حالات المادة و القوى بين الجزيئات

بالتأكيد ، إليك بعض الملاحظات الدراسية التفصيلية من محتوى النص باللغة العربية:

• حالات المادة هي:
  • السوائل
  • المواد الصلبة
  • تغيرات المرحلة
• القوى داخل الجزيئات وبينها تؤثر على حالات المادة

نظرة عامة على التغيرات الفيزيائية وتغيرات الطور

• تشمل الجوانب الكمية لتغيرات الطور الحرارة المتضمنة في تغيرات الطور وطبيعة التوازن.

جوانب التغيرات الكمية في المرحلة

• تتضمن الجوانب الكمية لتغيرات الطور الحرارة المتضمنة في تغيرات الطور.
• طبيعة توازن تغيرات الطور.
• مخططات الطور ضرورية.

أنواع القوى بين الجزيئات

• هناك أنواع مختلفة من القوى بين الجزيئات، بما في ذلك قوى الأيون ثنائية القطب.
• وتشمل الأنواع أيضًا قوى ثنائية القطب، والرابطة الهيدروجينية.
• وتشتمل أنواع القوى بين الجزيئات على قوى ثنائية القطب المستحثة بالشحنة، وقوى التشتت (لندن).

خصائص الحالة السائلة

• تشمل خصائص الحالة السائلة التوتر السطحي، والشعرية.
• اللزوجة هي خاصية سائلة مهمة.

تفرد المياه

• يشتمل تفرد الماء على خصائص المذيبات والخصائص الحرارية والخصائص السطحية.
• كثافة الماء الصلب والسائل من الخصائص الفريدة للماء.

الحالة الصلبة: التركيب والخواص والترابط

• تشمل الميزات الهيكلية للمواد الصلبة المواد الصلبة البلورية والصلبة غير المتبلورة.
• الترابط مهم في المواد الصلبة.

مواد متقدمة

• المواد المتقدمة تشمل المواد الإلكترونية والبلورات السائلة والمواد الخزفية والبوليمرات.
• تكنولوجيا النانو هي مادة متقدمة.

حالات المادة الفيزيائية

• الحالات الفيزيائية للمادة هي أي جزء مادي متميز ومتجانس من النظام.
• تشمل أطوار المادة الغازات والسوائل والصلبة والبلازما.

القوى بين الجزيئية وداخل الجزيئية

• تتحد القوى الكهروستاتيكية بين الجسيمات مع الطاقة الحركية للجسيمات لإنشاء خصائص تغيير الطور.
• يساهم ضغط البخار ونقطة الغليان ونقطة الانصهار في هذه الخصائص.

مقارنة الغازات والسوائل والمواد الصلبة

• الغازات عبارة عن سوائل قابلة للضغط تتوافق مع شكل وحجم الحاوية.
• جزيئات الغاز متباعدة على نطاق واسع.
• السوائل عبارة عن سوائل غير قابلة للضغط نسبيًا تتوافق مع شكل الحاوية ولكن حجمها محدود بالسطح.
• جزيئات السائل معبأة بإحكام أكبر.
• المواد الصلبة غير قابلة للضغط وصلبة تقريبًا، وتحافظ على شكلها وحجمها.
• الجزيئات أو الأيونات الصلبة تكون على اتصال وثيق ولا تتحرك.

تغيير الحالة

• التكثيف هو العملية التي يتحول بها الغاز إلى سائل.
• التبخير هو العملية التي يتحول بها السائل إلى غاز.
  • تتضمن حرارة التبخير (ΔHvap) تغيرات إنثالبي ماصة للحرارة.
• التجميد هو العملية التي يتحول بها السائل إلى مادة صلبة.
• الذوبان (الانصهار) هو العملية التي تتحول بها المادة الصلبة إلى سائل.
  • تتضمن حرارة الانصهار (ΔHfus) تغيرًا في المحتوى الحراري للحرارة.
• التسامي هو العملية التي تتحول بها المادة الصلبة مباشرة إلى غاز.
  • تتضمن حرارة التسامي (ΔHsub) تغيرًا في المحتوى الحراري للحرارة.
• الترسيب هو العملية التي يتحول بها الغاز مباشرة إلى مادة صلبة

