنه لنحصل على نتيجة عمليه

لابد من العمل تحت ضغط 200 جوى

ودرجة حرارة 500 مئوية

عمليا وجد صعوبة في أن يجد معدن يتحمل هذه الحرارة

أو هذا الضغط

بوش تجاوز هذه المشكلة بابتكاره لجهاز

عباره عن أنبوبه مزدوجة الجدران

أنبوبه اسطوانية احداهما داخليه والأخرى خارجية

وفراغا يبقى بينهما

التفاعل يحدث في الانبوبه الداخلية

عند ضغط جوى 200

ودرجة حرارة   500  مئوية

والتي لابد من الاحتفاظ بها أثناء التفاعل

الخليط المضغوط من الهيدروجين والنيتروجين

سوف يضغط في الفراغ بين الأنبوبتين بحيث يصبح الفراغ بارد نسبيا

بينما يبقى الضغط يضاهى الانبوبه الداخلية

بهذه الطريقة المادة المصنوع

منها الأنبوب الداخلي لابد أن تتحمل الحرارة العالية

 من غير أن تتعرض لضغط عالي

بينما الأنبوب الخارجي يتعرض لضغط عالي

 ودرجه حرارة منخفضة نسبيا

من أجل تطبيق هذه الفكرة العبقرية

 لابد من الحصول على مادتين  مخصوصتين

بالنسبة للأنبوب الخارجي لم يكن مشكله حقيقية

حيث أن الاستيل الكربوني يتحمل 200ضغط جوى

عند درجه حرارة معتدلة

بالنسبة لمادة الأنبوب الداخلي

سبيكة من صلب قليل الكربون مطعم بالكروم يفي بالغرض

أمكن على هذه القاعدة

عمل أول طريقة تفاعل كيميائي

تحت ضغط عالي  يفي بغرض اقتصادي

استخدمت الطريقة لإنتاج الامونيا

وتفوقت على الطريقة التقليدية

في تحويل نتروجين الهواء إلى مخصب

نترات كالسيوم

 سيانيد كالسيوم

 لاقت طريقة التصنيع باستخدام الضغط العالي

نجاح كبير

<!--

<!--<!--[if gte mso 10]> <style> /* Style Definitions */ table.MsoNormalTable {mso-style-name:"جدول عادي"; mso-tstyle-rowband-size:0; mso-tstyle-colband-size:0; mso-style-noshow:yes; mso-style-priority:99; mso-style-qformat:yes; mso-style-parent:""; mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt; mso-para-margin:0cm; mso-para-margin-bottom:.0001pt; mso-pagination:widow-orphan; font-size:11.0pt; font-family:"Calibri","sans-serif"; mso-ascii-font-family:Calibri; mso-ascii-theme-font:minor-latin; mso-fareast-font-family:"Times New Roman"; mso-fareast-theme-font:minor-fareast; mso-hansi-font-family:Calibri; mso-hansi-theme-font:minor-latin; mso-bidi-font-family:Arial; mso-bidi-theme-font:minor-bidi;} </style> <![endif]-->

أثنين من أهم العمليات في الحياة نقل  الدم للأكسوجين

وامتصاص الضوء أثناء التمثيل الضوئي

كلاهما يعتمدان على الصبغة لأداء هذه الوظيفة

هانز فيشر حصل على جائزة نوبل عام 1930

لاكتشافه طبيعة هذه الأصباغ الملونة بألوان مختلفة

وهى تتكون من نفس الوحدات البنائيه

جزئ الهيموجلوبين يمكن تقسيمه

جزء بروتيني

جزء يحمل صبغه تسمى هيمين

استطاع فيشر أن تكسيره لمادة أقل تعقيدا

تسمى البرفورين

يمكن ان يكسر الى ماده صفراء بها تركيب حلقي

تحمل مجموعه كيميائيه تسمى بيرولز

عكس هذه الخطوة نجح فى تخليق الهيمين كاملا

من مركباته البسيطة

التشابه بين الهيموجلوبين والكلوروفيل

اكتشفه ويلستار عام 1915

عندما اكتشف ان الكلوروفيل يحمل ذرة مغنسيوم

في مركز الجزئ بنفس الطريقة

التي يتواجد بها الحديد في هيموجلوبين الهيمين

فيشر أعطانا مزيد من المعلومات عندما اظهر

البيرولز pyroles)) التي تكون الهيمين

وجد صبغات مهمة بيولوجيا

أهمها البيليروبن

الصفراء المأخوذة من الهيمين

المسؤله عن اللون الأصفر

لجلد المريض الذي يعانى من الصفراء

 

<!--

<!--<!--[if gte mso 10]> <style> /* Style Definitions */ table.MsoNormalTable {mso-style-name:"جدول عادي"; mso-tstyle-rowband-size:0; mso-tstyle-colband-size:0; mso-style-noshow:yes; mso-style-priority:99; mso-style-qformat:yes; mso-style-parent:""; mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt; mso-para-margin:0cm; mso-para-margin-bottom:.0001pt; mso-pagination:widow-orphan; font-size:11.0pt; font-family:"Calibri","sans-serif"; mso-ascii-font-family:Calibri; mso-ascii-theme-font:minor-latin; mso-fareast-font-family:"Times New Roman"; mso-fareast-theme-font:minor-fareast; mso-hansi-font-family:Calibri; mso-hansi-theme-font:minor-latin; mso-bidi-font-family:Arial; mso-bidi-theme-font:minor-bidi;} </style> <![endif]-->

تخمر المحاليل السكرية من أقدم التفاعلات

استخدامه يرجع لما قبل التاريخ

لكن تفسيره من أعقد مشاكل الكيمياء

مر قرنين من الزمان حتى تم معرفة أن المادة المتخمره سكر

والتي تحت تأثير شيئا ما

 تتحول إلى حمض كوبونيك وكحول إيثيلى

ماهو هذا الشئ 

وكيف يعمل ظل سؤال  صعب يبحث عن إجابه

ادوارد باكنر حصل على جائزة نوبل 1907

لاكتشافه التخمر غير الخلوي  no cellular fermentation))

كان اكتشافه علامة فاصله

حكم على مدرستين

المدرسة القديمة  رائدها ليبيج تصف التخمر بأنه  تفاعل كيميائي أو عمليه كيميائيه  تتسبب فبها خميره لها خصائص ثابتة

والتي تسبب إنحلالها

المدرسة الحديثة رائدها باستير

التخمر عمليه فسيولوجية مرتبطة بفطر يسمى فطر التخمر

أبحاث آرثر هاردن --- فوت اولر

 اثبت خطأ المدرستين  

افترض باكنر وجود إنزيم يعرف بالانزيماز يقوم بالمهمة

عندما فلتر هاردن ومعاونوه  من خلال فلتر جيلاتينى

سمي بالفلتر المتقدم عز مرشح إلى جزئيين

- راسب لا يمر من خلال المرشح

 - ناتج ترشيح

المثير أن احد الاثنين الراسب او ناتج الترشيح لا يحدث التخمر

ولكن عند خلطهما يستعيدا هذه القدرة على إحداث التخمر

هاردن فسر تلك الظاهرة

الإنزيم الرئيسي يبقى على المرشح

بينما صغير الوزن مساعد الإنزيم يخرج الى ناتج الترشيح

دورا قليل يلعبه حمض الفوسفوريك في عملية التخمر

وجد أن الفوسفات يعطى كميه من حمض الكربونيك

 والكحول الايثيلى

هذا التأثير مرتبط بتكوين واحد أو أكثر من المركبات بين

السكر وحمض الفوسفوريك يعرف زيموفوسفات

ضمن الجلوكوز أحادى الفوسفات جلوكوز ثنائي الفوسفات

يظهر أنها أكثر أهميه

عمل شلبين على آلية الفسفره

الوظيفة الاساسيه لحمض الفوسفوريك

التعاون مع إنزيم يعطى جلوكوز أحادى الفوسفات

مماثل لهذا الذي اكتشفه هاردن

هذا الفوسفات يحدث به تغيرات

في وجود مساعد الإنزيم co enzyme) )

