7
مادّےکی ذرّاتی فطرت (Particulate Nature of Matter)

7

جانچیں اور غور کریں

• پتھر یا ریت کا ڈھیر لگانا تو ممکن ہے، لیکن مائع جیسے پانی کا کیوں نہیں؟
• پانی مٹھی کی شکل کیوں اختیار کرلیتاہے لیکن چھوڑتے ہی فوراً اپنی شکل کیوں کھو دیتا ہے؟
• ہم ہوا کو دیکھ نہیں سکتے، توپھر وہ پھولے ہوئے غبارے کو وزن کیسے دیتی ہے؟
• کیا آج ہم جس ہوا میں سانس لیتے ہیں، وہ ہوا ہزاروں سال پہلے بھی موجود تھی؟
• اپنے سوالات کا اشتراک کریں

آپ نے شاید دریا کے کنارے یا سمندر کے ساحل پر کھیلتے ہوئے کنکریاں اور پتھر اکٹھے کیے ہوں گے۔ یہ کنکریاں، پتھراور ریت کہاں سے آتےہیں؟

پہاڑوں کی چٹانیں کٹاؤ کی وجہ سے آہستہ آہستہ ٹوٹ جاتی ہیں۔ ان علاقوں میں بہنے والے دریا ٹوٹی ہوئی چٹانوں کے ٹکڑے اپنے ساتھ بہا لے جاتے ہیں۔ دریا کے بہاؤ کے دوران یہ ٹکرےمزید ٹوٹ کر چھوٹے کنکروں، پتھروں اور ریت میں تبدیل ہو جاتے ہیں اور بڑی مقدار میں میدانوں تک پہنچ جاتے ہیں۔

بڑی چٹانیں آخرکار ٹوٹ کر ریت اور مٹی کے باریک ذروں میں بدل جاتی ہیں۔ کیا یہ ذرہ کسی بڑی چٹان کی سب سے چھوٹی اکائی ہےیا ریت اور مٹی کے ان ذرات کو مزید توڑا جا سکتا ہے؟

آئیے معلوم کریں!

• چاک کا ایک ٹکڑا لیں (شکل 7.1a) اور اسے دو حصوں میں توڑ دیں (شکل 7.1b)۔
• چاک کو اس وقت تک توڑتے رہیں جب تک کہ اسے ہاتھ سے مزید توڑنا مشکل نہ ہو جائے۔
• پھر حاصل شدہ چاک کےان چھوٹے ٹکڑوں کو کھرل اور موسل کا استعمال کرتے ہوئے پیس لیں (شکل 7.1c)۔
• تکبیری شیشے (Magnifying Glass) کی مددسے چاک کے باریک پاؤڈر کا مشاہدہ کریں (شکل 7.1d)۔
• آپ کیا مشاہدہ کرتے ہیں؟
• ہر باریک دانہ جس کا آپ مشاہدہ کررہے ہیں دراصل وہ چاک کا ہی ذرہ ہے۔

کیا اس باریک چاک پاؤڈر کا ہرذرہ اب بھی اسی شے پر مشتمل ہے، یاتوڑنے اور پیسنے کے بعد یہ کسی اور چیز میں بدل گیا ہے؟

گریڈ 7کی کتاب تجسس کےباب’ہمارے اطراف میں تبدیلیاں: طبیعی اور کیمیائی‘کو یا د کریں۔ کیا چاک کو پیسنا طبیعی تبدیلی ہے یا کیمیائی؟ آپ نے سیکھا کہ چاک کو پیسنے سےوہ کسی نئی شے میں تبدیل نہیں ہوتا۔ یہ طبیعی تبدیلی ہے جس میں صرف چاک کے ہر ذرے کا سائزمزید چھوٹاہو اہے ۔

