- 1 -

المصطلحات األساسية :

Physical Sciences العلوم الطبيعية

BiOchemistry الكيمياء الحيوية

Physical chemistry الكيمياء الفيزيائية

Measurement القياس

Measurement unit وحدة القياس

NanOtechnOlOgy النانوتكنولوجي

NanO النانو

NanO chemistry كيمياء النانو

أجهزة القياسMeasurement Instrument

InternatiOnal System Of Units النظام الدولي لوحدات القياس

(S.I)

System InternatiOnal (S.I) النظام الدولي لوحدات القياس )بالفرنسية (

القوانين بناء منظم من المعرفة يتضمن الحقائق والمفاهيم والمبادىء و : Scienceالعلم

والنظريات العلمية ، وطريقة منظمة في البحث والتقصي.

ويختلف مجال العلم باختالف

الطرق المتبعة في البحث-4االدوات المستخدمة -3موضع الدراسة -2الظواهر -1

هو العلم الذي يهتم بدراسة تركيب المادة وخواصها والتغيرات : Chemistryعلم الكيمياء

تطرأ عليها ، وتفاعل المواد المختلفة مع بعضها البعض والظروف المالئمة لذلك . التي

التي عرفها اإلنسان ومارسها منذ Physical Scienceوعلم الكيمياء هو أحد العلوم الطبيعية

الفلك ( –علوم االرض –البيولوجى –الفيزياء –هى )الكيمياء العلوم الطبيعية وزمن بعيد

وقد ارتبط هذا العلم منذ الحضارات القديمة لم الكمياء فى الحضارات القديمهارتباطات ع

وبعض الصناعات الفنية كدبغ (4)والطب والدواء (3)وصناعة االلوان (2)بالمعادن والتعدين(1)

واستخدمه المصريون القدماء في التحنيط وقد (5)الجلود وصباغة األقمشة وصناعة الزجاج

آلن له دور في جميع مجاالت الحياة.أصبح علم الكيمياء ا

لوالباب اال

الكيمياء مركز العلوم

الفصل االول: الكيمياء والقياس

Chemistry and

Measurement

- 2 -

بدراسة التركيب الذري والجزيئي للمواد وكيفية ارتباطها (1)يهتم علم الكيمياء

ومعرفة الخواص الكيميائية لها ووصفها كما وكيفا (2)

واليقتصر عمل الكيميائيين على ذلك ولكنهم يتوصلون أيضاً الى الدور الذي تقوم به هذه (3)

مواد وكيف تقوم به بدءاً من مكونات الذرة إلى الجزيئات الكبيرة ال

كذلك التفاعالت الكيميائية التي تتحول بها المتفاعالت إلى نواتج وكيفية التحكم في ظروف (4)

التفاعل . للوصول الى منتجات جديدة مفيدة تلبي االحتياجات المتزايدة في المجاالت المختلفة

الهندسة والصناعة . مثل الطب والزراعة و

كما يساهم علم الكيمياء في عالج بعض المشكالت البيئية مثل تلوث اسهامات علم الكيمياء

الهواء والماء والتربة . ونقص المياه ، ومصادر الطاقة ، وغير ذلك من المجاالت .

الطب والزراعة يعتبر علم الكيمياء مركزاً لمعظم العلوم األخري ، كعلم األحياء والفيزياء و

وغيرها من العلوم نذكر منها على سبيل المثال ما يلي :

الكيمياء والبيولوجي :(1)

علم خاص بدراسة الكائنات الحية هوعلم البيولوجي

يسهم علم الكيمياء في فهم التفاعالت الكيميائية علم البيولوجي العالقة بين علم الكيمياء و

ومنها تفاعالت الهضم والتنفس والبناء الضوئي وغيرها . ينتج التي تتم داخل الكائنات الحية

BiOchemistryعن التكامل بين البيولوجي والكيمياء علم الكيمياء الحيوية

chemistryOBiالكيمياء الحيوية اختصاصات

يختص بدراسة التركيب الكيميائي ألجزاء الخلية في مختلف الكائنات الحية ، مثل الدهون

يدرات والبروتينات واألحماض النووية وغيرها.والكربوه

الكيمياء والفيزياء : (2)الفيزياء هي العلم الذي يدرس كل ما يتعلق بالمادة وحركتها والطاقة ، ومحاولة فهم الظواهر

الطبيعية والقوي المؤثرة عليها ، كما تهتم بالقياس وابتكار طرق جديدة للقياس تزيد من دقتها

ينتج عن التكامل بين الفيزياء والكيمياء علم الكيمياء : والفيزياء علم الكيمياءالعالقة بين

Physical Chemistryالفيزيائية

Physical Chemistryعلم الكيمياء الفيزيائية اختصاصاتويختص بدراسة خواص المواد وتركيبها والجسيمات التي تتكون منها هذه المواد مما يسهل

ن القيام بدراستهم. على الفيزيائيي

الكيمياء والطب والصيدلة :(3)األدوية التي يستخدمها المرضي ويصفها األطباء ما هي إال مواد كيميائية لها خواص عالجية ،

يقوم الكيميائيون بإعدادها في معاملهم ، أو مواد مستخلصة من مصادر طبيعية .