مخططات المرحلة

• مخطط المرحلة هو طريقة رسومية لتلخيص الظروف التي تكون فيها الحالات المختلفة للمادة مستقرة.
• يتم تقسيم الرسم التخطيطي إلى ثلاث مناطق تمثل كل حالة من حالات المادة: الغاز والسائل والصلبة.
• تمثل المنحنيات التي تفصل كل منطقة حدود تغيرات الطور.
• يمثل المنحنى AB، الذي يقسم المنطقة الصلبة عن المنطقة السائلة، الشروط التي يكون فيها الصلب والسائل في حالة توازن.
• عادة ما تتأثر نقطة الانصهار بشكل طفيف فقط بالضغط.
  • لهذا السبب، فإن منحنى نقطة الانصهار، AB، يكون عموديًا تقريبًا.
• إذا كان السائل أكثر كثافة من مادته الصلبة، فإن المنحنى يميل قليلاً إلى اليسار، مما يتسبب في انخفاض نقطة الانصهار مع الضغط.
• إذا كان السائل أقل كثافة من مادته الصلبة، فإن المنحنى يميل قليلاً إلى اليمين، مما يتسبب في زيادة نقطة الانصهار مع الضغط.
• يمثل المنحنى AC، الذي يقسم المنطقة السائلة عن المنطقة الغازية، نقاط الغليان للسائل لمختلف الضغوط.
• يمثل المنحنى AD، الذي يقسم المنطقة الصلبة عن المنطقة الغازية، ضغوط بخار المادة الصلبة في درجات حرارة مختلفة.
• يشار إلى تغير الطور لمادة صلبة مباشرة إلى غاز بـ "التسامي".
• تتقاطع المنحنيات عند النقطة A، وهي النقطة الثلاثية، وهي درجة الحرارة والضغط حيث توجد ثلاث مراحل للمادة في حالة توازن.
• درجة الحرارة التي لم تعد حالة المادة السائلة موجودة أعلى منها بغض النظر عن الضغط تسمى درجة الحرارة الحرجة.

قوى الترابط مقابل قوى عدم الترابط

• القوى داخل الجزيئية (الترابط داخل الجزيئات) قوية نسبيًا لأن الشحنات أقرب معًا.
  • توجد جاذبية بين الأنيونات والكاتيونات (الترابط الأيوني داخل الجزيئات).
  • توجد جاذبية بين النوى وأزواج الإلكترونات (الترابط التساهمي).
  • توجد جاذبية بين الكاتيونات المعدنية والإلكترونات غير المتمركزة (المعدنية).
• القوى بين الجزيئات (عدم الترابط بين الجزيئات) ضعيفة نسبيًا لأن الشحنات أصغر وأبعد عن بعضها البعض.
  • الطور وتغيرات الطور (صلب وسائل وغاز) هي دالة للقوى بين الجزيئات.
  • توجد جاذبية بين الجزيئات ذات الشحنات الجزئية أو الجزيئات والأيونات.

مقارنة قوى الترابط وعدم الترابط

• القوى الأيونية الترابطية قوية جدًا، تتراوح من 400 إلى 4000 كيلو جول / مول.
• تتراوح القوى التساهمية الترابطية من 150-1100 كيلو جول / مول.
• تتراوح القوى المعدنية الترابطية من 75-1000 كيلو جول / مول.
• تتراوح القوى الأيونية غير الترابطية ثنائية القطب من 40-600 كيلو جول / مول.
• تتراوح الروابط الهيدروجينية غير الترابطية من 10-40 كيلو جول/مول.
• تتراوح قوى ثنائي القطب غير الترابطية من 5-25 كيلو جول/مول.
• تتراوح قوى ثنائية القطب المستحثة بالأيونات غير الترابطية من 3-15 كيلو جول/مول.
• تتراوح قوى ثنائية القطب المستحثة بالقطب غير الترابطية من 2-10 كيلو جول/مول.
• قوى التشتت (لندن) غير المتمركزة ضعيفة نسبيًا، تتراوح من 0.05 إلى 40 كيلو جول / مول.

