ما مكوّنات المادة؟ - صفحة 107 - كتاب العلوم - الصف 7 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

ما مكوّنات المادة؟

افترض أنك كسّرت قطعة كبيرة من الخشب إلى أجزاء صغيرة. فهل هذه الأجزاء تتكون من المادة نفسها التي تتكون منها قطعة الخشب الكبيرة؟ استمر في تقطيع الخشب إلى أجزاء أصغر فأصغر. هل تبقى القطع الصغيرة تحمل صفات القطعة الخشبية الكبيرة نفسها؟ إذا وصلت إلى أصغر قطعة خشبية ممكنة، فهل ستشبه القطعة الخشبية الكبيرة؟ هل هناك حدّ للوصول إلى أصغر قطعة؟ عبر القرون، سأل الناس أسئلة مشابهة لهذه الأسئلة حول حقيقة المادة.

طوّر كل من العالم ليوسبوس وتلميذه ديمقريطس فكرة الذرة حوالي عام ٤٤٠ قبل الميلاد. وكان اعتقادهما حول الذرة يرتكز على خمس نقاط، هي: ١. تتكون كل المواد من ذرات. ٢. يوجد بين الذرات فراغ. ٣. الذرات صلبة. ٤. ليس للذرات بنية داخلية. ٥. تختلف الذرات بعضها عن بعض من حيث الحجم، والشكل، والوزن.

أفكار قديمة

اعتقد ديمقريطس - وهو فيلسوف يوناني عاش حوالي عام ٤٦٠ إلى ٣٧٠ قبل الميلاد - أن الكون يتألف من فراغ، ومن جسيمات صغيرة جدًّا من المادة. واعتقد أن هذه القطع صغيرة، لدرجة أنه لا يمكن تقسيمها إلى أجزاء أصغر. وقد سمّى هذه الأجزاء الصغيرة ذرات، يعني الشيء الذي لا يجزأ. وحاليا تُعرَّف الذرة على أنها أصغر جزء من المادة وتتكون من البروتونات والنيوترونات والإلكترونات.

مساهمة لافوازييه

اهتم الكيميائي الفرنسي لافوازييه بدراسة المادة، وخصوصًا تغيراتها، وكان الناس قبله يعتقدون أن المادة تختفي أو تظهر بسبب التغيرات. وأوضح لافوازييه أن كتلة الخشب والأكسجين الذي يتفاعل معها عند الاحتراق تساوي كتلة كل من الرماد والماء وثاني أكسيد الكربون والغازات الأخرى التي تنتج عن الاحتراق كما في الشكل ۲. وكذلك، فإن كتلة قطعة الحديد والأكسجين والماء تساوي كتلة الصدأ الذي ينتج عن حدوث التفاعل. وبناء على تجارب لافوازييه ظهر قانون حفظ المادة، الذي ينص على أن المادة لا تفنى ولا تستحدث - إلا بقدرة الله تعالى - ، وإنما تتحول من شكل إلى آخر.

الشكل ٢ عندما يحترق الخشب فإن مادته لا تفنى. والكتلة الكلية للخشب والأكسجين تساوي الكتلة الكلية لكل من الرماد وبخار الماء وثاني أكسيد الكربون والغازات الأخرى الناتجة عن الاشتعال. استنتج ما مصدر الأكسجين اللازم لاحتراق الخشب في المدفأة؟

