التفاعل الكيميائي

التفاعل الكيميائي

هو تحول في التركيب الدقيق للجزيئات. ويمكن أن ينتج التفاعل الكيميائي من مهاجمة جزيئات لجزيئات أخرى لتكوين جزيئات أكبر, أو جزيئات تتفكك لتكوين جزيئين أو أكثر أقل حجما, أو إعادة ترتيب الذرات في نفس الجزيء أو خلال جزيئات أخرى. وتتضمن التفاعلات الكيميائية غالبا تكوين أو تكسير روابط كيميائية.

التفاعل الكيميائي يتضمن ما يلي :

1.      تغيراً في ترتيب و توزيع الذرات .

2.      كسر روابط و تكوين روابط جديدة .

3.      إنتاج مواد جديدة مختلفة في صفاتها عن المواد المتفاعلة .

4.      إنتاج حرارة أو امتصاص حرارة في معظم التفاعلات .

5.      مساواة كتل المواد المتفاعلة بكتل المواد الناتجة ، أي مراعاة قانون حفظ المادة .

 و يمكن القول إن التفاعل الكيميائي هو ( تغير يطرأ على المواد المتفاعلة ينتج عنه مواد جديدة مختلفة في صفاتها عن المواد المتفاعلة ).

أنواع التفاعلات الكيميائية :

نظراً لوجود الملايين من التفاعلات الكيميائية ، فقد جرت العادة على تصنيفها بطريقة تساعد على فهمها ، و فيما يلي بيان للأنواع المشهورة للتفاعلات الكيميائية :

أولاً : تفاعلات الاتحاد :

و هي التفاعلات التي تتحد فيها مادتان أو أكثر لتكوين مركب واحد و تقسم إلى ثلاثة أنواع :

1- اتحاد عنصر مع عنصر ( و يسمى الاتحاد المباشر ) : 

2- اتحاد عنصر مع مركب  : 

3 - اتحاد مركب مع مركب : 

ثانياً : تفاعلات التفكك :

حيث تتفكك المادة و تعطي مكوناتها مثل : 

                                  

ثالثاً : تفاعلات الإزاحة ( الإحلال )

 و أشهرها نوعان :

أ - تفاعل الإزاحة المفردة : مثل تفاعل يحل فيه عنصر نشط محل عنصر أقل نشاطاً منه مثل :

ب - تفاعل الإزاحة المزدوجة : مثل تفاعل تبادل الأيونات الموجبة أو السالبة في مركبين و تحدث هذه غالباً في المحاليل المائية مثل :

رابعاً : تفاعلات الحموض مع القواعد :

 و هي في معظم الأحيان من نوع تفاعل الإزاحة المزدوجة ، و لأهميتها في علم الكيمياء أصبحت تفرد كنوع مستقل ، و تتبع القاعدة :

حمض + قاعدة   ملح + ماء

و من أشهر الأمثلة على هذا النوع من التفاعلات تفاعل حمض الكلور مع هيدروكسيد الصوديوم .

و في بعض الأحيان تكون من نوع تفاعلات الاتحاد مثل : 

                       

تفاعلات الأكسدة و الاختزال :

هي التفاعلات التي يحدث فيها تغير فيما يسمى بأعداد الأكسدة للمواد الداخلة فيها كما في المثال :

حيث نلاحظ أن ذرة الخارصين تفقد إلكترونين و تتأكسد إلى أيون الخارصين ، أي أن عدد الأكسدة للخارصين تغير من صفر في ذرة المعدن إلى  ، و يتبين لنا أن كل أيون من أيونات الهيدروجين قد اكتسب إلكترون واحد و تحول إلى ذرة هيدروجين ، و من ثم تكون غاز الهيدروجين .

المخاليط و المركبات

لقد تبين من الدراسة المبسطة للجدول الدوري أن التصنيف يعد من الوسائل المهمة و المفيدة في دراسة العلوم المختلفة ، و يهتم علماء الكيمياء بتركيب المواد ، و على هذا الأساس يتم تصنيفها إِلى أقسام رئيسة ثلاثة هي :

عند إِذابة السكر في الماء نحصل على محلول السكر الذي يبدو في مظهره سائلاً شفافاً كالماء ، و يعطينا مذاقاً حلو للمحلول ، و هذا دليل على وجود السكر . يسمى مثل هذا المحلول خليطاً ؛ لأن كلاً من مكوناته ، أي الماء و السكر ، احتفظ بخواصه المميزة . و يمكننا بواسطة عملية التبخير استرجاع السكر المذاب .