چاک پاؤڈر کے ان ذرّوں کو مزید پیس کر باریک ذرات میں توڑا جا سکتا ہے۔ آئیے فرض کریں کہ پیسنے کا عمل جاری رہتاہے۔ بالآخر، ہم اس مرحلے پر پہنچ جائیں گے جہاں چاک کے ذرات کو مزید توڑا نہیں جا سکتا۔ اس مرحلے پر حاصل ہونے والی چھوٹی اکائیاں وہ بنیادی تعمیری اکائیاں (Building Block)ہیں۔ جن سے چاک بنا ہوتا ہے۔

اس کا مطلب یہ ہے کہ چاک کا ایک مکمل ٹکڑا بے شمار چھوٹی اکائیوں سے مل کر بنا ہوتا ہے۔ ان اکائیوں کو چاک کےترکیبی ذرّات (Constituent Particle)کہا جاتا ہے۔ ترکیبی ذرّہ وہ بنیادی اکائی ہے جو کسی شے یا مواد کے بڑے حصے کی تشکیل کرتی ہے۔ لیکن چاک کی طرح، ریت اور مٹی کے ذرات کسی بڑے پتھر کی چھوٹی اکائیاں نہیں ہوتے۔ یہ سب بھی اپنےترکیبی ذرّات کی بڑی تعداد سے بنے ہوتے ہیں۔

آئیے مزیدچھان بین کریں!

چینی کو پانی میں گھول کر محلول بنانے کے عمل کو یاد کریں۔

جب چینی کو پانی میں گھولا جاتاہے تو کیا ہوتا ہے؟

کیا اس طریقے سے حاصل کی گئی چاک کی اکائیاں اس کی سب سے چھوٹی اکائیاں سمجھی جاتی ہیں؟

سرگرمی 7.2: آئیےکرکے دیکھیں

• شیشے کے گلاس کو پینے کے پانی سے بھر یں۔
• اس میں دو چائے کے چمچ چینی ڈالیں۔
• پانی کو نہ ہلائیں اور اس کی اوپری تہہ سے ایک چھوٹا چمچ پانی چکھیں ۔

حفاظت پہلے

یہ سرگرمی ہمیشہ کسی استاد یا بڑے فرد کی نگرانی میں انجام دی جائے۔جب تک واضح ہدایت نہ دی جائے، کچھ بھی کھانے یا پینے سے گریز کریں۔

کیا آپ کو پانی کا ذائقہ میٹھا محسوس ہوتا ہے؟

• اب پانی کو اس وقت تک ہلائیں جب تک کہ چینی مکمل طور پر حل نہ ہوجائے (شکل 7.2)۔
• اب دوبارہ اوپری تہہ سے ایک چمچ پانی چکھیں۔ ذائقے میں کیا فرق محسوس ہوتا ہے؟ کیا اب پانی میٹھا لگ رہا ہے؟

چونکہ پانی کی اوپری تہہ چینی کے مکمل طور پر حل ہونے کے بعد میٹھی لگتی ہے،لہٰذا اسے محلول میں موجود ہونا چاہیے۔کیا آپ اس محلول میں چینی کے ذرات کا مشاہدہ کرسکتے ہیں؟

چینی کے ذرات کا براہ راست مشاہدہ تونہیں کیا جا سکتا لیکن ذائقےسے ان کی موجودگی کا اندازہ لگایا
جا سکتا ہے۔ جب چینی پانی میں حل ہو جاتی ہے، تو یہ اپنے اجزائی ذرّات میں ٹوٹ جاتی ہےجنہیں مزید توڑنا ممکن نہیں ہے۔ چینی کا ہر ایک چھوٹا دانہ ایسے لاکھوں اور کروڑوں ترکیبی ذرّات سے مل کر بنا ہوتا ہے۔

سرگرمیاں1.7 اور2.7 اس خیال کی تائید کرتی ہیں کہ مادّہ بے شمار انتہائی چھوٹے ذرات سے مل کر بنا
ہوتا ہے۔یہ ذرات اتنے چھوٹے ہوتے ہیں کہ انہیں عام خوردبین سے بھی نہیں دیکھا جا سکتاہے۔