الكيمياء والطب والصيدلة :العالقة بين

الكيمياء طبيعة عمل الهرمونات واإلنزيمات في جسم االنسان . وكيف يستخدم الدواء وتفسر لنا

في عالج الخلل في عمل اي منها .

مجـــــــــــال دراســــــــــــــــة الكيميــــــــــــــاء)اهتمامات علم الكيمياء(:

الكيمياء مركز العلوم

- 3 -

الكيمياء والزراعة :(4)يسهم علم الكيمياء في اختيار التربة المناسبة لزراعة محصول ما وذلك عن طريق التحليل

هذه المكونات الحتياجات هذه النباتات وكذلك الكيميائي الذي يحدد نسب مكوناتها ومدي كفاية

تحديد السماد المناسب لهذه التربة لزيادة إنتاجيتها من المحاصيل ، كما تسهم في إنتاج المبيدات

الحشرية المالئمة لآلفات الزراعية .

الكيمياء والمستقبل:(5)وقد ساهمت كيمياء عن طريق الكيمياء يتم إكتشاف وبناء مواد لها خصائص فائقة وغير عادية

النانوتكنولوجي، في تصنيع بعض المواد التي يتم عن طريقها تطوير مجاالت عديدة منها

الهندسة واالتصاالت والطب والبيئة والمواصالت وتلبي العديد من االحتياجات البشرية

مياء الكي –الكيمياء الحيوية –الكيمياء الفيزيائية تقسيم علم الكيمياء إلى فروع مثل :

الكيمياء –الكيمياء النووية –الكيمياء الحرارية –الكيمياء التحليلية –العضوية

الكيمياء البيئية وغيرها ... –الكهربائية

طبيعة القياس : إن التطور العلمي والصناعي والتكنولوجي واالقتصادي الذي نعيشه في العصر الحديث هو نتاج

حيح والدقيق لمبادىء القياسات .االستعمال الص

أخري من نوعها لمعرفة عدد بكميه هو مقارنة كمية مجهولة : Measurementالقياس

مرات أحتواء األولي على الثانية .

يجب أن تحتوي نتيجة عملية القياس على ثالثة نقاط أساسية وهي :

مقاسة .التي من خاللها نصف البعد أو الخاصية ال القيمة العادية :(1)

تفق عليها في إطار نظام وحدات القياس الدولية المتعارف يالبد ان وحدة قياس مناسبة :(2)

تستخدم وعليها . وهي مقدار محدد من كمية فيزيائية معينة معرفة ومعتمدة بموجب القانون ،

كمعيار لقياس مقدار فعلي لهذه الكمية.

طأ معينة تعود ألسباب متعلقة بالجهاز كل عملية قياس بها نسبة خ نسبة خطأ معينة :(3)

المستخدم ، أو ظروف إستخدامه ، وكذلك الخطأ البشري الناتج من مستخدم الجهاز.

أهمية القياس في الكيمياء :أصبحت اساليب التحليل والقياس في الكيمياء في الوقت الحالي أكثر تطوراً من حيث الدقة

ها في مختلف مجاالت الحياة من بيئة وتغذية وصحة والتنوع ، وأصبح اإلنسان يعتمد علي

Measurement in Chemistryالقياس في الكيمياء

العضوية الفيزيائية الكهربية الحيوية

النووية البيئيةوغيرها الحرارية التحليلية

اهمية القياس في علم الكيمياء

- 4 -

وزراعة وصناعة وغير ذلك ، وذلك من اجل توفير المعلومات الالزمة والمعطيات الكمية لكي

يتمكن من إستخدام اإلجراءات الالزمة والتدابير المناسبة.

والقياس ضروري من اجلر المكونة للمواد التي نستخدمها . القياس ضروري من أجل التعرف على نوع وتركيز العناص1

ونتعامل معها.

يحدد الجدول التالي المعايير العالمية للحكم . القياس ضروري من أجل المراقبة والحماية2

على صالحية المياه للشرب ، استخدم البايانات الورداه في الجدول للحكم على جودة الماء في

الملصقين السابقين .

المكونا

تNa+ K+ Mg2+ Ca2+ CI-

(SO4)2

- (NO3)- PH

الكميةأقل من

150

أقل من

12

أقل من

50

أقل من

300

250 –

200

أقل من

250

أقل من

10 9 – 6.5

تطلب سالمة البيئة وحمايتها ومراقبة ماء الشرب والهواء الذي نتنفسه والمواد الغذائية

والزراعية وهذا يتطلب قياسات عديدة ومتنوعة .