جلوكوز ثنائي الفوسفات

الجلوكوز النشط يتكون بعد ذلك

الأخير يعطى المواد التي تحتاجها المرحلة التالية للتخمر

هذا التوضيح لهذا الجزء

 من الميتاز والذي يلعبه مساعد الإنزيم

comutase

 مساعد إنزيم الميتاز له أهميه كبيرة

أوضح دوره في عملية التخمر

الدور المتكامل الذي تلعبه الإنزيمات لإتمام عملية التخمر

أبحاث شلبين

درست خصائص مساعد الإنزيم

استطاع تحديد وزنه الجزيئى وجد انه 490

واستطاع تحديد تركيبه الكيميائي

ثبت انه منشط عام  

دراسة آلية التخمر السكري

من الممكن رسم نتائج نهائيه تعتبر ايض الكربوهيدرات

 هاردن هيأ الجو لشلبين – شلبين أوضح عمل هاردن

 

مصطلحات بيولوجيه
عملية الهضم
إنتاج الفيتامينات
إنتاج سموم
نباتيه تؤثر على القلب
يبدو وأنها مختلفة تماما
ولكن من وجهة نظر الكيمياء تبدى درجه كبيرة من التشابه
هذا ما أهتم به وينداس في أبحاثه
مفتاح الصلة بين تلك العمليات سلسله من المواد الكيميائية
موجودة في الإنسان وفى النبات ويسمى الإسترول
كلها مأخوذة من ماده أصليه
عزل وينداس مواد كيميائيه من الجهاز الهضمي
يتكون في الكبد تسمى أحماض الصفراء
مرتبطة ارتباط كامل مع الإسترول
إلى أحماض صفراوية وجد وينداس أن هذا ينطبق
على العديد من المكونات
التي تسبب تسمم القلب وتوجد في نبات كف الثعلب
من أهم اكتشافاته أن المكون الأصلي لفيتامين ( ( D
هو أحد هذه المجموعة
وظهر كيف أن ضوء الشمس
يكسر الروابط الكيميائية في الجزئ الاصلى
وتحوله إلى فيتامين نشط
أوضح لماذا التعرض للشمس يقى من الكساح
مرض يسببه نقص فيتامين د في البشر
ساهمت اكتشافات وينداس فى تطور
معارفنا عن الفسيولوجي والطب
ورسم صوره أوضح عما يحدث بداخل الكائن الحي
أثناء الصحة والمرض
ومعرفة الارتباط بين العمليات المختلفة

<!--

<!--<!--[if gte mso 10]> <style> /* Style Definitions */ table.MsoNormalTable {mso-style-name:"جدول عادي"; mso-tstyle-rowband-size:0; mso-tstyle-colband-size:0; mso-style-noshow:yes; mso-style-priority:99; mso-style-qformat:yes; mso-style-parent:""; mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt; mso-para-margin:0cm; mso-para-margin-bottom:.0001pt; mso-pagination:widow-orphan; font-size:11.0pt; font-family:"Calibri","sans-serif"; mso-ascii-font-family:Calibri; mso-ascii-theme-font:minor-latin; mso-fareast-font-family:"Times New Roman"; mso-fareast-theme-font:minor-fareast; mso-hansi-font-family:Calibri; mso-hansi-theme-font:minor-latin; mso-bidi-font-family:Arial; mso-bidi-theme-font:minor-bidi;} </style> <![endif]-->

 

تركيب الصفراء لم يتضح قبل عمل  فيلاند في هذا المجال

لدينا سموم تؤثر على القلب ما يعرف بأفوتالين

موجود في جلد تفرزه ضفادع 

من جنس اليافو في علاجات في مجال الادويه

سموم تؤثر على القلب من أصل نباتي

استخدمت كثيرا  خصوصا الجلوكسيدات

 التي نتحصل عليها من نبات من جنس الديجيتالز سترافنتس

ولكن إنتاج هذه المواد بصوره نقيه كانت عمليه صعبه

ما يعرف بالاسترولات مجموعه مهمة جدا من الناحية الفسيولوجية

الاسترولات النباتيه أهمها الكولسترول

والتي توجد في الحصوات المرارية

وهذه المادة لا توجد فقط في الصفراء أيضا توجد في البيض

والدم وفى كل الخلايا

تلعب دورا مهما في العمليات الحيوية للإنسان والحيوان

كما تلعب الاسترولات دورا مهما في حياة النباتات

دراسة تركيبها الكيميائي قام به وينداس

ومن يوم اكتشافها حازت على اهتمام الكيميائيين

وأتضح أهمية هذه المواد في استمرار الحياة

فهي ينتمي إليها بعض الفيتامينات

الربط بين تلك المجموعات المختلفة أمر نجح فيه فيلاند

نجح في إنتاج من الصفراء حمض مشبع

والذي يعتبر ماده أصليه خام تنتج الأحماض الصفراوية

بسلسلة من التجارب ثبت

   أن هناك علاقة بين الكولسترول وأحماض الصفراء   

دراسات فيلاند أعطت نظره أعمق لآلية

 عمل الصفراء في امتصاص الطعام

استطاع وينداس أن ينتج جلوكسيدات ديجيتالز

 ومكونه في صوره نقيه  ---   بهذه الطريقة

تم فصل السموم التي تؤثر على القلب والتي من أصل نباتي

فهي تنتمي للكولسترول

أحماض الصفراء سموم بافوتوكسين

السموم التي تؤثر على عضلة القلب

استرول مهم درسه وينداس بالتفصيل

الارجوسترول الموجود جزئيا في الارجوت

وجزئيا في الخمائر

وينداس أجرى تجاربه عند معالجة الارجوت بالإشعاع

الاشعه فوق البنفسجية لها نفس تأثير الفيتامين المضاد للكساح المعروف بفيتامين د

وجد أن 5 مجم من الارجوسترول المشعع له تأثير

1 لتر من زيت كبد الحوت

الارجوسترول مكون المضاد للكساح

الفيتامين في صورته الأولية

كل هذه الصور تشبه بعضها ويمكن تحويلها من صوره لأخرى

خدمت هذه الأبحاث الفسيولوجي والطب والكيمياء

عام 1827 عالم النبات روبرت براون
اكتشف بمساعدة الميكروسكوب
أجزاء من النباتات حبوب اللقاح والتي عند وضعها في سائل
تصير في حاله مستمرة من الحركة البطيئة في اتجاهات مختلفة
دراسة متأنية لهذه الظاهرة أدت
إلى نتائج مفيدة باستخدام الميكروسكوب عالي الدقة
مشاهدة الحركة انشط الجزيئات أصغرها
سماها اينشتاين الحركة البراونيه
والتي تطورت بأبحاث سمولوسوفسكى
الحركة مصدرها تأثير لجزيئات المذاب في المذيب
والتي هي متناهية الصغر
دعنا نأخذ مثال لو أن بعوضه لسعت فيل
لن يغير الفيل موضعه
ولكن الأمر يختلف لو أن البعوضة استطدمت بنحله
أكدت الفكرة أبحاث العديد من العلماء المتخصصين فى مجال الغرويات
حركة الجزيئات المعلقة في سائل
والتي يمكننا مشاهدتها بأدواتنا المكبرة
يمكن تفسير هذه الحركة باستخدام أدوات
تساعدنا عل مشاهده أدق من النظر بالعين
سفدبرج ومعاونوه استطاعوا أن يتوصوا لنتيجة
عدد قليل من الجزيئات له حدود معينه في حجم كبير من المادة
في متوسط درجة حرارة معينه يمكن أن يحتوى على عدد مختلف من الجزيئات جزئيا بعض جزيئات السائل الغروي
جزئيا في حالة المحاليل المشعة عدد ما يعرف بالنبضات
سطوع الضوء التي تنتجها المواد المشعة
عند تعريض شاشه مغطاة بكبريتيد الزنك لها
ذهبنا لأبعد من ذلك
كيمياء الغرويات
محلول يحتوى على مواد مشعه كلوريد البولونيوم

