حالة المادة التي تكون الجسيمات فيها متلاصقة، وتهتز في مكانها دون أن يبتعد بعضها عن بعض؟
حالة المادة التي تكون الجسيمات فيها متلاصقة، وتهتز في مكانها دون أن يبتعد بعضها عن بعض؟، في مادة العلوم يتساءل الطلاب عن إجابة سؤال مهم يكون ما هي حالة المادة التي تكون الجسيمات فيها متلاصقة، وتهتز في مكانها دون أن يبتعد بعضها عن بعض؟ خاصةً في الصف الـ2 المتوسط، ولذلك سوف نقوم بعرض إجابة هذا السؤال بشيء من التفصيل خلال المقال التالي.
محتويات المقال
[ عرض ]
نظرة شاملة عن حالات المادة المختلفة
- كل شيء له كتلة ويتمكن من شغل حيز يطلق عليه مصطلح المادة، وهي أساس كل ما في الكون، حيث تتكون من مواد صغيرة جدًا تسمى ذرات والتي تقوم بضم الجسيمات المتكونة من 3 أنواع مختلفة، هي: الإلكترونات، النيوترونات، والبروتونات.
- تتجمع الذرات مع بعضها البعض بحيث تكون الجزيئات التي تعتبر أساس كل المواد، تمتلك الجزيئات وكذلك الذرات طاقة كامنة بداخلها وهي ما تعرف باسم الطاقة الكيمائية.
- توجد المادة في 3 حالات أساسية على سطح كوكب الأرض، وهي الحالة الغازية، الصلبة والسائلة، والتي تم التوصل إليهم من قبل العلماء الإغريقين القدماء عند مراقبتهم لحالات الماء المختلفة في ظروف الطقس والحرارة الطبيعية، وقد تم اكتشاف حالة 4 للمواد تسمى البلازمية.
- تتنوع كل مادة وتختلف طبقًا لخواصها الكيميائية، الفيزيائية، والبيولوجية.
اقرأ أيضًا من هنا: نظرية الحركة الجزيئية سلوك المادة بالاعتماد على حركة جسيماتها
حالة المادة التي تكون الجسيمات فيها متلاصقة، وتهتز في مكانها دون أن يبتعد بعضها عن بعض؟
- تكون الإجابة الصحيحة هي المادة الصلبة.
تعريف المادة الصلبة
- المواد في الحالة الصلبة عبارة عن مواد تتمتع بالشكل والحجم الثابتين أي الكتلة الثابتة، بالإضافة إلى تمكنها من شغل حيز معينًا من الفراغ، و في الهندسة يطلق على المادة الصلبة كائن 3 الأبعاد.
- بسبب ثبات الحجم والشكل في المواد الصلبة فإنه من الصعب تشكيلها وتغييرها إلا بواسطة مساعدة العوامل القوية للتمكن من إحداث ذلك التغيير بسهولة.
- من أهم أمثلة المواد الصلبة هي جذوع الشجيرات والصخور.
خواص المادة الصلبة
تتمتع المادة الصلبة بـعدة خواص هامة وهي من تمنحها الشكل والحجم الثابتين، وتلك الخواص هي:
1_ قوة تلامس الجزئيات
- من مميزات جزيئات المادة الصلبة هي قربها الشديد من بعضها البعض، حيث تربط فيما بينهما قوة متراصة تحد من تحرك الجزيئات بشكل غير منتظم عشوائي في الفراغ مقارنة بحالتي المادة الأخرى السائلة والغازية.
- تتحرك الجزيئات في المادة الصلبة على صورة اهتزازات سريعة للغاية حتى أنه لا يمكن ملاحظته، وذلك يرجع إلى وجود الطاقة الحرارية بها.
2_ الحجم الثابت
- المقصود وراء الحجم الثابت للمواد الصلبة هو المقدار التي تتمكن من شغله في الفراغ، والسبب وراء تميزها بالحجم الثابت هو وجودها في مكان ثابت من الفراغ بالإضافة إلى درجة صلابة تلك المواد.
3_ مقاومة الضغط
- هي إحدى أهم مميزات المواد الصلبة والتي تتمثل في عدم قابليتها للانضغاط، بمعنى أن المادة تستطيع تغيير حجمها فقط عند تغير مقدار الضغط الذي يقع عليها، وبسبب قرب المسافات بين جزيئاتها فإنه من الصعب تفككها.
4_ الشكل الثابت
- يعد الحجم الثابت من أهم مميزات المواد الصلبة، حيث لا يمكن تغيير شكلها 3 الأبعاد إلا بتفكيك الجزيئات والروابط القوية بينهما.
- على سبيل المثال: يتميز الجبل بالشكل الثابت الغير متغير فهو يتكون من عدة صخور متراصة معًا، وفي حالة حفره ستتفكك الصخور المكونة له وبالتالي سوف يتغير شكله.
- الكراسي، الأبواب والطاولات كلها مواد صلبة تتمتع بالشكل الثابت الغير متغير، ولكن في حالة تعرضها لقوة مؤثرة فإن شكلها سوف يتغير كأن تتعرض للكسر وكذلك الخدش.
5_ خاصية الانتشار
- تكون خاصية الانتشار بطيئة للغاية في حالة المواد الصلبة مقارنة بحالتي المادة الأخرى الغازية والسائلة، ولذلك فمن السهل ملاحظة خاصية الانتشار بها، ولكن حتى يحدث ذلك الانتشار من المهم أن تختلف التراكيز وتتفاوت بحيث تتعرض إلى درجات حرارة مرتفعة.