الخليط : مادة مكونة من اثنين أو أكثر من المركبات أو العناصر توجد بعضها مع بعض بأي نسبة دون أن تتحد كيميائياً ، و يحتفظ كلٌ منها بخواصه المميزة .

و يمكن أن يكون الخليط جامداً ، مثل خليط من السكر و الملح ، أو الملح و الرمل أو سائلاً كالمحاليل المختلفة ، مثل القهوة و الشاي ، و ماء الزهر ، و العطر أو غازياً مثل الهواء المؤلف في معظمه من الأكسجين و النيتروجين . و يمكن أن توجد مكونات الخليط بنسب وزنية مختلفة ، كما يتبين من إِمكانية إِذابة المزيد من السكر في المحلول ، أو في الخليط .

المركب : مادة مكونة من اتحاد عنصرين أو أكثر اتحاداً كيميائياً بنسبة وزنية ثابتة .

  أما إِذا وجدت العناصر مع بعضها ، دون اتحاد كيميائي ، فتسمى خليطاً . و قد يتكون الخليط أيضاً من مركبين أو أكثر ، أو من مركبات و عناصر .

ملاحظة: يعد النفط خليطاً و ليس مركباً

ثبات نسبة العناصر في المركبات

مهما اختلفت طرق تحضير أي من المركبات ، فإِن النسب الوزنية للعناصر المكوّنة له تبقى ثابتة ؛ فنسبة الكلور في ملح الطعام أو كلوريد الصوديوم مثلاً ، هي  ، و نسبة الصوديوم هي   .

فإِذا حضّرنا ملح الطعام كيميائياً من اتحاد عنصريه ، أو استخلصناه من البحر ، شريطة أن يكون خالياً من الشوائب ، فإِن تحليله يدل على ثبات النسب الوزنية لعنصريه .

و تدلّ نتائج المركّب الناتج عن تسخين الحديد و الكبريت ( كبريتيد الحديد II ) على أنه يتكون من الحديد و الكبريت بنسب وزنية ثابتة :   للكبريت ،  و   للحديد ، بغض النظر عن النسب الوزنية التي قد تبدأ فيها عملية تسخين خليط الحديد و الكبريت . و إِذا أجرينا تجارب عديدة على تفاعل الحديد مع الكبريت ، نجد أن الكتل المتفاعلة لها نسبة معينة .

و قد تأكد العلماء من تجارب عديدة من أن تفاعل العناصر بعضها مع بعض يتم بنسب وزنية ثابتة . وتعرف هذه العلاقة بقانون النسب الثابتة .

قانون النسب الثابتة : يتألف كل مركب كيميائي من نسب وزنية ثابتة للعناصر المكونة له .

  كتلة جزيء الماء :    = 16 + ( 2 × 1 ) = 18 و . ك . ذ

و نستطيع بالتالي حساب النسبة الكتلية لكلٍّ من عنصري الهيدروجين و الأكسجين في الماء :

النسبة الكتلية المئوية للهيدروجين 

النسبة الكتلية المئوية للأكسجين 

صيغ المركبات و التكافؤ

 السؤال الذي يتبادر للذهن هو : كيف نستطيع معرفة صيغ المركبات المختلفة ، و بالتالي تحديد أعداد الذرات في كل صيغة ؟ و للإِجابة عن هذا التساؤل لابد من التأكيد على أن التفاعل الكيميائي بين العناصر يعتمد على قابلية العناصر لفقدان الإِلكترونات أو اكتسابها ، لكي تصبح الذرة مستقرة بوجود 8 إِلكترونات في طبقتها الخارجية ( إِلا في الدورة الأولى من الجدول الدوري). 