يمكن أن يكون نظام مشتت التشتت الجزئي
المادة المذابة في المذيب
تكون في صوره جزيئات ليس كتجمعات
جزيئيه في المحلول الغروي
أكمل سيفدبرج اختراع جهاز يسمى جهاز الطرد المركزي
سريع يمكننا من دراسة المحاليل المعلقه
عندما يكون هناك محلول غروي عندما يوضع في حركه دائرية مكوناته الثقيلة تبقى ترمى خارج في اتجاه الأطراف من الحركة
مثل جهاز فرز اللبن
ابتكر جهاز سرعته 40 ألف لفه في الدقيقة
التوزيع للجزيئات السريعة في المحلول
يمكن تسجيلها فوتوغرافيا
الوزن الجزيئى للمادة المذابة لابد أن تتراكم خارجيا
لو اعتبرنا أنها أثقل من جزيئات المذيب
الوزن الجزيئى للمواد المذابة يمكن قياسها
من هذا التوزيع هذا يحدث لبروتينات مهمة في الحياة
منها الهيموجلوبين يحدد بترسيبه عند 67 ألف
مما يجعلنا نفترض أن في هذا الجزئ عشر آلاف ذره

 

<!--

<!--<!--[if gte mso 10]> <style> /* Style Definitions */ table.MsoNormalTable {mso-style-name:"جدول عادي"; mso-tstyle-rowband-size:0; mso-tstyle-colband-size:0; mso-style-noshow:yes; mso-style-priority:99; mso-style-qformat:yes; mso-style-parent:""; mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt; mso-para-margin:0cm; mso-para-margin-bottom:.0001pt; mso-pagination:widow-orphan; font-size:11.0pt; font-family:"Calibri","sans-serif"; mso-ascii-font-family:Calibri; mso-ascii-theme-font:minor-latin; mso-fareast-font-family:"Times New Roman"; mso-fareast-theme-font:minor-fareast; mso-hansi-font-family:Calibri; mso-hansi-theme-font:minor-latin; mso-bidi-font-family:Arial; mso-bidi-theme-font:minor-bidi;} </style> <![endif]-->

في منتصف القرن التاسع عشر  العالم الأنجليزى

 جراهام قسم المادة إلى بلوريه وغروية

البلورية أمثال ملح الطعام تتميز

بمروره خلال الأغشية (مثل ورق الترشيح)

 في صوره ذائبة

الغروي مثل الصمغ لا يستطيع المرور من هذه الأغشية

ويمر يبطئ شديد بالمقارنة بالبلورات

كلمة غروي مأخوذة من اللفظ اللاتيني صمغي أو غروي

أمثله للمحاليل الغروية

البروتينات / النشا / المطاط

من الممكن تواجد ماده في صوره بلوريه فى حاله

وتتواجد في صوره أخرى

على سبيل المثال الذهب مع الزئبق  يكونان محلول بلوري

بينما الذهب في محلول مائي يوجد في صوره غروية

والحالة البلورية

التفسير لهذه الظاهرة

تسمى التآصل  وجود ماده في صورتين مختلفتين أو أكثر

مثالها الفسفور  في صورتين متغيرتين

الأصفر والأحمر الصورة الغروية ليست متماثلة

مثل الصورة البلورية ولكن تحتوى تجمعات جزيئيه

والتي تزيد مرات عديدة عن الجزئ في صورته البلورية

جهاز الميكروسكوب المتطور فى بداية القرن العشرين

ابتكره زيجموندى بمعاونة عالم البصريات سيدنتوبوف

المادة المضاءة الموجه إليها الضوء

والتي نحتاج ملاحظتها باستخدام الميكروسكوب من الجانب

عموديا على محور شعاع الضوء

بهذه الطريقة يمكننا التفريق بين الجزيئات الصغيرة الحجم

والتي لا يمكن ملاحظتها بالميكروسكوب العادي

مثل جزيئات تراب معلقه في غرفه لا يمكن مشاهدتها

باستخدام ميكروسكوب خاص

 

استطعنا أن ندرك جزيئات 8 مبكرون

باستخدام ضوء الميكروسكوب

4 ميكرن لو استخدمنا ضوء الشمس كمصدر أضاءه

زيجموندى وجد أن غروية السوائل الغروية

المحضر من الذهب تحتوى على جزيئات محدودة

تحت الميكروسكوب المتقدم  

بينما بدت أكثر تماثلا تحت الميكروسكوب العادي

درس السوائل الغروية للذهب  التي يمكن إنتاجها

وكانت دقيقه لا يمكن رؤيتها حتى بالميكروسكوب المتقدم

بفحصه للمحاليل الأخرى حصل على نتائج مماثله

هذا يؤكد فكرة الجزيئات – أمكن تقدير حجم الجزيئات

تحديد حجم صغير من الغروي

يجعلنا نستطيع عد هذه الجزيئات

 لو عرفنا تركيز المحلول الغروي

نستطيع معرفة كتلة الجزيئات ونستطيع تقدير حجمها

هناك محاليل غروية صغيره جدا

لا يمكن تحديدها بالميكروسكوب المتقدم

ابتكر زيجموندى ما يعرف طريقة النواة

استخدمها مع الذهب محلول غروي الذهب

الذهب المطحون طحن ناعم  سائل غروي

يتحول إلى محلول مختزل والذي في الذهب يترسب يبطئ

يستقر ويتزايد في الحجم  على الذهب الغروي غير المرئي

ما يسمى بأنوية الذهب تتزايد في الحجم

شيا فشيئا تصبح مرأيه في الميكروسكوب المتقدم

بهذه الطريقة جزيئات الذهب  تتزايد في الحجم 

ويمكن قياسها وتحديد حجمها

ودرجة الاختلاف بين كل المحاليل  الغروية للذهب

  أمكن تطبيق الطريقة لعدد من المواد وثبت أنها مفيدة

وأنها أساس لكيمياء الغرويات

محاليل غروية للبروتين عولجت بمواد معينه

كالملح والأحماض  الكتروليتات

تتجلط أو تتجمد كالجيلى

وتتحول لصورة شبه صلبه أو ما يسمى جل

بصوره مماثله تحدث للغرويات المعدنية

والسبب هو تراكم الجزيئات الأولية

تتراكم لتكون تجمعات كبيرة

تتزايد في الحجم بينما يقل في العدد

قدم عمل زيجموند شرح لآلية التجلط او التجمع

تركيب الجل

وجد أن التجلط يمضى يبطئ تحت تركيز الألكتروليتات

المعدل يتزايد إلى حد تقف عنده ولا يفي  إضافة جديد

زيجموندى وجد انه ليست تركيز الالكترويتات

ولكن طبيعتها قيمة العتبة  بطئ التجلط أو التجمع

خصيصه مميزه لكل الكتروليت

وجد زيجموندى العديد من القواعد الأساسية

آلية التجلط التي تطورت بعد ذلك لمعادلات رياضيه

استطاع زيجموندى ومعاونوه تأكيد هذه النظرية تجريبيا

 

