ملخص الفصل ٦: حالات المادة
أهم أفكار كل درس في سطور، ومثال محلول، ورقم الصفحة في كتاب الطالب لتعود إليه. افتح الفصل في الكتاب (صفحة ٢١٦)
6-1 الغازات
- تفترض نظرية الحركة الجزيئية أن جسيمات الغاز صغيرة جدًا ومتباعدة، وتتحرك حركة مستمرة عشوائية، وتصطدم تصادمات مرنة لا تُفقد فيها الطاقة الحركية، وطاقتها الحركية KE = ½mv².
- درجة الحرارة مقياس لمتوسط الطاقة الحركية لجسيمات المادة، والانتشار هو تداخل المواد معًا، والتدفق هو خروج الغاز من ثقب صغير.
- ينص قانون جراهام على أن معدل انتشار الغاز أو تدفقه يتناسب عكسيًا مع الجذر التربيعي لكتلته المولية، وينص قانون دالتون على أن الضغط الكلي لخليط الغازات يساوي مجموع الضغوط الجزئية.
6-2 قوى التجاذب
- القوى بين الجزيئات قوى تجاذب تربط جسيمات المادة بعضها ببعض، وهي أضعف من قوى الترابط داخل الجزيء (الأيونية والتساهمية والفلزية).
- قوى التشتت قوى ضعيفة تنشأ بين جميع الجزيئات بسبب إزاحة مؤقتة في السحب الإلكترونية، وتزداد قوتها بزيادة حجم الجزيء وعدد إلكتروناته.
- القوى الثنائية القطبية تنشأ بين جزيئات قطبية بين مناطقها مختلفة الشحنة، والرابطة الهيدروجينية قوة ثنائية قطبية قوية بين هيدروجين مرتبط بذرة صغيرة عالية الكهروسالبية (N أو O أو F) وزوج إلكترونات غير مرتبط.
6-3 المواد السائلة والمواد الصلبة
- السوائل أكثر كثافة من الغازات ويصعب ضغطها، وتأخذ شكل الوعاء مع ثبات حجمها، وتنساب وتنتشر ببطء أكثر من الغازات.
- اللزوجة مقياس لمقاومة السائل للتدفق والانسياب وتقل بارتفاع درجة الحرارة، والتوتر السطحي هو الطاقة اللازمة لزيادة مساحة سطح السائل، وتقلله العوامل الخافضة للتوتر السطحي.
- تترتب جسيمات المادة الصلبة المتبلورة بنمط هندسي ثلاثي الأبعاد منتظم أصغر وحداته وحدة البناء، أما المادة الصلبة غير المتبلورة فجسيماتها عشوائية الترتيب.
6-4 تغيرات الحالة الفيزيائية
- تتغير حالة المادة عند إضافة الطاقة إليها أو انتزاعها منها، ودرجة الانصهار هي درجة الحرارة التي تتكسر عندها القوى التي تربط جسيمات الشبكة البلورية فتتحول المادة إلى سائل.
- التبخر تحوّل السائل إلى غاز، والتبخر السطحي يحدث من سطح السائل عند درجات حرارة أقل من الغليان، ودرجة الغليان هي التي يتساوى عندها ضغط بخار السائل مع الضغط الجوي.
- التجمد والتكاثف والترسب تغيرات تطلق الطاقة، ويوضح مخطط الحالة الفيزيائية حالات المادة عند ضغوط ودرجات حرارة مختلفة، ومنه النقطة الثلاثية والنقطة الحرجة.
مثال محلول
قارن معدل تدفق غاز الهيليوم (He = 4.00 g/mol) بمعدل تدفق غاز الأكسجين (O₂ = 32.00 g/mol) عند الظروف نفسها.
- اكتب قانون جراهام: معدل تدفق He ÷ معدل تدفق O₂ = √(الكتلة المولية لـ O₂ ÷ الكتلة المولية لـ He).
- عوّض: √(32.00 ÷ 4.00) = √8.00.
- احسب: √8.00 ≈ 2.83.
- تحقق: 2.83² ≈ 8.01 وهو قريب من 8.00، والغاز الأخف (He) أسرع كما يتوقع القانون.
الإجابة: يتدفق الهيليوم أسرع من الأكسجين بنحو 2.83 مرة.
ملخص من إعداد هلا سكول، راجعه فيصل عزيز. المرجع الأساسي هو كتاب الطالب؛ ارجع إلى الصفحات المذكورة.