نفسر ما هي المادة وما هي خصائصها الكيميائية والفيزيائية. أيضا ، كيف يتم تصنيفها وبعض الأمثلة على المادة.
ما الأمر؟
نسمي المادة لكل ما يشغل مكانًا معينًا في كون أو مساحة ، لديها قدر معين من طاقة ويخضع للتفاعلات والتغييرات في طقس، والتي يمكن قياسها بأداة قياس.
من وجهة نظر كيميائية ، المادة هي مجموعة العناصر المكونة لـ واقع محسوس ، أي ما يشكل المواد من حولنا وأنفسنا. ال كيمياء هل علم الذي يتعامل مع دراسة تكوين المادة وتحويلها.
نستخدم مصطلح "مسألة" كمرادف لـ مادة، وهذا هو الشيء الذي تتكون منه الأشياء ، ونفهمه علميًا على أنه شيء آخر غير القوات أو الطاقات ، التي هي أكثر ارتباطًا بـ ديناميات التي تتفاعل مع الأشياء.
توجد المادة في كل مكان وفي أي حالة جسدية (صلبة ، سائلة ، غازية ، بلازما). هناك مادة في هواء أن تتنفس ، وكذلك في كوب من ماء. كل ما نراه ونشعر به ونلمسه هو أمر مهم ، وهذا هو السبب في أنه أساسي لتطوير الحياة في كوكب.
على حد علمنا ، تتكون المادة الكيميائية من جزيئات مجهرية ، وهو ما نسميه ذرات. الذرات هي الوحدات الأساسية للمادة. كل ذرة لها خصائص عنصر كيميائي التي تنتمي إليها. يوجد حتى الآن 118 عنصرًا كيميائيًا تم تحديد موقعها وترتيبها وتصنيفها في الجدول الدوري من العناصر.
من ناحية أخرى ، تختلف الذرات عن بعضها البعض ، اعتمادًا على كمية أو توزيعها الجسيمات دون الذرية، وهي دائمًا من ثلاثة أنواع: الإلكترونات (شحنة سالبة)، البروتونات (شحنة موجبة) و النيوترونات (متعادلة الشحنة). توجد البروتونات والنيوترونات في نواة الذرة والإلكترونات من حولها.
تُعرف التفاعلات بين أشكال المادة أو المواد المختلفة باسم تفاعلات كيميائية.
الخصائص الكيميائية للمادة
يتفاعل كل شكل من أشكال المادة في وجود مواد أخرى ، وفقًا لخصائص تكوين معينة لذراتها أو الجزيئات، مما يسمح لنتيجة التفاعلات المذكورة أن تكون مواد مختلفة عن تلك الأولية (أكثر تعقيدًا أو أبسط).
من بين الخصائص الكيميائية الرئيسية للمادة:
- الرقم الهيدروجيني. تآكل الأحماض وكاوية القواعد يتعلق الأمر بدرجة حموضة المادة ، أي مستوى الحموضة أو القلوية ، وقدرتها على التبرع بالإلكترونات أو استقبالها عند ملامستها لبعض المواد ، مثل المعادن أو ما شابه مواد عضوية. عادة ما تكون هذه التفاعلات طاردة للحرارة ، أي أنها تولد الحرارة. من ناحية أخرى ، يقيس الرقم الهيدروجيني كمية H3O + أو OH- أيونات في مادة أو أ تحلل.
- التفاعلية. وفقًا لدستورها الذري ، يمكن أن تكون المادة تفاعلية إلى حد ما ، أي أنها أكثر أو أقل عرضة للاندماج مع مواد أخرى. في حالة الأشكال الأكثر تفاعلية ، مثل معادن السيزيوم (Ce) والفرانسيوم (Fr) ، فمن النادر رؤيتها في أشكال نقية ، فهي دائمًا ما تكون جزءًا من مجمعات سكنية مع عناصر أخرى. المكالمات غازات نبيلة أو الغازات الخاملة ، من ناحية أخرى ، هي أشكال من المادة ذات تفاعل منخفض للغاية ، والتي لا تكاد تخضع للتفاعل مع أي مادة أخرى.
- القابلية للاشتعال. يمكن أن تشتعل بعض المواد ، أي تولد انفجارًا يطلق الحرارة وينتج لهبًا ، في وجود مصدر حرارة أو في تفاعل مع مواد أخرى. تسمى هذه المادة قابلة للاشتعال (على سبيل المثال ، البنزين).
