همانطور که می دانیم، تمام مواد روی زمین به شکل جامد، مایع یا گاز وجود دارند و جامدات، مایعات و گازها همگی از ذرات بسیار ریزی به نام اتم و مولکول ساخته شده اند. اما هر سه حالت ماده با دیگری متفاوت است.
در این درس قصد داریم با جزئیات بیشتری در مورد جامدات بیاموزیم. قصد داریم در مورد موارد زیر بحث کنیم:
جامد یکی از سه حالت اساسی ماده است. جامدات همه جا در اطراف ما هستند، صندلی، میز، پنجره ها، خودکار، شیشه، جواهرات و بسیاری موارد دیگر. مولکول های یک جامد به هم نزدیک هستند و کمترین مقدار انرژی جنبشی را دارند. در جامد، ذرات در جای خود ارتعاش می کنند. حجم جامد "مقدار فضای اشغال شده توسط یک جسم جامد" است. حجم جامد به صورت واحد مکعب بیان می شود.
اگر چیزی بتواند شکل خود را حفظ کند و به سختی فشرده شود، معمولاً جامد توصیف می شود. جامدات می توانند سخت باشند، درست مانند سیمان، یا نرم، مانند پنبه. الاستیک مانند لاستیک، سبک مانند تخته چوب یا سنگین مانند سرب. آنچه برای جامدات رایج است این است که دارای اشکال ثابت و حجم ثابت هستند. به این دلیل است که ذرات آنها به طور نزدیک به هم بسته بندی شده اند. این به اتم ها و مولکول ها اجازه می دهد تا پیوندهای شیمیایی تشکیل دهند. ذرات یک جامد به شدت در کنار هم نگه داشته می شوند. فضای بین ذرات بسیار کوچک است. ذرات می توانند ارتعاش کنند، اما نمی توانند آزادانه حرکت کنند. به همین دلیل است که جامدات دارای اشکال ثابت و حجم ثابت هستند. بنابراین به همین دلیل است که جامدات نیز جریان ندارند و صلب هستند و همچنین به راحتی قابل تراکم نیستند.
جامدات شکل خاص خود را دارند. آنها شکل ظرف خود را مانند مایعات نمی گیرند. اگر آب (مایع) را در لیوان بریزید، آب به شکل لیوان در می آید، زیرا آب (مایعات) جریان دارد. اما اگر یک مکعب یخ را بردارید (می دانیم که یخ در حالت جامد آب است) و آن را در شیشه قرار دهید؟ یخ جاری نمی شود و شکل لیوان را به خود می گیرد. این به دلیل رفتار ذرات است. اما اگر یخ در دمای اتاق بماند به زودی شروع به آب شدن خواهد کرد. اینطور نیست؟ این به ما می گوید که جامدات می توانند حالت ماده خود را تغییر دهند. و هنگامی که به نقطه ذوب خود می رسند، با افزایش دما آن را تغییر می دهند. نقطه ذوب دمایی است که در آن یک جامد به مایع تبدیل می شود. جامدات مختلف در دمای معینی به صورت جامد می مانند. نقطه ذوب یخ 32 درجه فارنهایت (0 درجه سانتیگراد) است. شیشه، فولاد، مس و الماس در دمای اتاق جامد هستند. حالتی که یک ماده در دمای اتاق وجود دارد، حالت استاندارد آن نامیده می شود.
بیایید این را از طریق یک مثال درک کنیم. تصویر زیر را مشاهده می کنیم و سعی می کنیم حالات ماده موجود در آن را تشخیص دهیم.
اگر لیوان را برای مدتی در دمای اتاق رها کنیم چه اتفاقی می افتد؟ یخ ذوب می شود، زیرا نقطه ذوب آن صفر درجه سانتی گراد است و به مایع تبدیل می شود. در مورد شیشه چطور؟ شیشه ثابت می ماند زیرا شیشه در دمای اتاق جامد است. و نی پلاستیک جامد می ماند زیرا پلاستیک در دمای اتاق جامد است.
اما آیا یخ ذوب شده دوباره تبدیل به یخ می شود؟ بله، و این کار با انجماد انجام می شود. آب حاصل از یخ ذوب شده می تواند دوباره به یخ تبدیل شود. بنابراین دوباره آب به فاز جامد می رود.
هر چیزی با شکل و حجم ثابت نمونه ای از جامد است. نمونه هایی از جامدات عبارتند از:
جامدات را می توان به دو نوع بلوری و آمورف طبقه بندی کرد.
جامدات کریستالی رایج ترین نوع جامد هستند. آنها با یک سازمان کریستالی منظم از اتم ها مشخص می شوند که نظم دوربردی را ایجاد می کنند. جامدات کریستالی می توانند از نظر ترکیبات اتمی، پیوند و ساختار متفاوت باشند. به عنوان مثال می توان به نمک (کلرید سدیم)، الماس و غیره اشاره کرد. آنها می توانند چهار نوع باشند:
جامدات آمورف یا غیر کریستالی فاقد این نظم دوربرد هستند. اتم ها یا مولکول ها در این نوع جامدات به شکل کاملا تصادفی در کنار هم نگه داشته می شوند. به عنوان مثال می توان به لاستیک، شیشه، پلاستیک اشاره کرد. استفاده از آنها در زندگی روزمره بسیار گسترده است.
همه چیز در اطراف ما از ماده تشکیل شده است. بنابراین استفاده از مواد جامد بسیار گسترده است. خانه های ما از جامدات ساخته شده اند (دیوارها آجری، پنجره ها از شیشه...). مبلمان ما نیز (صندلی، میز، کمد، تخت، و غیره). بسیاری از اشیایی که دائماً استفاده می کنیم جامد هستند، مانند لباس، کتاب، جامد هستند. لوازم خانگی ما از مواد جامد ساخته شده اند. لیست بی نهایت است.
