دراسة خصائص العناصر
عند الحديث عن خصائص المادة، يشمل ذلك بشكل أساسي الخصائص الفيزيائية والكيميائية. حيث ترتبط الخصائص الفيزيائية بحالة المادة دون أي تغيير في تركيبتها، وتتضمن صفات عامة مثل اللون والكثافة والصلابة. أما الخصائص الكيميائية، فتتناول وضع المادة عندما تتحول من حالة إلى أخرى، مما يؤدي إلى ظهور مادة جديدة تختلف عن الأصل، مثل خاصية الاشتعال والصدأ (تأكسد الحديد) والمقاومة.
إن مقارنة الخصائص الكيميائية بالخصائص الفيزيائية توضح الفرق بينهما بجلاء. ومع ذلك، فإن أي تغير يطرأ على حالة المادة قد يصعب تحديد الخصائص، كما هو الحال مع الماء عند انتقاله بين الحالة السائلة والغازية والصلبة، حيث تمثل كل حالة مادة مختلفة. فعند تغير حالة المادة مثل الانصهار، التبخر، التكثف، التسامي، والتصلب، يبقى التركيب الكيميائي كما هو، حيث يحتفظ الماء بصيغته المعروفة H2O سواءً كان سائلاً أو بخاراً أو ثلجاً.
العناصر النقية
تعرف المادة النقية “الخام” في علم الكيمياء بأنها المادة ذات التركيب الواضح والثابت مع خصائص كيميائية متميزة. تُعامل هذه المواد في الكيمياء كما يُعامل أي عنصر من العناصر الكيميائية، سواء كان من العناصر الفردية، المركبات، السبائك، أو المحاليل. ومن أمثلة العناصر النقية، يمكن ذكر:
- الماء.
- الألماس.
- الذهب.
- ملح الطعام.
- غاز الإيثانول.
- النحاس.
- البرونز.
- المحاليل الملحية.
استخدامات العناصر
تعتمد استخدامات أي عنصر من العناصر الطبيعية المدرجة في الجدول الدوري على الخصائص المرتبطة بها. لتوضيح ذلك، يمكن إدراج الأمثلة التالية:
- يُعتبر الصوديوم من المواد الفلزية القادرة على توصيل الحرارة، مما يجعله ملائماً للاستخدام السائل في نقل الحرارة من داخل المفاعلات النووية إلى الخارج لتوليد الطاقة البخارية اللازمة لتوليد الكهرباء.
- تصل درجة حرارة النيتروجين السائل إلى مئة وستين درجة تحت الصفر، لذا يُفضل استخدامه لحفظ قرنيات العين لأغراض جراحية.
- تُعد مادة السيليكون من المواد شبه الموصلية للكهرباء، حسب درجة حرارتها، حيث يتم تصنيعها على شكل شرائح تُستخدم في صناعة الكمبيوتر.
- يتميز نظير العنصر كوبالت 60 بخاصية الإشعاعية لأشعة جاما، مما يمنع تكاثر الجراثيم، لذا يُستخدم في حفظ الأغذية.