الجزيئات:

2011 الذرات و الجزيئات

توم جاگسون

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الكيمياء

تُعدّ العناصر من المواد الفريدة لأنه لا يمكن تفكيكها إلى مكونات أبسط. لكن ليس كل ما في الكون مكوّن من عناصر نقية. فمعظم الأشياء تحوي اتحاداً

بين ذرّات العديد من العناصر المختلفة.

يُطلق على المواد التي تضم أنواعاً مختلفة من الذرّات اسم المركّبات. عندما تتجمع الذرّات معاً تكوّن بنية تسمى الجزيء، وللجزيء شكل وحجم خاصان به، مما يعطي المواد خواصاً محددة، كأن تكون مثلاً صلدة (صلبة) أو قابلة للثني، وغالباً ما تملك المركّبات خواصاً تختلف عن خواص العناصر الموجودة في الجزيء.

إن عنصر الصوديوم، على سبيل المثال، عبارة عن فلز ليّن يتفاعل بشدة مع الماء. والكلور أيضاً من الغازات المتفاعلة القوية.

عندما يتحد الصوديوم والكلور لتكوين ملح الطعام المعروف، فإنهما يشكلان مادة بلورية مستقرة وآمنة وغير قابلة للتفاعل عند درجة حرارة الغرفة.

يتصف الجسم الصلب، مثل الحجر، بالصلادة (الصلابة)، ويكون له شكل محدد. والسائل، مثل الماء، يأخذ شكل الوعاء الذي يحويه، ويمكن للسائل أن

ينساب من شكل إلى آخر، كأن يُصب مثلاً داخل وعاء آخر أو أن يُضخ عبر أحد الأنابيب، والغاز من هذه الزاوية يشبه السائل؛ لأنه يأخذ أيضاً شكل وعائه. لكن السوائل تستقر دائماً في قعر الوعاء، على عكس الغازات التي تملأ كامل الأجزاء الفارغة من خلال انتشارها، حيث تتوزع ذرّاتها أو جزيئاتها بالتساوي في كافة أنحاء الوعاء. وفي الأحوال العادية، مثل الأحوال داخل المنازل، تكون كل مادة

من المواد في حالة محددة. فبعضها صلب كالمعادن، والبلاستيك، وبعضها الآخر سائل كالماء أو عصير الفواكه، بينما تكون مواد أخرى، مثل الهواء، عبارة عن

غازات. وتتوقف حالة كل مادة على كيفية ترتيب ذرّاتها أو جزيئاتها.

تكون الجسيمات الدقيقة (من ذرّات أو جزيئات) في معظم الأجسام الصلبة متماسكة ضمن نموذج متين يسمى الجسم البلوري، وتكون الجسيمات في هذه الحالة مرتبة بانتظام دقيق يتكرر في كافة أنحاء

الجسم البلوري، وهذا الترتيب المنتظم للجسيمات هو الذي يمنح الجسم الصلب شكله المحدد. غير أن الجسيمات التي تتكوّن منها المادة ليست ثابتة، بل إنها في حالة حركة دائمة، ومع أن كل جسيم داخل الجسم البلوري يكون في حالة اهتزاز، لكنه لا يستطيع الابتعاد؛ لأنه مثبت في مكانه بواسطة كافة الجسيمات الأخرى المحيطة به، من جهة ثانية، فإن الحرارة الصادرة عن الجسم الصلب تقيس مدى حركة ذرّاته.

وفي بعض الأجسام الصلبة لا تكون الجسيمات متماسكة على شكل نماذج متينة الترابط، وإنما مرتبة على نحوٍ غير منتظم. ويطلق على هذه الأجسام الصلبة اسم الأجسام غير

المتبلورة، والمقصود بذلك الأجسام التي لا يكون لها بنية منتظمة، وتعمل الروابط المتينة في الأجسام غير المتبلورة الموجودة بين الجسيمات على إبقاء تلك الجسيمات في أماكنها، وكما هو الحال بالنسبة للأجسام البلورية الصلبة، تكون جسيمات المواد غير المتبلورة في حالة اهتزاز دائم. ومن الأمثلة الشائعة للمواد الصلبة غير المتبلورة اللدائن والشمع.