ما هي خواص المواد الصلبة

ما هي المواد 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[١]، ومن الأمثلة على المواد الصلبة؛ الحجارة والمعادن والجليد والطوب والخشب والزجاج والسيارات وأجهزة الكمبيرتر والأحجار الكريمة وما إلى ذلك.[٢]

تقسم المواد الصلبة إلى نوعين رئيسين:[٣]

• 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.

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؟

حجم المادة الصلبة

يعرف الحجم بأنه مقياس للفراغ الذي يشغله جسم ما، بحيث يقاس بالوحدات المكعبة[٤]، ودائمًا ما يكون للمواد الصلبة حجمًا ثابتًا، وذلك نتيجة لتراص وترابط الجزيئات المكونة لها[٥]، 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.[٦]

كثافة 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[٧]، وبالعموم تكون المواد الصلبة أعلى كثافة من المواد السائلة والغازية.[٨]

قوى الجزئيات في المواد الصلبة

ترتبط الجزيئات المتجاورة في المواد الصلبة بقوى جزيئية قوية، حيث إنها قادرة على منع هذه الجزيئات من الحركة وإبقائها ثابتة في مكانها[٩]، 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.[١٠]

خاص ية الانتشار في المواد الصلبة

يعد الانتشار في المواد الصلبة بطيئًا جدًا عند مقارنته بالمواد السائلة والغازية، إذ إن انتشار المواد الصلبة أبطأ بملايين المرات من المواد السائلة[١١]، 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.[١٢]

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[١٣]، وتنصهر المواد الصلبة النقية البلورية ضمن نطاق ضيق من درجات الحرارة، بينما تنصهر المواد الصلبة غير النقية على نطاق واسع من درجات الحرارة.[١٤]

تتميز المواد الصلبة بأحجامها الثابتة وكثافتها المرتفعة، وارتباط جزيئاتها بروابط قوية، بالإضافة إلى بطأ انتشارها وارتفاع درجات انصهارها مقارنةً بحالات المادة الأخرى.

المراجع[+]

1. ↑ “Properties of Matter: Solids”, livescience, Retrieved 2020-11-17. Edited.
2. ↑ “What Is a Solid? Definition and Examples in Science  !”, sciencenotes, Retrieved 2020-11-17. Edited.
3. ↑ “Properties of Solids”, fsu, Retrieved 2020-11-17. Edited.
4. ↑ “1.10 Volume of Solids”, ck12, Retrieved 2020-11-17. Edited.
5. ↑ “Solid State”, byjus, Retrieved 2020-11-17. Edited.
6. ↑ “Measuring the Volume of Solids”, harpercollege, Retrieved 2020-11-17. Edited.
7. ↑ “How to Determine the Density of Solid Materials”, sciencing, Retrieved 2020-11-17. Edited.
8. ↑ “Liquids Solids and Gases:”, fscj, Retrieved 2020-11-17. Edited.
9. ↑ “12.1: A Molecular Comparison of Gases, Liquids, and Solids”, libretexts, Retrieved 2020-11-17. Edited.
10. ↑ “Chapter 12: Liquids, Solids and Intermolecular Forces”, moorparkcollege, Retrieved 2020-11-17. Edited.
11. ↑ “Characteristics of Solids, Liquids, Gases”, northpolk, Retrieved 2020-11-17. Edited.
12. ↑ “Solid State Diffusion of Metals”, materialseducation, Retrieved 2020-11-17. Edited.
13. ↑ “Characteristics of the Solid, Liquid, and Gaseous States”, uiuc, Retrieved 2020-11-17. Edited.
14. ↑ “Melting Point, Freezing Point, Boiling Point”, purdue, Retrieved 2020-11-17. Edited.