- أكسدة. إنه فقدان الإلكترونات من ذرة أو أيون عندما يتفاعل ضد مركب معين.
- اختزال. هو اكتساب إلكترونات ذرة أو أيون عندما تتفاعل مع مركب معين.
الخصائص الفيزيائية للمادة
في الحالة الصلبة ، تكون الجسيمات قريبة جدًا من بعضها.
للمادة أيضًا خصائص فيزيائية ، أي الخصائص المشتقة من التغييرات في شكلها المرتبط بفعل قوى خارجية أخرى. لا ترتبط الخواص الفيزيائية بالتركيب الكيميائي للمواد.
من بين الخصائص الفيزيائية الرئيسية للمادة:
- درجة حرارة. إنها درجة الحرارة التي تظهرها المادة في كل مرة ، والتي تُشع عمومًا نحو البيئة عندما تكون درجة حرارة مادة ما أعلى من درجة حرارة محيطها. درجة الحرارة هي درجة الطاقة الحركية قدمتها جزيئات المادة.
- حالة التجميع. يمكن أن تظهر المادة في ثلاث "حالات" أو بنى جزيئية تحددها درجة حرارتها أو ضغط التي يتعرض لها. هذه الدول الثلاث هي: صلب (جزيئات معبأة بشكل وثيق ، طاقة حركية منخفضة) ، سائل (الجسيمات أقل معًا ، طاقة حركية كافية لتدفق المادة ، دون فصل كامل) و الغازي (جسيمات بعيدة جدًا ، طاقة حركية عالية).
- الموصلية أو الموصلية. هناك نوعان من أشكال التوصيل: حراري (الحرارة) و كهربائي (الكهرومغناطيسية) ، وفي كلتا الحالتين ، فإن قدرة المواد تسمح بمرور الطاقة عبر جزيئاتها. تُعرف المواد ذات الموصلية العالية بالموصلات ، وتلك ذات الموصلية المنخفضة هي أشباه الموصلات وتلك ذات الموصلية الفارغة مثل عوازل.
- نقطة الانصهار. إنها درجة الحرارة التي تتحول عندها مادة صلبة إلى سائل عند ضغط 1 ضغط جوي.
- نقطة الغليان. إنها درجة الحرارة التي عندها ضغط بخار من السائل يساوي الضغط حول السائل. عند هذه النقطة يتحول السائل إلى بخار. عندما يساوي ضغط بخار السائل الضغط الجوي يطلق عليه "نقطة الغليان العادية".
تصنيف المادة
هناك العديد من الطرق والمعايير لتصنيف الأمر. من وجهة نظر عامة ، يمكننا سرد العناصر الرئيسية على النحو التالي:
- المادة الحية. يتوافق مع كائنات حية، بينما هم على قيد الحياة.
- مادة جامدة. يتكون من أشياء خاملة أو هامدة أو ميتة.
- مواد عضوية. يتكون أساسًا من ذرات الكربون والهيدروجين ، ويرتبط عمومًا بـ كيمياء الحياة.
- مواد غير عضوية. إنه ليس عضويًا ولا يتعلق بالضرورة بالحياة ولكن بتفاعلات كيميائية عفوية أو غير عفوية.
- مسألة بسيطة. وهي تتألف من ذرات من عدة أنواع مختلفة ، أي أنها أقرب إلى النقاء.
- مادة مركبة. وهي مكونة من عناصر عديدة من أنواع مختلفة تصل إلى مستويات عالية من التعقيد.
أمثلة على المادة
تعد جميع الكائنات في الكون تقريبًا مثالًا جيدًا للمادة ، طالما أنها تتكون من ذرات ولها خصائص فيزيائية كيميائية قابلة للتحديد ، ويمكن تمييزها وقياسها.
الأحجار ، المعادن ، الهواء الذي نتنفسه ، الخشب ، أجسامنا ، الماء الذي نشربه ، كل الأشياء التي نستخدمها كل يوم هي أمثلة مثالية للمادة. حتى أن هناك نظريات حديثة في فيزياء الكم تقترح أن الفراغ ، الذي يُفهم حتى الآن على أنه غياب للمادة ، سيكون أيضًا "ممتلئًا" ببعض أنواع الجسيمات ، تسمى بوزونات هيغز.