هل الزجاج صلب أم ... سائل؟

إنه سؤال مثير جدا للاهتمام.

الجواب هو كلاهما - وليس كلاهما! هناك آراء متباينة على نطاق واسع حول كيفية الإشارة إلى مواد مثل الزجاج التي يبدو أنها تشبه إلى حد ما السوائل في بعض النواحي وتشبه إلى حد ما المواد الصلبة في طرق أخرى.

في المدارس وفي الكتب ، يتم تدريس أن كل المواد الصلبة لها بنية ثابتة من الذرات.

في الواقع ، هناك أنواع مختلفة من المواد الصلبة التي لها هياكل مختلفة للغاية وليس كل ما وصفناه بأنه "صلب" يتصرف بنفس الطريقة تمامًا. فكر في قطعة من الحديد وقطعة من المطاط. من الواضح أنها كلاهما صلبان ، ولكن المطاط مختلف تمامًا عن الحديد. في الداخل ، يوجد بالمطاط والحديد ذراتهم (في حالة الحديد) وجزيئات (في حالة المطاط) مرتبة بطرق مختلفة تمامًا. الحديد له هيكل منتظم أو بلوري (مثل إطار التسلق مع ذرات في الزوايا) ، في حين أن المطاط عبارة عن بوليمر (مصنوع من سلاسل طويلة من الجزيئات مترابطة بشكل فضفاض). أو فكر في الماء. كما قد تكتشف ، الماء مادة صلبة فريدة تقريبًا لأنها تتوسع لتبدأ عندما تتجمد. باختصار ، لا يناسب كل شيء أفكارنا الصلبة والسائلة والغازية ، ولا تتصرف جميع المواد الصلبة والسوائل والغازات بطريقة لطيفة وأنيقة وسهلة التفسير. الاستثناءات هي الأشياء التي تجعل العلم مثيرًا للاهتمام حقًا!

المواد الصلبة غير المتبلورة

دعنا نعود إلى الزجاج. تطلع من خلال مجهر داخل بعض الزجاج وستجد الجزيئات التي صنعت منه مرتبة في نمط غير منتظم. لهذا السبب يشار إلى الزجاج في بعض الأحيان بأنه مادة صلبة غير متبلورة (مادة صلبة بدون هيكل بلوري منتظم يمكن أن يكون عليه شيء يشبه المعدن). قد ترى أيضًا زجاجًا موصوفًا بأنه "سائل مبرد فائق التبريد". هذه طريقة أخرى لقول "الزجاج سائل لم يسبق له مثيل" ، وهو البيان المحير الذي ستجده أحيانًا في كتب العلوم. يمكننا أن نقول إن الزجاج يشبه السائل تمامًا ويشبه إلى حد ما المادة الصلبة. له هيكل داخلي يقع في مكان ما بين بنية السائل والصلبة ، مع بعض الترتيب للمادة الصلبة وبعض العشوائية للسائل.

الزجاج ليس بأي حال من الأحوال صلب غير متبلور فقط. من الممكن صنع نوع من الماء يسمى الجليد غير المتبلور والذي يمكن وصفه بأنه بين الصلب (الماء) والسائل (الجليد). يمكنك القيام بذلك عن طريق تبريد الماء بسرعة كبيرة. يتشكل الجليد بسرعة كبيرة بحيث لا يكون لديه وقت لبناء هيكله الطبيعي البلوري. لذا فإن ما تحصل عليه يشبه الجليد لكن يتصرف بطريقة ما مثل الماء السائل. يمكن أن تكون المواد الأخرى في المواد الصلبة غير المتبلورة للغاية. غالبًا ما تصنع الخلايا الشمسية من شيء يسمى السيليكون غير المتبلور.

المصدر: explainthatstuff.com