ما هي خواص المواد الصلبة بحث كمياء

 

ماهى المادة الصلبة

تعرّف الحالة الصلبة بأنها إحدى حالات المادة الأساسية الثلاث، بينما تعرف المواد الصلبة بأنها الأجسام التي ترتبط ذراتها وجزيئاتها وأيوناتها ببعضها البعض بشكل وثيق، إذ لا تستطيع التحرك بحرية داخل المادة، بل تقتصر حركتها على الاهتزازات الجزيئية للذرات حول مواقعها الثابتة، ومن الأمثلة على المواد الصلبة؛ الحجارة والمعادن والجليد والطوب والخشب والزجاج والسيارات وأجهزة الكمبيرتر والأحجار الكريمة وما إلى ذلك.

ماهى النوعين الرئيسين للمادة الصلبة

المواد الصلبة البلورية: هي المواد الصلبة التي تتخذ فيها الذرات والجزيئات والأيونات ترتيبًا منظمًا ومحددًا، بحيث تتكون من وحدات متطابقة متكررة، كما الطوب في الجدران. المواد الصلبة غير البلورية: هي المواد الصلبة التي لا تتخذ جزيئاتها شكلًا أو هيكلًا منظمًا مرتبًا، مع أن جزيئاتها قريبة من بعضها البعض ولا تتحرك بحرية، ومن الامثلة على هذه المواد؛ الزجاج والبلاستيك.

معلومة

تعرف المواد الصلبة بأنها الأجسام التي ترتبط ذراتها وجزيئاتها وأيوناتها ببعضها البعض بشكل وثيق، يمنعها من الحركة، وتنقسم هذه الأجسام إلى أجسام صلبة بلورية وأخرى غير بلورية.

ما هي خواص المواد الصلبة؟

كثافة المواد الصلبة

ترتبط الجزيئات المتجاورة في المواد الصلبة بقوى جزيئية قوية، حيث إنها قادرة على منع هذه الجزيئات من الحركة وإبقائها ثابتة في مكانها، بحيث تشمل قوى الجزيئات في المواد الصلبة كلًا من الروابط التساهمية القطبية وغير القطبية بالإضافة إلى الروابط الأيونية، إذ ترتبط جزيئات الألماس مثلًا بروابط قطبية، بينما ترتبط جزيئات ملح الطعام بروابط أيونية، وكلما زادت قوة هذه الروابط كلما زادت الحرارة اللازمة لتكسيرها.

قوى الجزئيات في المواد الصلبة

تعرف الكثافة بأنها نسبة كتلة الجسم إلى حجمه، ولذلك فهي تقاس بوحدة غرام/متر أو ما يعادلها، ومن الجدير بالذكر أن المواد الصلبة تختلف في كثافاتها كبقية أنواع المواد الأخرى، ويمكن قياس كثافة المواد الصلبة عن طريق الوزن الهيدروستاتيكي ومبدأ أرخميدس، وبالعموم تكون المواد الصلبة أعلى كثافة من المواد السائلة والغازية.

حجم المادة الصلبة

حجم المادة الصلبة يعرف الحجم بأنه مقياس للفراغ الذي يشغله جسم ما، بحيث يقاس بالوحدات المكعبة، ودائمًا ما يكون للمواد الصلبة حجمًا ثابتًا، وذلك نتيجة لتراص وترابط الجزيئات المكونة لها، وتختلف طريقة حساب حجم المواد الصلب بالاعتماد على شكلها، فإذا كانت تملك شكلًا منتظمًا، فيمكن حسابها باستخدام قوانين حجم المكعبات والأسطوانات وغيرها، بينما إذا كانت غير منتظمة، فيتم قياس حجمها عن طريقة الإزاحة التي تسببها عند إلقائها داخل الماء.

خاصية الانتشار في المواد الصلبة

عد الانتشار في المواد الصلبة بطيئًا جدًا عند مقارنته بالمواد السائلة والغازية، إذ إن انتشار المواد الصلبة أبطأ بملايين المرات من المواد السائلة، ولكن من الممكن ملاحظة الانتشار في المواد الصلبة مع المواد السائلة أو الغازية أو الصلبة حتى، ولكن ليحدث مثل هذا الانتشار يجب أن تتفاوت التراكيز وأن تتعرض المواد لدرجات حرارة عالية، فعلى سبيل المثال عند تعريض قطعة نقدية يتكون مركزها من الزنك وقشرتها من النحاس إلى درجات حرارة مرتفعة لوقت معين، فإن الزنك سيظهر في القشرة الخارجية.

