مخزن أكبر مرجع عربي للمواضيع و المقالات

ابحث عن أي موضوع يهمك

مم تكون جميع المواد

بواسطة: نشر في: 23 ديسمبر، 2022
مخزن

مم تكون جميع المواد

تتكون جميع المواد من الذرات، إذ تتركب المادة من أجزاء متناهية الصغر تسمى الجزيئات، وتقوم تلك الجزيئات بالعديد من الوظائف الرئيسية، والتي تتركب من أجزاء أصغر منها تسمى الذرات، والتي تمثل أصغر جزء بالمادة، والتي تتواجد كذلك في مختلف أشكال المادة، وبجميع المواد.

تعريف المادة

تُعرّف المادّة بأنّها كل شيء له كتلة وله حجم معيّن، والذي يشْغَل حيزاً من الفراغ الموجود، وتشتمل على كافة الأشياء التي قد تخطُر ببال الإنسان؛ كالكتاب والكرسي وما إلى نحو ذلك من الأشياء التي يمكن للإنسان مسها، والمادّة لا تقتصر على تلك الأشياء، ولكنها تتعدّى لكثير من ذلك لتتضمن المواد غير الملموسة؛ مثل الهواء الذي تتنفسه الكائنات الحية، إلى جانب النجوم والكواكب على اختلافها.

والمادّة تحتوي على جسيمات صغيرة دقيقة الحجم تُعرف بالذرّات؛ إذ تحتوي تلك الذرات على جُسيمات تعرف بالبروتونات، والإلكترونات، والنيترونات، وعن طريق علم الكيمياء تتم دراسة تركيب المادّة، والكيفيّة التي يتمّ عبرها التعرف على الترابط فيما بينها لتكوين مختلف الموادّ.

مكونات المادة

نشأت فكرة أنَّ المادّة تتكون من جُسَيمات صغيرة الحجم تعرف بالذرّات منذ القرن الخامس قبل الميلاد بواسطة الفَيْلسوفَيْن اليونانيين ليوكيبوس وديموقريطوس، وتصنف ذرّة الهيدروجين باعتبارها أبسط انواع الذرّات؛ إذ تحتوي على بروتون واحد فقط.

وتتكون النيترونات والبروتونات والإلكترونات من الفرميونات (Fermion)، وهناك تصنيفين من الأخيرة، وهي الليبتون والكوارك،؛ إذ إنّهما لا تعدان من أنواع المادّة، أو الموادّ المضادّة (Antimatter) ولكنها كذلك من أنواع المادّة، حتّى وإن كانت جُزيئاتُهما عند تلامسهم تَمْحق المادّة الطبيعيّة.

خصائص المادة

لكل مادة خصائص كيميائية وفيزيائية تميزها عن غيرها من المواد، وسوف نوضح فيما يلي كل من هذه الخصائص:

الخصائص الفيزيائية للمادة

هي خواص المادة التي لا يوجد تأثير لتغيّرها بتركيبة المادة الأصلية، والتي من الممكن أن يتم قياسها بغير حاجة لوجود تفاعل كاللون والكثافة، أو التي يتم قياسها عبر تغيرها في ظل ظروف الحرارة، كالتجمد والانصهار.

وتتضح التغيرات الفيزيائية بحياتنا اليومية؛ مثل ذوبان السكر بالقهوة، وذوبان الشمع ، وطحن المواد الصلبة لمساحيق، فينتج التغيير بالحالة الفيزيائية للمادة، دون التأثير بتركيبها الكيميائي، ومن هذه الخصائص الفيزيائية:

  • كتلة وحجم المادة.
  • اللون.
  • الكثافة.
  • الصلابة.
  • نقطة الانصهار، والتي عندها يتحول شكل المادة للسائلة.
  • نقطة الغليان، والتي بعدها يبدأ السائل في التبخر.

الخصائص الكيميائية للمادة

هي خواص المادة التي تصف التغيرات بتركيبتها، حيث ينتج نوع جديد عن تفاعل المادة مع غيرها يختلف عن تركيبة المواد المتفاعلة، وعلى سبيل المثال يعتبر الصدأ تغيراً كيميائياً؛ حيث إن مادة الصدأ تختلف عن الماء والحديد الموجودين قبل التفاعل، وجميع أشكال الاحتراق كذلك، والطعام المطهو أو الذي يتم تعفنه أو هضمه، وحتى يتم تحديد خواص المادة الكيميائية، يُدرس ما يحصل من تغير للمادة وقت التفاعل؛ أو تحولها لنوع يختلف عن تركيبتها الأصلية، ومن هذه الخصائص الكيميائية:

  • التخمّر.
  • التحلّل.
  • التعفّن.
  • التآكل.
  • تفاعل المادة مع الأكسجين من أجل تكوين الأكاسيد.
  • مقدرة المعادن على التفاعل مع الأحماض.
  • قابلية المادة للانفجار أو الاشتعال.

خواص المادة وحالاتها

إنَّ خواصّ المادّة العامّة هي بسبب العلاقة ما بين الكُتلة وما تتخذه من حيِّز، فتمتلك كافة المواد بسبب الكتلة قصوراً ذاتيّاً يتم تحديده عن طريق الكُتلة، وكذلك فإنها تمتلك وزن عند تواجدها بحقل جاذبيّة، علاوةً على ذلك، فإنّه نتيجةً لاحتلال المادّة حيّزاً، فإنها تمتلك حجماً دون إختراقيّة؛ إذ لا يُمكِن لجسمين احتلال الحيّز نفسه بنفس الوقت.