القوى بين الجزيئية

• يمكن شرح العديد من الخصائص الفيزيائية للسوائل (وبعض المواد الصلبة) من حيث قوى التجاذب بين الجزيئات.
  • تُعرف هذه القوى باسم القوى بين الجزيئية.
• توجد ثلاثة أنواع من القوى بين الجزيئات المحايدة:
  • قوى لندن (أو التشتت).
  • قوى ثنائية القطب.
  • الترابط الهيدروجيني.
• قوى لندن هي الأضعف وتحدث في الجزيئات غير القطبية.
• قوى ثنائية القطب أقوى وتحدث في الجزيئات القطبية.
• الترابط الهيدروجيني هو الأقوى ويحدث في المواد التي يرتبط فيها الهيدروجين مباشرة بالأكسجين أو النيتروجين أو الفلور.

قوى لندن

• تنشأ قوى لندن عن ثنائيات الأقطاب اللحظية التي تحدث بسبب تشويه السحابة الإلكترونية المحيطة بالجزيء.
• قوى لندن تزداد مع زيادة الوزن الجزيئي.
• كلما كان الجزيء أكبر، كلما كان من السهل تشويه السحابة الإلكترونية لإعطاء ثنائي قطب لحظي.
• تعرض جميع الجزيئات التساهمية بعض قوى لندن.

قوى فان دير فال

• (VDW) - مصطلح عام يتضمن قوى لندن وثنائي القطب.
• قوى فان دير فال هي قوى تجاذب ضعيفة في عدد كبير من المواد.
  • المسافة بين ذرتين غير مرتبطتين في جزيئات "متجاورة".
    • قوى لندن هي قوى تشتت وأضعف القوى بين الجزيئية.

قوى ثنائية القطب

• يقوم مجال كهربائي خارجي بتوجيه الجزيئات القطبية الغازية.
• تقع الجزيئات القطبية في السوائل والمواد الصلبة بالقرب من بعضها البعض، وتعمل شحناتها الجزئية كمجالات كهربائية صغيرة وتعطي قوة "ثنائية القطب". تزيد قوى ثنائية القطب قليلًا عن قوى لندن، ولكنها أقل من الترابط الهيدروجيني.
• يعتمد حجم قوة ثنائية القطب على حجم عزم ثنائي القطب الجزيئي.

أصل قوة لندن

• في أي لحظة، يوجد عدد أكبر من الإلكترونات في جانب واحد من ذرة النيون (Ne) أكثر من الجانب الآخر.
• تجذب الأطراف المقابلة للأقطاب اللحظية بعضها البعض.
• تميل الإلكترونات الموجودة على الذرات المجاورة إلى التحرك معًا لإنشاء أقطاب لحظية جديدة.
• تحتوي جميع المركبات الجزيئية على قوى جاذبة في لندن.

الاستقطابية والقوى ثنائية القطب المستحثة

• يمكن للمجال الكهربائي القريب أن "يحفز" التشوه في السحابة الإلكترونية:
  • سحب كثافة الإلكترون نحو قطب موجب للمجال أو دفعه بعيدًا عن قطب سالب.
• بالنسبة لجزيء "غير قطبي"، يحفز التشوه عزم ثنائي قطب مؤقت.
• بالنسبة لجزيء "قطبي"، يعزز التشوه اللحظة ثنائية القطب الموجودة بالفعل.
• تزداد الاستقطابية "إلى أسفل" في المجموعة حيث يزداد الحجم (يسهل تشويه السحابة الإلكترونية).
• تقل الاستقطابية عبر الفترة بسبب زيادة القيمة الفعالة التي تجعل الذرات أصغر وتحتجز الإلكترونات بشكل أقرب.

