في هذا المقال، سنعرض لك بحثًا عن تغيرات المادة لتعريف أنواعها الهامة. في علم الكيمياء، يُستخدم مصطلح المادة للإشارة إلى كل ما له كتلة وحجم ويمكن قياسه، ويأخذ مكانًا في الفراغ. يشمل هذا التعريف أيضًا كلّ عنصر يتألف من مجموعة جزيئات وله خصائص فيزيائية أو كيميائية أو بيولوجية. ويمكن رؤية بعض هذه المواد بالعين المجردة، في حين أن البعض الآخر يتطلب تغيرًا في خصائصها لكي يتم رؤيتها.
وبعض هذه المواد ملموسة مثل الورقة وأخرى غير ملموسة مثل الهواء، وتتكون المادة بالأساس من مجموعة من الذرات والتي تتكون من مجموعة من البروتونات والنيترونات والإلكترونات، ويعود تاريخ اكتشاف هذه الذرات إلى القرن الخامس قبل الميلاد على يد الفلاسفة اليونانيين أمثال ليوكيبوس، وفي موسوعة سنلسط الضوء عن حالات المادة وأبرز تغيراتها.
بحث عن تغيرات المادة
أنواع تغيرات المادة
تنقسم تغيرات المادة إلى نوعين وهم:
- التغير الكيميائي: يشير هذا إلى التغير الذي يحدث بعد حدوث تفاعل، والذي يؤدي إلى إنتاج مواد جديدة تتمتع بخواص مختلفة عن المواد الأساسية قبل التفاعل، وقد يتضمن هذا التغير مادة واحدة أو عدة مواد، ومن أمثلة ذلك عملية تحلل الماء بالكهرباء، واحتراق الفحم.
- التغير الفيزيائي: يشير هذا إلى التغير الذي يتم في المادة الخارجية نفسها، وذلك بتغيير نوع المادة وليس خواصها، ومن أمثلة ذلك تغيير درجة حرارة المادة، مثل عملية ذوبان الملح وتبخر الماء.
- التغيرات الجيوكيميائية: هو التغيّر الذي يحدث في الخواص والشكل الخارجي للمادة في نفس الوقت، ويؤدي هذا التغيّر إلى إنتاج مواد جديدة تختلف تمامًا عن المواد الأساسية، ومن أمثلة هذا التغيّر عملية تعفن الفواكه والخضروات، وكذلك العمليات الحيوية التي تحدث داخل جسم الإنسان مثل الهضم والتنفس، وتحدث هذه التغيّرات نتيجة إفرازات الجسم أو بسبب الخمائر الموجودة في الطعام، وتتأثر هذه التغيّرات بعدة عوامل منها انتشار البكتيريا أو ارتفاع درجة الحرارة.
تنقسم التغيرات إلى فئات بناءً على فائدتها أو ضررها، فمن أهم التغيرات الإيجابية التي يستفيد منها الإنسان: حرق الفحم، ذوبان السكر والملح. ومن بين التغيرات السلبية: حرائق الغابات، تسوس الأسنان، تعفن الطعام.
حالات المادة
أما عن حالات المادة فهي تنقسم إلى أربع أنواع وهم:
- الحالة الصلبة: تشير هذه الحالة إلى المواد التي تتمتع بترابط قوي بين جزيئاتها، وتتميز بشكل بلوري، ويشمل ذلك أمثلة مثل: ملح الطعام والسكر والألماس، وتتكون هذه المواد عندما يتم تبريد المواد السائلة أو الغازية، وتتميز بحجم وشكل ثابت وغير قابل للضغط.
- الحالة السائلة: تتكون المواد الغازية من خلال عملية التبريد، وعلى الرغم من أنها لا تتمتع بشكل ثابت، فإن حجمها يختلف باستمرار. ومن بين الأمثلة الأكثر شيوعًا على هذه الحالة هو الماء. ومن المواد التي يمكن أن تتحول من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة بعض أنواع الصخور، حيث تتحول إلى حمم منصهرة عندما تتعرض لارتفاع درجة الحرارة بشدة، على الرغم من أن هذه المواد لا يمكن ضغطها.
- الحالة الغازية: وهي تتميز بحركة جزيئاتها الحرة التي تؤدي إلى وجود مسافات واسعة بينها، وهي حالة لا تتمتع بأي شكل أو حجم محدد. ومن أمثلة هذه المادة الغازات التي يمكن ضغطها عن طريق تصغير حجم الحاوية التي تحتوي عليها، مما يؤدي إلى تقليل المسافات بين جزيئاتها وزيادة احتكاكها. كما يمكن زيادة الضغط عليها بزيادة درجة حرارتها، وتتميز هذه المواد بسرعة انتشارها الكبيرة.
- حالة البلازما: هذه هي إحدى الحالات النادرة للمادة، حيث تتحول جزئيات المادة الغازية إلى حالة الانحلال الحراري. يحدث ذلك عندما تتعرض لدرجة حرارة عالية جدًا ويحدث تكسير لروابط الجزيئات إلى ذرات، مما يؤدي إلى اصطدامات شديدة بينها بسبب فقدان بعض الإلكترونات، وفي النهاية ينتج عن ذلك حالة البلازما التي تتكون من مزيج من الإلكترونات والأيونات الموجبة، ومن أمثلة ذلك مصابيح الفلورسنت.
