الاجسام الصلبة - الطاقة الكيميائية .. الفيزياء
الاجسام الصلبة
تتميز معظم الاجسام الصلبة ، كالثلج ، بأنها ذات بنية بلورية متماسكة ، أي أنها ، بعبارة ثانية ، ذات نقطة انصهار محددة هي درجة الحرارة التي تحتاجها شوارد ( أيونات ) أو ذرات البلورات لكسر الروابط الموجودة بينها . الا أن هناك فئة من الاجسام الصلبة ليس لها بنية بلورية ، وتسمى الاجسام غير المتبلرة . وهذه ليست لها نقطة انصهار محددة - أي انها تنصهر شيئا فشيئا كلما ارتفعت درجة حرارتها . والزجاج أوضح مثال على هذا النوع من الاجسام .
ويمكن اعتبار الجسم الصلب غير المتبلر بمثابة مائع فائق السيولة . والبلورات في الاجسام الصلبة على ثلاثة أنواع : بلورات التكافؤ الكهربائي ، وبلورات التكافؤ التساهمي ، والبلورات الفلزية .
تتألف الأولى من شوارد ( أيونات ) تجمع بينها روابط التكافؤ الكهربائية في ترتيب متشابك التركيب لا يحد من ارتجاجاتها حول مواقع ثابتة فيه : وتتميز بلورات التكافؤ التساهمية بأنها تتحلل في الماء بسهولة فائقة بسبب تفكك الروابط بينها وتحرر الشوارد داخل المحاول والمعروف أن معظم المركبات العضوية . ينتمي الى النوع الاول من البلورات ، حيث تتألف كل بلورة من عدة جزيئات تجمع بينها قوى ضعيفة تسمى قوى ما بين الجزيئات . أما الاجسام الصلبة ، كالماس ، فانها تنتمي الى النوع الثاني من البلورات ، وتكون ذراتها مرتبطة بعضها ببعض بواسطة قوى تساهمية شديدة . اما البلورات الفلزية فتكون ذراتها مشردة ( مؤينة ) ، وبما أنها بمجموعها مؤلفة من شوارد موجبة ، فلا يوجد فيها قوى تكافؤية كهربائية كالتي توجد في النوع الاول . أما الالكترونات التي تكون قد أخلت طبقات الفلز فانها تصبح طليقة في البنى البلورية - أي أن شوارد الفلز تكون سابحة في ( غاز ) من الالكترونات .
تتمدد الاجسام الصلبة عند تسخينها بسبب اتساع مدى . ارتجاجات الشوارد في ذرات البلورة عندما ترتفع درجة حرارتها ولكل جسم صلب معامل تمدد حراري يميزه عن غيره ( وهو مقدار تمدد وحدة الطول فيه عند ارتفاع درجة حرارته درجة واحدة ) . ولا بد من أخذ هذه الظاهرة بعين الاعتبار في بناء الجسور ومد السكك الحديدية .
( فوق ) انبوب من الرصاص المنمش تشاهد فيه حبوب البلورات ( تحت ) شبكة بلورية مكعبة شبيهة بشبكة الملح الطبيعي ( ص كل ) .
الاجسام الصلبة
تتميز معظم الاجسام الصلبة ، كالثلج ، بأنها ذات بنية بلورية متماسكة ، أي أنها ، بعبارة ثانية ، ذات نقطة انصهار محددة هي درجة الحرارة التي تحتاجها شوارد ( أيونات ) أو ذرات البلورات لكسر الروابط الموجودة بينها . الا أن هناك فئة من الاجسام الصلبة ليس لها بنية بلورية ، وتسمى الاجسام غير المتبلرة . وهذه ليست لها نقطة انصهار محددة - أي انها تنصهر شيئا فشيئا كلما ارتفعت درجة حرارتها . والزجاج أوضح مثال على هذا النوع من الاجسام .
ويمكن اعتبار الجسم الصلب غير المتبلر بمثابة مائع فائق السيولة . والبلورات في الاجسام الصلبة على ثلاثة أنواع : بلورات التكافؤ الكهربائي ، وبلورات التكافؤ التساهمي ، والبلورات الفلزية .
تتألف الأولى من شوارد ( أيونات ) تجمع بينها روابط التكافؤ الكهربائية في ترتيب متشابك التركيب لا يحد من ارتجاجاتها حول مواقع ثابتة فيه : وتتميز بلورات التكافؤ التساهمية بأنها تتحلل في الماء بسهولة فائقة بسبب تفكك الروابط بينها وتحرر الشوارد داخل المحاول والمعروف أن معظم المركبات العضوية . ينتمي الى النوع الاول من البلورات ، حيث تتألف كل بلورة من عدة جزيئات تجمع بينها قوى ضعيفة تسمى قوى ما بين الجزيئات . أما الاجسام الصلبة ، كالماس ، فانها تنتمي الى النوع الثاني من البلورات ، وتكون ذراتها مرتبطة بعضها ببعض بواسطة قوى تساهمية شديدة . اما البلورات الفلزية فتكون ذراتها مشردة ( مؤينة ) ، وبما أنها بمجموعها مؤلفة من شوارد موجبة ، فلا يوجد فيها قوى تكافؤية كهربائية كالتي توجد في النوع الاول . أما الالكترونات التي تكون قد أخلت طبقات الفلز فانها تصبح طليقة في البنى البلورية - أي أن شوارد الفلز تكون سابحة في ( غاز ) من الالكترونات .
تتمدد الاجسام الصلبة عند تسخينها بسبب اتساع مدى . ارتجاجات الشوارد في ذرات البلورة عندما ترتفع درجة حرارتها ولكل جسم صلب معامل تمدد حراري يميزه عن غيره ( وهو مقدار تمدد وحدة الطول فيه عند ارتفاع درجة حرارته درجة واحدة ) . ولا بد من أخذ هذه الظاهرة بعين الاعتبار في بناء الجسور ومد السكك الحديدية .
( فوق ) انبوب من الرصاص المنمش تشاهد فيه حبوب البلورات ( تحت ) شبكة بلورية مكعبة شبيهة بشبكة الملح الطبيعي ( ص كل ) .
تعليق