إبتكار طريقه لتحليل عناصر المواد العضوية
باستخدام عينه صغيرة الحجم بتحليل كميه ضئيلة جدا
طور الطرق القديمة لتقدير العناصر المختلفة في المواد العضوية
كميات العناصرالمختلفه في المواد العضوية
وهى مركبات الكربون الموجودة في الإنسان والحيوان والتي تحضر في المعمل
من غير التحليل العنصري للمواد العضوية
لم يكن من الممكن ان تكون هناك كيمياء عضويه
ولم يكن من الممكن وجود صناعات كيماوية
الطرق المستخدمة التحليل الكمي لكميات كبيرة نسبيه
جعلنا نستطيع القيام بالتحليل لكميات ضئيلة من المادة
التحليل الذي كان من المستحيل في السابق القيام به بنفس الدقة
مما وفر الجهد والوقت والنفقات
نجح براجل في تقديم أجهزه
وتقنيات أسهمت في استخدام كميات ضئيلة جدا
3-5 مجم أو اقل الكميه التي يحتاجها لإجراء التحليل الكمي
لتحديد العناصر المختلفة في المواد العضوية
نفس الكميه التي يستخدمها براجل لإجراء 50 تحليل
وهى كافيه لتحديد ليس فقط الكربون والهيدروجين
أيضا غيرها من العناصر التي تدخل في تكوين العنصر ومكوناته
في عام 1910 بدأ براجل دراساته
وأداها بمهارة عالية لتحديد الكربون والهيدروجين
المهمة الأساسية لهذا الجزء من العمل
ايضا ابتكر طريقتين لتحديد كمية النتروجين والكلور
البروم اليود الكبريت والفسفور
عدد كبير من العناصر المعدنية في المركب العضوي
حددها هو او تحت إشرافه
تحديد مكونات المادة الوزن الجزيئى
لابد من تحديده
من اجل ذلك ابتكر جهاز دقيق
يستطيع معالجة هذ المشكلة يحتاج 7- 10 مجم
للتأكد من المكون
المكونات الكيميائية للمادة لابد أن نحدد الكميه
للمجموعة الذرية الموجودة في هذه المادة
أجهزه تم تصميمها
وطرق استخدمت للتفاعل
استطاع أن يعدل كثير من الأخطاء
ويقدم طريقه للتحليل العنصري
لكميات ضئيلة من المواد أمكن أن يساعد الكيميائي
والفسيولوجي وعالم الباثولوجى
والتي في الغالب تكون
الكميات المتاحة أمامهم تكون ضئيلة نسبيا
طريقته يمكن تطبيقها في العديد من المجالات
خصوصا مجال الأبحاث الإنزيمات الفيتامينات

 

<!--

<!--<!--[if gte mso 10]> <style> /* Style Definitions */ table.MsoNormalTable {mso-style-name:"جدول عادي"; mso-tstyle-rowband-size:0; mso-tstyle-colband-size:0; mso-style-noshow:yes; mso-style-priority:99; mso-style-qformat:yes; mso-style-parent:""; mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt; mso-para-margin:0cm; mso-para-margin-bottom:.0001pt; mso-pagination:widow-orphan; font-size:11.0pt; font-family:"Calibri","sans-serif"; mso-ascii-font-family:Calibri; mso-ascii-theme-font:minor-latin; mso-fareast-font-family:"Times New Roman"; mso-fareast-theme-font:minor-fareast; mso-hansi-font-family:Calibri; mso-hansi-theme-font:minor-latin; mso-bidi-font-family:Arial; mso-bidi-theme-font:minor-bidi;} </style> <![endif]-->

المواد غير المشعة يمكن أن تكون خليط من مواد غير مشعه ومواد مشعه ولا يمكن فصلها بطريقه كيميائيه ولا يمكن توضيح هذه الحالة

ظاهرة الإشعاع والتي كانت أهم مواضيع البحث

الخصائص الفيزيائية لهذه المواد يمكن أن تتأثر

 الىحد كبير بكتلة الذرة

المحاولة الأولى أجراها طومسون

مستخدما أشعة الانود الموجبة  الشحنة

جزيئات غاز موجبة الشحنة  موجودة في أنبوبة التفريغ

موضوعه تحت ضغط

ضد اتجاه القطب السالب

لو احد تسبب في مرور اى ماده في هذا القطب

وتأثر  بالمجال الكهربي

أو مجال مغناطيسي

سيحدث انحراف

درجة الانحراف يحددها نسبة الكتلة إلى الشحنة

بقياس هذا الانحراف  يمكننا أن نحصل على كتلة الجزيئات

الموجودة في الغاز في الجزء الخلفي 

ويمكن أن نحدد وجود مواد مشعه

 حيث أنها ستأخذ قيما مختلقه

سيكون لها وزن ذرى مختلف

لم يحصل طومسون على نتائج لقيام الحرب العالمية

 أكمل العمل تلميذه د /أستون بنى جهازا

يعرف بمقياس الكتلة والذي بنى

على نفس أساس طومسون

مع بعض التحسينات التي أجراها

ظهرت نتائج أحسن

الأشعة التي لها نسبه ثابتة بين الشحنة الكهربية 

ولكتله ركزت على مركز معين 

والتي يمكن  مقارنتها بغيره من المراكز على لوح فوتوغرافى

بهذه الوسيلة عرف مخطط الكتلة

لسله من الخطوط كل خط يماثل وزن ذرى معين

القيمة العددية لكل وزن ذرى يمكن قراءته

من مسافة الخط الذي تحدثه المادة المرجعية

 أو المثالية عموما نستخدم كربون12 أو أكسوجين 16    

الوزن الذرى يمكن أن نحدد

كمية مخططا الكتلة في الأحوال العادية واحد في الألف

بفضل جهود أستون تحصلنا على تحليل أوضح

وأقوى باستخدام مقياس الطيف الكتلى

نجح في تعريفنا بعدد كبير من المواد المشعة

التي تتكون من اثنين أو أكثر من المواد المشعة

وهذه الحالة في مجموعه من الغازات النشطة

مثل النيون الكربتون الزينون

وفى مجموعه الهالوجين الكلور الباريوم

في مجموعة المواد القلوية مثل اليثيوم

والبوتاسيوم  الروبديم الأعقد البورون

السيلكون والقصدير السلينيوم الهليوم  الفلور اليود

الكربون والأكسوجين النتروجين الفسفور

الزرنيخ الصوديوم السيزيم

كل العناصر المشعة

 يمكن أن نعبر عنها بتعبير العدد الكلى

الأعداد الكلية بمقارنتها بالأكسوجين 16

عدد المواد الاساسيه التي تم بحثها ثلاثين

يمكن اعتبار ذلك قانون يعمم نسميه قانون العدد الكلى

 

الكلور له وزن جزيئي 35.46
له نظيرين احدهما 35
         الثاني 37
الخلط بينهما يعطى متوسط  35.46

 