- على سبيل المثال في حالة تعرض قطعة نقدية مصنوع قشرتها من عنصر النحاس ومركزها من معدن الزنك إلى حرارة عالية حتى وقت محدد، فإن الزنك سوف يبدأ في الظهور على القشرة الخارجية على القطعة النقدية.
6_ درجة الانصهار
- في الغالب تكون درجتي الغليان والانصهار للمواد في الحالة الصلبة تزيد عن درجة الحرارة العادية للغرف، مقارنة بحالتي المادة الأخرى الغازية والسائلة التي تكون أقل من درجة الحرارة العادية للغرف.
- تبدأ المواد في الحالة الصلبة النقية المصنفة ضمن البلورية في الانصهار على نطاق الضيق لدرجات الحرارة، مقارنة بالمواد الصلبة في الحالة الغير نقية التي تنصهر ضمن نطاق واسع لدرجات الحرارة.
7_ الكثافة
- الكثافة مصطلح علمي مشهور وهو عبارة عن خارج قسمة كتلة الجسم على حجمه، ولذا فإن وحدة قياسها تكون جرام/ متر وكل ما يعادلها، ومن المعروف أن المواد في الحالة الصلبة تكون مختلفة الكثافة عن باقي الأنواع الأخرى من المواد.
- من السهل قياس الكثافة بالنسبة للمواد في الحالة الصلبة إما بالوزن الهيدروستاتيكي أو بواسطة مبدأ أرخميدس.
- بشكل عام تكون كثافة المواد في الحالة الصلبة أعلى من كثافة المواد في الحالات الأخرى: الغازية والسائلة.
الفئات الرئيسية للمادة الصلبة
هناك مجموعة مختلفة من الفئات الرئيسية للمواد الصلبة والتي تكون كالتالي:
1_ المعادن
- عبارة عن مواد صلبة بشكل طبيعيًّا حيث تتسبب بها العمليات الحيوية، وتتمتع المعادن بالهيكل الثابت الموحد، مثل: الأملاح، والألماس.
2_ أشباه الموصلات
- تتمتع بخصائص كهربائية وحرارية ما بين الفلزات والعوازل، ومن المحتمل أن تكون مركبات، عناصر النقية، مواد مشبعة مثل: السيليكون.
3_ الفلزات
- الفلزات الصلبة هي موصلة للكهرباء والحرارة بشكل جيد ومرنة مثل: السبائك، الفولاذ، والفضة.
4_ الخزف
- عبارة عن مواد صلبة مكونة في الغالب من مركبات لا عضوية، ويكون الخزف صلبًا ومقاوم للصدأ والتآكل.
5_ المركبات
- هي مواد تتمتع بـ2 طور أو ما يزيد عنهما، مثل: البلاستيك، وخصائصها تكون غير مرئية.
6_ المواد العضوية
- عبارة عن مواد بلاستكية، بوليمرات، خشب، وشمع، وتكون عازلة للكهرباء والحرارة وتتمتع بدرجة غليان وانصهار أقل من الخزف والفلزات.
7_ المواد الحيوية
- عبارة عن مواد طبيعية كالعظام والكولاجين وفي العادة تتمتع بخاصية التجميع الذاتي أي اكتساب الجزيئات عن طريق ترتيبها بشكل محدد.
8_ المواد النانوية
- عبارة عن جسيمات صلبة دقيقة في حجم النانومتر ومن المحتمل أن تختلف خصائصها عن خصائص المواد الصلبة كبيرة الحجم.
كما أدعوك للتعرف على: هل التغير الفيزيائي تتغير فيه خواص المادة دون أن يتغير نوعها أم لا
مقارنة شاملة بين خواص حالات المادة المختلفة
بعد التعرف على كافة خواص المادة في الحالة الصلبة، من الضروري ذكر أبرز الفروق والاختلافات الرئيسية بين الـ3 حالات من المادة، وهي تكون كالآتي:
1_ الحالة الصلبة
- الشكل: ثابت.
- قابلية الانضغاط: ليس من السهل ضغطها.
- الحجم: ثابت.
- الكثافة: مرتفعة وقد تكون مرتفعة جدًا.
- درجة قوة التجاذب بين الجسيمات: قوية للغاية.
- المسافة بين الجسيمات: لا يوجد أي مسافات.
2_ الحالة السائلة
- الشكل: متغير.
- قابلية الانضغاط: من الصعب ضغطها.
- الحجم: ثابت.
- الكثافة: عالية.
- درجة قوة التجاذب بين الجسيمات: تقل عن قوة التجاذب في حالة المواد الصلبة وتزيد عن قوة التجاذب في حالة المواد الغازية.
- المسافة بين الجسيمات: متوسطة.
3_ الحالة الغازية
- الشكل: متغير.
- قابلية الانضغاط: من السهل ضغطها.
- الحجم: متغير.
- الكثافة: منخفضة جدًا.
- درجة قوة التجاذب بين الجسيمات: غير موجودة.
- المسافة بين الجسيمات: كبيرة للغاية وممتدة.
ولا تتردد في قراءة المزيد عبر: ما هي المادة التي تتكون من نوع واحد من الذرات لا يمكن تجزئتها إلى مواد أبسط منها
في النهاية نكون بذلك قد انتهينا من توضيح إجابة سؤال ما هي حالة المادة التي تكون الجسيمات فيها متلاصقة، وتهتز في مكانها دون أن يبتعد بعضها عن بعض؟ بالتفصيل، حيث أن المواد الصلبة كثيرة في حياتنا ولها خواص مميزة عن الحالات الأخرى للمواد فهي تتميز بالكثافة المرتفعة والاحجام الثابتة.