Full transcript
0:01تقدم قناة Stated Clearly ماهو الجزيء؟
0:06على الرغم من تعريفات الكتب المدرسية
0:11يمكن في بعض الأحيان أن تكون كلمة "جزيء" معقدة (أصغر جزء من مادة كيميائية نقية يحتفظ بتكوينه وخصائصه الكيميائية)
0:13يمكن التفكير بالجزيء على انه
0:15مجموعة من الذرات مرتبطة معاً
0:18عادة من خلال الروابط الكيميائية
0:21هنا نرى ذرة هيدروجين واحدة
0:23تنتقل عبر الكون,
0:26وهي تتكون من بروتون موجب في نواتها
0:28وإلكترون واحد سالب الشحنة
0:31إذا كانت ذرة الهيدروجين لدينا
0:33تصادف أن تمر بالقرب من
0:35ذرة هايدروجين اخرى, فأن إلكتروناتهما
0:37والتي هي مجذوبة كالمغناطيس الى البروتونات
0:40يمكن أن تسحب الذرات تجاه بعضها البعض
0:42حتى تصطدم وتلتصق ببعضها البعض
0:44تشترك الذرتان الآن في إلكترونات بعضهما
0:46فيما يسمى بالرابطة الكيميائية التساهمية
0:49ما كان إثنان من
0:51ذرات الهيدروجين الفردية ، قد اصبح
0:54جزيء هيدروجين واحد
0:57هذه الرابطة ليست دائمة ، مع حرارة كافية
1:00أو بسبب التفاعلات مع الجزيئات الأخرى
1:02ذرات الهيدروجين سوف
1:04تنفصل بسهولة مرة اخرى
1:07الأنواع المختفة من الذرات قادرة على تكوين
1:08اعداداً مختلفة من الروابط الكيميائية
1:11يمكن لذرة الهيدروجين أن تشكل رابطة تساهمية واحدة فقط في ان واحد
1:14إذا ذرة هيدروجين ثالثة
1:16اصطدمت بجزيء هيدروجين
1:18سوف ترتد, أو إذا ضربت
1:20بقوة كافية وفي المكان المناسب
1:22يمكنها تداول البقع مع احدى
1:24الذرات الموجودة. ذرة الأوكسجين يمكنها
1:28.أن تكون رابطتين بينما ذرة الكاربون
1:32.تستطيع أن تكون اربعة روابط
1:36ذرة الاركون لا تكون أي روابط عادة
1:41على الرغم من أن أرقام الروابط المحتملة لكل ذرة ضئيلة جدًا
1:42يمكن أن تتشكل جزيئات ضخمة إذا تم ترتيب الروابط بشكل صحيح.
1:46على سبيل المثال:
1:49على الرغم من أن الهيدروجين يمكن أن يشكل رابطة واحدة فقط
1:51يتكون جزيء الماء دائمًا
1:53من ثلاث ذرات هذا ممكن لأن
1:55الأكسجين الذي يمكن أن يكون رابطتين
1:58يشكل رابطة واحدة مع كل من ذرات الهيدروجين
2:02جزيء واحد من السكر المعروف باسم جلوكوز
2:04يتكون من 24 ذرة والتي هى
2:07ترتيب معين من ذرات الكاربون, هادروجين و
2:09الاوكسجين الأحماض الدهنية في
2:13الجسم البشري
2:13قد تختلف في الطول ، هذا هنا يتكون من
2:16ذرة.