أهم الأفكار الكيميائية وضعت عام 1869
عندما وضع ديمتري ايفانوفتش ماندليف
الجدول الدوري
تصنيف المواد الكيميائية على حسب
خصائصها الكيميائية والفيزيائية
على حسب وزنها الذرى لهذه العناصر
الأوزان النسبية لوحدات الكتلة
تصنيفها في مجموعات في عدد معين من العائلات الطبيعية
في الاسكيما العناصر تقع في صفوف
وزيادة العدد الذرى توضع في أعمده
هذه المنظومة كل عنصر له مكانه المخصص له
كل مكان له عنصر يناسبه
عند وضع منظومة معظم الأماكن احتلتها عناصر
الأكسوجين اخذ مكانه مثل الكربون الفسفور الذهب
لكن هناك أماكن لم يحتلها عنصر
لم يكن العنصر اكتشف ليحتل مكانه
كلما اكتشف عنصر يوضع في مكانه
اسكنديم اكتشفه السويديين
جرمونيوم اكتشفه الألمان
الجاليوم اكتشفه الفرنسيون
حتى عندما اكتشف رامساى مجموعه جديدة من العناصر
غير النشطة أو الخاملة والتي بسببها حصل على نوبل
مكتشفات توضح ضرورة وضع عمود يحمل رقم صفر
بدأت صعوبات في الظهور
مدام كوري وضعت الراديوم في مكانه عند اكتشافه
بظهور هذه المواد غير المستقرة
والتي تتراوح عمرها بين سنوات وثواني
ظهورها أحدث اضطراب في نظام الجدول الدوري

قدم عالم انجليزى مفهوم المواد المشعة

هذا العالم فسر تحول الهليوم من الراديوم

أول تجربه يتحول فيها عنصر لعنصر آخر

بتطبيقه لتجارب وطرق استطاع أن يحصل على نتائج جديدة

فكرة التشاكل التشابه في التركيب والاختلاف فى الخواص

مما يعنى أن مركبين يتشابهان فى التركيب ولكن يختلفان فى الخواص الفيزيائية والكيميائية

بمعنى أن اثنين أو أكثر من العناصر ربما يكونان متماثلان فى الخواص ويحتلان نفس المكان ربما تكون مواد مشعه

ولكن يختلفان في الوزن الذرى والخصائص الفزيائيه

باكتشاف رازرفولد لأشعة بيتا أصبح من الممكن تفسير ذلك

تفسير العلاقة المزدوجة بين العناصر

بفقد جسيم بيتا يحدث تحول للمادة يعنى انتقال عموديين إلى اليسار

من المكان الاساسى في منظومة الجدول الدوري

فقد جسيم ألفا ذرة هليوم تحمل شحنتين موجبتين

سوف تقلل شحنة للنواة باثنين تقلل العدد بنفس العدد من الوحدات

فقد جسيم بيتا يمكن تسميتها إلكترون سالب

سوف تزيد الشحنة الموجبة للنواة واحد

وسوف يرفع العدد الذرى إلى واحد

لو أن العنصر فقد جسيم ألفا وجسيمين بيتا

شحنة النواة لن تتغير ولكن الوزن الذرى سوف ينقص

بأربع وحدات

العنصر الجديد لن يتغير كيميائيا ولا طيفيا عن العنصر القديم

ولكن النظائر المشعة عنصرين يمكن ان يكون لهما نفس الوزن الذرى ولكن يختلفان في شحنة النواة

من هذا عناصر تغير أماكنها في الجدول

وتتغير خواصها الكيميائية

تسمى isobars وتخرج بعضها من بعض

فقط تغير في أشعة بيتا بينما الكتلة عمليا لا تتأثر

تجارب عديدة دعمت نظرية سودي

 

 

<!--

<!--<!--[if gte mso 10]> <style> /* Style Definitions */ table.MsoNormalTable {mso-style-name:"جدول عادي"; mso-tstyle-rowband-size:0; mso-tstyle-colband-size:0; mso-style-noshow:yes; mso-style-priority:99; mso-style-qformat:yes; mso-style-parent:""; mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt; mso-para-margin:0cm; mso-para-margin-bottom:.0001pt; mso-pagination:widow-orphan; font-size:11.0pt; font-family:"Calibri","sans-serif"; mso-ascii-font-family:Calibri; mso-ascii-theme-font:minor-latin; mso-fareast-font-family:"Times New Roman"; mso-fareast-theme-font:minor-fareast; mso-hansi-font-family:Calibri; mso-hansi-theme-font:minor-latin; mso-bidi-font-family:Arial; mso-bidi-theme-font:minor-bidi;} </style> <![endif]-->

في طفولة الجنس البشرى وجد الإنسان في النار مصدر للطاقة

وللنور والحرارة  وطريقة للسيطرة على الحياة من حوله

في الحقيقة النار هي تفاعل الكيميائي الأول الذي خدم الإنسان

العلاقة بين التفاعلات الكيميائية والحرارة كانت موضوع تجارب عديدة

عندما يحرق الخشب أو الفحم ويخلط مع الأكسوجين فى الهواء

هناك صله تنشأ بين هذه المواد

الكربون يحاول أن يتفاعل مع الأكسوجين

 لينتج ثاني أكسيد الكربون

هذه القوه قوة الصلة تستطيع أن تتخطى العقبات

قياس العلاقات الكيميائية عند حرق الكربون فى الهواء لا تبذل شغل

الناتج حرارة او كما نفهم زيادة فى حركة الجزيئات

هذا ما نريده عند استخدام العلاقة بين الكربون والأكسوجين لإنتاج الحرارة

في السالف استخدمنا الحرارة لإنتاج البخار لتشغيل محركات البخار

وجدنا أن ليس أكثر من 20% من الحرارة المنتجة تتحول إلى شغل

بينما 80% الباقيين لإنتاج الحرارة

هذا أعطانا أساس قانون  الحرارة الثاني

احتياجنا لتحويل الحرارة لشغل

عند إجراء تجارب تهدف إلى بحث العلاقة بين الكربون والأكسوجين لبذل شغل

قوبلنا بسؤالين

ماهى الطرق التي سنستخدمها

هل هناك درجات صله أو علاقة 

تطور الحرارة  المحترقة

لنحدد كم هو قدر الطاقة الناتجة

برتيبات معينه

العديد من التغيرات في درجات الحرارة أثناء التفاعل الكيميائي

قياسات حرارية كيميائيه أجريت

 

 

اعتقد الكيميائيين أن يوما ما علاقة ستضح

بين تغيرات درجات الحرارة—الصلة الكيميائية--- العلاقات الكيميائية 

إيجاد هذه العلاقة مهم للغاية

قبل ان يبدأ نرنست  عمله

قانون بقاء الطاقة أول قانون في نظرية الحرارة

أمكن حسابه التغير في تطور الحرارة الناتجة بقياس درجة الحرارة

بقياس الفرق بين الحرارة النوعية للمواد الأصلية

والمواد الجديدة المتكونة

كمية الحرارة التي نحتاجها لرفع درجة الحرارة

المادة من صفر إلى واحد درجة مئوية

فون هوف

نستطيع أن نحسب التغير في كيمياء الاتزان

والعلاقة مع درجة الحرارة

لو عرفنا درجة الاتزان عند درجة حرارة معينه

أيضا كدرجة حرارة التفاعل

المشكلة لحساب القابلية الكيميائية

الاتزان الكيميائي من معلومات حرارية كيميائيه

استطاع نرنست

عن طريق أبحاث وتجارب أن يحصل على أحسن النتائج المتعلقة

بالحرارات النوعية عند درجات حرارة منخفضة

يمكن القول انه عند درجة الحرارة المنخفضةالحرارة النوعية تبدأ في الهبوط السريع

 وضعت معايير خاصة للتجارب

التجميد باستخدام الهيدروجين السائل  للوصول إلى درجات حرارة تصل إلى الصفر المطلق في منطقة -  273سيلزيوس

