الكيمياء العضوية هي من أهم فروع الكيمياء التي تستخدم على نطاق واسع في الكثير من الصناعات حيث تهتم بدراسة المواد العضوية الناتجة عن بقايا الكائنات الحية والتي تحتوي على الكربون. كما أنها تهتم بالتفاعلات التي تتم بين العناصر وارتباطات هذه العناصر مع العناصر والمركبات الأخرى حيث نجد يبحث الكثير من الأشخاص عن أهمية الكيمياء العضوية في الصناعات المختلفة، وهو ما سنعرضه في هذا المقال بالتفصيل.
Please enable JavaScript
ما هو تعريف الكيمياء العضوية؟ وما أهميتها؟
الكيمياء العضوية هي أحد فروع الكيمياء التي تختص بدراسة تركيب وخصائص العناصر. كما تهتم بالتفاعلات وطرق الحصول على المركبات المحتوية على الكربون، ولا تقتصر على الهيدروكربونات. بل تضم أيضًا المركبات التي تتكون من أي عدد من العناصر الأخرى، بما في ذلك الهيدروجين (حيث تحتوي معظم المركبات على رابطة واحدة على الأقل( كربون-هيدروجين). فكان هذا الفرع في بدايته يقتصر على المركبات التي نحصل عليها من الكائنات الطبيعية الحية. لكنه توسع لاحقًا ليشمل المواد الاصطناعية مثل البلاستيك. هناك العديد من المجالات التي تستخدم فيها المركبات العضوية منها: الأدوية، البتروكيماويات، الأغذية، المتفجرات، الدهانات، ومستحضرات التجميل وما إلى ذلك.
تحتاج العديد من المهن دراسة الكيمياء العضوية، بما في ذلك الأطباء بمختلف تخصصاتهم, الأطباء البيطريين والمهندسين الكيميائيين. فهناك العديد من المركبات العضوية ذات القيمة العالية، مثل الماس والبترول والتي يتكون كل منهما من جزيئات كربون مرتبطة مع بعضها البعض. فالبترول يعد من المواد النفيسة التي تستخدم على نطاق واسع حول العالم كوقود، ويتم استخلاص العديد من المواد الأخرى منه تكون ذات استخدامات متعددة.
ما هي المركبات التي تسمى بالمركبات العضوية؟
كما ذكرنا في السابق أن المواد العضوية تتكون من اتحاد كل من الهيدروجين والكربون بشكل أساسي وقد يتواجد معهما مواد أخرى حيث قسم العلماء المواد العضوية إلى عدة أقسام وهي:
الكربوهيدرات
تتكون الكربوهيدرات من مواد تسمى السكريات الأحادية منها الجلوكوز، وتتحد هذه المواد الصغيرة لتكون بوليمرات كبيرة الحجم تتكون بشكل أساسي من الكربون والهيدروجين، فهي من المصادر الأساسية للطاقة في جسم الإنسان.
البروتينات
هي أحد المكونات الرئيسية التي تعمل على بناء الخلايا. تتكون من أحماض أمينية تتحد مع بعضها البعض وتشكل البروتين حيث يتكون الحمض النووي من هيدروجين، الكربون والأوكسجين.
الدهون
الدهون مشابهة بشكل كبير للكربوهيدرات في تركيبها، ولكنها فيها نسبة أعلى من الهيدروجين، وتعمل على تخزين الطاقة في الجسم، هناك عدة أنواع منها مثل الدهون الفسفورية والدهون الثلاثية وغيرها.
الحمض النووي
الحمض النووي هو أحد المركبات العضوية التي تعمل على حمل المعلومات الوراثية، وهو عبارة عن جزيء سكر أحادي ترتبط معه قاعدة نيتروجينية.
فيما تستخدم الكيمياء العضوية؟
الكيمياء العضوية هي علم يتطلب الكثير من الإبداع، حيث يقوم الكيميائيون بإنشاء جزيئات جديدة واستكشاف خصائص المركبات الموجودة مسبقًا. فالمركبات العضوية موجودة في كل مكان حول البشر. تستخدم في العديد من المجالات على سبيل المثال:
- تستخدم الكيمياء العضوية في الصناعة مثل صناعة المطاط، البلاستيك، الوقود، الأدوية، مستحضرات التجميل، المنظفات والدهانات ومواد الدباغة والزراعة والصناعات الأخرى.
- علم الكيمياء العضوية هو حجر الزاوية للعديد من العلوم، بما في ذلك الكيمياء الحيوية، التكنولوجيا الحيوية، والطب.
- تتكون العديد من المواد الحديثة عالية التقنية من مركبات عضوية، وأحيانًا تتكون جزئيًا من مركبات عضوية ثم يقضي الكيميائيون العضوين الكثير من الوقت في إنشاء مركبات جديدة وتطوير طرق أفضل لتجميع المركبات المعروفة سابقًا.
