🧪 شیمی پایه – بخش اول
“و هنوز هم شیمی، عشق پنهانی من است.”
— یوهان ولفگانگ فون گوته، در نامهای به کاترینا فون کلتنبرگ
سلام همکار عزیز،
در این چند صفحه، میخوایم با هم مفاهیم پایهای از علم شیمی رو یاد بگیریم. این مفاهیم قراره پایهای باشن برای درک بهتر مطالب این بخش ، مخصوصاً در فصل ششم که دربارهی شیمی آلیه.
🧱 ماده (Matter)
دنیا و کل هستی ما از دو چیز ساخته شده: ماده و انرژی.
هر دوی این مفاهیم برای آشپزی اهمیت دارن. ما در این بخش با «ماده» شروع میکنیم و دربارهی انرژی در فصل سوم صحبت خواهیم کرد.
ماده چیه؟
ماده همون چیزیه که دنیا رو تشکیل داده. فیزیکدانها ماده رو اینطور تعریف میکنن:
چیزی که هم جرم داره و هم حجم.
- جرم: مقدار مادهای که داریم (معمولاً با وزن اندازهگیریش میکنیم. وزن هم یعنی نیروی جاذبه زمین که ماده رو میکشه پایین).
- حجم: فضای اشغالشده توسط ماده.
مثلاً یه لیوان آب، هم حجم داره (یه لیوان) و هم جرم (حدود نیم پوند وزن داره).
یه نکته خیلی جالب:
توی شرایط معمولی، ماده و انرژی هیچوقت از بین نمیرن.
ممکنه شکلشون عوض بشه، ولی نه چیزی بهشون اضافه میشه و نه چیزی ازشون کم میشه.
مثلاً آب میتونه از یخ به مایع تبدیل بشه، یا بخار شه، ولی مقدارش (جرمش) همونه.
فقط توی واکنشهای هستهای ممکنه ماده و انرژی واقعاً از بین برن یا تولید بشن — که اونها هیچ جایی توی آشپزخونه ندارن!
🧬 عناصر و اتمها: ماده از چی ساخته شده؟
همهی انواع مادهها، از یه تعداد مشخص از مواد اولیه درست شدن که بهشون میگیم عنصر.
در طبیعت، ۹۴ عنصر اصلی وجود داره که همهی مواد (چه زنده مثل گیاه و حیوان، و چه بیجان مثل آب و هوا) از همینها ساخته شدن.
مثلاً:
- اکسیژن
- نیتروژن
- گوگرد
- کربن
هر عنصر از واحد خیلی کوچیکی به اسم اتم ساخته شده.
یه اتم از سه ذرهی اصلی تشکیل شده:
- پروتون: بار مثبت
- نوترون: بدون بار
- الکترون: بار منفی
پروتون و نوترون داخل مرکز اتم (هسته) قرار دارن، و الکترونها اطرافش حرکت میکنن.
🧮 عدد اتمی و ایزوتوپها
اون چیزی که مشخص میکنه یه اتم متعلق به چه عنصریه، تعداد پروتونهای هستهی اون اتمه.
به این عدد میگیم عدد اتمی.
مثلاً:
- اتم هیدروژن → 1 پروتون → عدد اتمی 1
- اتم هلیوم → 2 پروتون → عدد اتمی 2
در اتمهایی که بار الکتریکی ندارن (یعنی خنثی هستن)، تعداد الکترونها با پروتونها برابره.
اما تعداد نوترونها میتونه متفاوت باشه.
اتمهایی که تعداد پروتون و الکترون برابر دارن ولی تعداد نوترونهاشون فرق داره، اسم خاصی دارن:
ایزوتوپ — یعنی نسخههای مختلفی از یه عنصر.
🧊 ساختار اتم
الکترونها در اطراف هسته مثل یه “ابر” حرکت میکنن.
ما دقیق نمیدونیم کجا هستن، فقط احتمال حضورشون در جاهای خاصی زیاده.
و اگه یه اتم الکترون از دست بده یا بگیره، تبدیل میشه به یه یون:
- اگر الکترون از دست بده → بار مثبت پیدا میکنه → بهش میگیم کاتیون
- اگر الکترون بگیره → بار منفی میگیره → میگیم آنیون
مثال:
- یون سدیم → Na⁺
- یون کلر → Cl⁻
🧭 جدول تناوبی عناصر (Periodic Table)
این جدول یکی از بزرگترین دستاوردهای علمه! توش همهی عناصر با نظم خاصی چیده شدن.
چهار نکته مهم دربارهی این جدوله:
- چیدمان بر اساس عدد اتمی:
هر عنصر نسبت به عنصر قبلی یه پروتون و یه الکترون بیشتر داره. - عناصر یه ستون، ویژگیهای شیمیایی مشابه دارن:
مثلاً سدیم و پتاسیم هر دو در یک گروه هستن و واکنشهای شیمیایی مشابهی دارن. - در هر ردیف، خواص بهآرومی تغییر میکنه:
پتاسیم (ردیف ۴، گروه ۱) شبیهتر به کلسیمه (گروه ۲) تا مس (گروه ۱۱). - فلزها سمت چپ و وسط هستن، نافلزها سمت راست:
فلزاتی مثل مس، گرما و برق رو خوب هدایت میکنن؛ نافلزهایی مثل گوگرد این توانایی رو ندارن.