.mg/Lالجدول التالي : يوضح مكونات زجاجتين من المياه المعدنية مقدرة بوحدة

Na+ K+ Mg2+ Ca2+ CI- (HCO3)- (SO4)-2 المكونات

41.7 103.7 14.2 12 8.7 2.8 25.5 الزجاجة)أ(

20 335 220 70 40 8 120 الزجاجة )ب(

أ البيانات جيداً ، ثم أجب عن االسئلة التالية :إقر أي زجاجة يختارها ؟ –إذا علمت أن مستهلك يتبع نظاما غذائياً قليل الملح (1

التي حصل عليها والصوديوم لتر ماء من الزجاجة ب ، إحسب كتلة الكالسيوم 1.5إستهلك شخص خالل يوم (2

خالل اليوم.

هل القياس ضروري في حياتنا ؟( 3

فكر ثم

اجب

- 5 -

. القياس ضروري لتقدير موقف ما ، وإقتراح عالج في حالة وجود خلل.3

في التحليالت الطبية تمكننا القياسات التي نحصل عليها من اتخاذ القرارات الالزمة إلصالح

أوجه الخلل.

Measurement Systems and its Unitsأنظمة القياس ووحداته لصناعي الذي واكب الثورة الصناعية أصبحت وحدات القياس التقليدية ال تفي مع التقدم ا

بالغرض منها . مما ابرز الحاجة الى توحيد نظم القياس على المستوي الدولي ، وتطورات

الثانية ( والنظام الفرنسي –الرطل –وحدات القياس مروراً بكل من النظام ااإلنجليزي ) القدم

(. SIم في معظم دول العالم حتي وصلنا إلى النظام الدولي لوحدات القياس ) ) المتري ( ويستخد

والجدول التالي يوضح بعض الكميات ووحداتها والرمز المعبر عنها في النظام الدولي :

الوحدة الكمية المقاسة الرمز

Length Orالطول او البعد

distance

meterالمتر M

kilOgram Kgكيلوجرام Mass تلة الك

SecOnd Sثانية Timeالزمن

Kelvin K كلفن Temperatureلحرارة درجةا

Ampere Aأمبير Intensityشدة التيار الكهربي

MOle MOlمول Quantity Of matterكمية المادة

LuminOsityشدة االستضاءة

Candelaشمعة Cd

الكولوم Quantity Of electricity كمية الكهربية

COulOmb COul.

تمثل الوثيقة التي أمامك نتائج تحليالت بيولوجية طبية تخضع لها شخص ما صباحاً قبل اإلفطار ، وضح:

؟ Reference value ماذا تعني القيمة المرجعية

طبيعى واذا هى القيمه التعبر عن المعدالت لبعض المواد والمكونات التى توجد فى االنسان العادى ال القيمة المرجعية

تعتبر حاله مرضيه القيمة المرجعيةذات اوقلت هذه المواد والمكونات عن

ماذا تستنتج من نتائج تركيز السكر وحمض البوليك في دم هذا الرجل ؟

ما القرارات التي يجب عليه ان يتخذها؟

وثيقة تحليل طبية

لقيمة التحلي نوع التحليل ةالقيمة المرجعي

Glucose 70 110 - 70

Uric Acid 9.2 8.3 – 3.6

فكر ثم

اجب

- 6 -

وقد أشتقت واستحدثت بعض الوحدات من النظام الدولي مثل :

.S2Kg.m.-2يستخدم لقياس كمية الحرارة والطاقة والشغل ويعادل ( :Jالجوال )

K 273يقابل CO0رجة الحرارة ووجد ان تستخدم لقياس د (: COالدرجة السيليزية )

يتم إجراء التجارب الكيمائية في مكان ذي مواصفات وشروط معينة ، يسمي المختبر أو معمل

الكيمياء ،

توفير احتياطات األمان المناسبة (1)يتطلب معمل الكيمياء متطلبات معمل الكيمياء

ووجود مصدر للحرارة كموقد بنزين (2)

للماء وأماكن لحفظ المواد الكيميائية واألدوات واألجهزة المختلفة ومصدر (3)

ومن الضروري معرفة الطريقة الصحيحة الستخدام كل منها وطريقة حفظها . وفيما يلي (4)

عرض تفصيلي لبعض االجهزة واألدوات التي تستخدم في معمل التخدم كيمياء والغرض من

استخدامها :

sitive BalanceThe Senالميزان الحساس يستخدم لقياس كتل المواد ، وتختلف الموازين في تصميمها وأشكالها ، والموازين الرقمية هي

TOp، وأكثر أنواعها استخداماً الميزان ذو الكفة الفوقية Digital Balancesاالكثر شيوعاً

lOading balance حد جوانبه ، وفي الغالب تثبت التعليمات الخاصة باستخدام الميزان في أ

ويجب قبل أستخدام الموازين قراءة هذه التعليمات بعناية .

:Buretteالسحاحة أنبوبة زجاجية طويلة ذات فتحتين ،إحداهما لملء السحاحة بالمحلول واألخري مثبت عليها

صمام للتحكم بكمية المحلول المأخوذ منها ، ويتم تثبيت السحاحة الى حامل ذي قاعدة معدنية

ة حتي يتم الحفاظ على الشكل العمودي المطلوب لها خالل التجارب ، تستخدم السحاحة خاص

عادة في التجارب التي تتطلب نسبة عالية من الدقة في القياس مثا إضافة أحجام دقيقة من

السوائل اثناء المعايرة وفي السحاحة يكون صفر التدريج قريباً من الفتحة العلوية وينتهي قبل

الصمام .