درجة انصهار المواد الصلبة

عادةً ما تكون درجة الانصهار ودرجة الغليان للمواد الصلبة أعلى من درجة حرارة الغرفة، على غرار المواد السائلة والغازية التي تكون واحدة أو اثنتين منهما تحت درجة حرارة الغرفة، وتنصهر المواد الصلبة النقية البلورية ضمن نطاق ضيق من درجات الحرارة، بينما تنصهر المواد الصلبة غير النقية على نطاق واسع من درجات الحرارة.

المواد الصلبة غير البلورية

ماهي المواد الصلبة غير البلورية

المواد الصلبة غير البلورية هي مواد صلبة يتم فيها تنظيم الجسيمات المكونة للمادة في نمط عشوائي، وهي مادة صلبة غير بلورية حيث لا يتم ترتيب الذرات في نمط منتظم في الشبكة الصلبة.

وأيضاً المواد الصلبة غير البلورية هي مواد تفتقر إلى بنية محددة مرتبة من الذرات والجزيئات، وغالبية المواد الصلبة غير متبلورة وتستخدم في مجموعة متنوعة من الصناعات، ويعتبر الزجاج الذي يشيع استخدامه في صناعة السيارات أحد أشهر الأمثلة على المواد الصلبة غير المتبلورة.

ومن أشهر أمثلة على المواد الصلبة غير البلورية: الزجاج المعدني، المطاط، البلاستيك، الزجاج، البوليمرات، الجل.

خصائص المواد الصلبة غير البلورية

تتميز هذه المواد ببعض الخصائص ومن ضمنها:

تنعم المواد الصلبة غير البلورية تدريجياً على مدى درجة حرارة ويمكن تشكيلها في أشكال مختلفة عند تسخينها.

المواد الصلبة غير البلورية هي مواد صلبة زائفة أو سوائل فائقة التبريد، مما يعني أن لديها معدل تدفق بطيئًا، إذا نظرت إلى الألواح الزجاجية المتصلة بنوافذ المنازل القديمة ستلاحظ أنها أكثر سمكًا في الجزء السفلي منها في الجزء العلوي.

المواد الصلبة غير البلورية لها شكل غير منتظم لأن الجزيئات المكونة لها ليست مرتبة في هندسة محددة.

عندما يتم قطع المواد الصلبة غير البلورية بأداة حادة 

الحواف، ينتج عن ذلك أسطح غير منتظمة

بسبب الترتيب غير المنتظم للجسيمات لا تحتوي المواد الصلبة غير البلورية على حرارة انصهار محددة.

بسبب الترتيب غير المنتظم للجسيمات، فإن المواد الصلبة غير البلورية متباينة الخواص، مما يعني أن قيمة أي خاصية فيزيائية ستكون هي نفسها في أي اتجاه.

المواد الصلبة البلورية

ماهي المواد الصلبة  البلورية

المواد الصلبة البلورية هي مواد صلبة يتم فيها تنظيم الجزيئات المكونة للمادة بطريقة معينة، ويحتوي تكوين هذه المواد الصلبة على بلورات لكل منها شكل هندسي مميزة، أيضاً فإن المواد الصلبة البلورية هي أكثر أنواع المواد الصلبة ثباتًا بسبب انخفاض طاقتها الكامنة.

تُعرف جميع المواد الصلبة تقريبًا بالمواد الصلبة البلورية بما في ذلك العناصر المعدنية مثل الحديد والفضة والنحاس وكذلك العناصر غير المعدنية مثل الفوسفور والكبريت واليود)

غالبًا ما تتشكل المواد الصلبة البلورية بواسطة العديد من المركبات مثل كلوريد الصوديوم وكبريتيد الزنك والنفتالين، أما عن مقولة أن الزجاج من المواد الصلبة البلورية فهذا غير صحيح.

خصائص المواد الصلبة غير البلورية

• المواد الصلبة البلورية لها نقطة انصهار مميزة وتبدأ في الذوبان عند درجة حرارة معينة.
• يتم وصف شكل المواد الصلبة المتبلورة، بترتيبات الجسيمات النموذجية.
• تتميز بخصائص الانقسام، مما يعني أنه عند تقطيعها إلى شرائح باستخدام حافة أداة حادة، فإنها تنقسم إلى قسمين تاركة أسطحًا ناعمة وبسيطة.

• المواد الصلبة البلورية متباينة الخواص مما يعني أنه عندما يتم حساب الخصائص الفيزيائية مثل المقاومة الكهربائية أو معامل الانكسار في اتجاهات مختلفة في نفس البلورة فإنها تعرض قيمًا مختلفة.
• نظرًا لأن المواد الصلبة البلورية لا تتدفق مثل المواد الصلبة الزائفة، فإنها تُعرف أيضًا باسم المواد الصلبة الحقيقية.

كتابة/خالد علي

بحث علمي المادة الصلبة

المسار الصحي