وتعتمد الخواصّ الأُخرى المُميّزة للموادّ على بنيتها الداخليّة؛ لذلك فإنها تختلف من مادّة إلى أخرى، ومن تلك الخواصّ: المرونة، قابليّة الطرق، التماسُك، المطيليّة، القساوة، المساميّة، وفيما يتعلق بخواص المادة وحالاتها فهي كالآتي:

المادة الصلبة

تمتاز تلك المواد بما لها من شكل معيّن من غير الممكن تغييره، كذلك فإن لها حجم ثابت؛ مثل الكُتب وما إلى نحو ذلك من المواد الجامدة والصلبة، وهو ما يرجع إلى أنّ الجسيمات التي تكونها مترابطة فيما بينها بطريقة متينة وقويّة، ويصعب حدوث تغيير بشكلها.

ويوجد لجُزيئات المادّة الصلبة طاقة حركيّة قليلة جدّاً، والإلكترونات كذلك لكل ذرّة تكون بحالة حركة، حيث إن اهتزاز الذرات يكون قليل، ولكنّها ثابتة بمكانها، ويُمكِن أن تنقسم المادّة الصُّلبة لفئتين، وهُما: موادّ بلّوريّة، ومواد أخرى غير منتظمة الشكل البلّوري؛ وهو ما يأتي وفقًا لترتيب الجزيئات بالمادّة الصلبة من الداخل.

المادة السائلة

تختلف تلك الحالة عن الحالة السابقة بأنّ شكلَها يتغّير بسهولة كبيرة، ويتخذ شكل الوعاء الذي يتم وضعه به، لكن دون أن يحدث تغير بكميته أو حجمه، ولا يوجد لجُزيئات المادّة السائلة أي ترتيب مُعيَّن، ولكنها قريبة للغاية من بعضها البعض؛ لذلك فإن حجم المادّة السائلة ثابت أيضاً، وهي غير قابلة للضغط، ويكون لجُزيئات السائل مُتَّسَع كافي لكي تدور حول بعضها البعض، لذلك فلا يوجد شكل مُحدَّد لها.

والقُوى في السائل تتوزَّع بشكلٍ مُتساوٍ، وحينما يتم وضع جسم على السائل، فإن جُزيئات السائل تُزاح، و جُزيئات المادّة السائلة ترتبط عبر قوّة ضعيفة بَيْن جُزيئيّة، وتلك القوّة هي السبب في نشأة التيّارات المائيّة القطرات، كذلك فهي سبب أن جُزيئات المادّة السائلة لا تتحرَّك بحُرّيّة جُزيئات المادّة الغازيّة نفسها.

المادة الغازية

تمتاز الغازات بانتشارها السهل في المحيط الذي تتواجد به، حيث لا يوجد للغازات حجم أو شكل معين، ولكنها تتخذ شكل الوعاء أو الكوب الذي توضع به، ويمكن لأي شيء المرور بكل سهولة عبر الغاز؛ وهو ما يرجع إلى أن الجُزيئات المكوّنة للغاز وغير مترابطة وبعيدة عن بعضها البعض، إلى جانب ما لها من طاقةً حركيّة عالية.

وحين يتعرض الغاز إلى الضغط من خلال تصغير حجم الوعاء الذي يحتوي عليه، فإنَّ المسافة فيما بين جُزيئات الغاز ستتقارب من بعضها البعض، وسيزداد الضغط الناتج من تصادُم تلك الجزيئات، وسوف يزداد ضغط الغاز حين ترتفع درجة الحرارة عبر تسخينه (مع ثبات حجم الوعاء)، وتتمتع جُزيئات المواد الغازيّة بالطاقةً الحركيّة الكبيرة والتي تكفي لكسر القوّة التي تربط ما بين الجزيئات.

البلازما

إن البلازما لا تُعتبَر من حالات المادّة للكثير من المواد على سطح الأرض، ولكنها تكون من أكثر حالات المادّة المنتشرة بالكون، حيث إن البلازما تتكوَّن من جُزيئات مشحونة جدًا، ولها طاقة حركيّة شديدة القوة، وعادةً ما تُستخدَم الغازات النبيلة مثل الهيليوم والآرغون في صناعة إشارات مُضيئة من خلال استخدام الكهرباء في تأيينهم حتى يُصبحوا بحالة البلازما، وتُعد النجوم كُرات بلازمية عالية السخونة.

تكاثف بوز-أينشتاين

في عام 1995ميلادية، تمكن العُلماء من توظيف التكنولوجيا في صناعة حالة جديدة للمادّة، حيث استخدم العالِمان (كارل ويمان وإريك كورنيل) المغناطيس والليزر في تبريد عيّنة من الروبيديوم حتى تقترب درجة حرارته من الصفر، وقد نتج عن ذلك أن باتت حركة الجُزيئات معدومة تقريبًا، فتتكتل الذرّات بالتدريج مع بعضها البعض؛ نتيجة عدم انتقال الطاقة الحركيّة ما بين الذرات؛ إذ لم يبقى الآلاف من الذرّات المُنفصلة، ولكن ذرّة ضخمة واحدة، وتُستخدم تلك الحالة للمادّة بدراسة ميكانيكا الْكَمّ بطريقةٍ مجهرية، كما يصبح الضوء ابطئ حين مُروره بها، وهو ما ييسر دراسة الجُسَيم.

مم تتكون جميع المواد؟

تتكون جميع المواد من جسيمات تعرف بالذرات والجزيئات.

المراجع

مم تكون جميع المواد

جديد المواضيع