تختفي قطعة من السكر الملقاة في الماء بعد فترة - تصبح غير مرئية. ولكن ماذا تعني هذه الكلمات المألوفة؟
الطعم الحلو للماء والرائحة التي تنتشر في جميع أنحاء الغرفة تقول بوضوح أنه لا السكر ولا المواد العطرية في الكولونيا اختفت. ماذا حدث للسكر المذاب والكولونيا المتبخره؟
ظهرت أسئلة مماثلة قبل أن يتعلم الناس التفكير في الظواهر الطبيعية التي تحدث حولهم. ماذا يحدث للسائل عندما يتبخر؟ لماذا تتحول المواد الصلبة إلى سوائل عند تسخينها وتصلبها مرة أخرى عند تبريدها؟ كيف نفسر أنه عندما يسخن ، تتوسع الأجسام ، يزيد في الحجم؟ كل هذا يتطلب إجابة ، يشغل ذهن الإنسان. وقد نشأت الفكرة بالفعل منذ آلاف السنين أن جميع المواد تتكون من أصغر الجزيئات وبالتالي غير مرئية.
إذ تتحلل المادة وتتحلل إلى جسيمات غير مرئية تختلط مع نفس جزيئات الماء غير المرئية. تخرج جزيئات السائل من على سطحه وتطير بعيدًا ، منتشرة في الفضاء المحيط - يتبخر السائل. يحدث نفس الشيء مع أي سائل تبخير.
في المواد الصلبة ، تكون الجسيمات مترابطة بشدة ، ولكن تحت تأثير الحرارة ، تضعف الرابطة بينهما وتتحول المادة الصلبة إلى سائل. تتوسع الأجسام عند تسخينها لأن المسافة بين الجسيمات غير المرئية التي تتكون منها تزداد.إن افتراض مثل هذا الهيكل "الحبيبي" للمواد جعل من الممكن شرح الظواهر الكثيرة والمختلفة للغاية.
في البداية كان مجرد تخمين جريء. في تلك الأيام ، كان العلم لا يزال في مهده ولا يمكن أن يثبت وجود جسيمات غير مرئية أو التحقيق فيها. ولكن مرت قرون ، وتحول الحدس إلى نظرية علمية راسخة. الآن عقيدة الجسيمات غير المرئية هي أساس كل علوم المادة. لقد وجد العلماء أدلة لا جدال فيها على وجود هذه الجسيمات وطوروا طرقًا مبتكرة ودقيقة وموثوقة لدراستها.
لذا ، فإن السكر الذي يُلقى في الماء ينكسر إلى جزيئات غير مرئية. تسمى هذه الجسيمات الجزيئات. الجزيئات صغيرة جدًا. قياسها بالمقاييس المعتادة للطول - سم أو مليمتر - هو نفسه قياس سمك الشعر بالكيلومترات. في عالم الجسيمات غير المرئية ، يتم قبول وحداتها. هذا المقياس للطول يسمى Angstrom (باسم العالم الذي قام بتطبيقه) ويسمى أ. وهو يساوي مائة مليون من السنتيمتر.
عدد الجزيئات حتى في بقعة صغيرة من المادة ضخم. تخيل أنك قمت برمي حبة واحدة من السكر المحبب في بحيرة بايكال. إذا قمت الآن بـ "تحريك" البحيرة بشكل كامل بحيث يتم توزيع جزيئات السكر بالتساوي في جميع أنحاء حجمها ، فعند كل لتر من ماء بايكال سيكون هناك أكثر من مائتي جزيء سكر. وإذا كانت الجزيئات التي تشكل نفس البلورة الصغيرة يمكن توزيعها بالتساوي على جميع الأشخاص الذين يعيشون على الأرض ، فإن كل منها سيحصل على ملياري جزيء.
لماذا تختلف خصائص المواد؟
نحن نعرف الكثير من المواد المختلفة: الملح والطباشير والسكر والماء والنحاس والحديد والكحول والخل وما إلى ذلك. نحن نميز هذه المواد في المظهر والطعم والرائحة وعلامات مميزة وخصائص أخرى. السؤال الذي يطرح نفسه: لماذا تختلف خصائص المواد؟ لماذا ، على سبيل المثال ، هل الكحول قابل للاشتعال والمياه غير قابلة للاحتراق؟ لماذا يتم تفريخ السكر عند تسخينه وليس الملح؟
إذا استطعنا النظر في الجزيئات المتضخمة بعشرات الملايين من المرات ، فسنرى أن الجزيئات ، بغض النظر عن مدى صغرها ، يتم بناؤها ، بدورها ، حتى من جسيمات أصغر - ذرات. ترتبط الذرات التي يتكون منها الجزيء بشكل وثيق وترتيبها في ترتيب معين.
قارن جزيء الماء بجزيء السكر
يتكون جزيء الماء من ثلاث ذرات فقط ، وفي جزيء السكر المعقد جدًا يوجد الكثير ، تختلف أحجام هذه الجزيئات ووزنها والترتيب المتبادل للذرات فيها. هذا هو سبب الاختلاف بين المواد ؛ تختلف خصائصها لأن كل مادة تتكون من جزيئات مختلفة عن جميع المواد الأخرى. وفقط طالما بقيت جزيئات المادة دون تغيير ، حتى تتغير بنيتها ، تبقى المادة نفسها.
عندما نقوم بإذابة السكر ، نقوم بتقسيمه إلى جزيئات منفصلة ، لكننا لا ندمره ، ولا نتلف الجزيئات نفسها ، والسكر يبقى سكرًا ، ويحتفظ بخصائصه (على سبيل المثال ، طعم حلو). حسنًا ، وإذا ذهبت إلى أبعد من ذلك وقمت بتفكيك الجزيئات؟ ماذا سيصبح من السكر بعد ذلك؟
حسنا ، يمكن القيام بذلك!
للقيام بذلك ، فقط قم بتسخين السكر. سوف تذوب ، وتغمق ، وستنبعث منها غازات ذات رائحة كريهة ، وسرعان ما سيتبقى فقط القليل من الفحم المسامي الخفيف من السكر.تحت تأثير درجات الحرارة المرتفعة ، تنكسر جزيئات السكر ، ويتحول السكر إلى عدة مواد أخرى ، تختلف خصائصها تمامًا عن خصائص السكر. البعض منهم يطير على شكل أبخرة وغازات ، بينما يبقى البعض الآخر على شكل بقايا كربونية. أدى تدمير الجزيئات إلى تدمير السكر ، وتحويله إلى مواد أخرى.
الجزيئات ليست مجرد حبيبات أو قطرات ضئيلة من مادة تختلف عن القطع الكبيرة والقطرات في الحجم فقط. هناك فرق كبير بين أصغر حبة مادة ، تتكون من عدد قليل من الجزيئات ، وجزيء: يمكن تقسيم الحبوب إلى أجزاء دون تدمير المادة نفسها ، لا يمكن القيام بذلك بجزيء.
