لماذا تتخذ المواد الصلبة أشكالًا ثابتة

1 إجابة واحدة
مدرس
الرياضيات التطبيقية وعلوم الحاسوب, جامعة تشرين

في الفيزياء يمكن تصنيف جميع المواد بحسب حالتها، الحالة هي إحدى الخواص الفيزيائية للجسم وهي تصف ترتيب الجزيئات وتماسكها، و يمكننا تمييز حالات رئيسية أربعة للمادة هي الحالة الصلبة والسائلة والغازية إضافة إلى حالة نادرة على كوكبنا لكنها تشكّل أكثر من 90 بالمئة من المادة الموجودة في الكون وهي البلازما.

الحالة الصلبة للمادة معروفة بشكل جيد بالنسبة لنا فالحديد مثلا مادة صلبة، و الهاتف النقال الذي لا يفارقنا مكون من مواد صلبة. في الحالة الصلبة يكون للمادة أو الجسم شكل محدد وحجم ثابت لا يتغيران.

المادة الصلبة كما كلّ المواد الأخرى مكونة من جسيمات متناهية في الصغر لا يمكن رؤيتها حتى بأدق المجاهر، وهي الذرات، والذي يميز الحالة الصلبة أن هذه الجسيمات تكون متراصّة بجانب بعضها ومتماسكة بشكل كبير، كما أنّ القوى بين هذه الجسيمات كبيرة فلا يمكنها أن تتحرك بحرية، وتقتصر حركة الجزيئات ضمن المادة الصلبة على حركة اهتزازية صغيرة جدًا للذرات حول أماكن توضعها الثابتة، لذلك يكون للمواد الصلبة شكل محدد وثابت لا يمكن تغييره في الحالة الطبيعية، كما أن المواد الصلبة تتميز بحجمها الثابت الذي لا يتغير مهما حاولنا تغييره.

يمكننا تقسيم المواد الصلبة إلى قسمين رئيسيين هما: المواد الصلبة البلورية، والمواد الصلبة غير البلورية.

المواد الصلبة البلورية أو كما تعرف بالبلورات: يكون ترتيب الذرات أو الأيونات او الجزيئات المكونة للمادة منتظمًا ومتماثلًا في البلورة بكامله، ويتم تصنيف الأنظمة البلورية إلى سبعة أصناف منها المكعبة والمعينة والسداسية، ومن الأمثلة على المواد الصلبة البلورية: ملح الطعام، والمعادن عمومًا هي مواد صلبة بلورية.

تتميز المواد الصلبة البلورية إضافة إلى الترتيب الهندسي الفريد لجزيئاتها بأنّها غير قابلة للضغط، أي لا يمكن ضغطها إلى أشكال أصغر، وبسبب تركيبها الهندسي المتماثل والمتكرر في جميع جزيئاتها فإنّ لها نقطة انصهار معينة لأن جميع روابطها لها نفس القوة وعند حرارة معينة فإن جميع هذه الروابط ستتفكك معا وبوقت واحد.

أما المواد الصلبة غير البلورية فهي لا تحتوي على ترتيب معين أو نمط شبكي محدد ومتكرر لجزيئاتها لذلك تسمى أحيانًا بالمواد الصلبة الزائفة (pseudo solids)، ومن الأمثلة على هذه المواد الزجاج والمطاط ومعظم المواد البلاستيكية، وبسبب عدم وجود ترتيب منظم وروابط متماثلة بين الجزيئات فإن المواد غير البلورية لا تحتوي على نقطة انصهار محددة لأن الروابط لا تتفكك في الوقت نفسه فهي تذوب تدريجيًا عند تعرضها للحرارة (مثال ذلك ذوبان شمعة أو ذوبان قطعة من البلاستيك).

يمكن أن نغير من شكل المادة الصلبة فقط من خلال تعريضها لقوة، كما هو الحال عند كسر قطعة من الجليد أو تقطيع رقاقة من الحديد.

وقد تتحول المادة الصلبة إلى مادة سائلة، وهذا يسمى الذوبان، كذوبان قطعة من الحديد عند تعرضها لدرجات حرارة كبيرة، وبالعكس قد يتحول السائل إلى الحالة الصلبة وهذا ما يسمى بالتجمد، كتجمد الماء عند وضعه في ثلاجة تقل حرارتها عن الصفر المئوية. وهناك عملية تتحول فيها المادة الصلبة إلى غاز دون المرور بالحالة السائلة وهذا ما يعرف بالتسامي.

أكمل القراءة

0

هل لديك إجابة على "لماذا تتخذ المواد الصلبة أشكالًا ثابتة"؟