الترابط الهيدروجيني

• الترابط الهيدروجيني هو قوة خاصة ثنائية القطب توجد بين ذرة هيدروجين مرتبطة تساهميًا بذرة سالبة كهربية جدًا مع زوج وحيد من الإلكترونات.
• فقط N و O و F ذات سالبية كهربية كافية لترك نواة الهيدروجين مكشوفة.
• لعرض الترابط الهيدروجيني، يجب أن يكون أحد الهياكل الثلاثة التالية موجودًا: H-O أو H-N أو H-F.
  • يوجد الترابط الهيدروجيني بين الجزيئات.
• الترابط الهيدروجيني ونقطة الغليان: ترتفع نقاط الغليان مع زيادة الكتلة المولية في هيدرات المجموعة الرابعة (CH4، SiH4، GeH4، SnH4).
  • في المجموعات الأخرى، ينحرف العضو الأول من كل سلسلة (NH3، HF، H2O) بشكل كبير.
    • تتطلب الروابط ال H في هذه المواد طاقة إضافية لتنفصل قبل أن تتمكن الجزيئات من الانفصال والدخول إلى المرحلة الغازية.

ملخص القوى بين الجزيئية

• الأيونات: الترابط الأيوني (الأقوى)
• الجزيئات القطبية: تفاعل الأيونات مع ثنائيات الأقطاب، ثنائيات الأقطاب، الروابط الهيدروجينية 
• القطبي وغير القطبي: ثنائي القطب المستحث 
• غير قطبي: تشتت (لندن) (الأضعف)

تلعب قوى فان دير فال والخصائص الفيزيائية للسوائل دورًا كبيرًا

• ضغط البخار
• التوتر السطحي
• نقطة الغليان
• اللزوجة

ضغط البخار

• تتبخر السوائل باستمرار.
  • إذا كان السائل في وعاء مغلق به مساحة فارغة فوقه، فإن ضغطًا جزئيًا لحالة البخار يتراكم في هذه المساحة.
    • ضغط بخار السائل هو الضغط الجزئي للبخار فوق السائل، ويتم قياسه في حالة التوازن في درجة حرارة معينة.
  • تزيد زيادة درجة حرارة السائل من نسبة الجزيئات التي تتحرك بسرعة كافية للهروب من السائل وتقلل من نسبة الجزيئات التي تتحرك ببطء كافية بحيث يتم احتجازها مرة أخرى.
• كلما ارتفعت درجة الحرارة، ارتفع ضغط البخار.
• يعتمد ضغط بخار السائل على درجة حرارته.
• مع ارتفاع درجة الحرارة، تزداد الطاقة الحركية للحركة الجزيئية، ويزداد ضغط البخار.
• يقال عن السوائل والمواد الصلبة ذات ضغوط البخار العالية نسبيًا في درجات الحرارة العادية أنها متطايرة.

نقطة الغليان

• درجة الحرارة التي يساوي فيها ضغط بخار السائل الضغط الواقع على السائل تسمى نقطة الغليان.
• مع ارتفاع درجة حرارة سائل، يزداد ضغط البخار حتى يصل إلى الضغط الخارجي.
  • عند هذه النقطة، تتشكل فقاعات ثابتة من البخار داخل السائل - وهذا ما يسمى الغليان.
  • نقطة الغليان العادية هي نقطة الغليان عند 1 ضغط جوي = 760 تور = 760 ملم زئبق.
• يغلي السائل عندما يساوي ضغط البخار داخل الفقاعة الضغط الخارجي.