:Beakersالكؤوس الزجاجية أوان زجاجية مصنوعة من زجاج البيركس تستخدم لحفظ المحاليل أثناء التفاعالت ولمعرفة

القياس التقريبي لحجوم المحاليل ، حيث يوجد منها أنواع مدرجة وذات سعة محددة كما تستخدم

في نقل حجم معلوم من السائل من مكان آلخر .

Measurement tools in chemical labادوات القياس في معمل الكيمياء

- 7 -

:uated CylinderGradالمخبار المدرج يصنع من الزجاج او البالستيك ، ويستخدم لقياس حجوم السوائل ونقلها من مكان إلي آخر ،

ويوجد منه سعات مختلفة.

: Flasksالدوارق أحد انواع األدوات الزجاجية في معمل الكيمياء ، وتستخدم في تحضير المواد وحفظ

محددة . ويوجد منها انواع مختلفة المحاليل وقياس حجومها إذا كان الدورق ذا سعة

حسب الغرض من استخدامها ومنها :

الدورق المخروطيnical FlaskOC : يصنع من زجاج البيركس وتختلف انواعه

باختالف سعة الدورق ، ويستخدم في عملية المعايرة .

الدوارق المستديرةm FlasksOttOB –und OR : غالباً ما تصنع من مادة

ركس وتختلف أنواعه باختالف سعة الدورق ، تستخدم في عمليات التحضير زجاج البي

والتقطير .

دورق عياريlumetric FlaskOV : يصنع من زجاج البيركس ويحتوي في

اعاله على عالمة تحدد الحجم الذي يضاف من الماء لتحضير محلول بتركيز معلوم ،

ويستخدم لتحضير محاليل معلومة التركيز بدقة .

: Pipetteماصة الأنبوبة زجاجية طويلة مفتوحة من الطرفين ، وبها عالمة عند اعالها تحدد مقدار سعتها الحجمية

ومدون عليها نسبة الخطأ في القياس ، وتستخدم لقياس ونقل حجم معين من محول ، وتمأل

اً في بالمحلول بشفطة بأداة شفط وخاصة في حالة المواد شديدة الخطورة واألكثر استخدام

المعامل هي الماصة ذات االنتفاخين .

( : PHأدوات قياس األس الهيدروجيني ) في المحلول ، H+األس أو الرقم الهيدروجيني هو القياس الذي يحدد تركيز أيونات الهيدروجين

لتحديد ما إذا كان حمضاً أو قاعدة او متعادالً وهذا القياس على درجة كبيرة من األهمية في

الت الكيميائية والتفاعالت البيوكيميائية ، ويوجد منه أشكال متعددة منها الشرائط الورقية التفاع

واألجهزة الرقمية بأشكالها المختلفة .

عند استخدام الشريط الورقي يغمس في المحلول المراد قياس الرقم كيفية االستخدام

من خالل تدريج يبدأ من pHقيمة الهيدروجيني له فيتغير لون الشريط الى درجة معينة ثم تحدد

تبعاً لدرجة اللون ، أما الجهاز الرقمي فهو اكثر دقة ، حيث يغمس قطب موصل 14إلي 0

pHمباشرة على الشاشة الرقمية للجهاز فإذا كانت قيمة pHبالجهاز في المحلول فتظهر قيمة

أما إذا كانت قيمة يكون المحلول قاعدي pH > 7يكون المحلول حمضي وإذا كانت قيمة 7 <

pH =7 ليكون المحلول المعتاد.

تزداد القاعدية متعادل تزداد الحامضية

P H > 7 P H < 7

41 قلوى 7 حمض صفر

- 8 -

ما المقصود بالنانو تكنولوجي ؟وهي NanOمصطلح من كلمتين ، الكلمة االولي نانو NanOtechnOlOgyالنانوتكنولوجي

او الشىء المتناهي في Dwarfاليونانية وتعني القزم NanOsمأخوذة من كلمة نانوس

وتعني التطبيق العملي للمعرفة في مجال معين . TechnOlOgyالصغر ، والثانية تكنولوجي

هو تكنولوجيا المواد المتناهية في الصغر ، ويختص بمعالجة المادة على النانوتكنولوجي :

وفريدة في خواصها . مقياس النانو إلنتاج نواتج جديدة مفيدة

النانو وحدة قياس فريدة ( 0.000000001من وجهة النظر الرياضية والفزيائية النانو يساوي جزء واحد علي مليار )

متر . 10-9 من الوحدة المقاسة ، فالنانو متر يعادل جزء من مليار جزء من المتر أي إنها

ول والنانو جول وهكذا . ويستخدم النانو كوحدة وكذلك هناك النانو ثانية والنانو جرام والنانو م

قياس للجزيئات المتناهية الصغر .