- لا يوجد مجال عضوي يهتم بالأنشطة الحيوية اليومية للإنسان أكثر من الكيمياء العضوية فمن أهم استخداماتها:
أهم مجالات الكيمياء العضوية في الصناعة
تستخدم الكيمياء العضوية في الصناعة بنطاق واسع فتدخل في الكثير من المجالات ومنها:
مجال التكنولوجيا الحيوية
تعد التكنولوجيا الحيوية أحد فروع علم الأحياء التطبيقي الذي يتضمن استخدام الكائنات الحية والعمليات البيولوجية لإنشاء أو تعديل المنتجات بغرض استخدامها لأغراض محددة. فتعتبر زراعة النباتات أقدم مثال على تطبيق التكنولوجيا الحيوية، فهي أصل الهندسة الوراثية الحديثة وتكنولوجيا زراعة الخلايا والأنسجة. يمكننا أن نفترض أن جميع منتجات التكنولوجيا الحيوية هي نتيجة الكيمياء العضوية. تُستخدم التكنولوجيا الحيوية أيضًا في الرعاية الصحية وإنتاج المحاصيل والزراعة والاستخدامات غير الغذائية للمحاصيل والمنتجات الأخرى (مثل المواد البلاستيكية القابلة للتحلل والزيوت النباتية والوقود الحيوي) والتطبيقات البيئية. فمن أهم تطبيقات التكنولوجيا الحيوية تصنيع بعض الشركات للمنتجات، مثل بذور بعض المحاصيل المقاومة للأمراض والنباتات المقاومة للجفاف.
الكيمياء العضوية في مجال الصناعات الكيميائية
أصبح للصناعات الكيميائية أهمية أساسية في النهضة بالاقتصاد حول العالم، حيث تعمل الصناعات على تحويل المواد العضوية الطبيعية مثل البترول والغاز الطبيعي، إلى العديد من المنتجات التي تستخدم في مواد البناء، ومنتجات الاستهلاك اليومي وغيرها من الصناعات. يبلغ عدد منتجات البلاستيك والبوليمر التي يتم تصنيعها حوالي ثلاث أرباع من مجمل الصناعات الكيميائية.
تصنيع المواد البترولية
يعد البترول والغاز الطبيعي من أكثر المواد العضوية التي تدخل في الكثير من الصناعات، مثل صناعة مستحضرات التجميل، والمبيدات الحشرية وخاصة المبيدات الحشرية الفوسفورية، والمذيبات العضوية، ومواد التنظيف أيضاً.
الكيمياء العضوية في مجال الطب وتصنيع الادوية
في المجال الخاص بالطب هناك ثلاث طرق يمكن استخدام الكيمياء العضوية بهم وهم:
- صناعة العديد من الادوية فالمواد العضوية تتميز بأنها غير قابلة للذوبان في الماء. وبالتالي يمكن استخدامها في صناعة الادوية التي تمر الى أنسجة الجسم.
- التعرف على المسار الذي يتبعه المرض في جسم الانسان، ومعرفة مدى تأثيره على أنسجة وخلايا الجسم. وبالتالي محاولة التركيز على علاج الأنسجة التي يصيبها أي مرض.
- المساعدة في التعرف على نوع المرض، حيث يتم تقدير نسب التنزيمات والهرمونات في الجسم. وبالتالي تشخيص المرض في حالة تحديد أي زيادة أو نقص في هذه المواد، فمثلاً في مرضي السكر يتم تقدير نسبة الجلوكوز في الدم.
في مجال التعقيم ومواد التنظيف
تستخدم المواد العضوية في التنظيف على نطاق واسع نظرًا لقدرتها على الذوبان في الدهون. لذلك تستخدم في صناعة المنظفات المنزلية ومنها الفينول. وتستخدم أيضًا في التخلص من المواد الدهنية عند استخلاص الأدوية من اللب الخاص بالنباتات. كما أنها تتمتع بخصائص كيميائية تكسبها القدرة على القضاء على الجراثيم بشكل جيد وجعلها تستخدم في تعقيم الأدوية والكثير من المواد الأخرى.
ما هي وظائف الكيميائي العضوي؟
يحمل الكيميائي العضوي شهادة دكتوراة أو دراسات عليا متخصصة في الكيمياء العضوية، ولكن هناك بعض الشركات أو المختبرات تقبل الكيميائيين بشهادة جامعية فقط بمعني بكالوريوس حيث يعمل الكيميائي العضوي على اجراء التفاعلات والتجارب في بيئة خاصة لإجراء هذه التجارب، وعمل التركيبات مثل عمل منتج للشعر، أو مبيد حشري، أو عمل بوليمر لصناعة سجاد أو غيره. كذلك يمكن للكيميائي العضوي العمل في مجال تصنيع الأدوية، تو منتجات التجميل، أو المبيدات، ويتم عمل الكيمائيون العضويين في المصانع في الكيمياء العضوية في الصناعة والتطوير. بينما يقتصر دورهم في الأكاديميات العلمية علي البحث والاكتشاف وتحديد خصائص المواد العضوية المختلفة.
الكيمياء العضوية في الصناعة تعد واحدة من الركائز الأساسية. فهي تستخدم على نطاق واسع في العديد من المجالات الصناعية والزراعية والطبية وغيرها حيث ذكرنا في هذا المقال أهمية الكيمياء العضوية في الحياة اليومية، وكذلك وضحنا الوظائف التي يمكن أن يشغلها الكيميائي العضوي.