هذا يعنى انه عند هذه الحرارة المنخفضة الفرق بين الحرارة النوعية للمواد المختلفة سيقترب من الصفر

الزراعة المكثفة لايمكن الحفاظ عليها بغير توفر المخصبات

الزراعية المصنعة والنتروجينيه منها على وجه الخصوص

لسنوات عيده توفر نوعين من المخصبات

نترات البوتاسيوم - كلوريد الامونيوم

نترات الصوديوم أو ملح البارود ناتج تقطير الفحم المعدني

يستخدم بكميات كبيرة ويتعرض للنضوب

كما أن هناك دول ليست عندها مناجم

إنتاج الامونيا أو حمض النيتريك

المادة التي بين النواتج الطبيعية والصناعية هي الأمونيا

المتحصل عليها من الحجر الجيري

هذه الامونيا حصلنا عليها من المحتوى النتروجينى لهذه المعادن

تبلغ 15% من وزنها

الجزء الأكبر حوالي 85% يبقى في الفحم أو يحرر في صورة نيتروجين أثناء التقطير

طرق عديدة اتبعت لأخذ النتروجين او التقاطه من الهواء

اقلها طريقة فرانك كارو

طريقة سيناميد الكالسيوم

الذي لايمكن استخدامه كمخصب بصوره مباشره

ولكن لأن محتواه من النتروجين يمكن تحويله لأمونيا

استخدمت قواعد الديناميكا الحرارية

استهلاك النتروجين الجوى لإنتاج أكسيد النيتريك

يمكن حسابه - بركلاند / ايدى كانا أول من استخدما هذه الطريقة

إلى عام 1904 لم يستطع احد أن يمزج النتروجين والهيدروجين

معا لتكوين الأمونيا من غير استخدام شحنه كهربيه في الظلام

تجارب برتلوت / طمسون المزج يمكن عمله بعيدا بغير استخدام الحرارة لكن التفاعل يكون بطئ

عام 1884 رامساى- يونج

استخدما الحديد كعامل حفاز ولكن لم يحصلا على نتائج

في عام 1904
هابر - فون ادوردت بحثا هذا المجال مستخدمين طرق فزيائيه وكيميائيه
استخدم الحديد كحفاز مع درجة 1000 مئوية
وضغط جوى عادى
الحرارة مع الضغط العالي نحصل على كميات ضئيلة من الامونيا

N2+ 3H2 2NH3

وهى الأساس الحقيقي والقاعدة الحقيقية لتحضير النشادر
في عام 1913
استخدامت حرارة عالية
600 درجه كلما زاد الضغط كلما زاد الاتزان
درجه 500 لابد من استخدامها على
أعلى ضغط يمكن الوصول إليه عمليا 150- 200 درجه
هذا الضغط يسرع التفاعل ولكن العمل مع تدوير الغاز في منظومة متكاملة دائرية عند ضغط عالي وحرارة عالية تصل للحرارة الحمراء
عديد من المشكلات واجهها العاملين
استخدام الحديد الحفاز مع معدات متقدمه
250 جرام من الامونيا أنتجت في الساعة /لتر
مع اليورانيوم أو السيميوم
الناتج أكبر بكثير
الحرارة يتم إنتاجها باستخدام الكهرباء
الحرارة التي تهرب من المعدات يعاد استخدامها
باستخدام الغازات الداخلة الحرارة المطلوبة تبقى
باستخدامها
نقطه مهمة في مشاهدات هابر
الغازات يمكن زيادة معدلاتها وتزيد من إنتاج الامونيا

وجد هابر أحسن محفز هو الاسميوم
يليه اليورانيوم أو كربيد اليورانيوم
الاختبارات أثبتت أن الشوائب تقلل كفاءة العامل الحفاز
بمرور الوقت أمكن تقليل الضغط باستخدام عوامل حفازه جديدة
في عام 1910
بدأ العمل في مصنع قريب من فرانكفورت بمعدل 300000 طن
المادة الاساسيه هيدروجين ونيتروجين
الطاقة المستخدمة قليلة جدا نصف كيلو وات ساعة
لكل كيلو جرام أمونيا
نظرا لأن تكون الأمونيا يعتمد على الحرارة
هابر في سلسله من الأبحاث
وصف التجارب لتأكيد الأرقام
استولد عدل الطريقة
يمكن تحويل الامونيا لحمض نيتريك وأيضا نترات كالسيوم
النسبة بين التكلفة الكلية لإنتاج نترات الكالسيوم
الطريقة النرويجية 100
هابر 103
فرانك كارو 117
متطابقتان في الأولى والثانية
أعلى 15% في الثانية
هابر الوحيد الذي أدار استخدام مصدر رخيص للكهرباء يمكن تطبيقه على اى مستوى مطلوب
يمكن إنتاج امونيا - نترات رخيصة الثمن
لها أهميه كبيرة في تحسين تغذية الإنسان بتوفير المخصبات الزراعيه

 

 

أبحاث على تركيب الأصباغ الطبيعية
نجح في تحضير الكلوروفيل
في صوره نقيه وبكميات كبيرة
ويلستاتر استطاع أن يحل أسرار التركيب الكيميائي المعقد
أهم مكتشفاته هناك جزيئين رئيسين في الكلوروفيل
جزء اسمه الكلورفليين والذي يحوى الصبغة الخضراء الطبيعية
وكحول اسمه فيتول
قدم الدليل على وجود نوعين من الكلوروفيل
الأخضر المزرق
الأخضر المصفر
على أساس امتصاص أطوال موجيه مختلفة من الضوء
ويلستاتر كان أول من قدم دليل على العلاقة بين الكلوروفيل
والمكونات الحية الطبيعية في الحيوان
الصبغة الحمراء في الدم تحمل الأكسوجين بها صبغه تسمى الهيم
أوضح أن الكلوروفيل يشبه تركيب الهيم
المغنسيوم يقع في قلب جزء الكلوروفيل
بنفس الطريقة التي يشارك بها الحديد في قلب جزئ الهيم
أوضح تركيب الانثوسيانين عائله من الأصباغ الزرقاء الحمراء
موجودة في الأزهار و قام بتحليل الأصباغ في العديد من النباتات
جعلته قادر على أن يتصور كيف يمكن دمج الانثوسيانين مع بعض
للوصول للألوان الموجودة في الطبيعة