حرارة التحول الطوري

• حرارة التبخير
  • يتطلب غليان مادة نقية من نقطة انصهارها دفعة إضافية من الطاقة للتغلب على القوى بين الجزيئية.
    • الحرارة اللازمة لغليان 1 مول من مادة سائلة نقية تسمى حرارة التبخير ويرمز لها بـ ΔHvap.
• بالنسبة للجليد عند نقطة الانصهار، تبلغ حرارة تبخير الماء 40.66 كيلوجول/مول.
  • H2O (l) → H2O (g) ΔHvap = +40.66 كيلو جول / مول
    • تفاعل ماص للحرارة يتطلب مدخلات طاقة.
• تتناسب حرارة التبخير (ΔHvap) عكسيًا مع ضغط البخار.
  • ΔHvap ∝ 1/ضغط البخار
• تتناسب حرارة التبخير (ΔHvap) مع نقطة الغليان.
  • ΔHvap ∝ نقطة الغليان ∝ 1/ضغط البخار
  • تتطلب السوائل ذات ضغط البخار المنخفض مزيدًا من الطاقة لإثارة الغليان، أي أن لديها نقاط غليان أعلى.

معادلة كلاوزيوس-كلابيرون

• ضغط البخار هو دالة لدرجة الحرارة.
• يعتمد ضغط البخار أيضًا على القوى بين الجزيئية الموجودة.
• عند درجة حرارة معينة، تتمتع الجزيئات ذات القوى بين الجزيئية الأضعف بضغط بخار أعلى وتتبخر بسهولة أكبر.
• كلما كانت القوى بين الجزيئية أضعف، كلما زاد ضغط البخار.
• ينتج عن تأثير القوى بين الجزيئية علاقة غير خطية بين ضغط البخار ودرجة الحرارة.
• يمكن التعبير عن العلاقة غير الخطية، كما هو موضح في الرسوم البيانية، كعلاقة خطية من خلال رسم اللوغاريتم الطبيعي لضغط البخار (ln P) مقابل مقلوب درجة الحرارة المطلقة (oK).
• التعديل لمعادلة Klausius-Klapeiron، الإصدار المكون من نقطتين، يسمح بوصف ضغط بخار سائل في درجتي حرارة وضغط مختلفين.
• وحدات حرارة التبخير هي kJ/mol.

حكم تراوتن

• يمكن تقدير حرارة تبخير سائل عضوي باستخدام قانون Trouton:
  • ΔH تبخير = 88 [جول / (مول * درجة]] * Tb (كلفن)

نقطة التجمد (الانصهار)

• تسمى درجة الحرارة التي يتحول عندها سائل نقي إلى مادة صلبة بلورية، أو يتجمد، نقطة التجمد.
• درجة الانصهار مطابقة لدرجة التجمد ويتم تعريفها على أنها درجة الحرارة التي تتحول فيها المادة الصلبة إلى سائل.
• على عكس نقاط الغليان، تتأثر نقاط الانصهار بشكل كبير فقط بالتغيرات الكبيرة في الضغط.
• للحفاظ على مادة نقية في نقطة انصهارها يتطلب زيادة إضافية في الطاقة للتغلب على طاقات الشبكة.
  • تسمى الحرارة اللازمة لصهر 1 مول من مادة نقية حرارة الانصهار.
  • بالنسبة للثلج، تبلغ حرارة الانصهار 6.01 كيلوجول / مول.
    • H2O (s) → H2O (l) ΔH fus = 6.01 كيلوجول / مول