2:20إعتماداً على النوع,
2:23يمكن لبروتين معين أن يتكون من نصف مليون ذرة
2:26وكلها مرتبطة تساهميًا. النماذج الجزيئية التي
2:29لقد كنت أريكم هنا حتى الآن
2:31ما نسميه بنماذج ملىء الفراغ ،
2:34يظهرون لنا تقريبًا كيف يبدو الخارج
2:35لسحابة الإلكترون في الذرة
2:37لكل نوع مختلف من الذرات
2:39تم تعيين لون مختلف لهم. عندما ننظر الى
2:41النموذج الحقيقي بإستخدام نوع مخصص
2:43من أنواع المجاهير, سيبدون متشابهين الى
2:45نموذج ملء الفضاء
2:46ولكن لم يتم تعين الوان الى الذرات
2:49وحوافها غامضة ، وهذا التعتيم هو
2:51جزئياً بسبب محدودية المجهر
2:53وايضاً بسبب أن الذرات في الحقيقة
2:55تمتلك حوافاً ناعمة
2:57عند النظر إالى
2:59نماذج ملء الفضاء, وخاصة
3:01الصور الفعلية للجزيئات
3:04يمكن ان يكون ذلك محيراً
3:06أي الذرات مرتبطة ببعضها البعض؟
3:08أي الذرات قريبة من بعضها البعض؟
3:09لهذا السبب يستخدم الكيميائيون في بعض الاحيان
3:12بما يسمى بنماذج الكرة والعصا
3:13هذه النماذج تبرز الروابط بين الذرات
3:16الهيكل العظمي للجزيء بدلاً من
3:19إظهار السطح الخارجي لكل ذرة
3:22في عام 2009 دكتور ليو جروس وفريقه في شركة IBM
3:26اكتشفوا طريقة لالتقاط صور حقيقية هيكلية للجزيئات
3:28هذه ليست برسمة
3:32هذا ليس نموذجًا تم إنشاؤه بواسطة الكمبيوتر
3:34هذا مسح حقيقي لجزيء فعلي
3:37بشكل مثير للدهشة ، كانت النظرية الذرية
3:41تسمح للعلماء برسم الجزيئات
3:43بدقة مدهشة على مدى 100 عام
3:45قبل التقاط هذه الصورة حتى.
3:47هذا دليل كبير ما يمكن أن تفعله
3:49النظرية العلمية الجيدة,, عندما تتحد الذرات
3:53لتشكيل جزيء ، فإن الجزيء
3:54يهتز بين روابطه بنمط منتظم
3:57يمكنك التفكير بهذه الرابطة
3:59كنابض يهتز ويرجع, هذا بسبب
4:01أن البروتونات في نواة كل ذرة
4:03يتنافرون مع بعضهم, بينما الألكترونات المشتركة
4:05في كل رابطة, يجذبون الذرات
4:07مع بعضهم
4:08الاهتزازات التي نجدها في الجزيئات هي
4:11نتيجة معركة شد دائمية
4:13بين هاتين القوتين ، إذا أضفت المزيد
4:15من الطاقة إلى جزيء بشكل حرارة أو ضوء
4:17طول كل
4:20كل اهتزازسوف يزداد, دون تغيير
4:23دون تغيير عدد مرات إكمال كل اهتزاز
4:25لدورته
4:26هذا يعني ان النابض سوف يمتد
4:28أبعد ، والذرات تتحرك أسرع
4:32إذا أضفت طاقة كافية فإن الرابطة
4:34سوف تنكسر في النهاية. العلماء
4:37مفتونون بالحركةعلى المستوى الجزيئي و
4:39ويريدون فهمها بشكل أفضل.
4:41هذه الاهتزازات لها عدد كبير
4:42من التطبيقات المحتملة في الكيمياء
4:44والطب والالكترونيات
4:47وهندسة الكمبيوتر. صانعي الساعات على سبيل المثال يستخدمون
4:50السرعة غير المتغيرة للاهتزازات الجزيئية
4:51لبناء ساعات تحافظ على
4:53توقت مثالي تقريبًا ، في بلورة الكوارتز
4:57إهتزازات الجزيئات بين ذراتها
4:59تسبب البلورة أن ترن مؤدياً الى أن البلورة بإكملها
5:01عند قطعها إلى الحجم والشكل المناسبين
5:04تتذبذب على المستوى المجهري 32,768
5:08مرة في الثانية
5:09يوجد داخل كل ساعة كوارتز بلورة صغيرة
5:12مع الإلكترونيات التي
5:14يمكنها حساب اهتزازات البلورة. والتي بدورها
5:16تجعل العقرب الثاني يتحرك.
