- ما هي المادة المصنوعة؟
- الشحنة الكهربائية
- أصل المادة
- تكوين النجوم وأصل العناصر
- خصائص المادة
- - الخصائص العامة
- الكتلة والوزن والقصور الذاتي
- الصوت
- درجة الحرارة
- - الخصائص المميزة
- الدول من المواد
- صلب
- السوائل
- غازات
- بلازما
- أمثلة على المادة
- أشياء مشتركة
- مسألة عنصرية
- مواد عضوية
- المادة المضادة
- المادة المظلمة
- المراجع
و المسألة هي التي لديها كتلة، وتحتل مكانا في الفضاء، وغير قادرة على التفاعل الجاذبية. الكون كله مكون من مادة ، أصلها بعد الانفجار العظيم مباشرة.
المادة موجودة في أربع حالات: صلبة ، سائلة ، غازية ، وبلازما. هذا الأخير له العديد من أوجه التشابه مع الغاز ، ولكن له خصائص فريدة تجعله الشكل الرابع للتجميع.
تتكون المادة من ذرات. تتكون الذرات من النيوترونات والبروتونات والإلكترونات
تنقسم خصائص المادة إلى فئتين: عامة وخصائص. يسمح الجنرالات للفرد بتمييز ما هو غير موجود. على سبيل المثال ، الكتلة هي خاصية للمادة ، وكذلك الشحنة الكهربائية والحجم ودرجة الحرارة. هذه الخصائص شائعة لأي مادة.
في المقابل ، فإن الخصائص هي الخصائص المحددة التي يتم من خلالها تمييز نوع من المادة عن الآخر. تشمل هذه الفئة الكثافة ، واللون ، والصلابة ، واللزوجة ، والتوصيل ، ونقطة الانصهار ، ومعامل الانضغاط ، وغيرها الكثير.
ما هي المادة المصنوعة؟
الذرات هي لبنات بناء المادة. في المقابل ، تتكون الذرات من البروتونات والإلكترونات والنيوترونات.
الشحنة الكهربائية
الشحنة الكهربائية هي خاصية جوهرية للجسيمات التي تتكون منها المادة. البروتونات لها شحنة موجبة والإلكترونات سالبة الشحنة ، والنيوترونات تفتقر إلى الشحنة الكهربائية.
في الذرة ، توجد البروتونات والإلكترونات بكميات متساوية ، وبالتالي فإن الذرة - والمادة بشكل عام - عادة ما تكون في حالة متعادلة.
رسم توضيحي يمثل ذرة. البروتونات والنيوترونات في نفس العدد في النواة. الإلكترونات في مستويات مدارية مختلفة حول النواة
أصل المادة
يعود أصل المادة إلى اللحظات الأولى من تكوين الكون ، وهي المرحلة التي بدأت فيها العناصر الخفيفة مثل الهيليوم والليثيوم والديوتيريوم (أحد نظائر الهيدروجين) في التكون.
ناسا / فريق العلوم WMAP / فن دانا بيري
تُعرف هذه المرحلة باسم التركيب النووي Big Bang ، وهي عملية توليد النوى الذرية من مكوناتها: البروتونات والنيوترونات. بعد لحظات وجيزة من الانفجار العظيم ، برد الكون وانضمت البروتونات والنيوترونات معًا لتشكيل نوى ذرية.
تكوين النجوم وأصل العناصر
في وقت لاحق ، عندما تشكلت النجوم ، كانت نواتها تصنع أثقل العناصر من خلال عمليات الاندماج النووي. هذه هي الطريقة التي نشأت بها المادة العادية ، والتي تتكون منها جميع الأشياء المعروفة في الكون ، بما في ذلك الكائنات الحية.
ومع ذلك ، يعتقد العلماء اليوم أن الكون لا يتكون بالكامل من مادة عادية. الكثافة الحالية لهذه المادة لا تفسر الكثير من الملاحظات الكونية ، مثل تمدد الكون وسرعة النجوم في المجرات.
تتحرك النجوم أسرع مما تنبأت به كثافة المادة العادية ، وهذا هو السبب في افتراض وجود مادة غير مرئية مسؤولة. يتعلق الأمر بالمادة المظلمة.
من المفترض أيضًا وجود فئة ثالثة من المادة ، مرتبطة بما يعرف بالطاقة المظلمة. تذكر أن المادة والطاقة متكافئان ، وفقًا لما أشار إليه أينشتاين.
ما سنصفه بعد ذلك يشير حصريًا إلى المادة العادية التي صنعناها ، والتي لها كتلة وخصائص عامة أخرى والعديد من الخصائص المحددة للغاية ، اعتمادًا على نوع المادة.
