الكيمياء تتعامل مع خصائص المواد

بعض المواد حولنا صلبة. بعضها أقسى من غيرها. هناك مواد سائلة، أو غازية. بعض المواد تتفاعل بسهولة مع المواد الأخرى، بينما غيرها مستقر. لماذا؟ لماذا تختلف خصائص المواد المختلفة؟ الكيمياء هو حقل العلم الذي يحاول الإجابة على هذا السؤال تحديدا، ويكون علينا غالبا النظر عن كثب جدا لمعرفة الإجابة. نحتاج للنظر إلى ذرات المادة. هذه بعض ذرات الحديد. إنها مرتبطة ببعضها بقوة - لقد كونت روابط قوية. إذا حاولنا إزالة الذرات فإن الروابط تجذبه نحوها ثانية. الحديد مادة قاسية. إذا سخنا الحديد، تتحرك الذرات في الأنحاء بشكل أسرع، لكنها تبقى في أماكنها. الحديد مادة صلبة حتى عند مئات الدرجات المئوية. نحتاج لأكثر من ألف درجة لتبدأ الذرات بالانتقال من أماكنها - أي لكي يذوب الحديد. قارن ذلك بهذه المادة - ذرات كربون و ذرات هيدروجين في سلاسل طويلة. المادة التي ننظر إليها الآن هي نوع من البلاستيك، مثل مادة كرة الشاطئ. كل سلسلة من الذرات - كل جزيء - يبقى متماسكا بروابط قوية. لكن الجزيئات ليست مرتبطة مع بعضها بنفس القوة. يمكنها الانزلاق فوق بعضها. يمكن لمادة البلاستيك هذه تغيير شكلها - إنها لينة. إنها تكون صلبة في درجة حرارة الغرفة، لكن يكفي القليل من التسخين فقط… … لتبدأ الجزيئات بالتحرك في جميع الأنحاء - لقد ذاب البلاستيك. عندما تكون الروابط بين الجزيئات ضعيفة، تتحول المادة إلى سائل عند درجة حرارة أقل. لننظر إلى أحد الغازات أيضا. هذا خليط من الهيدروجين والأكسجين. الذرات في كل من الهيدروجين والأكسجين مرتبطة في شكل اثنان باثنان. الروابط بين الذرات قوية في كل جزيء. لكن الروابط بين الجزيئات ضعيفة جدا لدرجة تقارب الانعدام. تستطيع الجزيئات التحليق بحرية في الأنحاء - إنها غازية. أحد خصائص الهيدروجين والأكسجين هي أنهما يتفاعلان بسهولة مع بعضهما - إنها تفاعلية. عندما تتفاعل المواد، تترابط ذراتها معا بطرق جديدة. ما يجعل الهيدروجين والأكسجين تفاعليين هو أن الذرات تريد تشكيل جزيء جديد: الماء. البلاستيك في كرة الشاطئ تفاعلي أيضا، إذا تم تسخينه بما يكفي. يمكن أن يحترق البلاستيك - تكون الذرات روابط جديدة مع ذرات الأكسجين في الهواء. لكن الذرات في هذه الأحجار لن تتفاعل. إنها سعيدة بروابطها الحالية. ما سبب قسوة مادة الحديد وليونة مادة البلاستيك؟ لماذا لدى الحديد والأحجار درجة ذوبان مرتفعة، بينما للبلاستيك درجة ذوبان منخفضة؟ لماذا يكون الهيدروجين والأكسجين غازيين في درجة حرارة الغرفة، ولماذا هما تفاعليين ؟ ولماذا تتفاعل كرة الشاطئ مع أكسجين الهواء عند تسخينها، بخلاف الأحجار؟ كل هذا يتعلق بكيفية ارتباط ذرات كل مادة ببعضها. الروابط بين الذرات، ومدى قوتها، هي ما تؤثر على خصائص المادة، وهذا تحديدا - أي خصائص المواد، وكيف تتفاعل مع بعضها - هو كل ما تدور حوله الكيمياء.