5:19في شهر أبريل عام 2019
5:23في مجلة جون-هيي لي و
5:26زملائه من مركزالكيمياء
5:27Space-Time Limit
5:28قاموا بنشر الصور الأولى
5:30للاهتزازات الجزيئية
5:33على المستوى الذري, وعلى الرغم من أن هذه الصور قد
5:35تبدو غريبة بعض الشيء لك و لي
5:37إلا انهم يظهرون للباحثين بالضبط
5:39كيف لهذا الجزيء أن ينحني ,وينبض بين
5:42راوبطه. يمكن للعلماء استخدام صور مثل هذه
5:44لبناء نماذج دقيقة تتبنأ
5:47بالضبط بكيفية تصرف الجزيئات المختلفة
5:49في ظل ظروف مختلفة
5:52بهذه المعرفة الدقيقة الجديدة ، يعمل المهندسون
5:55على ألواح الشمسية
5:56التي تولد المزيد من الطاقة و رقائق كمبيوتر
5:59لا ترتفع درجة حرارتها بشكل كبير. يخطط الباحثون
6:01استخدام تقنية التصوير هذه
6:03لفهم حمضنا النووي بشكل أفضل. حتى في
6:08المجالات التي تمت دراستها بدقة مثل الكيمياء
6:09القول المأثور لا يزال صحيحا
6:11(في مكان ما, هنالك شيء رهيب ينتظر ليتم اكتشافه)
6:14باختصار...
6:18ما هو الجزيء؟ يمكن وصف الجزيء
6:21بأنه مجموعة من الذرات الملتصقة معًا
6:23من خلال روابط كيميائية
6:26يمكن أن تشكل الأنواع المختلفة من الذرات
6:28اعدادًا مختلفة من الروابط الكيميائية
6:30يمكن أن تكون الجزيئات صغيرة بصغر ذرتين ملتصقتين ببعضهما البعض
6:32أو كما هو الحال في بعض البروتينات
6:35التي تتكون من اكثر من نصف مليون ذرة
6:38مرتبطة معا بروابط تساهمية.
6:40التطورات الحديثة في التصوير الجزيئي
6:42تتيح لنا إلتقاط صور
6:44للإهتزازات الجزيئية على المستوى الذري
6:51أنا جون بيري, وهذا الفيديو كان (ماهو الجزيء؟) مقدم بوضوح
6:57هذا المقطع هو جزء من مقدمة لسلسة الكيمياء
6:59ممول من قبل National Science Foundation
7:00و CASTL Research Center
7:03Chemistry At the Space-Time Limit
7:06وهذا المقطع ايضاً ايضا ممول من قبل داعميني الرائعيين
7:07على موقع patreon.com/statedclearly
7:10شكراً لكم! لولاكم لما استطعت
7:13تقديم هذا المحتوى لكم,
7:16جنبا إلى جنب مع سلسلة الفيديو هذا, مركز كاسل و المؤسسة الوطنية للعلوم
7:18قاموا بتمويل
7:20لعبة فيديو بأسم bond breaker
7:22في هذه اللعبة, انت عبارة عن بروتون
7:25تخوض بعض المغامرات
7:26وتتعلم مفاهيم إساسية في الكيمياء
7:28والفيزياء النووية, عند مضيك في اللعبة
7:31لقد أريتكم بعض المقاطع من قبل
7:32ولكن هنالك اصدار جديد تم إطلاقه مؤخرا
7:34وهو رائع! إذهبوا وجربوه
7:37من خلال: TestTubeGames.com
7:40هنالك رابط في خانة الوصف. اللعبة لن تعلمك فقط بعض
7:42الأشياء الجديدة حول الكيمياء,
7:44والفيزياء الذرية, بل إنها ممتعة للغاية!
7:47قمت بلعبها اليوم
7:50لمدة كم دقيقة من اجل
7:51تصوير بعض المقاطع لكم لماهية اللعبة
7:53ولكن في نهاية المطاف إنتهى بي الأمر ان العب
7:55اكثر من ساعة!أحسنت صنعاً يا اندي!
7:58لقد قمت بعمل رائع!
8:01يا ايها المعلمون ، استخدموا هذه اللعبة في الفصول الخاصة بكم, انها مجانية.