مفهوم التكافؤ الذي يعتمد عليه الكيميائيون
فشل في التفاعل مع العديد من المجموعات
المسماة الجزيئات المعقدة
السبب الرئيسي عدم القدرة على تحديد التركيب
التفصيلي لهذه المواد
بتوسيع وتعديل مفهوم التكافؤ
وارنر فتح الطريق لمفاهيم جديدة
على عكس المفهوم القديم لم يتقبل وارنر
القوى التي تربط الذرات والتي يمكن تقسيمها لوحدات
افترض الالفه أو الصلة إنها قوه من مركز الذرة
وهى تجذب بانتظام في كل الاتجاهات
والتي هندسيا لا تعطى خطوطا مرشده
ولكن فى صورة شكل سطح كروي
الذرات التي يمكن أن تتواجد في صورة ايونات
قدرات الاتحاد متساوية يمكن أن تدخل في ارتباط
يسمى التكافؤ الأولى الابتدائي
وهناك تكافؤ ثانوي طاقته اقل من التكافؤ الأولى
ولا تختلف اختلاف جذري عن الأولى
ولا يمكن أن يتواجد في صوره مستقلة
مثل الامونيا كلوريد البوتاسيوم
عدد الذرات أو المجموعات الذرية
التي يمكن أن ترتبط
في أول شكل كروي مع عناصر
ذره عنصر تعمل كمركز تتآزر لتكون شقوق معقده
تترابط ترابط مباشر
سماها وارنر العدد التنسيقى
هذا مفهوم عددي يصف التشبع
بغض النظر عن طبيعة العناصر الداخلة
لها نفس القيمه لعدد كبير من العناصر
4 للبعض 6 للبعض الاخر
بهذه المفاهيم شرح وارنر تركيب العناصر المعقدة
لتوسيع وتعميق مفهوم التكافؤ
وقدم مفاهيم جديدة للكيمياء العضوية
نظرية وارنر كانت مهمة للكيمياء الضوئية
والتي شارك فيها بالاضافه لأبحاثه
عن تركيب المركبات الكيميائية
وأصبح مبتكر الكيمياء الضوئية للمواد غير العضوية
في أبحاثه المبكرة عن مركبات الامونيا المعدنية
حالات عديدة من التشاكل في الكوبالت والبلاتين
يمكن وصفها بالكيمياء الضوئية
للشقوق المعقدة وضع نظريه المجسم الثماني
بعض المركبات تتواجد في صورة أشكال
(ايزومر)
تتفق في التركيب وتختلف في الخواص
وجود عناصر مثل الكوبالت الكروم الحديد الراديوم
بذرات غير متماثلة
المركبات يمكن تقسيمها لشكلين
تتصرف صوره بالمرآة صوره متماثلة لكل منهما
يعتبر من أهم المكتشفات فدى الكيمياء غير العضوية
وعمله جعله مبتكر
ومؤسس علم الكيمياء الضوئية للمواد غير العضوية

جرجنارد حصل على جائزة نوبل في الكيمياء عام 1912
لابتكاره كاشف باسمه
سابتير لابتكاره طريقه لهدرجة المواد العضوية في وجود معادن مطحونة
الطريقتين في مجال تحضير المواد الكيميائية العضوية
يستخدمان في إنتاج المواد العضوية لمشتقه من الكربون
كعنصر اساسى مهما كان اصل الكربون انسانى او حيواني
هذا العلم حديث مكتشف عام 1828
اكتشفه فردريك فولر
استخدمت تلك الطريقة في الصناعة
و التي وفرت الملايين من فرص العمل وملايين الجنيهات
طريقة جرجنارد وهى نتيجة عمل سلسله من الأبحاث
مع مهارات تقنيه
المنجنيز في وجود الايثير يتفاعل مع الشقوق العضوية
للكلور والبروم مكونا مواد عضويه للمنجنيز تذوب في الايثير
هذا المركب الأخير يتفاعل بسهوله مع المواد العضوية الأخرى
الكربون يتفاعل مع الكربون مكونا مركب عضوي
طريقة جرجنارد في الكيمياء العضوية تتلخص في
بساطتها
توفير الوقت
رخص التكاليف

 

 

الطريقة الثانية سميت سابتير
اختزال المواد العضوية تحت تأثير معادن مطحونة
نيكل كوبالت نحاس حديد بلاتين
أكسيد احد هذه المعادن يسخن إلى 300 درجه مئوية
في تيار من غاز الهيدروجين
بعد اختزال المعدن بهذه الطريقة الحرارة تنخفض
بخار المادة العضوية التي نحتاج لاختزالها
تمزج مع غاز الهيدروجين
الطريقة بسيطة ومريحة وتتفوق على الطرق التي تؤدى للانفجار
طريقة سابتير للاختزال استخدمت على نطاق واسع
وفتحت مجال واسع للأبحاث
وعدلت لتناسب أغراض عديدة
هيدروجين كربيد - الاستيلين
نجح في إنتاج بترول طبيعي من مصادر مختلفة
في ظاهره يمكن من خلالها تفسير منشأ الزيوت النباتية

 

حصلت مدام كوري (اوسكلودوفسى)
على جائزة نوبل في الكيمياء عام 1911
لاكتشاف عنصري الراديوم والبولونيوم
تحديد خصائص الراديوم وعزله في صورته النقية
في عام 1896 لاحظ بيكريل النشاط الأشعاعى الطبيعي لمركبات اليورانيوم يخرج منها إشعاع يؤثر على اللوحات الفوتوغرافية ويجعل الهواء يوصل الكهرباء
هذا ما يسمى بظاهرة النشاط الاشعاعى الذرى
والمادة التي يصدر منها الإشعاع تسمى ماده مشعه
لاحقا تم اكتشاف الثوريوم وله نفس النشاط الاشعاعى
سميت أشعة بيكريل
أعطيت جائزة نوبل لهنرى بيكريل وبير
ومارى كوري عام 1903
بالبحث النشاط الاشعاعى للعديد من المركبات تم اكتشافه
قوة الإشعاع ارتبطت بنسبة العناصر المشعة في المركب
بعض العناصر تعتبر استثناء من هذه القاعدة على سبيل المثال pitchblende)) والذي نشاطه الاشعاعى يتفوق على محتواه من اليورانيوم
بطرق كيماوية استطاع بيير ومارى كوري استخلاص كميه ضئيلة من المعدن ومنها استخرجا عنصرين مشعبين
البولونيوم والراديوم

الراديوم استطاعا عزله في صوره نقيه تشبه معدن الباريوم في خواصه الكيمياويه وله طيف مخصوص ميز ووزنه الذرى حددته مارى كوري 256
الراديوم عبارة عن معدن ساطع نقي يتحلل بالماء ويكون ماده عضويه تشبه الورق والذي يلامسه يذوب في درجة 700 مئوية
وهو أكثر تطاير من الباريوم
أهم خصائص الراديوم تنبعث منه مواد مشعه غازيه تترسب وتتكثف في صوره سائله عند درجة حرارة منخفضة
هذا ما يسمى الانبثاق niton) ) وله خصائص الغاز الخامل
وليم رامساى الحاصل على نوبل وغيره من العلماء
اقترحوا وجود غاز الهليوم والموجود فى طيف الشمس
وموجود في الأرض بكميه صغيره
هذه الحقيقة صارت معروفه فى تاريخ الكيمياء
تحول عنصر لعنصر
أعطى اكتشاف الراديوم أهميه طورت الكيمياء
ذرات الراديوم تتكون من طاقه تنحل الذرة ليخرج منها ضوء وحرارة وهى مميزه للراديوم
أبحاثنا في الراديوم أدت إلى ميلاد علم اسمه علم الأشعة
الذي له مراجعه
مرتبط بالفيزياء الجيولوجي الفسيولوجي
الطب علاج السرطان
منحت مدام كوري الجائزة مرتين
مره بالمشاركة عام 1903
وعام 1911 لاكتشافها الراديوم البولونيوم

 

 

في البداية لوحظ أن بعض التفاعلات الكيميائية تبدأها مواد لا تشارك في التفاعل بنفسها ولكنها لا تتغير هي الأخرى