خصائص المادة
- الخصائص العامة
الخصائص العامة للمادة مشتركة بينها كلها. على سبيل المثال ، قطعة من الخشب وقطعة من المعدن لها كتلة ، وتشغل حجمًا ودرجة حرارة معينة.
الكتلة والوزن والقصور الذاتي
الكتلة والوزن مصطلحان يتم الخلط بينهما في كثير من الأحيان. ومع ذلك ، هناك اختلاف جوهري بينهما: كتلة الجسم هي نفسها - ما لم يتعرض لخسارة - لكن وزن نفس الشيء يمكن أن يتغير. نحن نعلم أن الوزن على الأرض وعلى القمر ليس هو نفسه ، لأن جاذبية الأرض أكبر.
لذلك ، الكتلة هي كمية قياسية ، بينما الوزن متجه. هذا يعني أن وزن الجسم له حجم واتجاه وإحساس ، لأنه القوة التي تسحب بها الأرض - أو القمر أو أي جسم فلكي آخر - الجسم باتجاه مركزه. هنا يكون الاتجاه والشعور "نحو المركز" ، بينما يتوافق الحجم مع الجزء العددي.
للتعبير عن الكتلة ، يكفي العدد والوحدة. على سبيل المثال ، يتحدثون عن كيلو من الذرة أو طن من الفولاذ. في النظام الدولي للوحدات (SI) ، وحدة الكتلة هي الكيلوجرام.
شيء آخر نعرفه على وجه اليقين ، من التجارب اليومية ، هو أنه من الصعب تحريك الأشياء الضخمة جدًا مقارنة بالأشياء الأخف. يجد الأخير أنه من الأسهل تغيير الحركات. إنها خاصية للمادة تسمى القصور الذاتي ، والتي تقاس من خلال الكتلة.
الصوت
تحتل المادة مساحة معينة لا تشغلها مادة أخرى. وبالتالي فإن هذا لا يمكن اختراقه ، مما يعني أنه يوفر مقاومة للمادة الأخرى التي تشغل نفس المكان.
على سبيل المثال ، عند نقع الإسفنج ، يوجد السائل في مسام الإسفنج ، دون أن يشغل نفس المكان الذي توجد فيه. وينطبق الشيء نفسه على الصخور المكسورة المسامية التي تحتوي على النفط.
درجة الحرارة
يتم تنظيم الذرات في جزيئات لإعطاء بنية المادة ، ولكن بمجرد تحقيقها ، لا تكون هذه الجسيمات في حالة توازن ثابت. على العكس من ذلك ، لديهم حركة اهتزازية مميزة ، والتي تعتمد من بين أمور أخرى على تصرفهم.
ترتبط هذه الحركة بالطاقة الداخلية للمادة ، والتي تُقاس من خلال درجة الحرارة.
- الخصائص المميزة
هم كثيرون ودراستهم تساهم في توصيف التفاعلات المختلفة التي يمكن أن تنشأ. من أهمها الكثافة: كيلوغرام من الحديد وآخر من الخشب يزنان نفس الشيء ، لكن كيلوغرام الحديد يشغل حجما أقل من كيلوغرام الخشب.
الكثافة هي نسبة الكتلة إلى الحجم الذي تحتله. كل مادة لها كثافة مميزة لها ، على الرغم من أنها ليست ثابتة ، لأن درجة الحرارة والضغط يمكن أن يؤديا إلى تعديلات مهمة.
خاصية أخرى خاصة جدا هي المرونة. ليست كل المواد لها نفس السلوك عند شدها أو ضغطها. بعضها مقاوم للغاية ، والبعض الآخر قابل للتشوه بسهولة.
بهذه الطريقة لدينا العديد من خصائص المادة التي تميز سلوكها في مواقف لا حصر لها.
الدول من المواد
الماء في حالة سائلة وصلبة وغازية.
تظهر المادة لنا في حالات التجميع ، اعتمادًا على قوة التماسك بين الجسيمات التي تتكون منها. بهذه الطريقة ، هناك أربع حالات تحدث بشكل طبيعي:
-صلب
- سوائل
-غاز
-بلازما
صلب
مادة الحالة الصلبة لها شكل محدد جيدًا ، لأن الجسيمات المكونة لها شديدة التماسك. كما أن لديها استجابة مرنة جيدة ، لأنه عندما يتم تشويهها ، تميل مادة الحالة الصلبة إلى العودة إلى حالتها الأصلية.
السوائل
تأخذ السوائل شكل الحاوية التي تحتوي عليها ، ولكن مع ذلك ، لها حجم محدد جيدًا ، نظرًا لأن الروابط الجزيئية ، رغم أنها أكثر مرونة من المواد الصلبة ، لا تزال توفر تماسكًا كافيًا.
