في هذا المقال، نقدم لكم بحثا عن تغيرات المادة لفهم أنواعها الرئيسية، في مجال الكيمياء، يشير مصطلح المادة إلى أي شيء له كتلة وحجم ويمكن قياسه ويأخذ مساحة في الفراغ، ويشمل هذا التعريف أيضا أي عنصر يتكون من تجمع جزيئات وله خصائص فيزيائية أو كيميائية أو بيولوجية، ويمكن رؤية بعض هذه المواد بالعين المجردة والبعض الآخر يتطلب تغيرا في خصائصها لكي يمكن رؤيتها.
وبعض هذه المواد ملموسة مثل الورقة وأخرى غير ملموسة مثل الهواء، وتتألف المادة في الأساس 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 مثل ليوكيبوس، وفي موسوعة سنوفر معلومات عن حالات المادة وأبرز تغيراتها.
بحث عن تغيرات المادة
أنواع تغيرات المادة
تنقسم تغيرات المادة إلى نوعين وهم:
- التغير الكيميائي: وهو التغير الذي يحدث نتيجة إنتاج مواد جديدة تمتلك خواص مختلفة عن المواد الأساسية قبل حدوث التفاعل، ويمكن أن يشمل هذا التغيير مادة واحدة أو عدة مواد، ومثال على ذلك هو عملية تحليل المياه بالكهرباء واحتراق الفحم.
- التغير الفيزيائي: التغير الخارجي يتعلق بشكل المادة، وهذا يعني أن التغير لا يؤثر على خواصها ولكنه يتعلق بنوعها فقط، مثل تغير درجة حرارة المادة أو عملية ذوبان الملح وتبخر المياه.
- التغيرات الجيوكيميائية: وهو التغير الذي يحدث في الخواص المادة وشكلها الخارجي في وقت واحد، ويؤدي هذا التغير إلى تكوين مواد جديدة تختلف تماما عن المواد الأساسية، ومن أمثلة لهذا التغير هي عملية تعفن الخضروات والفواكه، بالإضافة إلى العمليات الحيوية التي تحدث داخل جسم الإنسان مثل الهضم والتنفس، وهذه التغيرات تحدث بسبب إفرازات الجسم أو الخمائر الموجودة في الطعام، وذلك نتيجة للعديد من العوامل مثل انتشار البكتيريا أو ارتفاع درجة الحرارة.
تقسم هذه التغيرات وفقا لدرجة فائدتها أو ضررها، حيث تعتبر حرق الفحم وذوبان السكر والملح من أبرز التغيرات المفيدة التي يستفيد الإنسان منها، بينما تعتبر حرق الغابات وتسوس الأسنان وتعفن الطعام من أبرز التغيرات الضارة.
حالات المادة
أما عن حالات المادة فهي تنقسم إلى أربع أنواع وهم:
- الحالة الصلبة: وهي الحالة التي تتمتع بترابط قوي في جزئيات المادة التي تتسم بحركتها البطيئة، وتتميز في الغالب بشكلها البلوري، ومثال على ذلك: ملح الطعام والسكر والألماس، وتتكون عن طريق تبريد المادة السائلة أو الغازية، ولها حجم وشكل ثابت ولا يمكن ضغطها.
- الحالة السائلة: تتكون المواد من خلال تبريد المواد الغازية، وهي ليست لها شكل ثابت بل تختلف في الحجم. ومن أمثلة ذلك الماء، وهناك بعض المواد التي تتحول من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة، مثل بعض أنواع الصخور التي تصبح حمما مذابة عندما يرتفع مستوى الحرارة بشكل كبير. هذه المواد غير قابلة للضغط.
- الحالة الغازية: وتتميز بحركة جزيئاتها الحرة التي تؤدي إلى وجود فراغات واسعة بينها، وهي حالة ليس لها شكل أو حجم محدد، ومن أمثلتها الغاز الذي يتعرض للضغط عن طريق تقليل حجمه ونتيجة لذلك يتقارب الجزيئات وتحدث تصادمات بينها، وأيضا يتعرض للضغط عن طريق التعرض لدرجة حرارة عالية، وتتمتع هذه المواد بسرعة انتشار ضخمة.
- حالة البلازما: هذه حالة نادرة للمادة، حيث يتعرض جزيئات المادة الغازية للتأين نتيجة تعرضها لدرجة حرارة عالية، مما يؤدي إلى تفكك روابط الجزيئات إلى ذرات، مما يتسبب في تصادم شديد بينها بسبب فقدانها لبعض الإلكترونات، وفي النهاية، تتكون حالة البلازما من خليط من الإلكترونات والأيونات الموجبة، ومثال على ذلك هو مصابيح الفلورسنت.