تتعدّد الأشياء من حولنا، منها ما هو مرئيّ بالعين المجرّدة، ومنها ما هو مجهريّ، وكذلك ما نراه يتدفّق من حولنا، وما نراه ثابتًا جامدًا مكانه، يظلّ قابعًا لا حراك فيه، وأيضًا ما نراه يتماوج في الهواء، لا نكاد نمسك به حتى يولّي هاربًا في الفضاء.. إنها المادة بأشكالها المختلفة، السائلة، والصلبة، والغازيّة، وهذه المادة التي يتألّف منها الكون، لكلّ واحدةٍ منها خصائصها الفيزيائيّة، والكيميائيّة، وربما الروحيّة أيضًا.
فكل واحدةٍ منها بخصائصها الثابتة لبني جنسها، تتآلف مع غيرها في تناغمٍ فريد، مكوّنة هذا الكون البديع، الذي ينطق بإبداع الخالق سبحانه وتعالى، لا الشمس ينبغي لها أن تدرك القمر، ولا الليل سابق النهار، فما هي تلك المادة، وما تعريفها، إنه موضوع مقالنا فتابعونا.
ماهيّة المادة
دائمًا نحن على احتكاك بالمادة، حتى أجسادنا التي تحتوينا ما هي إلا مادة، فكلّ هذا يمكن قياسه، وهذه هي القاعدة العلميّة التي تميّز بين ما هو علميّ، وما هو على خلاف ذلك، فالفارق بين ما هو ماديّ وغير ماديّ هو القياس.
إذن فالمادة يمكن قياسها بإحدى أدوات القياس، والقياس يشمل الكتلة، والكثافة، والحجم، إذن فالمادة هي كل ما يشغل حيّزًا أو حجمًا في الفراغ وله كتلة، ومن ثَمّ يكون لها كثافة، وهكذا كانت تعرّف المادة كلاسيكيًّا.
حالات المادة
تتعدّد صور المادة بين الحالة الصلبة، والسائلة، والغازيّة، ويمكن إيضاحها فيما يلي:
الحالة الصلبة: وهي الحالة التي توجد فيها المادة بصورة متماسكة؛ حيث تترابط جزيئاتها، في شبكة جزيئيّة، أو هيكل جزيئيّ ثابت، لا يتأثّر بالضغط، أو السحب، في الظروف العاديّة، فلا يتغيّر شكلها من تلقاء نفسها تحت الظروف المعتادة، أي لا يتشوّه شكلها في الفراغ.
الحالة السائلة: وهي ببساطة الحالة التي تتّخذ فيها المادة شكل الإناء الذي توضع فيه، فتترابط جزيئاتها في شكل انسيابي متلاحق، فسرعان ما تنفكّ جزيئاتها حال سكبها، وسرعان ما تترابط مرّة أخرى حال تجمعها.
الحالة الغازيّة: وهي الحالة التي تأخذ فيها المادة تمدّدًا وانتشارًا في الفراغ، لانهائي من التمدّد والانتشار، فلا تماسك يذكر بين جزيئاتها.
خواصّ المادة
تتعدد خواصّ المادة، ما بين الخواص الفيزيائيّة، والخواصّ الكيميائيّة، ويمكن تناولها على النحو التالي:
أولًا: الخواصّ الفيزيائيّة للمادة
تتنوّع الخواصّ الفيزيائيّة للمادة، تنوّعًا لم يكشف عنه العلم، إلا النذر اليسير، بالرغم من التقدّم التكنولوجيّ الهائل، ومازال هناك الكثير لم يُكشف عنه بعد، ويمكن تناول بعض تلك الخصائص في الآتي:
- الكثافة والكتلة: وهي خاصيّة ثابتة في المادة؛ حيث أنها خاصيّة لاكميّة، بمعنى أنها ثابتة لا تتغيّر بتغيّر حجم عيّنة المادة، فهي تصدق على الكميّة الصغيرة، كما تصدق على الكميّة الكبيرة، وبنفس الدرجة، فنقول مثلًا أن كثافة، أو كتلة الحديد X KG/m³.
- المحتوى الحراريّ: وهي من الخصائص الكميّة، أي تتغيّر بتغيّر كميّة المادة، أو حجمها، ويُطلق عليها خاصيّة شموليّة، أي تعتمد على ما تحتويه أو تشمله المادة من جسيمات، فما تحتويه مائة جرام من المادة من حرارة عند تسخينها، أكبر من مما تحتويه خمسون جرامًا من نفس المادة، عند تسخينها إلى نفس درجة الحرارة.
- التوصيل الحراريّ والكهربيّ: فالتوصيل الحراريّ، أو الكهربيّ من أهم الخصائص الفيزيائيّة المميّزة للمادة، وليس من الضروري أن تكون المادة جيّدة التوصيل للحرارة أو الكهرباء، أو رديئة التوصيل، بمعنى أنها صفة فيزيائيّة مميّزة لها، دون غيرها.
ثانيًا: الخواصّ الكيميائيّة للمادة
الخاصيّة تعني الصفة المميّزة للمادة، بمعنى أن تلك الخاصيّة، تجعل المادة تتصرّف كيميائيًّا في حالة توافر شروط معيّنة، متّخذة سلوكًا محدّدًا، وتتصرّف بنفس السلوك أو الطريقة السابقة، عند توافر نفس الشروط مرّة أخرى. فالخاصيّة الكيميائيّة للمادة، هي قدرتها على الاتّحاد مع غيرها من المواد، مكوِّنة مركّب كيميائيّ جديد، بخواصّ جديدة، أو تحوّلها لمادة أخرى، أو العكس.
تعريف المادة
تتعدّد تعاريف المادة، بتعدّد الجوانب التي يُنظر من خلالها إليها، ومما تناولناه يمكننا تعريف المادة بأنها إجمالي ما سبق، أي أن المادة هي: ” كلّ ما يشغل حجمًا، أو حيزًا من الفراغ وله كتلة، وتجتمع له من الخواصّ الفيزيائيّة، والكيميائيّة، التي يمكن قياسها، وتعميم نتائجها على جميع أفرادها”.
تظلّ أبحاث العلماء تتقدّم يومًا بعد يوم؛ للكشف عن أسرار المادة، للاستفادة منها، وتطويعها في خدمة البشريّة، ولنا في اكتشاف أشباه الموصّلات خير مثالٍ، فإنّ اكتشافها أدى إلى ثورة تكنولوجيّة في صناعة الحاسوب، ومازالت، ودائمًا كلّ غدٍ يحمل لنا جديدًا من أسرار المادة.