غازات
تتميز المادة في الحالة الغازية بأن الجزيئات المكونة لها ليست مرتبطة بإحكام. في الواقع ، لديهم قدرة كبيرة على الحركة ، وهذا هو السبب في أن الغازات تفتقر إلى الشكل وتتوسع حتى تملأ حجم الحاوية التي تحتوي عليها.
أفضل ثلاث حالات معروفة للمادة. جوزيل 7
بلازما
البلازما مادة في الحالة الغازية ومتأينة أيضًا. لقد ذكرنا سابقًا أن المادة بشكل عام في حالة متعادلة ، ولكن في حالة البلازما ، انفصل إلكترون واحد أو أكثر عن الذرة وتركها بشحنة صافية.
على الرغم من أن البلازما هي أقل حالات المادة شيوعًا ، إلا أن الحقيقة هي أنها منتشرة في الكون. على سبيل المثال ، توجد البلازما في الغلاف الجوي الخارجي للأرض ، وكذلك في الشمس والنجوم الأخرى.
في المختبر ، يمكن تكوين بلازما بتسخين الغاز حتى تنفصل الإلكترونات عن الذرات ، أو بقصف الغاز بإشعاع عالي الطاقة.
أمثلة على المادة
أشياء مشتركة
أي كائن مشترك مصنوع من مادة ، مثل:
- كتاب
- كرسي
- طاولة
- الأخشاب
- زجاج.
مسألة عنصرية
في المادة الأولية نجد العناصر التي تتكون منها الجدول الدوري للعناصر ، والتي هي أكثر جزء أساسي من المادة. يمكن تقسيم كل الأشياء التي تشكل المادة إلى هذه العناصر الصغيرة.
- الألومنيوم
- الباريوم
- أرجون
- البورون
- الكالسيوم
- الجاليوم
- هندي.
مواد عضوية
إنها المادة التي أنشأتها الكائنات الحية وبناءً على كيمياء الكربون ، وهو عنصر خفيف يمكنه بسهولة تكوين روابط تساهمية. المركبات العضوية عبارة عن سلاسل طويلة من الجزيئات تتمتع بتنوع كبير وتستخدمها الحياة لأداء وظائفها.
المادة المضادة
إنه نوع من المواد تكون فيه الإلكترونات موجبة الشحنة (البوزيترونات) والبروتونات (البروتونات المضادة) سالبة الشحنة. على الرغم من أن النيوترونات محايدة في الشحنة ، إلا أن لها جسيم مضاد يسمى مضاد النيوترون ، مصنوع من الكواركات المضادة.
جسيمات المادة المضادة لها نفس كتلة جسيمات المادة وتوجد في الطبيعة. تم اكتشاف البوزيترونات في الأشعة الكونية ، الإشعاع الذي يأتي من الفضاء الخارجي ، منذ عام 1932. وتم إنتاج الجسيمات المضادة من جميع الأنواع في المختبرات من خلال استخدام مسرعات نووية.
تم إنشاء ذرة اصطناعية مضادة ، مكونة من بوزيترون يدور حول البروتون المضاد. لم يدم طويلا ، لأن المادة المضادة تبيد في وجود المادة ، وتنتج الطاقة.
المادة المظلمة
المادة التي تتكون منها الأرض موجودة أيضًا في بقية الكون. تعمل نوى النجوم كمفاعلات انشطارية عملاقة يتم فيها تكوين ذرات أثقل من الهيدروجين والهيليوم باستمرار.
ومع ذلك ، وكما قلنا من قبل ، يشير سلوك الكون إلى كثافة أعلى بكثير مما لوحظ. قد يكمن التفسير في نوع من المادة غير مرئي ، ولكنه ينتج تأثيرات يمكن ملاحظتها والتي تترجم إلى قوى جاذبية أكثر كثافة من كثافة المادة التي يمكن ملاحظتها.
يُعتقد أن المادة المظلمة والطاقة تشكل 90٪ من الكون (الأولى تساهم بنسبة 25٪ من الإجمالي). وبالتالي ، فإن 10٪ فقط من المادة العادية والباقي ستكون طاقة مظلمة ، والتي سيتم توزيعها بشكل متجانس في جميع أنحاء الكون.
المراجع
- نصوص الكيمياء. الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمادة. تم الاسترجاع من: chem.libretexts.org.
- هيويت ، بول. 2012. العلوم الفيزيائية المفاهيمية. الخامس. إد بيرسون.
- كيركباتريك ، ل. 2010. الفيزياء: نظرة مفاهيمية للعالم. السابع. الإصدار. سينجاج.
- تيليري ، ب. 2013. دمج العلوم 6. الإصدار. ماكجرو هيل.
- ويكيبيديا. شيء. تم الاسترجاع من: es.wikipedia.org.
- Wilczec، F. أصل الكتلة. تم الاسترجاع من: web.mit.edu.