انهل تعلم

nm 610ىحوالقطر حبة الرمل يبلغ (1

تقريباً nm 0.3يساوي قطر جزىء الماء(2

. ي nm 0.3- 0.1ح بين قطر الذرة الواحدة (3

لخواص المعتمدة على الحجم .اهو أن خواص المادة في هذا البعد كاللون والشفافية ، NanO scaleقياس النانو الفريد في م

والقدرة على التوصيل الحراري والكهربي والصالبة والمرونة ونقطة اإلنصهار وسرعة التفاعل

الكيميائي وغيرهامن الخواص ، تتغير تماماً وتصبح المادة ذات خواص جديدة وفريدة وقد

بالخواص ذه الخواص تتغير بإختالف الحجم النانوي من المادة فيما يسمي اكتشف العلماء ان ه

المعتمدة على الحجم .

حدد العالقة بين : n10بإستخدام

المللي والميكرو (1

المللي والنانو (2

الميكرو والنانو (3

9-10 ×1

Nanoالنانو

6-10 ×1

Microالميكرو 3-10 ×1

Milliلي المل

تكبير تصغير

الفصل الثاني : النانو تكنولوجي والكيمياء

Nanotechnology and Chemistry

- 9 -

هو الحجم الذ تظهر فيه الخواص النانوية الفريدة للمادة ويقع بين الحجم النانوي الحرج :

(1-100 nm)

Size Dependentفهم الخواص المعتمد على الحجم من مكننابعض االمثله التى ت

Characteristics ، والذي تنفرد به المواد النانوية

أن الذهب أصفر اللون وله بريق ، ولكن عندما يتقلص حجم ومعلالم نم: نانو الذهب (1

الذهب ليصبح بمقياس النانو فإنه يختلف ، وقد أكتشف العلماء أن نانو الذهب يأخذ ألوانا مختلفة

ويرجع برتقالي ، أخضر وقد يصبح أزرق اللون ، حسب الحجم النانوي فقد يكون الذهب أحمر ،

ن تفاعل الذهب في هذا البعد من المادة مع الضوء يختلف عن الحجم المرئي منها .ذلك الى ا

الحظ العلماء أن صالبة جسيمات النحاس تزداد عندما تتقلص من قياس نانو النحاس :(2

وإنها تختلف باختالف الحجم nanO) الوحدات الكبيرة ( إلى قياس النانو macrOالماكرو

النانوي من المادة .

ما ينطبق على االمثلة السابقة ينطبق عل الحجم النانوي ألي مادة ، مما يجعل المواد كل و

، MacrOالنانوية تظهر من الخواص الفريدة الفائقة ما ال تظهر في الحجمين الماكرو

دامها في تطبيقات جديدة غير مألوفة . من المادة ، مما يؤدي إلى استخ MicrOوالميكرو

إلى العالقة بين مساحة السطح الي الحجم .يرجع الخواص الفائقة للمواد النانوية والسبب فى

مالحظات هامهفي الحجم النانوي من المادة تزداد النسبة بين مساحة السطح إلى الحجم زيادة كبيرة جداً (1)

تفاعل كثيرة جداً إذا ما قورنت بعددها في الحجم األكبر يصبح عدد ذرات المادة المعرضة لل(2)

من المادة

النسبة بين مساحة السطح إلى الحجم تكسب الجسيمات النانوية خواص كيميائية هذه (3)

وفيزيائية وميكانيكية جديدة وفريدة .

سرعة ذوبان مكعب السكر في الماء أقل من سرعة ذوبان نفس المكعب في نفس ان الحظ

ية الماء وفي نفس درجة الحرارة إذا تم تجزئته إلى حبيبات من السكر في نفس كمية الماء ، كم

فالنسبة الكبيرة بين مساحة السطح إلى الحجم في حالة الحبيبات تزيد من سرعة الذوبان .

علوم النانو هواحد افرعchemistry ONanكيمياء النانو

لكيميائية للمواد النانوية يتعامل مع التطبيقات ا(1) هميتها

ويتضمن دراسة ووصف وتخليق المواد ذات األبعاد النانوية(2)

ويتعلق بالخواص الفريدة المرتبطة بتجميع الذرات والجزيئات بأبعاد نانوية (3)

ت أو متعددة األشكال ، قد تكون على شكل حبيبالها المواد النانوية اشكال المواد النانويه

أنابيب أو أعمدة أو شرائح دقيقة أو أشكال أخري ، ويمكن تصنيف المواد النانوية وفقا لعدد

األبعاد النانوية للمادة كمال يلي :

ةتصنيف المواد النانوية وفقا لعدد األبعاد النانوية للماد المواد النانوية أحادية األبعاد(1)

( ، ومن امثلتها 1 -100) nmيتراوح ما بين هي المواد ذات البعد النانوي الواحد الذي

التي تستخدم في طالء األسطح لحمايتها من الصدأ والتآكل ، Thin Filmsاألغشية الرقيقة

Nano chemistryكيمياء النانو

- 11 -

NanOوفي تغليف المنتجات الغذائية بهدف وقايتها من التلوث والتلف . واألسالك النانوية

wires ف النانوية التي تستخدم في عمل مرشحات التي تستخدم في الدوائر االلكترونية واألليا

الماء .