و لنأخذ مثلاً ذرة ماغنيسيوم ، و عددها الذري 12 ؛ و ذرة أكسجين و عددها الذري 8 

فلكي تصبح ذرة الماغنيسيوم مستقرة بوجود 8 إِلكترونات في طبقتها الخارجية ، لابد لها من فقدان إِلكترونين من الطبقة الثالثة ( و حدوث هذا أسهل من اكتساب الطبقة الثالثة 6 إِلكترونات ) . و أما بالنسبة لذرة الأكسجين ، فلكي تصبح طبقتها الخارجية مستقرة ، لابد لها من اكتساب إِلكترونين ، و باستطاعة ذرة من الأكسجين تأمين إِلكترونين ، عندما تتحد بذرة ماغنيسيوم واحدة ، و يتكوّن نتيجة هذا الاتحاد مركب من الماغنيسيوم و الأكسجين يسمى أكسيد الماغنيسيوم ، و صيغته ( MgO ) .

 ذرات العناصر المختلفة تتفاعل مع بعضها البعض لكي تصل إِلى حالة استقرار .

 نستنتج من دراستنا السابقة أن اتحاد ذرة عنصر ما مع ذرة أو أكثر من عنصر آخر ، يعتمد أساساً على انتقال الإِلكترونات بين الذرات ( أو المشاركة فيها ) و يطلق على هذا العدد من الإِلكترونات مصطلح التكافؤ و تعريفه هو :

  عدد الإِلكترونات الذي تكتسبه الذرة ، أو تفقده لدى اتحادها الكيميائي .

 و قد سبق أن ذكرنا أن فقدان إِلكترون واحد يكسب الذرة شحنة موجبة واحدة ، و فقدان إِلكترونين يكسبها شحنتين موجبتين ، و هكذا . أي أن فقدان ذرة الصوديوم المتعادلة الشحنة  لإِلكترون واحد ، ينتج عنه أيون صوديوم موجب الشحنة ، و يكون تكافؤ الصوديوم في هذه الحالة : أحادياً ( +1 ) . أما ذرة الماغنيسيوم ، فتفقد إِلكترونين ، و تكوّن أيون ماغنيسيوم مزدوج الشحنة الكهربائية الموجبة ، و بالتالي يكون تكافؤ الماغنيسيوم ثنائياً (+2 )   .

أما في حالة اكتساب الذرة لإِلكترون ، فيتكون أيون سالب الشحنة أي أن اكتساب ذرة الكلور المتعادلة الشحنة   لإِلكترون واحد ينتج عنه أيون كلوريد سالب الشحنة و يكون تكافؤ عنصر الكلور في هذه الحالة أحادياً ( -1) .

و في حال اكتساب الذرة لإِلكترونين ، تصبح أيوناً مزدوج الشحنة السالبة ، و بالتالي يكون التكافؤ ثنائياً ( -2 ) .

ما هي الشحنة الإِجمالية في جزيء المركب ؟

في حالة اتحاد عنصري الألومنيوم و الكلور ، فنلاحظ أن ذرة الألومينيوم لديها ثلاثة إِلكترونات في مستواها الإِلكتروني الثالث ، وبالتالي يمكنها توفير ( فقد ) ثلاثة إِِلكترونات في حالة اتحادها الكيميائي مع عنصر آخر : 

أما ذرة الكلور فتحتاج في حالة اتحادها الكيميائي إِلى إِلكترون واحد ؛ و لهذا ، فإِن ذرة ألومنيوم تعطي إِلكتروناً واحداً لكلٍّ من ثلاث ذرات كلور ، و ينتج عن هذا الاتحاد الكيميائي مركب كلوريد الألومنيوم و تكون صيغة كلوريد الألومنيوم :  و الشحنة الإِجمالية على الناتج :

+3 + (3 × - 1) = + 3 - 3 = صفر .

أي أن مجموع شحنات الأيونات الموجبة معادلاً عددياً مجموع شحنات الأيونات السالبة . و لكي نعرف صيغة مركب ما ، لابد من معرفة مكوناته و تكافؤ كلٍّ منها ، و يحوي الجدول  الاتي عدداً من العناصر المألوفة مع رموزها و تكافؤاتها .

ملحوظة : يمكن للنحاس و الحديد أن يكون لهما أكثر من تكافؤ .

نلاحظ من الجدول السابق أن جميع العناصر المدرجة فيه هي فلزات و بالتالي فهي موجبة الأيون . كما لابد و إِننا لاحظنا أن اسم العنصر المتحد عادة هو نفسه قبل اتحاده .

و يبين الجدول الاتي أن جميع العناصر المدرجة فيه لافلزات و بالتالي فهي سالبة الأيون باستثناء الهيدروجين ( موجب الأيون ) و تختلف الحال لدى العناصر السالبة الأيون عند اتحادها مع عنصر آخر لتكوين مركب حيث نضيف ( يد ) في نهاية كل عنصر .

