حالة المادة

حالة المادة هو صفة فيزيائية للمادة تشير إلى شكل الترابط بين جزيئاتها، والحالات الممكنة للمادة هي الغازية والسائلة والصلبة والبلازما. الغاز هو أحد حالات المادة، ومثل السوائل فإن الغازات موائع أى أن لها قابلية للسريان ولا تقاوم تغيير شكلها ، بالرغم من أن لها لزوجة. وعلى غير ما يحدث في السوائل ، فإن الغازات الحرة لا تشغل حجم ثابت ولكنها تملأ أى فراغ تشغله . وطاقة حركة الغازات هي ثانى أهم شيء في حالات المادة ( بعد البلازما . ونظرا لزيادة طاقة حركة الغازات فإن جزيئات وذرات الغازات تميل لأن تتعدى أى سطح يحتويها ، ويزداد هذا بزيادة طاقة الحركة . ويوجد مفهوم خاطئ يتعلق بأن إصطدام الجزيئات ببعضها ضروري لمعرفة ضغط الغاز ، ولكن الحقيقة أن سرعاتها العشوائية كافية لتحديد كمياتها. الإصطدامات بين الجزيئات مهمة فقط للحصول على توزيع ماكسويل-بولتزمان.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

الحالة الصلبة

A crystalline solid: atomic resolution image of strontium titanate. Brighter atoms are Sr and darker ones are Ti.

الحالة السائلة

بنية سائل أحادي الذرة كلاسيكي. الذرات لها العديد من أقرب الجيران متلاصقين، وبالرغم من ذلك لا يوجد ترتيب طويل المدى.

‎

الحالة الغازية

The spaces between gas molecules are very big. Gas molecules have very weak or no bonds at all. The molecules in "gas" can move freely and fast.

تم إشتقاق كلمة غاز عن طريق كيميائي فلمنكي كتعبير عن نطقه للكلمة الإغريقية كاوس .

تتفرق جسيمات الغاز بطريقة معاكسة لجسيمات السوائل ، التى تتلامس . فجسيم مادى ( مثلا ذرة غبار ) في الغازات تتحرك في حركة بروانية . وحيث انه لا توجد تقنية حاليه تمكننا من ملاحظة حركة جسيم غازي محدد ( ذرات أو جزيئات ) ، فإن الحسابات النظرية فقط تعطى إقتراحات عن كيفية تحركهم ولكن حركتها تختلف عن الحركة البروانية . والسبب في هذا أن الحركة البروانية تتضمن إنزلاق سلس تحت تأثير قوى الأحتكاك بين جزيئات الغاز بينما لها إصطدامات عنيفة بين جزيء أو جزيئات الغاز مع الجسيم . الجسيم ( غالبا يتكون من ملايين أو بلايين الذرات ) يتحرك في أشكال حادة ، وحتى الآن لا يوجد حدة تم توقعها لو تم متابعة جزيء غازي محدد. المواد مصنفة لأنواع .

الحالات غير الكلاسيكية

الزجاج

Atoms of Si and O; each atom has the same number of bonds, but the overall arrangement of the atoms is random.

تمثيل تخطيطي لشكل زجاجي عشوائي الشبكة (يسار) وعقد بلوري مرتب (يمين) لنفس التركيب الكيميائي.

بلورات بدرجات لا ترتب

البلورة اللدنة هي صلب جزيئي له ترتيب موقعي طويل المدى ولكن الجزيئات المكونة له تحتفظ بحرية دورانية؛ في orientational glass هذه الدرجة من الحرية مجمدة في حالة لاترتيب مروي .

وبالمثل، في spin glass فإن اللاترتيب المغناطيسي يكون مجمداً.

حالات البلور السائل

المرتـَّبة مغناطيسياً

المفصولة بطور دقيق

SBS block copolymer in TEM

حالات درجات الحرارة المنخفضة

الموائع الفائقة

Liquid helium in a superfluid phase creeps up on the walls of the cup in a Rollin film, eventually dripping out from the cup.

مكثفات بوز-أينشتاين

Velocity in a gas of روبيديوم as it is cooled: the starting material is on the left, and Bose–Einstein condensate is on the right.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

المكثفات الفرميونية

جزيئات ريدبرگ

حالات هال الكمومية

مادة غريبة

مقالة مفصلة: مادة غريبة

حالات الطاقة العالية

پلازما (غاز مؤين)

پلازما الكوارك-گلوون

مقالة مفصلة: پلازما الكوارك-گلوون

پلازما الكوارك-گلوون اُكتُشِفت في سرن في 2000.

حالات الطاقة العالية جداً

حالات أخرى مقترحة

مادة منحلة

صلب فائق

String-net liquid

زجاج فائق

مقالة مفصلة: زجاج فائق

انظر أيضاً

الهامش

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

وصلات خارجية

2005-06-22, MIT News: MIT physicists create new form of matter Citat: "... They have become the first to create a new type of matter, a gas of atoms that shows high-temperature superfluidity."
2003-10-10, Science Daily: Metallic Phase For Bosons Implies New State Of Matter
2004-01-15, ScienceDaily: Probable Discovery Of A New, Supersolid, Phase Of Matter Citat: "...We apparently have observed, for the first time, a solid material with the characteristics of a superfluid...but because all its particles are in the identical quantum state, it remains a solid even though its component particles are continually flowing..."
2004-01-29, ScienceDaily: NIST/University Of Colorado Scientists Create New Form Of Matter: A Fermionic Condensate
Short videos demonstrating of States of Matter, solids, liquids and gases by Prof. J M Murrell, University of Sussex