تنقسم المادة إلى ثلاث حالات هي الصلبة والغازية والسائلة، وتُعرف المادة بأنها كل ما له كتلة ويشغل حيزًا من الفراغ، ولذلك فكل شيء من حولنا يعتبر مادة .
المادة الصلبة
تعرف المواد الصلبة على أنها تلك المواد التي لها شكل محدد وكتلة محددة، وتشغل حيزا محددا من الفراغ. ويعتبر مصطلح المواد الصلبة تعبيرا شائعا لوصف الأشياء القاسية التي لا تلين بسهولة. وتتميز تلك المواد بأنها لها حجم وشكل ثابتين، ويمكن تصنيف المواد الصلبة إلى نوعين، وهما المواد الصلبة البلورية والمواد الصلبة غير المتبلورة، ولكل منهما خواصه الخاصة، ولكن تشترك جميع المواد الصلبة في بعض الخواص مثل:
تتميز المواد الصلبة بحجمٍ ثابتٍ بسبب ترتيب الجسيمات المكونة لها، حيث تتحرك هذه الجسيمات بشكلٍ اهتزازيٍ داخل الحيز الذي توجد فيه ولا تتجاوز حدوده .
تحتاج المواد الصلبة إلى درجات حرارة عالية حتى تصبح سائلة وذلك من الشكل الصلب إلى الشكل السائل .
يتغير حجم المادة الصلبة عند تعرضها لدرجات الحرارة والضغوط الشديدة، وفي معظم الحالات تعود المادة إلى حالتها الأولى بعد انتهاء التأثير، تمامًا كما يحدث مع شد الحبل المطاطي لأقصى حد ثم إطلاقه مرة واحدة .
تصنيف المواد الصلبة
المواد الصلبة البلورية
المواد الصلبة البلورية هي مواد صلبة حقيقية، فالمعادن هي أمثلة على المواد الصلبة البلورية، وملح الطعام هو مثال آخر على هذا النوع من المواد الصلبة. في المواد الصلبة المتبلورة، تتم ترتيب الذرات أو الأيونات أو الجزيئات في نمط هندسي منتظم يتكرر عبر البلورة بأكملها .
– يطلق على أصغر بنية متكررة من المادة صلبة اسم الذرة ، و هي تشبه لبنة الجدار ، حيث تتحد الذرات لتشكل شبكة تسمى الشبكة البلورية ، و هناك 14 نوعاً من المشابك ، تدعى Bravais lattices ، و قد سميت باسم Auguste Bravais ، عالم فيزياء فرنسي من القرن التاسع عشر ، و تصنف إلى سبعة أنظمة بلورية تقوم على ترتيب الذرات .
– و بغض النظر عن الترتيب المنتظم للجسيمات ، فإن المواد الصلبة البلورية لها العديد من الخصائص المميزة الأخرى ، فهي غير قابلة للضغط بشكل عام ، بمعنى أنه لا يمكن ضغطها إلى أشكال أصغر ، و بسبب التركيب الهندسي المتكرر لها ، فإن جميع الروابط بين الجسيمات لها قوة متساوية ، و هذا يعني أن المادة الصلبة البلورية سيكون لها نقطة انصهار محددة .
– كما تتميز المواد الصلبة البلورية بأنها لا تسمح بمرور الضوء من خلالها ، و جيدة التوصيل للحرارة و الكهرباء ، و غير قابلة للانكسار بسهولة ، كما أن هناك أربعة أنواع من المواد الصلبة البلورية ، و هي المواد الصلبة الأيونية ، و المواد الصلبة الجزيئية ، و المواد الصلبة التساهمية الشبكية ، و المواد الصلبة المعدنية .
المواد الصلبة غير متبلورة
المواد الجامدة غير المتبلورة هي التي لا تحتوي على ترتيب هندسي متكرر في جسيماتها، بل تترتب بشكل عشوائي وغير منتظم، وتسمى أيضا بـ `المواد الجامدة الزائفة`، وتشمل أمثلتها الزجاج والمطاط والمواد الهلامية ومعظم المواد البلاستيكية.
– و المادة الصلبة غير المتبلورة ليس لها نقطة انصهار محددة ؛ لكنها ، تذوب تدريجيًا على مدى درجات الحرارة ، لأن جسيماتها لا تكسر كل مرة ، و هذا يعني أن المادة الصلبة غير المتبلورة سوف تكون في حالة طرية و ناعمة (مثل الشمع أو الزجاج المصهور) قبل أن تتحول تمامًا إلى الحالة السائلة .