أما المركبات فتتم عادة باتحاد ذرات عنصر موجب الأيون مع ذرات عنصر سالب الأيون ، و يكون مجموع شحنات الأيونات الموجبة معادلاً عددياً لمجموع شحنات الأيونات السالبة .

العلاقة بين التكافؤ و كتابة صيغ المركبات :

يمكن كتابة صيغ المركبات الكيميائية بمعرفة تكافؤ العناصر الداخلة في تكوين هذه المركبات ؛ و لكي يتم ذلك لابد من اتباع مجموعة من الخطوات ، التالية :

1-  نكتب رموز العناصر الداخلة في تكوين المركب ، بحيث يكون الفلز أو الهيدروجين يساراً ) موجب الأيون ) ، و اللافلز يميناً )( سالب الأيون  .(

2-  نكتب رقم التكافؤ أسفل كل عنصر .

3- نبادل التكافؤات بين العناصر المكونة للمركب ، بحيث يدل على عدد ذرات المركب .

4- إذا كان بين التكافؤات المكتوبة عامل مشترك فنقسم على هذا العامل حتى نحصل على أبسط قيمة عددية ( نختصر أرقام التكافؤات إِلى أبسط صورة إِن كان ذلك ممكناً ) .

5- نكتب الصيغة النهائية للمركب .

مثال ( 1 ) : ما الصيغة الكيميائية لمركب كلوريد الصوديوم ؟

الحل

1- نكتب رموز العناصر

2- نكتب التكافؤات

3- نبادل التكافؤات

4- نكتب الصيغة النهائية . 

مثال ( 2 ) : ما الصيغة الكيميائية لمركب أكسيد الصوديوم ?

الحل

1- نكتب رموز العناصر

2- نكتب التكافؤات

3- نبادل التكافؤات

4- نكتب الصيغة النهائية .

مثال ( 3 ) : ما الصيغة الكيميائية لمركب أكسيد الألومنيوم ؟

الحل

1- نكتب رموز العناصر

2- نكتب التكافؤات

3- نبادل التكافؤات

4- نكتب الصيغة النهائية .

عند كتابة صيغة المركب ، الطرف الأيسر من الصيغة يكون موجب الأيون ، والطرف الأيمن يكون سالب الأيون .

 الأرقام الهيدروجينية و الكواشف

الرقم الهيدروجيني هو مقياس لتركيز أيونات الهيدروجين في المحلول و يستخدم للتعبير عن قوة الحمض أو القاعدة و تتفاوت الأرقام الهيدروجينية عموما بين صفر و 14 و يدل انخفاض الرقم الهيدروجيني على زيادة تركيز أيونات الهيدروجين و المحلول الذي يقل رقمه الهيدروجيني عن 7 حمض

و المواد التي أرقامها الهيدروجينية 7 متعادلة أما القواعد و القلويات فتزيد عن 7.

علم الأرض والفضاء

أغلفة الأرض

كوكب الأرض مكون من مجموعة أغلفة متراكبة متداخلة ، و هي :

1-      الغلاف الجوي ( الغلاف الغازي) .

2-      الغلاف المائي .

3-      الغلاف الصخري .

4-      الغلاف الحيوي .

الغلاف الجوي

يشكل الهواء غلافا كاملا يحيط بالكرة الأرضية نشعر به عند اهتزاز الأغصان و في سير السفن الشراعية .

و يتكون الغلاف الجوي أساسا من خليط من الغازات التالية النيتروجين (  ) و الأكسجين (   ) و الأرجون (   ) و ثاني  أكسيد الكربون (   ) و بخار الماء ، و الهيدروجين ، و الهيليوم ، و النيون ، و الزينون و نسبها جميعاً لا تتجاوز   

الغلاف المائي

يشمل الغلاف المائي جميع المياه الموجودة فوق و تحت سطح الأرض و بمختلف صورها فهناك المياه في حالتها السائلة و توجد في المحيطات والبحار و الأنهار و البحيرات و المياه الجوفية و المياه في حالتها الصلبة و توجد عند القطبين و أعالي الجبال و الكتل الجليدية في المناطق الباردة والمياه في حالتها الغازية كالسحب و الغيوم و بخار الماء المعلق في طبقات الجو ، و لا يكون الغلاف المائي طبقة كاملة تحيط تماماً بالكرة الأرضية ولكنه يغطى فقط حوالي 71  من سطحها  الخارجي .

