امثلة المادة الصلبة المتبلورة

امثلة المادة الصلبة المتبلورة

هناك العديد من الأمثلة والتي يمكن من خلالها فهم طبيعة المواد الصلبة المتبلورة والتمثلة في ترتيب جزيئاتها بترتيبات عالية التنظيم سواء كانت أيونات أو ذرات أو جزئيات لتصبح الشبكة البلورية عبارة عن هياكل مجهرية منظمة، فمن أبرز هذه الأمثلة:

• فلوريد الكالسيوم.
• الثلج.
• ثاني أكسيد السيليكون.
• الملح (كلوريد الصوديوم).
• الكوارتز.
• الكالسين.
• الميكا.
• الماس.
• الشب.

تعريف المواد الصلبة البلورية

المادة الصلبة المتبلورة هي عبارة عن مادة تتميز بترتيب جزيئاتها بشكل دقيق في هياكلها المجهرية، حيث إن هذه الهياكل تُشكل شبكة بلورية داخل بنية المادة نفسها، كما أن المسافات بين الذرات في البلورات تكون بفعل القوى بين الجزيئية العالية صغيرة جدًا، وهو ما يترتب عليه تكوين بلورات لديها درجات انصهار وغليان عادية في حين أن نقاط انصهارها تصبح حادة، أي أن المواد الصلبة البلورية تنكسر عند اتجاهات ونقاط محددة.

هيكل المادة الصلبة البلورية

إليكم في النقاط التالية مواصفات هيكل المادة الصلبة البلورية:

• تترتب الجزيئات أو الذرات في البلورات بشكل متكرر وبنمط محدد وذلك في مختلف أبعاد البلورة، وهو ما يترتب عليه أن الهيكل الداخلي للبلورة يصبح شديد الدقة والتنظيم.
• كما ترتبط مكونات الذرات معًا بروابط إذ تعتمد بشكل أساسي على نوعية ومدى ترابط هذه المكونات.
• وتُعرف أصغر وحدة يتم تكرارها في النمط باسم خلية الوحدة.
• فالبلورة تتكون من عدد من خلايا الوحدة منتشرة في أبعادها الثلاثة.
• علمًا بأن مواضع الذرات ضمن خلية الوحدة تُسمى باسم نقاط الشبكة.
• ويُجدر بالإشارة إلى أن خلية الوحدة تعد بمثابة الشيء الأساسي في بنية البلورة والمسؤول عن تحديد بعض خصائصها.
• إلى جانب ذلك فإن هذه الخلية هو ما يتمكن العملاء من رؤيته عند النظر بواسطة حيود الأشعة السينية للبلورة حيث إنها تساعد في تحديد مكونات وبنية البلورة.

خصائص المواد الصلبة المتبلورة

تمتلك المواد الصلبة المتبلورة مجموعة من الخصائص، فمن أبرزها:

• مواد صلبة حقيقية.
• لديها شكل محدد إلى جانب ترتيبات محددة ونموذجية للجسيمات.
• تتميز بخاصية الانقسام، حيث عندما تُقص بواسطة آداة حادة تنقسم إلى قطعتين ويكون السطح الناتج عن الانقسام ناعمًا.
• تتوفر لديها حرارة انصهار محددة بينما تكون حرارة انصارها حادة وتذوب عند درجة حرارة محددة.
• خواصها الفيزيائية متباينة فهي قد تظهر قيمًا مختلفة للمقاومة الكهربائية أو معامل الانكسار.

أنواع المادة الصلبة البلورية

تُقسم المادة الصلبة البلورية إلى 4 أنواع حسب نوع الجزيئات بالإضافة إلى نوع الروابط الكيميائية التي تتم بين جزيئاتها، وهذه الأنواع كالآتي:

البلورات الجزيئية

• تتشكل البلورات الجزيئية عند نقاط الشبكة البلورية من جزيئات حيث تربط بينها قوى تتسم بكونها ضعيفة نسبيًا.
• وتكون القوى بين الجزيئات كالآتي:
  • قوى تشتت: في حالة إن كانت البلورات غير قطبية.
  • قوى ثنائية القطب: في حالة البلورات القطبية.
• علمًا بأنه من الممكن أن ترتبط الجزيئات معًا بواسطة قوى هيدروجينية مثل بلورات الجليد.
• ومن الممكن أن تتكوّن هذه الجزيئات من خلال تبريد أحد الغازات لكي تصبح نقاط الشبكة عبارة عن ذرات فردية وليست جزيئات.
• ومما يميز البلورات الجزيئية أنها لديها روابط ضعيفة ونقاط غليان قليلة وكذلك نقاط انصهار قليلة كما أنها تمتلك موصلية رديئة للكهرباء.
• ولقد تم تصنيف المواد الصلبة البلورية الجزيئية إلى 3 أنواع حسب القطبية وهم:

