ما المادة؟ والمواد الصلبة

تأمل جمال الطبيعة؛ تجد ماءً وشمسًا وثلجًا، وكل منها مادة.

حالات المادة: تتكوّن جميع المواد من جسيمات صغيرة، ومنها الذرات والجزيئات والأيونات، وكل جسيم يجذب الجسيمات الأخرى نحوه. وهذه الجسيمات تتحرك باستمرار. وتحدّد حركة جسيمات المادة وقوة التماسك بينها حالتها.

هناك ثلاث حالات مألوفة للمادة هي: الصلبة والسائلة والغازية. وهناك حالة رابعة يطلق عليها البلازما، وهي حالة المادة التي تحدث عند درجات الحرارة العالية جدًّا. وتوجد هذه الحالة في النجوم وفي الصواعق وفي أضواء النيون. وعلى الرغم من أن البلازما هي الحالة الشائعة في الكون، إلا أنها ليست شائعة على الأرض.

ما الذي يجعل المادة صلبة؟ فكّر في بعض المواد الصلبة، مثل الكرسي ومكعبات الثلج وغيرها.

فعندما ترفع حجرًا عن الأرض وتضعه في وعاء لا يتغيّر شكل الحجر ولا حجمه؛ فالمادة الصلبة لا تأخذ شكل الوعاء الذي توضع فيه؛ لأن جسيماتها تكون متراصّة بعضها بجانب بعض.

حركة الجسيمات: جسيمات المواد المختلفة تتحرك باستمرار. فهل يعني هذا أن جسيمات المادة الصلبة متحركة أيضًا؟ رغم أنك لا تستطيع رؤية الجسيمات إلا أن جسيمات المادة الصلبة تهتز في مكانها، ولكنها ليس لها طاقة كافية لتبتعد عن أماكنها.

المواد البلورية: تترتّب جسيمات بعض المواد الصلبة بصورة منتظمة ثلاثية الأبعاد، يطلق عليها بلورة:

• الترتيب البلوري لكلوريد الصوديوم (ملح الطعام) NaCl، حيث تترتّب الجسيمات في البلورة في صورة مكعب.
• الترتيب البلوري الهرمي للماس، الذي يتكوّن بكامله من ذرات الكربون.
• والأمثلة على المواد البلورية كثيرة؛ ومنها السكر والرمل والثلج.

المواد الصلبة غير البلورية: بعض المواد الصلبة -وبخاصة التي تتكوّن من جسيمات كبيرة الحجم- لا تترتّب جسيماتها بصورة متكررة ثلاثية الأبعاد كالمواد البلورية؛ فقد وجد أنها تأخذ ترتيبًا عشوائيًّا. ومن هذه المواد المطاط والبلاستيك والزجاج.