المواد النانوية ثنائية األبعاد (2)

أنابيب امثلتها ( ، ومن 1-100) nmوهي المواد النانوية التي تمتلك بعدين يتراوح ما بين

أحادية ومتعددة الجدر . CarbOn nanOtubesالكربون النانوية

نوية :الخواص المميزة ألنابيب الكربون النا موصل جيد للكهرباء والحرارة (1

فدرجة توصيلها للكهرباء أعلي من النحاس (2

أما توصيلها للحرارة فهو أعلي من درجة توصيل الماس. (3

أقوي من الصلب بسبب قوي الترابط بين جزيئاتها ، وأخف منه (4

سهولة ان يحمل قاطرة وبذلك فإن سلك انابيب النانو ، والذي يساوي حجم شعرة اإلنسان يمكنه ب

هذه القوة ألهمت العلماء لعمل أحبال ذات متانة يستخدمونها لعمل مصاعد الفضاء .

ترتبط بسهولة بالبروتين وبسبب هذه الخاصية ، يمكن استخدامها كأجهزة استشعار بيولوجية (5

ألنها حساسة لجزيئات معينة .

المواد النانوية ثالثية األبعاد (3

( ، مثل صدفة النانو 1-100) nmتي تمتلك ثالثة أبعاد نانوية يتراوح ما بين وهي المواد ال

. Bucky Ballsوكرات البوكي

، C60ذرة من ذرات الكربون ويرمز لها بالرمز 60تتكون كرة البوكي من تركيب كرة البوكي

ج الجزيئي حظ ان النموذونالولها مجموعة من الخصائص المميزة والتي تعتمد على تركيبها .

لكرات البوكي يبدو ككرة قدم مجوفة ، وبسبب شكل الكرة المجوف يختبر العلماء اآلن فاعلية

استخدام كرة البوكي كحامل لألدوية في الجسم ، فالتركيب المجوف يمكنه أن يتناسب مع جزىء

رى داخلمن دواء معين داخله بينما الجزء الخارجي لكرات البوكي مقاوم للتفاعل مع جزيئات أخ

مجال الطب (1)

. التشخيص المبكر لألمراض وتصوير األعضاء واالنسجة

توصيل الدواء بدقة الى االنسجة والخاليا المصابة مما يزيد من فرص الشفاء ويقلل من

األضرار الجانبية للعالج التقليدي الذي ال يفرق بين الخاليا المصابة والخاليا السليمة .

ناهية الصغر للغسيل الكلوي يتم زراعتها في جسم المريض .إنتاج أجهزة مت

إنتاج ربوتات نانوية يتم إرسالها الى تيار الدم حيث تقوم بإزالة الجلطات الدموية من

جدار الشرايين دون تدخل جراحي .

مجال الزراعة (2)

. التعرف على البكتريا في المواد الغذائية وحفظ الغذاء ت حشرية وأدوية للنبات والحيوان بمواصفات خاصة .تطوير مغذيات ومبيدا

تطبيقات نانو تكنولوجية

- 11 -

جال الطاقة مجال الطاقة (3)

إنتاج خاليا شمسية باستخدام نانو السيليكون تتميز بقدرة تحويلية عالية للطاقة فضالً عن

عدم تسرب الطاقة الحرارية .

. إنتاج خاليا وقود هيدروجيني قليلة التكلفة وعالية الكفاءة

الصناعة مجال (4)

. إنتاج جزيئات نانوية غير مرئية تكسب الزجاج والخزف خاصية التنظيف التلقائي

تصنيع مواد نانوية من اجل تنقية االشعة فوق البنفسجية بهدف تحسين نوعية

مستحضرات التجميل والكريمات المضادة ألشعة الشمس .

لى تكوين طبقات تغليف تكنولوجيا التغليف بالنانو على شكل طالءات وبخاخات تعمل ع

تحمي شاشات األجهزة االلكترونية من الخدش .

ة للبقع وتتميز بالتنظيف الذاتي .دتصنيع أنسجة طار

مجال وسائل االتصاالت (5)

. أجهزة النانو الالسلكية والهواتف المحمولة واألقمار الصناعية

.تقليص حجم الترانزستور

عالية على التخزين .تصنيع شرائح إلكترونية تتميز بقدرة

مجال البيئة (6)

مثل المرشحات النانوية التي تعمل على تنقية الهواء والماء ، وتحلية الماء وحل مشكلة

النفايات النووية ، إزالة العناصر الخطيرة من النفايات الصناعية .

المحتملة للنانو تكنولوجيضارة التأثيرات ال

: ي ان جزيئات النانو صغيرة جداً يمكن أن تتسلل من خالل تتمثل ف التأثيرات الصحية

أغشية خاليا الجلد والرئة لتستقر داخل الجسم أو داخل اجسام الحيوانات وخاليا النباتات

ما قد يتسبب عنه مشكالت صحية .