و تؤدى عملية تبخر مياه البحار و المحيطات بتأثير أشعة الشمس إِلى تكوين السحب ، التي تنقل بواسطة الرياح إِلى أن يتم تكثفها و سقوطها في صورة أمطار تغذي الخزانات السطحية و الجوفية على حد سواء و يستفاد منها في الشرب و الزراعة و من ثم الرعي و مختلف نشاطات الإِنسان الأخرى .

   [ الأنبياء ]

و تتوزع المياه في النصف الجنوبي من الكرة الأرضية أكثر من توزعها في النصف الشمالي و هذا التوزيع غير المتجانس للقارات شمال و جنوب خط الاستواء ، كان له دوره الكبير و تأثيره الملحوظ على نشأة و توزيع التيارات البحرية . هذا بالإِضافة إِلى تأثر كثافة الماء بدرجة الملوحة والحرارة بين البحار المغلقة و البحار المفتوحة ، مما يؤدي إِلى حركة الماء الأعلى كثافة لأسفل ، و العكس بالنسبة للماء الأقل كثافة و تنشأ تبعا لهذا التيارات البحرية .

و تصل أعمق نقطة في قاع المحيط إِلى عمق 11 كم تحت سطح البحر ( خندق ماريانا ) التي توجد في مناطق الأغوار المحيطية السحيقة بالمحيط الهادي ، و تغطى مياه المحيطات أجزاء من القشرة الأرضية القارية تصل إِلى عمق حوالي 1كم ، و تعتبر هذه الأجزاء امتداداً للقارة ، لذلك فإِنها تسمى بالرصيف القاري أو الرف القاري , و لها نفس التركيب الصخري للقارة ( سيليكات الألمنيوم ) أما القشرة المحيطية فتتركب من ( سيليكات المغنسيوم ( .

الغلاف الحيوي

و هو يشمل جميع الأحياء التي تعيش فوق و تحت سطح الأرض سواء على اليابسة أو في الماء و لن نتوسع هنا في تناول الغلاف الحيوي اكتفاءً بالتفاصيل الواردة في مواضع أخرى من هذا الكتاب و في غيره من المقررات التي ندرسها كما نلفت الانتباه إِلى أهمية التوسع في مطالعة الكتب العلمية المناسبة في هذا المجال .

الغلاف الصخري

يحيط بالأرض غلاف صخري يتألف من الصخور و المعادن و التي تكون القارات و الجرز و قيعان المحيطات و البحار . و لقد درس الإِنسان ، هذا الغلاف باهتمام كبير ، لأنه وجد فيه المعادن الثمينة : كالذهب ، و الفضة ، و الألماس ، كما وجد معادن أخرى استخدمها في تطوير حياته الصناعية و الحضارية ، فاستخرج الحديد ، و الفحم ، و النفط ، ............ و غيرها . و رغم اهتمام الإِنسان بفهم طبيعة الغلاف الصخري ومكوناته ، فقد اقتصرت معرفته على القشرة السطحية فقط ، إِذ إِن أعمق منجم حفره لا يتعدى عشرة كيلومترات في العمق ، كما و أن أعمق بئر نفط لا تتجاوز ستة كيلومترات . و إِذا ما قورنت هذه الأعماق بنصف قطر الكرة الأرضية البالغ 6370 كيلومتراً نجد أن الإِنسان لم يحصل على معلومات كافية عن التكوين الداخلي للأرض عن طريق الحفر . و لقد أيقن العلماء أنه لا يمكن الاعتماد على الحفر في أعماق الأرض للوصول إِلى مركزها لذلك أخذوا يبحثون عن طرق أخرى غير مباشرة يجمعون بواسطتها المعلومات التي تسهم في معرفة التكوين الداخلي للأرض . لقد وجد العلماء أن درجة الحرارة ترتفع كلما انحدرنا داخل الأرض ، و أن معدل هذا الارتفاع هو درجة مئوية واحدة لكل 30 متراً في العمق تقريباً ، كما وجدوا أن الضغط يزداد بمعدل 30 ضغطا جويا لكل 100 متر في العمق .