چینی کےباریک ذرّات الگ ہو کر پانی کے ذرّات کے درمیان موجود خالی جگہوں میں بھر جاتے ہیں۔ ذرّات کے درمیان ان خالی جگہوں کو بین ذراتی فاصلے(Interparticle Spaces)کہا جاتا ہے ۔

مادّےکے ترکیبی ذرّات ان قوتوں کے ذریعے جڑے ہوتے ہیں جوکششی نوعیت کی ہوتی ہیں۔ ان قوتوں کو
بین ذراتی کشش کہا جاتا ہے۔ ان قوتوں کی مضبوطی کا انحصار اشیا کی نوعیت اور بین الذرّاتی فاصلے پر ہوتا ہے۔ حتی کہ فاصلے میں معمولی سا اضافہ بھی بین ذرّاتی قوتوں کو بہت کمزور کر سکتا ہے۔در حقیقت ان قوتوں کی شدت ہی کسی شےکی طبیعی حالت کا تعین کرتی ہے۔

ہمارا سائنسی ورثہ

کیا آپ جانتے ہیں کہ زمانہ قدیم سے لوگ یہ سوچتے آئے ہیں کہ کوئی چیز آخرکس حد تک تقسیم کی جا سکتی ہے اور مادّہ کس چیز سے بنا ہوتاہے؟ ایک قدیم ہندوستانی فلسفی آچاریہ کناد نے سب سے پہلے پرمانو (ایٹم) کا تصور پیش کیا۔ ان کا خیال تھا کہ مادّہ نہایت چھوٹے، ناقابل تقسیم اور ابدی ذرات سے بنا ہوتاہے جنہیں پرمانو کہا جاتا ہے۔یہ تصور ان کی تصنیف “وشیشیکا ستراس” میں درج ہے۔

آئیے چھان بین کریں کہ مختلف حالتوں میں یہ قوت کشش کس طرح تبدیل ہوتی ہے۔

7.2.1 ٹھوس حالت

ٹھوس شے میں ترکیبی ذرّات آپس میں کس طرح جڑے ہوتےہیں؟

سرگرمی 7.3: آئیے معلوم کریں

• چند ٹھوس چیزیں جیسے لوہے کا ٹکڑا یا لوہے کی کیل، چٹانی نمک کا ٹکڑا، پتھر، لکڑی کا ٹکڑا، چابی اور ایلومینیم کا ٹکڑا جمع کریں (شکل 7.3)۔
• ان کی شکل اور سائز کا مشاہدہ کریں۔
• ان پر ہتھوڑا مارنے کی کوشش کریں۔
• آپ کے خیال میں مندرجہ بالا چھے اشیامیں سے کس میں ذرات مضبوطی سے جڑے ہوئے ہیں؟

آپ نے ضرورغور کیاہوگا کہ یہ تمام چیزیں ٹھوس ہیں۔ ان کی شکل اور حجم متعین ہوتے ہیں۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ ٹھوس میں، ذرات آپس میں مضبوطی سے جڑے ہوتے ہیں اور بین ذرّاتی کشش بہت زیادہ ہوتی ہے۔یہ مضبوط کشش کی قوتیں ذرات کو اپنی جگہ پر قائم رکھتی ہے اورانہیں آزادانہ طور پر حرکت کرنے سے روکتی ہے (شکلa7.4)۔

ٹھوس اشیا میں ذرات صرف اپنے مقام کے اردگرد معمولی حرکت (ارتعاش یا اہتزاز)کر سکتے ہیں لیکن وہ ایک دوسرے سے آگے نہیں نکل سکتے۔

جب ٹھوس اشیا کو گرم کیا جاتا ہے تو ان کے ذرات شدت کے ساتھ ارتعاش کرنے لگتے ہیں(شکل b4.7)ایک مرحلہ ایسا آتا ہے کہ جب یہ ارتعاش اتنے شدید ہو جاتے ہیں کہ ذرات اپنی جگہ چھوڑنے لگتے ہیں۔ کشش کی یہ بین ذراتی قوتیں کمزور پڑ جاتی ہیں اور ٹھوس شے رقیق حالت میں تبدیل ہو جاتی ہے (شکلc4.7)۔ وہ
درجۂ حرارت جس پر یہ تبدیلی واقع ہوتی ہے، ٹھوس شے کا نقطہ گداخت ہوتا ہے۔