: منها التلوث النانوي التأثير البيئيةn OllutiOp ONan ونقصد به التلوث بالنفايات

عملية تصنيع المواد النانوية ، والتي يمكن ان تكون على درجة عالية من الناجمة عن

الخطورة ، ذلك بسبب حجمها . حيث تستطيع ان تعلق في الهواء وقد تخترق بسهولة

الخاليا الحيوانية والنباتية فضالً عن تأثيرها على كل من المناخ والماء والهواء والتربة .

: لمعينون باآلثار االجتماعية للنانو تكنولوجي إنها ستفسر يري ا التأثيرات االجتماعية

عن تفاقم المشكالت الناجمة عن عدم المساواة االجتماعية واالقتصادية القائمة بالفعل

ومنها التوزيع غير المصنف للتكنولوجيا والثروات .

التأثيرات الضارة المحتملة للنانو تكنولوجي

- 12 -

ىء والقوانين بناء منظم من المعرفة يتضمن الحقائق والمفاهيم والمباد : Scienceالعلم

والنظريات العلمية ، وطريقة منظمة في البحث والتقصي.

: العلم الذي يهتم بدراسة تركيب المادة وخصائصها والتغيرات التي تطرأ علم الكيمياء

عليها ، وتفاعل المواد المختلفة مع بعضها البعض

: ت أحتواء هو مقارنة كمية مجهولة بكمية أخري من نوعها لمعرفة عدد مرا القياس

األولي على الثانية.

مقدار محدد من كمية معينة ، معرفة ومعتمدة بموجب القانون ، تستخدم وحدة القياس :

كمعيار لقياس مقدار فعلي لهذه الكمية .

: تكنولوجيا المواد المتناهية في الصغر ، ويختص بمعالجة المادة على النانو تكنولوجي

دة مفيدة .مقياس النانو إلنتاج نواتج جدي

: فرع من فروع علوم النانو ، يتعامل مع التطبيقات الكيميائية للمواد كيمياء النانو

النانوية .

المصطلحات االساسية في الباب االول

- 13 -

أوالً : أختر اإلجابة الصحيحة : ...........................الجول يستخدم لقياس كمية الحرارة والطاقة والشغل ويعادل -1

2Kg.m.Sب. S2Kg.m.أ.

Kg.m.Sد. S2Kg.m.-2جـ.

...........................أحد أنواع األدوات الزجاجية تستخدم في عمليات التحضير والتقطير -2

ب. الماصة أ. السحاحة

د. الدوارق المستديرة جـ. الميزان الحساس

...........................يقابل 0OCة ووجد أن الدرجة السيليزية وحدة لقياس درجة الحرار -3

K 273ب. K 273-أ.

K 373د. 0Kجـ.

تقاس كمية المادة بوحدة ........................... -4

ب. الشمعة أ. الكيلو جرام

د. المتر جـ . المول

...........................يختص بدراسة التركيب الكيميائي ألجزاء الخلية ...... -5

ب. الكيمياء الحيوية أ. الكيمياء الفيزيائية

د. الكيمياء الكهربية جـ. الكيمياء العضوية

من المواد النانوية أحادية األبعاد ................................. -6

ب. أنابيب النانو أ. ألياف النانو

البوكي د. كرات جـ. صدفة النانو

أي مما يلي يعبر عن النانومتر ؟ ................................. -7

متر 1 10ب. متر 1 910أ.

متر 1 10-9د. متر 1 10-3جـ.

يعتبر قياس النانوي مهما في حياتنا ألنه ................................. -8

ب. يظهر خواص جديدة لم تظهر من قبل . عامل معه .أ. يحتاج ألدوات خاصة لرؤيته والت

د. يحتاج لطرق خاصة لتصنيعه . .nm 100 – 1جـ. تتراوح قيمته من

يمكن قياس الحجوم الدقيقة للسوائل بواسطة ................................. -9

ب. المخبار المدرج أ. الكأس المدرج

د. أنبوبة االختبار. اسي جـ. الدورق القي

. أي المقادير التالية أكبر .................................-11

10-9ب. 10-6أ.

10-2د. 10-3جـ.

عند تقسيم مكعب إلى مكعبات أصغر منه ................................. -11

سطح ويقل الحجم .ب. تزيد مساحة ال أ. تقل مساحة السطح ويقل الحجم .

د. تزيد مساحة السطح ويظل الحجم ثابت . جـ. تقل مساحة السطح ويظل الحجم ثابت .

سلوك الجسيمات النانوية يرتبط بحجمها المتناهي وذلك ألن ................................. -12

كبر من المادة .أ. النسبة بين مساحة السطح إلى الحجم كبيرة جداً بالمقارنة بالحجم األ

ب. عدد الذرات علي سطح الجسيمات كبيرة بالمقارنة بعددها بالحجم األكبر من المادة .

جـ. عدد الذرات على سطح الجسيمات صغير بالمقارنة بعددها بالحجم األكبر من المادة .

د. أ، ب إجابات صحيحة .