طبقات الأرض

و هي مكونات الغلاف الصخري و تشمل جميع المواد الصلبة و السائلة و سندرسها بشكل مبسط لكي ندرك جوانب من العلم تفيدنا في تحسس المحيط الذي عليه نحيا و نسير ، و كيف يمكن الاستفادة من الثروات المخزونة و أوجه الاستفادة منها

 قال تعالى :   [ البقرة : 29 [

عرف العلماء من خلال دراسة سجلات الموجات الزلزالية أن الكرة الأرضية تتألف من ثلاث طبقات . و يمكن تشبيه هذه الطبقات بأجزاء البيضة حيث تمثل قشرة البيضة الطبقة الخارجية ( القشرة ) و البياض يمثل الطبقة المتوسطة ( الوشاح ) أما الصفار فيمثل ( اللب ) . و يمكن توضيح طبقات الأرض كالتالي :

1- القشرة : تمثل القشرة الأرضية أهم أجزاء الأرض بالنسبة للمخلوقات الحية فمنها تستمد غذائها ، و المواد اللازمة لسكانها ، بالإِضافة إِلى كونها البيئة التي نعيش فيها . و لا تشكل القشرة إِلا جزءاً صغيراً جداً من الأرض .

سمكها : يتراوح بين 8 كم تحت قاع المحيطات إِلى 40 كم في القارات .

تركيبها : تتكون القشرة الأرضية من طبقتين :

أ- القشرة العليا : تمثل قشرة القارات ، و تتركب من سليكات الألومنيوم ، و البوتاسيوم ، و تدعى ( السيال ) و هي كلمة مشتقة من كلمتي سليكون و ألومنيوم .

 ب- القشرة السفلى : تمثل قشرة المحيطات ، و تتركب من سليكات الماغنسيوم ، و الحديد . و تدعى ( السيما ) و هي كلمة مشتقة من كلمتي سلكيون و ماغنسيوم .

2- الوِشَاحُ : هو الطبقة التي تقع تحت القشرة الأرضية مباشرة و معظمها يتكّون من مادة شبه جامدة تشبه العسل الكثيف . و تسمح بنفذ الموجات الثانوية فيها .

سمكها : يبلغ حوالي 2900 كم .

تركيبها : تتركب من الأكسجين ، و السليكون ، و الماغنسيوم ، و الحديد .

3- اللُّبُّ : يلي الوشاح و ينقسم إِلى قسمين :

أ- اللب الخارجي : يبلغ سمكه حوالي 2250 كم . و يتركب من الحديد . و النيكل و تنفذ عنده الموجات الأولية و تنعكس عنده الموجات الثانوية و ترتد إِلى سطح الأرض و يدل ذلك على أن موادها في حالة السيولة .

ب- اللب الداخلي : يبلغ سمكه حوالي 1300 كم . و يتركب من مواد تشبه مواد اللب الخارجي و تزداد سرعة الموجات الأولية عند ولوجها منطقة اللب الداخلي ، لذا فهي توجد في حالة جامدة بفعل الضغط الهائل الواقع عليها و الذي يبلغ حوالي 1200 طن على السنتيمتر المربع الواحد . فسبحان من أتقن ما صنع و أحسن كلّ شيء خلقه .

 

الأرض و مواردها

تعريف المعدن : المعادن مواد صلبة غير عضوية موجودة طبيعياً ، و معنى غير عضوية أنها لم تنشأ من نبات أو حيوان . و قد تبين من خلال فحص المعادن بالأشعة السينية أن ذراتها مرتبة بانتظام كما في عريش الحدائق . و من الأدلة على ذلك ظهور البلورات المعدنية بصور جميلة و منتظمة . و ينفرد كل معدن بتركيبه الكيميائي و ترتيب ذراته . أما الصخور ، فهي مكونة من معدنين أو أكثر . و كل معدن له خصائص مميزة يمكنك بوساطتها التعرف عليه ، و حتى الآن تم التعرف على 4000 معدن .

