أنواع حالات المادة
تشير “المادة” إلى جميع العناصر الموجودة في الكون، والتي تتميز بكتلتها واحتلالها لحجم معين. تتكون كل مادة من مجموعة من الذرات التي يمكن تصنيفها وفقًا لمدى قربها وترابطها. تُعرف المادة الصلبة بقدرتها على الحفاظ على شكلها وحجمها نظرًا لترتيب جسيماتها بشكل كثيف، في حين تتميز المادة السائلة بالاحتفاظ بحجمها ولكن بدون شكل محدد. أما المادة الغازية، فلا تحتفظ بشكل أو حجم ثابت. وفقًا للمناهج التعليمية في الكيمياء، تُقسم حالات المادة إلى ثلاث: الصلبة، السائلة، والغازية، ولكن المناهج المتقدمة تُضيف حالة رابعة وهي البلازما، التي تشترك مع الغاز في تغير شكلها وحجمها، لكن بلازما تتميز أيضًا بقدرتها على تغيير شحنتها الكهربائية.
الحالة الصلبة
تعتبر المادة الصلبة ثابتة في شكلها وحجمها، حيث تتكون من جسيمات متراصة بشكل مكثف، مما يمنع حركتها سوى بشكل محدود للغاية، حيث تقتصر حركتها على اهتزاز الذرات في مواقعها الناتج عن نشاط الإلكترونات. وبالتالي، عند وضع مادة صلبة في وعاء، فإنها لا تستعيد شكل الوعاء أو حجمه. وإذا تم ضغط المادة الصلبة بإحكام داخل وعاء، فإن حجمها سيبقى ثابتًا تحت أي ظروف.
الحالة السائلة
تُعرّف المادة السائلة بأنها المادة التي تحتفظ بحجمها ولكنها لا تحتفظ بشكلها، حيث عندما تُسكب في وعاء، تأخذ شكل الوعاء مع الحفاظ على حجمها، ولا يحدث ذلك حتى تحدث عملية التبخر. هذه الخصائص تُعد معايير تميز المادة السائلة عن المواد الأخرى مثل الصلبة والغازية، حيث تبقى المادة الصلبة محتفظة بحجمها وشكلها، في حين أن المادة الغازية لا تحتفظ بشكل أو حجم ثابتين.
الحالة الغازية
تتميز المادة الغازية بمسافات كبيرة بين جزيئاتها واحتوائها على طاقة حركية مرتفعة. وإذا لم يتم احتجاز الغاز داخل وعاء، فإنه سينتشر بلا حدود. ومع ذلك، عند وضع الغاز في وعاء، فإنه يملأ كل جزء من الوعاء. يمكن ضغط الغاز عبر تقليل حجم الوعاء، مما يقلل المسافات بين جزيئاته ويؤدي إلى زيادة الاصطدامات فيما بينها. يمكن أيضًا زيادة الضغط من خلال رفع درجة الحرارة، حيث تمتلك جزيئات الغاز طاقة حركية مرتفعة تساعدها على التغلب على قوى الترابط بينها. نتيجة لذلك، لا تحتوي المادة الغازية على شكل أو حجم ثابت.