القوى الكهروسكونية بين الجزيئات وأثرها في المادة

القوى الكهروسكونية بين الجزيئات وأثرها في المادة

القوى الكهروسكونية

تعد القوى الكهروسكونية أو ما يطلق عليها القوى الكهروستاتيكية أحد أهم فروع العلوم والتي تعبر عن ظاهرة الانجذاب الكهربائي بين الجزيئات وبعضها البعض. لقد تم وصف هذه القوى لأول مرة منذ القدم بواسطة قانون كولوم، حيث وجد أن بعض المواد تنجذب إلى بعضها بعد دلكها، وبالتالي شحنها بشحنات كهربية أطلق عليها الإلكترونات. وتعد القوى الكهروسكونية التي تنشأ بين الجزيئات الساكنة المشحونة كهربيا ضعيفة جدا وبالتالي لا يمكن الشعور بها.

اكتشاف ظاهرة الكهرباء الساكنة

لقد تم اكتشاف تلك الظاهرة منذ ما يقرب من 600 سنة قبل الميلاد، وذلك عندما لاحظ اليونانيون وجود بعض الظواهر الكهربية التي تنشأ بين الأجسام، حيث لاحظ الفيلسوف طاليس سنة 600 ق.م انجذاب بعض الخيوط الصوفية والقطنية إلى قطعة من الكهرمان بعد حكها بقطعة من القماش.

وفي منتصف القرن السادس عشر لاحظ العالم الإنجليزي وليم جلبرت أن هناك بعض المواد الأخرى التي تمتلك خاصية الجذب، وقد أطلق جلبرت على قوة الجذب المجهولة هذه اسم Electr والتي اشتقها من كلمة إلكترون (اسم الكهرمان باليونانية).

وقد اكتشف الكيميائي الفرنسي شارل في عام 1733 م أن هناك نوعين من القوى تنشأ بين الأجسام عند حكها، أحدهما قوى تجاذب تنشأ بين الأنواع المختلفة وقد اتضح ذلك عندما قام بحك الزجاج بالصوف، والأخرى قوى تنافر تنشأ بين الأنواع المتماثلة وقد اتضح ذلك عندما قام بحك الكهرمان بالحرير.

وفي مطلع القرن الثامن عشر اقترح بنجامين فرانكلين فكرة الشحنات الكهربائية الموجبة والسالبة، حيث بين أن البرق هو انتقال شحنات كهربائية ساكنة (كهروسكونية)، وقد أكد ذلك عندما قام بربط مفتاح معدني في طرف خيط طائرة ورقية وقام بتطييرها في الهواء أثناء عاصفة رعدية، وقد تسببت الكهرباء الموجودة في السحب في رفع الجهد الكهربائي، الأمر الذي أدى إلى حدوث شرارة كهربائية بين المفتاح والأجسام الموجودة على سطح الأرض.

القوى الكهروسكونية بين الجزيئات وأثرها في المادة

لقد اتضح أن القوى الكهروسكونية التي تنشأ بين الأيونات التي تتكون منها الأجسام البلورية شديدة، الأمر الذي يؤدي إلى صلابة الجسم البلوري ورفع درجة انصهاره، وهذا الأمر يفسر انصهار ملح الطعام عند درجة حرارة عالية جدا تصل إلى 800 درجة مئوية.

إن التأثيرات المتبادلة بين الجزيئات أضعف بكثير من تلك المتبادلة بين الأيونات، حيث أنها من النوع ثنائي القطب، وإذا نظرنا إلى السوائل نجد أن قوى التأثير الكهرو سكوني عبارة عن قوى فان دِر ڤالس Van der Waals والتي تكون ضعيفة عند مقارنتها مع قوى التأثير المتبادل بين الأيونات في الأجسام البلورية الأمر الذي يفسر سهولة انصهار المركبات الجزيئية عن المركبات الأيونية.

ومن الممكن فهم آلية ذوبان الاملاح في الماء عن طريق القوى الكهروسكونية، وذلك أثناء وضع بلورة ملح الطعام في الماء، حيث تنشأ قوى جذب بين الأيونات الموجودة في ملح الطعام وجزيئات الماء، الأمر الذي يؤدي إلى انفصال الأيون عن البلورة ويحاط بجزيئات الماء وبالتالي تنحل البلورة في الماء.

استخدام القوى الكهروسكونية

  ü    عمليات الطلاء، حيث يتم شحن رذاذ الدهان قبل اطلاقه، ويتم توجيهه إلى السطح المراد طلاؤه بتطبيق حقل كهرو سكوني.

  ü    زرع الأوبار والألياف على سطح حامل؛ يتم شحن هذه الألياف بشحنات كهربائية بالإضافة إلى إخضاعها لحقل كهرو سكوني وذلك لتشكيل فرو صناعي.

  ü    يُعتمد على القوى الكهروسكونية في المضخات الأيونية التي تُستخدم للحصول على ضغوط منخفضة جدا.

  ü    تستخدم القوى الكهروسكونية في عمليات تسريع الجسيمات المشحونة.

وختاما نتمنى أن يكون الموضوع نال إعجابكم ونهلتم منه الفائدة المرجوة... بالتوفيق للجميع ...^_^