الجزيئات غير القطبية	هي عبارة عن مواد صلبة بلورية تحتوي على جزيئات ترتبط ببعضها بروابط تساهمية غير قطبية، ولديها درجة انصهار قليلة ولا توصل للكهرباء مثل: الهيليوم – الهيدروجين – الأكسجين – ثاني أكسيد الكربون – الأرجون – جزيء الميثان
الجزيئات القطبية	تحتوي أحد طرفيها على شحنة موجبة بينما الطرف الآخر على شحنة سالبة، وتتميز بأنه لديها نقطة انصهار مرتفعة ولكن لا توصل الكهرباء مثل: الأمونيا – ثاني أكسيد الكبريت
الجزيئات المرتبطة بالهيدروجين	الروابط الهيدروجيينة هي أضعف أنواع الروابط الكيميائية نظرًا لقوى الجذب غير المستقرة التي تحدث بين ذرة الهيدروجين والذرات الكهربائية كما هو في النيتروجين والفلور والأكسجين ومن أمثلها الثلج

البلورات المعدنية

• تحتوي البلورات المعدنية على كاتيونات حيث يُحاط بها عدد كبير من إلكترونات التكافؤ المتنقلة.
• وهذه الإلكترونات لا تنتمي إلى أي ذرة، وعلى الرغم من ذلك فهي قادرة على التحرك بسهولة من خلال البلورة الكاملة.
• ومن الجدير بالذكر أنه نتيجة للإلكترونات غير الموضعية فإن البلورات المعدنية تعد موصلًا جيدًا للكهرباء، فضلًا عن ذلك فهي لديها مدى واسع نسبيًا من درجات الانصهار.
• ومن مميزاتها أنها قوية ولكن من السهل ثنيها.

بلورات الشبكة التساهمية

• تتكون بلورات الشبكة التساهمية من ذرات تقع عند نقاط شبكات البلورة حيث ترتبط كل منها بواسطة رابطة تساهمية مع غيرها من الذرات المجاورة لها.
• إذ تحتوي الشبكات التساهمية على عدد كبير للغاية من الذرات.
• ويُجدر بالإشارة إلى أن هذه البلورات تتميز بصلابتها وبارتفاع درجة غليانها وانصهارها.
• لكنها لا تستطيع إيصال الكهرباء نظرًا لتكونها من الذرات وليس من الأيونات.
• فمن أشهر الأمثلة على بلورات الشبكة التساهمية:
  • الكوارتز.
  • أشباه الفلزات.
  • أكاسيد المعادن الانتقالية.

البلورات الأيونية

• عند تناول الأيونات ذات الشحنة السالبة مع الكاتيونات ذات الشحنة الموجبة فإن البلورات الأيونية تكوّن.
• حيث قد تكون هذه الأيونات إما أحادية الذرة أو ربما متعددة الذرات.
• ويعزى السبب إلى حدوث البلورات الأيونية إلى تفاعل أحد عناصر المجموعة 1 أو 2 وذلك مع الأيونات اللافلزية متعددة الذرات أو اللافلزات من المجموعة 16 أو 17.
• ومن مميزات هذه البلورات أنها صلبة وهشة كما لديها درجات انصهار مرتفعة.
• أما عن الأمثلة الأكثر شيوعًا عن البلورات الأيونية فهي:
  • كلوريد الصوديوم.
  • كلوريد البوتاسيوم.
  • كلوريد المغنيسيوم.
  • كربونات الكالسيوم.

هل المطاط مادة صلبة بلورية

إن المطاط لا يُصنف كمادة صلبة بلورية، وذلك للأسباب الآتية:

• يعتمد المطاط على بوليمر طبيعي يُطلق عليه الأيزوبرين وهو يوجد في عصارات النباتات الاستوائية.
• كما أن جزيئاته تحتوي على هياكل غير متبلورة وغير مرتبة في نمط أو شبكة محددة.
• فمن المعروف أن المادة الصلبة المتبلورة تكون جزيئاتها مرتبة بشكل منتظم ويتكون عنها شكلًا هندسيًا يُطلق عليه اسم بلورة.
• فالمطاط من المواد الصلبة غير المتبلورة نظرًا لإمكانية تليينه ببطء على نطاق واسع ومختلف من درجات الحرارة لعدم توفر بنية منتظمة لديه.
• فضلًا عن ذلك فالقوى بين جزيئات المطاط ضعيفة مقارنةً بالقوى بين جزيئات المواد الصلبة البلورية، كما أن هذه الجزيئات لا يوجد فيها بنية ثلاثية الأبعاد وليس لديه نقاط انهار حادة.
• ومن الجدير بالذكر أن المطاط يُستخدم لأغراض عديدة وغير مكلفة لإنتاجها ولا تتكسر من أشهرها الزجاج.

السكر من المواد البلورية الصلبة

إن عبارة السكر من المواد البلورية الصلبة عبارة صحيحة، وذلك للآتي:

• جزيء السكر يتكون من نوعين آخرين من السكر متصلين معًا وهما الفركتوز والجلوكوز.
• حيث إن هذا الجزيء يُنتج عن قصب السكر أو البنجر.
• ومن صفاته أنه يتكون من مجموعة ثلاثية الأبعاد منتظمة من جزيء واحد.
• لذا فالسكر من المواد الصلبة البلورية التي تمتلك جزيئات مرتبة بشكل منتظم ومحدد في شبكة بلورية.

أسئلة شائعة