مقدمة
تُعرف المادة بأنها كل شيء يشغل حيزًا وله كتلة. تتكون المادة من جزيئات صغيرة جدًا تسمى الذرات. لفهم المواد المختلفة، يجب دراسة سماتها والتغيرات التي تطرأ عليها. يمكن تقسيم هذه السمات إلى نوعين رئيسيين: السمات الطبيعية والتفاعلية. لكل من هاتين السمتين تصنيفات، واستخدامات، وعينات مختلفة، والتي سيتم تفصيلها في هذا المقال.
السمة الطبيعية
السمة الطبيعية هي خاصية تصف تطورات وتحولات نظام فيزيائي في لحظة معينة. يمكن قياسها وملاحظتها دون تغيير التركيب الكيميائي للمادة.
أصناف السمات الطبيعية
تنقسم السمات الطبيعية إلى نوعين رئيسيين:
- سمات طبيعية مركزة (غير كمية): هي سمات ثابتة لا تختلف باختلاف كمية المادة. لا تعتمد على حجم أو كمية المادة، مثل الكثافة (كجم/م³) والحرارة النوعية (جول/مول).
- سمات طبيعية شاملة (كمية): هي سمات تعتمد على حجم أو كمية المادة. تزداد بزيادة كمية المادة، مثل المحتوى الحراري وعدد الجسيمات.
تطبيقات السمات الطبيعية للمادة
تُستخدم السمات الطبيعية للمادة في مجالات عديدة، منها:
- تحديد المواد المناسبة لكل صناعة: يتم اختيار المواد بناءً على سماتها الطبيعية لتلبية متطلبات الصناعة. على سبيل المثال، يُستخدم الزجاج في صناعة الأواني نظرًا لكونه قابلاً للتشكيل ومستقرًا كيميائيًا وشفافًا. كما يستخدم في صناعة النوافذ لشفافيته.
- فصل المواد: يمكن استخدام السمات الطبيعية لفصل المواد المختلفة في المخاليط. على سبيل المثال، يمكن فصل السوائل بناءً على اختلاف درجة غليانها. يتم تسخين المخلوط، فيتبخر السائل ذو درجة الغليان الأقل ويتكاثف في مكثف ليتم تجميعه، بينما يبقى السائل ذو درجة الغليان الأعلى في وعاء التسخين.
- تعيين المواد: يتم التمييز بين المواد المختلفة بناءً على سماتها الطبيعية. على سبيل المثال، المواد ذات درجات الغليان والانصهار المنخفضة، والتي توصل التيار الكهربائي عند ذوبانها في محلول ولها القدرة على التبلور، تسمى أملاحًا. أما المواد التي توصل التيار الكهربائي ولها سطح لامع، فهي معادن نقية.
نماذج للسمات الطبيعية
تشمل السمات الطبيعية ما يلي:
- المساحة
- الكثافة
- الضغط
- الإشعاع
- الشدة
- السعة
- السرعة
- الحجم
- مقاومة الشد
- مقاومة الضغط
- مقاومة القص
- اللزوجة
- الحرارة النوعية
- المقاومية
- التمدد الحراري
- الكتلة
- نقطة الانصهار
- المجال المغناطيسي
- الفيض المغناطيسي
- الإضاءة
السمة التفاعلية
السمة التفاعلية هي صفة غير مرئية للمادة، ولكن يمكن تحديدها من خلال الحواس، وهي تحدد سلوك المادة أثناء التفاعلات الكيميائية. ويمكن تعريفها بأنها قدرة المادة على الاتحاد مع مواد أخرى أو التحول إلى مادة مختلفة.
نماذج للسمات التفاعلية
تشمل السمات التفاعلية ما يلي:
- تكوّن الماء: يتكوّن الماء باحتراق غاز الهيدروجين بغاز الأكسجين، وتُعتبر خاصيّة الاحتراق للهيدروجين خاصيّة كيميائيّة، فبعد تكوّن الماء تتلاشى المواد الأصليّة (غازا الأكسجين والهيدروجين)، وتتكوّن بدلاً منها مادة جديدة مختلفة كيميائياً (الماء)، وليس بالإمكان استرجاع الأكسجين والهيدروجين بأي عمليّة من العمليّات الفيزيائيّة كالغليان والتجمد.
- الكهرسلبية
- معدل الاحتراق
- التأكسد
- السمية
- قابلية الاشتعال
- التحليل الكهربائي
- الذوبان