خواص السوائل

•  التوتر السطحي:
  • التوتر السطحي هو الطاقة اللازمة لزيادة مساحة سطح السائل بوحدة المقدار.
  • التوتر السطحي هو ميل انكماشي لسطح السائل يسمح له بمقاومة قوة خارجية.
    • على سبيل المثال، تطفو بعض الأجسام على سطح الماء، على الرغم من أنها أكثر كثافة من الماء.
  • تتسبب هذه الخاصية في تماسك جزيئات مماثلة وهي مسؤولة عن العديد من سلوكيات السوائل.
    • توجد قوة محصلة تساوي صفرًا على الجزيء داخل كتلة السائل لأن الجزيء داخل كتلة السائل يتم سحبه بالتساوي في جميع الاتجاهات بواسطة جزيئات السائل المجاورة (التماسك).
  • على سطح السائل، يتم سحب الجزيئات للداخل بواسطة جزيئات أخرى إلى داخل السائل ولكنها غير جذابة بنفس القدر لجزيئات في الوسط المجاور (سواء كان فراغًا أم هواءً أم سائل آخر).
    • نتيجة لذلك، هناك ميل إلى تقليل مساحة سطح السائل، أي غضروف سفلي موجه لأسفل.
    • يفسر هذا أيضًا سبب كون قطرات المطر كروية الشكل تقريبًا، مما يقلل من مساحة السطح.
  • المواد الخافضة للتوتر السطحي (النشطة سطحيًا)، مثل الصابون ومستحلبات الدهون، تقلل من التوتر السطحي للمياه عن طريق التجمع على السطح وتعطيل روابط H.

خاصية شعرية

• ارتفاع السائل عبر مساحة ضيقة عكس قوة الجاذبية.
  • في أنبوب شعري زجاجي (SiO2)، تشكل جزيئات الماء روابط هيدروجينية لذرات الأكسجين في الجدار الداخلي للأنابيب الزجاجية، وسوف يتحرك الماء لأعلى جدار الأنبوب لأن القوى اللاصقة من الترابط H بين الماء والجدار أقوى من القوى المتماسكة (الترابط H) داخل الماء. في نفس الوقت، فإن القوى المتماسكة التي تؤدي إلى ارتفاع التوتر السطحي تسحب سطح السائل مشدودًا.
• تتحد هذه القوى اللاصقة والمتماسكة لرفع مستوى الماء وتنتج الغضروف المقعر المألوف.
  • يرتفع السائل حتى تتوازن قوة الجاذبية لأسفل مع القوى اللاصقة التي تسحب لأعلى.
  • يعرض الماء غضروف مقعر في أنبوب زجاجي.
    • (الأشرطة H) اللاصقة بين مجموعات H2O و O-Si-O في الزجاج أقوى من (الأشرطة H) المتماسكة داخل الماء.
• يعرض الزئبق غضروفًا محدبًا في أنبوب زجاجي.
  • تكون القوى المتماسكة (الرابطة المعدنية) داخل الزئبق أقوى من القوى اللاصقة (التشتت) بين الزئبق والزجاج.

اللزوجة

• اللزوجة هي مقياس لمقاومة التدفق (وحدات كجم/م•ث) التي تعرضها جميع السوائل والغازات التي تتشوه إما إجهاد القص أو إجهاد الإسهاب.
  • تصف اللزوجة المقاومة الداخلية للسائل للتدفق ويمكن اعتبارها مقياسًا للاحتكاك السائل.
  • تقل اللزوجة مع زيادة درجة الحرارة.
  • يمكن توضيح اللزوجة بقياس الوقت المطلوب لسقوط كرة فولاذية عبر عمود من السائل.
  • حتى بدون هذه القياسات، فإنك تعلم أن شراب القيقب لديه لزوجة أكبر من الماء.

قوى فان دير فال وخواص السوائل

• تحدد البنية الجزيئية للمادة القوى بين الجزيئات التي تربطها معًا.
  • تُعزى العديد من الخصائص الفيزيائية للمواد إلى قواها بين الجزيئية.
    • تشمل هذه الخصائص: 
      • ضغط البخار، نقطة الغليان، التوتر السطحي، اللزوجة

القوى بين الجزيئية مقابل الترابط الكيميائي

حالة المادة الصلبة

• المادة الصلبة هي حالة المادة غير القابلة للضغط تقريبًا ولها شكل محدد.
• الوحدات المكونة للمادة الصلبة متصلة بشكل وثيق وفي مواقع ثابتة.
• تتميز المواد الصلبة بنوع القوة التي تربط الوحدات الهيكلية معًا.
  • في بعض الحالات، تكون هذه القوى بين الجزيئية، ولكن في حالات أخرى تكون روابط كيميائية (معدنية أو أيونية أو تساهمية).
• من وجهة النظر هذه، هناك أربعة أنواع من المواد الصلبة:
  • الجزيئية (قوى فان دير فال) و المعدنية (الرابطة المعدنية) والتساهمية (الرابطة التساهمية) و الأيونية (الرابطة الأيونية).