وهذا قاد برازيليوس عام 1835

ليصل إلى واحده من أهم المفاهيم العلمية سمي هذه الظاهرة

التحفيز الكيميائي catalysis)) ولكنها قوبلت ببعض الاعتراضات

وليم اوستوالد قام بأجراء عدد من الدراسات لمعرفة القوه النسبية للأحماض والقواعد

حاول حل هذه المشكلة بطرق عديدة أدت إلى نتيجة واحده

معدل حدوث العمليات المختلفة تحت تأثير الأحماض والقواعد يمكن استخدامه لدراسة قوة الآخر

استطاع إجراء العديد من الدراسات

من خلالها حدد معدل التفاعل الكيميائي

صارت نظرية التفاعل الكيميائي

ذات أهميه خاصة للكيمياء النظرية

ألقت الضوء على طبيعة العملية عملية التحفيز الكيميائي

الأحماض والقواعد في محاليل مائية تتحول إلى أيونات وقوتها تعتمد على توصيلها للكهرباء أو بعبارة أدق قدرتها على الإنحلال درجة الإنحلال اختبر استولد مدى صحة نظريته بقياس التوصيليه

القدرة على التوصيل وبالتالي تركيز ايونات أيونات الهيدروجين

ثبت صحة ارنيس

التفسير لماذا وجد نفس القيم لقوة الأحماض

والقواعد مهما كانت الطرق المتبعة

في كل الحالات ايونات الهيدروجين للأحماض

ايونات الهيدروكسيل للقواعد تعمل محفزه

القوه النسبية للأحماض والقواعد يحددها تركيز الايونات

اوستولد درس ظاهرة التحفيز ومدى العوامل الحفازه كما اسماها

بعد أبحاث ناجحة وضع أساس ليصف طبيعة العامل الحفاز

والتي تلائم المعلومات المتاحة فعل المحفز
يتكون من تعديل بالمادة الفعالة العامل الحفاز
يغير معدل التفاعل الكيميائي
التعديل قد يكون تسريع
قد يكون إبطاء
تفاعل الإبطاء يأخذ سنوات قد يحدث الاتزان
يمكن تحفيزه بماده حفازه ليأخذ وقت قصير جدا
دقيقه أو اثنين أحيانا أجزاء من الدقيقة
معد ل التفاعل يمكن قياسه وكل المقاييس يمكن قياسها
العامل الحفاز الذي بدى انه سر من أسرار وعرف لفترة انه مشكله في مسار التفاعل ولا يمكن الوصول إليه علميا
اكتشاف اوستولد فعل دراسته
أهمية الفكرة الجديدة بدت في الدور المهم
الذي يلعبه العامل الحفاز في عملية التفاعل
عمليات التخمر تحدث كثيرا خصوصا في تخليق المواد العضوية
وخصوصا في التصنيع
الإنزيمات المعروف تأثيرها في الكائنات الحية
الإنزيمات لها تأثير المواد الحفازه في الكائن الحي
نظرية الأيض في النباتات والحيوانات تقع في مجال كيمياء التحفيز
العمليات الكيميائية يمكن رسمها في مسارات
منها الهضم ويمكن تحفيزه خطوه بخطوه باستخدام مواد حفازه معدنية
قدرة أعضاء مختلفة على تحويل مواد غذائية من الدم بطريق تجعلها ملائمة لكل عضو
يمكن تفسيرها بوجود أنواع معينه من الإنزيمات والتي لها أفعال
محفزه توظف لأغراض بعينها

 

عمل مكمل لما بدأه طومسون (مرور الكهرباء في الغازات)
بيكريل الإشعاع التلقائلى
عمل كوري على العناصر التي تنبعث
العناصر التي تنبعث منها أشعة اليورانيوم
أو ما يسمى أشعة اليورانيوم
بعد اكتشاف الاشعه بوقت قصير والتي كانت تنبعث من عناصر أخرى كالثوريوم والتي اكتشفها برازيليوس
الراديوم والبولونيوم اللذان اكتشفتهما مدام كوري
رازرفولد بدأ بحثا مستفيضا واتبع طرق عديدة لقياس شدة الاشعه
ألفا وبيتا مبينا أهم الخصائص هذان النوعان من الأشعة
بحثه لظاهرة الإشعاع المميزة لعنصر الثوريوم
جعلت رازرفولد يكتشف أن هناك عناصر تنبعث منها مواد غازيه
سماها انبعاثات الثوريوم والتي ظهر أنها ذات طبيعة عنصريه
عن طريق الهواء السائل يمكن تحويلها إلى صورة سائل
أصبح من الواضح أن الانبعاثات لا تخرج من الثوريوم مباشرة
ولكن هناك منتج وسيط ينفصل عن الثوريوم ويتكون منه
وينحل باستمرار عند انبعاث الغاز منه الانبعاث ليس مستمر
حيث يتحول بعد فتره إلى ماده مشعه أخرى
لو أن الانبعاث لامس ماده صلبه وترسب عليها وصار يغلفها
وصار راسب نشط عليها
نفس الحالة وجدت في الراديوم اليورانيوم الاكتينيوم البولونيوم
وجدت في كل المواد المشعه
أمكن إثبات أن هذه الحالة تكوي مواد غازيه انبعاثات غازيه بنفس طريقة الثوريوم
كل هذه التغيرات المصاحبة لظاهرة الإشعاع لها درجات مختلفة
تختلف عن تلك التي تحدث في التفاعل الكيميائي العادي
ولا يمكن تطبيق قواعد الاتزان ولا حتى باستخدام مقياس الطيف
ولكن يمكن باستخدام ميكروسكوب شديد الحسساسيه دقيق جدا
رازرفولد اكتشف انه يمكن تحول عنصر لعنصر
التحول الذي حلم به القدامى تحويل النحاس لذهب
رازرفولد مع سوداىعام 1902
توصلا لنظرية الانبعاث - تبعا لهذه النظرية
النشاط الاشعاعى يمكن النظر إليه على انه تغير ليس في الجزئ ولكن فى الذرة نفسها يجعلها في وقت ولو وحده من الزمن
تنكسر لواحد أو أكثر من الجسيمات المشعه
ذره تتبعها أخرى
العناصر المشعه تعرض للانحلال بطريقه في الفراغ كل وحده من الوقت نسبه من ذراتها تنكسر لواحد أو أكثر من الجسيمات الاشعاعيه لينتج عنصر جديد يختلف عن الاصلى في خصائصه الفيزيائية والكيميائية
العنصر الجديد ربما ينحل بطريقه مشابهه
وهكذا خطوه بخطوه ووحتى الذرة تدخل في طور الاستقرار
تحول المواد المشعه لعناصر مشعه يحدث بشكل تدريجي و يعطى كميات من المواد في صوره تحويلية غير مستقره
في الراديوم على سبيل المثال
هناك سبعة صور من هذه الصور الانتقالية
لوحظت صور سموها متحولات هذه العناصر العابرة
تتميز بمعدل تحولها كما يعبر عنه باختلاف في معدل طول بقائها
الثابت الذي من الأهمية بمكان لتحديد العنصر المشع
مثل الوزن الذرى القياسات أثبتت أن متوسط هذه المدة تتراوح
من ثواني معدودة إلى ملايين السنين
هذه النظرية نظرية الانحلال الذرى
نشرها وليم رامسى مع د سودي
بطريقه مقنعه أوضحا كيف يخرج الهليوم من الراديوم
وهذا كشف مهم يظهر الهليوم كأحد نواتج انحلال العناصر المشعه
رازرفولد فيزيائي ولكنه خدم بأبحاثه الكيمياء فاستحق جائزة نوبل عام 1908