الكيمياء
موضوع علم الكيمياء دراسة الذرة فيدرس خصائصها وطرق ترابطها لتكوين الجزئيات وتفاعل الجزئيات مع بعضها البعض وتتألف الذرة من ثلاثة جسيمات البروتون والنيوترون والإلكترون والنيترون يحمل شحنة كهربية والنيوترون مجرد من أي شحنة ، والإلكترون أخف من البروتون كثيرا فله شحنة كهربية مساوية لشحنة البروتون إلا أنها سالبة، وتتجمع البروتونات والنيوترونات مترابطة بشدة في مركز الذرة ، وتحيط الذرة الإلكترونات دون ترابط شديد. وشعاع الذرة المحايد ( أي الذرة التي تحتوي على عدد متساو من البروتونات والإلكترونات ، هو أكثر بعشرة آلاف مرة تقريبا من شعاع النواة والتفاعل يحدث بين الإلكترونات لا بين النواة التي لا ينتمي لها بسبب البعد أن تتلامس ويسمى عدد بروتونات الذرة العدد الذري. والأساس الفيزيائي للتصنيف الذري أعدادها الذرية أي عدد البروتونات الموجودة في نواتها ، ووجه الشبه يعزى إلى التشابه في ترتيب الإلكترونات في العناصر.
تتكون ذرات العناصر من نواة مركزية تحيط بها إلكترون واحد أو أكثر والإلكترونات متمركزة في سلسلة من الغلافات المركزية ويتوقف تصرف العنصر على عدد إلكترونات الغلافات الأبعد عن النواة ، كما يتأثر بعدد هذه الغلافات وإنما تختلف بأنواع العناصر باختلاف بنية الغلاف الخارجي الأخير ووضع الإلكترونات فيه. تتكون كل ذرة من نواة تحيط بها غيمة مكونة من إلكترون واحد أو أكثر وعندما تقترب من بعضها تتفاعل وهي ذات شحنة كهربية سالبة تتنافر وعندما تكون المسافة بين الذرتين قصيرة جدا قد تجذب نواة كل ذرة إلكترونات الذرة الأخرى التي على مداراتها في قضاء الذرة وبعيدة عن نواتها ويتوقف عدد الإلكترونات التي تشارك في تكوين ترابطات كيماوية على كيفية تركيب الغلاف الإلكتروني لذا تكون عناصر التي لها مثل النيون والهيليوم غلافات خارجية مليئة تماما وغير قابلة للتفاعل ولا تدخل علميا في تركيب أي مركب.
الذرة كيان غير مادي فهي كناية عن نواة صغيرة صلبة محاطة بإلكترونات بقطاع الاحتمال والجزئيات المركبة من الذرات تتكون معظمها من مدارات إلكترونية، والمدارات تحتوي على إلكترونين فقط كحد أقصى وغالبا ما يكون لها اتجاهات محددة في الفضاء تعطي للجزئيات أشكال خاصة لها تأثير على تصرف المادة. والإلكترون جسيمات مشحونة سلبا تكون جزءا من كل ذرة والكيمياء تعني بتفاعلات الكترونيات الذرات المختلفة والتيار الكهربي ليس سوى سيل إلكترونات فمن الطبيعي أن تتصل الكيمياء بالكهرباء.
كيمياء الحياة:
هناك درذينة من العناصر الكيماوية الـ 93 الموجودة في الطبيعة تكون معظم المادة الحية ، ويحدث تنوع الحياة عن قابلية الاندماج لدى عنصر واحد وهو الكربون إذ تترابط ذرات الكربون كيماويا فيما بينها لتكوين كثير من البنيات الأساسية وتتعدل هذه البنيات بتفاعلها مع ذرات من العناصر الحياتية الأخرى الشائعة (كالهيدروجين) فينتج عن ذلك تنوعا في المواد الكيماوية السائدة.
وترجع جميع تعقيدات الكيمياء الحيوية إلى عمليتين:
1- عملية الخلايا الحية لتبادل الحاجات الحيوية والطريقة التي نشأت بها الخلايا الحية الضرورية لتبادل الحاجات الحيوية والعملة التي تستعملها ، الخلايا الحية هي مادة كيميائية تسمى ثلاثي فوسفاء الادينوزين وعلاقتها الوثيقة بإحدى الوحدت التي منها تبنى الحوامض النووية وتجلعها تتخلل بسهولة فتعطي ثنائي فوسفات الادينوزين أو أحادية وهو الفوسفات العادي لتوفير الطاقة اللازمة لإحداث التفاعلات الكيماوية الحيوية.
2- استعمال الإنزيمات: والإنزيمات هي جزئيات كبيرة يتحكم شكلها بنشاطها ويوقف نشاطها بتغيير شكلها.
العناصر القليلة المستعملة في بناء الكائنات الحية هي ذاتها التي تستعمل لالتقاط الطاقة ونقلها وهي الطاقة الآتية من ضوء الشمس. والبوليمرات مهمة في بناء الحيوان والنبات وهي جزئيات كبيرة جدا تعرف بالجزئيات الضخمة والمكونة من تجمع وحدات البناء الكيماوية البسيطة فالبروتينات مثلا هي بوليمرات حركية من الحوامض الأمينية التي هي جزئيات صغيرة وتستخدم الحيوانات البروتينات في بناء خلاياها وفي العمليات الكيماوية الحيوية في أجسامها.