الصخور: لو نظرت إلى جرف صخري أو قمة جبلية أو صخرة كبيرة جداً فسوف يبدو لك كل منها كما لو كان على هيئته منذ القدم دون حركة أو تغيير . لكن مع مرور الوقت تتغير الأشياء باستمرار على الأرض ، فتتكون صخور جديدة و تَبلىَ صخور قديمة . و ينشأ عن هذه العمليات ثلاثة أنواع أساسية من الصخور : نارية و رسوبية و متحولة

الصخر الناري

صخر يتكون عندما تبرد الصخور المنصهرة

الصخر الرسوبي

صخر يتكون من قطع أو طبقات رسوبية متلاصق بعضها ببعض

الصخر المتحول

صخر تكون من أنواع أخرى من الصخور بفعل الضفط و الحرارة

الزلازل ( الهزات الأرضية(

    ] الزلزلة[

الزلازل هي اهتزازات طبيعية قوية و مباغتة لقشرة الأرض تدوم أقل من دقيقة في الغالب

إِن اهتزاز أرض الغرفة و الأبواب و النوافذ و الصوت المنبعث من اهتزاز ألواح الزجاج ، بالإِضافة إِلى الهدير الذي تسمعه ، ناتج عن زلزال صغير أحدثته الشاحنة . فالزلزال في مفهومه العلمي المبسط هو اهتزاز القشرة الأرضية في مكان ما . و الاهتزازات تنتقل على شكل موجات . و يمكننا أن نرى كيفية تكون الموجات الميكانيكية على سطح الماء عندما يتعرض لاضطراب ما و كيفية اتساع هذه الموجات ، و طريقة انتقالها

قياس الزلازل

توجد طريقتان لقياس الزلازل :

الطريقة الأولى : و تسمى " مقياس الشدة الزلزالية " و قد بني على مقدار الإِحساس و الأثر الذي يتركه الزلزال ابتداء من مركزه السطحي الذي تكون الشدة فيه أقصى قوتها إِلى آخر نقطة يتلاشى فيها تأثير الزلزال . و من أشهر مقاييس هذه الطريقة ( مقياس ميركالي ) و تصنف الزلازل على أساسه إِلى اثني عشرة درجة ، و قد خصصت فيه الدرجات من 1 إِلى 3 للزلازل الضعيفة جداً التي لا يحس بها الناس و التي تكتشف فقط بواسطة مقياس الزلازل أما الدرجات 4 - 6 فخصصت للزلازل المتوسطة التي تسبب رعباً ، لكنها لا تؤثر على الأبنية و المنشآت . و الدرجات 7 - 8 للزلازل القوية التي تؤدي إِلى تصدع الأبنية أو تدميرها . و الدرجات 9 - 12 للزلازل المدمرة التي تؤدي إِلى كوارث شديدة . و تدمير كامل المنشآت .

الطريقة الثانية : و في هذه الطريقة تُوصف الزلازل على أساس القوة الفعلية أو بمعنى آخر المقدار الزلازلي ( مقياس كمي ) الذي يمكن حسابه من تسجيلات الأجهزة الزلازلية . و لا يعتمد على كثافة السكان أو نوع المنشآت أو حجم الاهتزاز و من أشهر مقاييس هذا النوع مقياس ريختر و لا يوجد في مقياس ريختر حداً أعلى أو حداً أدنى للقدر الزلزالي إِلا أنه أقصى درجة سجلها المقياس هو   .

و الجدول التالي يوضح مقياس الشدة الزلزالية ( ميركالي ) و ما يعادله من قوة بمقياس ريختر :

الدرجة حسب مقياس ميركالي

( الشدة الزلزالية )       الوصف         الدرجة بمقياس ريختر

( القدر الزلزالي )

1       لا يشعر به الناس و يتم رصده بالأجهزة فقط .  

2       يشعر به بعض الناس و تهتز الأشياء الدقيقة .  

3 - 4  تهتز الأشياء داخل المنازل ، و تتصدع الجدران ، و تتأرجح الأشياء المتدلية .  

5       يشعر به معظم الناس و تهتز النوافذ و الأبواب .        

6 - 7  يشعر به الجميع و يحدث خسائر طفيفة جداً .   

8 - 9  يسود الرعب بين الناس و تتهدم الأبنية و تتشقق الأرض .      

10 - 11        تظهر صدوع كبيرة في الأرض و لا يبقى سوى بعض الأبنية .

12     دمار كامل ترتفع الأرض و تهبط في شكل متموج .    

و هناك ارتباطاً نسبياً بين القدر الزلزالي و الشدة الزلزالية فكلما زادت الشدة في منطقة ما فإِن هذا يعني أن القدر الزلزالي مرتفع .