النظرية الجزيئية للمادة

كيف تتجمد المياه عندما تضعها في الثلاجة وتتبخر إذا تركتها في درجة حرارة الغرفة لفترة طويلة؟ لماذا يمكن للمواد المختلفة تغيير حالتها المادية بين الصلبة والسائلة والغازية؟ لماذا يتغير حجم المواد إذا رفعنا أو خفضنا درجات حرارتها؟ طريقة واحدة لشرح كل هذا هو أن نتصور أن كل شيء حولنا يتكون من جزيئات صغيرة. هذه هي الفكرة الأساسية وراء النظرية الجزيئية للمادة. ويمكن تلخيص هذه النظرية في خمس نقاط رئيسية. النقطة الأولى: كل مادة تتكون من جسيمات، مثل الذرات أو الجزيئات أو الأيونات. أنواع مختلفة من المادة - مواد مختلفة - مصنوعة من جزيئات مختلفة. على سبيل المثال، الذهب يحتوي فقط على ذرات من الذهب. يتكون الماء من جزيئات الماء التي تحتوي على أكسجين وذرتين هيدروجين. الملح الذي تستخدمه على طعامك يتكون من أيونات الصوديوم وأيونات الكلوريد. النقطة الثانية في النظرية الجزيئية للمادة هي أن الجسيمات تنجذب لبعضها البعض بواسطة قوى. هذه القوى الجاذبة تجمع الجزيئات القريبة. الجسيمات الأقرب تنجذب لبعضها البعض بقوة أكبر من تلك البعيدة عن بعضها. النقطة الثالثة تخبرنا أن هناك دائما مسافة بين الجزيئات. في بعض المواد، يمكن تجميع الجزيئات معًا بإحكام شديد، لكنها لا تتلامس أبدًا. المساحة بين الجزيئات فارغة. النقطة الرابعة تنص على أن جميع الجزيئات تتحرك باستمرار. وهذا ينطبق على جميع الجزيئات في جميع المواد، في جميع حالات المادة. قد يبدو لكم أن الأشياء الصلبة مثل الكتب أو الجدران، لا تزال ثابتة ولا تتحرك. وهي تبدو كذلك لأن الجزيئات الموجودة بداخلها تشكل هياكل صلبة، متماسكة بإحكام بواسطة قوى الجاذبية. ولكن حتى في الهياكل الصلبة، تهتز الجزيئات قليلاً في مواقعها. على الرغم من أن الجسم نفسه لا يتحرك، فإن الجزيئات الموجودة بداخله تتحرك. هذا يعني أن للجزيئات طاقة مرتبطة بهذه الحركة - الطاقة الحركية. الطاقة الحركية العالية تعني الكثير من الحركة، والطاقة الحركية المنخفضة تعني القليل من الحركة. وهذا يقودنا إلى النقطة الخامسة في النظرية الجزيئية للمادة: هناك علاقة بين درجة الحرارة و طاقة الجزيئات المتحركة. عندما تسخن المادة ترتفع درجة حرارتها. وتتحرك جزيئاتها بشكل أسرع، وتزداد طاقتها الحركية. يمكن للجسيمات سريعة الحركة التغلب بسهولة أكبر على القوى التي تجذبها إلى الجسيمات المحيطة. لذا إن أمكن، تنتشر الجزيئات. وهكذا يمكن لتسخين مادة أن يجعلها تغير حالتها من صلبة إلى سائلة أو من سائلة إلى غازية! عندما يتم إزالة الحرارة من المادة، يحدث العكس. تنخفض درجة الحرارة، وتتباطأ الجزيئات، وتنخفض طاقتها الحركية. الجسيمات لا تتحرك بسرعة كافية للتغلب على القوى الجاذبة، لذا فإن هذه القوى تقربهم من بعضهم البعض. لهذا عندما تبرد مادة، يمكنها تغيير حالتها من غازية إلى سائلة أو من سائلة إلى صلبة! إذن هذه هي النظرية الجزيئية للمادة. وهذه النقاط الخمس تفسر كل شيء. إنها تساعدنا على فهم أفضل لماذا هناك حالات مختلفة من المادة، ولماذا تتصرف المواد بالطريقة التي تتصرف بها.