ثانياً : اكتب المصطلح العلمي : قياس النانو إلنتاج منتجات جديدة مفيدة . .................................يختص بمعالجة المادة علي م -1

فرع من فروع علوم النانو ،يتعامل مع التطبيقات الكيميائية للمواد النانوية . ................................. -2

المناقشة

- 14 -

...................يستخدم لتعيين حجوم السوائل واألجسام الصلبة غير المنتظمة . .............. -3

تغير خواص الجسيمات النانوية باختالف حجمها في مدي مقياس النانو . ................................. -4

يتضمن دراسة ووصف وتخليق المواد ذات االبعاد النانوية . ................................. -5

..................يساوي واحد على مليار من المتر . ............... -6

. .................................100nm -1مواد تتراوح أبعادها ، او أحد أبعادها بين -7

بناء منظم من المعرفة يتضمن الحقائق والمفاهيم والمبادىء والقوانين والنظريات العلمية ، وطريقة -8

...........................منظمة في البحث والتقصي

ذي يهتم بدراسة تركيب المادة وخصائصها والتغيرات التي تطرأ عليها ، وتفاعل المواد المختلفة العلم ال -9

........................... مع بعضها البعض والظروف المالئمة لذلك

..مقارنة كمية مجهولة بكمية أخري من نوعها لمعرفة عدد مرات إحتواء األولي على الثانية -11

...........................مفتوحة الطرفين وتدريجها يبدأ من أعلي إلي أسفل أنبوبة زجاجية طويلة -11

...........................جهاز يستخدم لقياس كتل المواد -12

حدد األودات المناسبة لالستخدامات التالية : -1ثالثا : أسئلة متنوعة : االستخدام األداة

تعيين حجوم السوائل واألجسام الصلبة غير المنتظمة ..................... ........................... ...... .أ

نقل حجم محدد من مادة ........................... ........................... .ب

رة إضافة أحجام دقيقة من السوائل أثناء المعاي ........................... ...........................جـ .

تحضير محاليل معلومة التركيز بدقة ........................... ...........................د.

، تم تقسيمه إلى مربعات أصغر مرات متتالية ، استخدم الجدول التالي في cm 1لديك مكعب طول ضلعه -2

.التعبير عن العالقة بين حجم المكعب ومساحة السطح في كل حالة

طول ضلع

عدد المعبات cmالمكعب مساحة أحد

2cmاألوجه

مجموع

مساحات

األوجه الستة

2cmللمكعب

مساحة

السطح الكلي 2cm

3cmالحجم

النسبة بين

المساحة

والحجم

1 1 ................. ................. ................. ................. .................

0.50 8 ................. ................. ................. ................. .................

0.25 ................. ................. ................. ................. ................. .................

................. ................. ................. ................. ................. ................. .................

أ. إذا استمر المكعب لنصل إلى الحجم النانوي للمادة ، فأي العبارات التالية صواب ؟

أوالً: تزداد النسبة بين مساحة السطح والحجم ، وتزداد سرعة التفاعل الكيميائي .

ثانياً : تقل النسبة بين مساحة السطح والحجم ، وتقل سرعة التفاعل الكيميائي .

لذرات المعرضة للتفاعل .فسر إجابتك على ضوء عدد ا .ت

- 15 -

رابعاً : علل : القياس له اهمية كبري في الكيمياء . -1

يعتبر علم الكيمياء مركزاً لمعظم العلوم األخري كعلم البيولوجي والفيزياء والزراعة . -2

قياس األس الهيدروجيني علي درجة كبيرة من األهمية في التفاعالت الكيميائية والبيوكيميائة . -3

أختر من العمود )أ( ما يناسبه من العمود )ب( ثم أختر ما يناسبها من العمود )جـ( :خامساً ً : عمود )جـ ( عمود )ب( عمود )أ(

مصاعد الفضاء صدفات النانو مواد لها بعد نانوي واحد

عالج السرطان أسالك النانو مواد لها بعدين نانويين

الدوائر االلكترونية لنانويةأنابيب الكربون ا مواد لها ثالثة أبعاد نانوية

سادس : قارن بين كل من : الخاليا الشمسية العادية والخاليا الشمسية النانوية . -1

صالبة النحاس ، جسيمات النحاس النانوية . -2

: اكتب نبذة مختصرة عن : سابعاً التأثيرات الصحية اإليجابية والسلبية لتكنولوجيا النانو . -1

قة بين مساحة السطح والحجم في المواد النانوية .اهمية العال -2

اً : ما المقصود بكل من :ثامن القياس . -1

وحدة القياس . -2

النانوتكنولوجي. -3

- 16 -

The Sensitive Balanceالميزان الحساس (1)

.........................................................................................................................................

:Buretteالسحاحة ( 2)

:Beakersزجاجية الكؤوس ال( 3)

:Graduated Cylinderالمخبار المدرج ( 4)

- 17 -

: Flasksالدوارق ( 5)

: Pipetteالماصة ( 6)

( : PHأدوات قياس األس الهيدروجيني ) ( 7)