النظرية الحركية الجزيئية للحالات الثلاث للمادة

يقال أن الكون كله يتكون من مادة وأنه عندما يتغير ، يتم توليد الطاقة. وكما هو معتاد ، دفعتنا الطبيعة الغريبة للإنسان إلى أن نسأل أنفسنا في مناسبات عديدة أن كل هذه المسألة قد تشكلت. على مر التاريخ ، تم تصميم نماذج مختلفة لشرح هذا ، واحد منهم يجري النظرية الحركية الجزيئية.

وفقًا لهذا النموذج ، سيتم تشكيل الأمر من خلال وحدة أساسية لا يمكن تقديرها بالحواس ، فأنا أتحدث عن الذرة. في المقابل ، يتم تجميع الذرات لتشكيل جزيئات.

لإعطاء مثال كلاسيكي ، يتم تكوين جزيء الماء مع ذرة أكسجين واثنين من ذرات الهيدروجين (H2O). لكن النظرية الحركية لا تفترض هذا فحسب ، بل أيضًا لوجودها الحالات الأساسية الثلاثة للمادة: الصلبة والسائلة والغاز.

• ربما تكون مهتمًا: "الأنواع الخمسة للروابط الكيميائية: هذه هي الطريقة التي تتكون بها المادة

أصل النظرية الحركية

حتى صياغة هذا النموذج ، وقعت أحداث مختلفة سمحت بتقديم القواعد لتقديم هذه النظرية.

للبدء, ولد مفهوم الذرة في اليونان القديمة, تحت المدرسة الذرية ، ينشر تلاميذه فكرة أن الذرة هي الوحدة غير القابلة للتجزئة التي تشكل كل مسألة الكون. كانت Democritus واحدة من أعظم الدعاة ، ولكن مقترحاتها تصطمت مباشرة مع أفكار أرسطو ، التي سيطرت على العصر ، لذلك ذهبت دون أن يلاحظها أحد.

لم يكن الأمر كذلك حتى بداية القرن التاسع عشر عندما عادت فكرة الذرة إلى الظهور في مجال العلوم ومتى افترض جون دالتون النظرية الذرية, مشيرا إلى أن كل مادة تتكون من الذرات.

قبل ذلك ، جادل دانييل برنولي في عام 1738 بهذا تم تكوين الغازات بواسطة جزيئات تتصادم مع بعضها البعض ومع الأسطح ، تولد الضغط المحسوس. بعد ظهور النظرية الذرية ، أصبح من المسلم به الآن أن هذه الجزيئات تتشكل بالذرات.

ولدت نظرية الحركية الجزيئية من مجموعة من الدراسات التي أجريت أساسا في الغازات ، والتي كانت النتيجة النهائية مماثلة. بعض الأعمال البارزة هي تلك التي قام بها لودفيج بولتزمان وجيمس كلارك ماكسويل.

• مقالات ذات صلة: "المسلمات التسعة لنظرية دالتون الذرية"

الحجة

تفترض هذه النظرية الحركية الجزيئية أن هذه المادة تتكون من مجموعة من الجزيئات التي تعرف باسم الذرات أو بواسطة جزيئات من نفس هذه الجزيئات, التي تتحرك باستمرار. نظرًا لأنها لا تتوقف عن الحركة ، فإنها تصطدم عاجلاً أم آجلاً بذرة أخرى أو ضد سطح.

يتم تنفيذ هذا الاصطدام الحركي ، وبعبارة أخرى, يتم نقل الطاقة دون خسارة, بحيث يتم إطلاق ذرة الاصطدام في الاتجاه الآخر بنفس السرعة ، دون إيقاف الحركة. الطاقة الحركية التي يتم توليدها في التصادم ينتج عنها شعور بالضغط.

الفرق بين حالات المادة

على الرغم من أن نظرية الحركية الجزيئية ولدت من دراسة الحالة الغازية ، نظرًا لوجود العديد من الدراسات التي أجريت عليها والتي سمحت لكتابة الأفكار ، فإنها تعمل أيضًا على تفسير تكوين السوائل والمواد الصلبة. علاوة على ذلك ، فإنه يوفر طريقة لرؤية الاختلافات بين الحالات المختلفة للمادة.

النقطة الرئيسية تكمن في درجة حركة الذرات. تتشكل المادة بواسطة مجموعة من الجزيئات التي هي في حركة ثابتة ؛ في الغازات ، تكون الذرات حرة وتتحرك خطيًا عبر المساحة المتاحة ، مما يدل على أن خاصية الغازات تشغل دائمًا كل المساحة المتاحة.

في حالة السوائل, المسافة بين الذرات ليست كبيرة جدا, لكنها أقرب إلى بعضها البعض ، على الرغم من أنها لا تزال تتحرك بسرعة أقل. هذا ما يفسر سبب احتلال السائل لحجم ثابت ، ولكن يمكن أن يتوسع على السطح.

أخيرا, في الحالة الصلبة الذرات قريبة جدا ، دون حركة حرة على الرغم من أنها تهتز في المكان. لذلك ، تشغل المواد الصلبة مساحة محددة ولا تختلف في الحجم.

وفقا للنظرية الحركية الجزيئية ، فإن القوة التي تربط الذرات معا تعرف باسم قوة التماسك. يتم إعطاء اسمها لأن المواد الصلبة التي لها وجود أكثر هذه النقابات ، أي ، أكثر تماسكًا من سائل أو غاز.

أهمية هذا النموذج

والشيء المثير للاهتمام في هذه النظرية هو كيفية ارتباطها بوجود الذرة مع الخواص الفيزيائية القابلة للقياس ، مثل الضغط أو درجة الحرارة. بالإضافة إلى ذلك ، له علاقة مع الصيغ الرياضية لقوانين الغازات المثالية.

لن أخوض في الكثير من التفاصيل حول هذا الموضوع ، لكن على سبيل المثال ، يتفق مع الصيغ التي تشير إلى أنه في درجات الحرارة العالية ، تمثل الذرات سرعة أكبر. من السهل أن نفهم ، لأن الجليد يمر إلى السائل ومن ثم إلى البخار ، من الضروري تطبيق الحرارة. عندما ترتفع درجة الحرارة ، تكتسب جزيئات H2O السرعة وتكسر قوى التماسك ، وتغير حالة المادة.