أنواع المواد الصلبة

• تتكون المادة الصلبة الجزيئية من ذرات أو جزيئات مرتبطة معًا بواسطة قوى بين جزيئية.
• تتكون المادة الصلبة المعدنية من نوى موجبة من الذرات مرتبطة معًا بواسطة "بحر" محيط من الإلكترونات (الترابط المعدني).
• تتكون المادة الصلبة الأيونية من كاتيونات وأنيونات مرتبطة معًا عن طريق التجاذب الكهربائي للشحنات المعاكسة (الرابطة الأيونية).
• تتكون المادة الصلبة الشبكية التساهمية من ذرات مرتبطة معًا في شبكات أو سلاسل كبيرة بواسطة روابط تساهمية.

الخصائص الفيزيائية للمادة الصلبة

• يمكن أن تُعزى العديد من الخصائص الفيزيائية للمادة الصلبة إلى تركيبها.
  • لكي تنصهر المادة الصلبة، يجب التغلب على القوى التي تربط الوحدات الهيكلية معًا.
    • بالنسبة للمادة الصلبة الجزيئية، تكون هذه قوى تجاذب بين الجزيئية ضعيفة.
    • وبالتالي، فإن المواد الصلبة الجزيئية تميل إلى أن تكون ذات نقاط انصهار منخفضة (أقل من 300 درجة مئوية)
      • لكي تنصهر المواد الصلبة الأيونية والشبكية التساهمية، يجب كسر الروابط الكيميائية.
        • ولهذا السبب، تكون نقاط انصهارها عالية نسبيًا.
          • لاحظ أنه بالنسبة للمواد الصلبة الأيونية، تزداد نقاط الانصهار مع قوة الرابطة الأيونية.
            • تكون الروابط الأيونية أقوى عندما: - حجم الشحنة مرتفع- الأيونات صغيرة (كثافة شحنة أعلى).
• الصلابة تعتمد على مدى سهولة تحريك الوحدات الهيكلية بالنسبة لبعضها البعض.
• المواد الصلبة الجزيئية ذات قوى التجاذب بين الجزيئية الضعيفة تكون لينة نسبيًا مقارنة بالمركبات الأيونية، حيث تكون القوى أقوى بكثير.
  • المواد الصلبة ذات الشبكة التساهمية صلبة جدًا بسبب صلابة بنية الشبكة التساهمية.
    • البلورات الجزيئية والأيونية هشة بشكل عام لأنها تنكسر بسهولة على طول طائرة البلورة.
      • المواد الصلبة المعدنية، على النقيض من ذلك، قابلة للطرق.
• يختلف التوصيل الكهربائي والبنية للمصادر المختلفة.
  • تعتبر المواد الصلبة الجزيئية والأيونية بشكل عام غير موصلة.
  • المركبات الأيونية توصل في حالتها المنصهرة حيث أن الأيونات حرة في الحركة بعد ذلك.
  • المعادن كلها تعتبر موصلة.
  • من المواد الصلبة ذات الشبكة التساهمية، فقط الجرافيت يوصل الكهرباء.
    • ويرجع ذلك إلى عدم تمركز إلكترونات الرنين π في تهجين sp2 للجرافيت.

المواد الصلبة البلورية

المواد الصلبة يمكن أن تكون بلورية أو غير متبلورة. - تتكون المادة الصلبة البلورية من بلورة واحدة أو أكثر؛ كل بلورة لها هيكل محدد ومنظم في ثلاثة أبعاد. - تشمل الأمثلة كلوريد الصوديوم والسكروز.