ما مكوّنات المادة؟ افترض أنك كسّرت قطعة كبيرة من الخشب إلى أجزاء صغيرة. فهل هذه الأجزاء تتكون من المادة نفسها التي تتكون منها قطعة الخشب الكبيرة؟ استمر في تقطيع الخشب إلى أجزاء أصغر فأصغر. هل تبقى القطع الصغيرة تحمل صفات القطعة الخشبية الكبيرة نفسها؟ إذا وصلت إلى أصغر قطعة خشبية ممكنة، فهل ستشبه القطعة الخشبية الكبيرة؟ هل هناك حدّ للوصول إلى أصغر قطعة؟ عبر القرون، سأل الناس أسئلة مشابهة لهذه الأسئلة حول حقيقة المادة. --- SECTION: الربط مع التاريخ - النموذج الذري --- طوّر كل من العالم ليوسبوس وتلميذه ديمقريطس فكرة الذرة حوالي عام ٤٤٠ قبل الميلاد. وكان اعتقادهما حول الذرة يرتكز على خمس نقاط، هي: ١. تتكون كل المواد من ذرات. ٢. يوجد بين الذرات فراغ. ٣. الذرات صلبة. ٤. ليس للذرات بنية داخلية. ٥. تختلف الذرات بعضها عن بعض من حيث الحجم، والشكل، والوزن. --- SECTION: أفكار قديمة --- أفكار قديمة اعتقد ديمقريطس - وهو فيلسوف يوناني عاش حوالي عام ٤٦٠ إلى ٣٧٠ قبل الميلاد - أن الكون يتألف من فراغ، ومن جسيمات صغيرة جدًّا من المادة. واعتقد أن هذه القطع صغيرة، لدرجة أنه لا يمكن تقسيمها إلى أجزاء أصغر. وقد سمّى هذه الأجزاء الصغيرة ذرات، يعني الشيء الذي لا يجزأ. وحاليا تُعرَّف الذرة على أنها أصغر جزء من المادة وتتكون من البروتونات والنيوترونات والإلكترونات. --- SECTION: مساهمة لافوازييه --- مساهمة لافوازييه اهتم الكيميائي الفرنسي لافوازييه بدراسة المادة، وخصوصًا تغيراتها، وكان الناس قبله يعتقدون أن المادة تختفي أو تظهر بسبب التغيرات. وأوضح لافوازييه أن كتلة الخشب والأكسجين الذي يتفاعل معها عند الاحتراق تساوي كتلة كل من الرماد والماء وثاني أكسيد الكربون والغازات الأخرى التي تنتج عن الاحتراق كما في الشكل ۲. وكذلك، فإن كتلة قطعة الحديد والأكسجين والماء تساوي كتلة الصدأ الذي ينتج عن حدوث التفاعل. وبناء على تجارب لافوازييه ظهر قانون حفظ المادة، الذي ينص على أن المادة لا تفنى ولا تستحدث - إلا بقدرة الله تعالى - ، وإنما تتحول من شكل إلى آخر. --- SECTION: الشكل ٢ --- الشكل ٢ عندما يحترق الخشب فإن مادته لا تفنى. والكتلة الكلية للخشب والأكسجين تساوي الكتلة الكلية لكل من الرماد وبخار الماء وثاني أكسيد الكربون والغازات الأخرى الناتجة عن الاشتعال. استنتج ما مصدر الأكسجين اللازم لاحتراق الخشب في المدفأة؟ --- VISUAL CONTEXT --- **FIGURE**: قانون حفظ المادة أثناء احتراق الخشب Description: صورتان توضيحيتان متجاورتان تمثلان مبدأ حفظ الكتلة في تفاعل الاحتراق: الصورة اليمنى توضح عملية اشتعال خشب بوجود الأكسجين (خشب + أكسجين)، يليها علامة يساوي (=)، ثم الصورة اليسرى توضح نواتج الاحتراق المتمثلة في كومة من الرماد المتبقي مع الإشارة إلى الغازات وبخار الماء المتصاعد (رماد + غازات + بخار ماء). Key Values: خشب + أكسجين = رماد + غازات + بخار ماء Context: توضيح قانون حفظ المادة، حيث أن الكتلة الكلية للمواد المتفاعلة (الخشب والأكسجين) تساوي الكتلة الكلية للمواد الناتجة (الرماد وبخار الماء وثاني أكسيد الكربون والغازات الأخرى).