کیا کوئی ایسا طریقہ ہےجس سے ٹھوس حالت کے ان ذرّات کو ایک دوسرے سے دور کیا جا سکے؟

فضائی دباؤ پر، وہ کم سے کم درجہ ٔحرارت جس پر کوئی ٹھوس شےپگھل کر مائع میں تبدیل ہونے لگتی ہے، اسےشے اس کا نقطۂ گداخت (Melting Point)کہا جاتا ہے۔ عام طور پرمائع حالت میں ذرات ایک دوسرے سے تھوڑے فاصلے پر ہوتے ہیں ،جب کہ ٹھوس حالت میں ان کے درمیان فاصلہ بہت کم ہوتا ہے۔ (برف ایک استثنائی مثال ہے — اس کے ذرات پانی کے ذرات کے مقابلے میں زیادہ فاصلے پرہوتےہیں)۔

بعض ٹھوس اشیا میں بین ذرّاتی کشش کی قوتیں کمزور ہوتی ہیں، اس لیے ان کا نقطۂ گداخت کم ہوتا ہے۔ جب کہ بعض میں کشش کی قوتیں بہت مضبوط ہوتی ہیں ، اسی لیے ان کا نقطۂ گداخت زیادہ ہوتا ہے۔ ٹھوس اشیا اور ان کے نقطۂ گداخت کی چند مثالیں جدول7.1 میں دی گئی ہیں۔

جدول 7.1: چند ٹھوس اشیا کا نقطۂ گداخت

نمبر شمار	مواد		نقطۂ گداخت
.1	برف		0°C
.2	یوریا		133°C
.3	لوہا		1538°C

ٹھوس کا حجم متعین ہوتا ہےلیکن مائع اور گیس کے بارے میں آپ کا کیا خیال ہے؟

7.2.2 مائع حالت

شکل 7.5: مختلف شکلوں کے برتنوں میں رکھا ہوا پانی

• مختلف شکلوں کے تین صاف اور خشک برتن لیں۔ان پر B، A اور C کے لیبل لگائیں (شکل 7.5)۔
• ہر برتن میں 200 ملی لیٹر کی سطح کو مارکر کی مدد سے یا کاغذ کی پتلی پٹی چسپا کر کےنشان زد کریں ۔
• برتن Aکو نشان زدسطح تک پانی سے بھر دیں۔
• برتن Aکے پانی کو برتن B میں احتیاط سے بغیر چھلکائے منتقل کریں اور پانی کی شکل اور سطح کا مشاہدہ کریں۔
• اب اسی پانی کو برتن B سے برتن C میں احتیاط سے منتقل کریں اور دوبارہ شکل اور سطح کا مشاہدہ کریں۔

آپ دیکھیں گے کہ پانی جس برتن میں رکھا جاتا ہےاس کی شکل اختیار کر لیتاہے ۔ لہذا، ہم کہہ سکتے ہیں کہ مائع کی کوئی متعین شکل نہیں ہوتی ہے البتہ وہ جس برتن میں رکھا جاتا ہے اس کی شکل اختیار کر لیتا ہے۔یہ اس لیے ہوتا ہے کیونکہ مائع کے ذرات آزاد انہ طور پر حرکت کر سکتے ہیں۔ تینوں برتنوں میں پانی کی سطح 200 ملی لیٹر برقرار رہتی ہے اور حجم میں کوئی فرق نہیں آتا ہے۔ لہذا، ہم کہہ سکتے ہیں کہ مائع کا حجم متعین ہوتا ہے۔ تاہم، اگر برتن صاف نہ ہو تو کچھ پانی اس کی دیواروں سے چپک سکتا ہے، جس کی وجہ سےجب پانی کو دوسرے برتن میں اُنڈیلا جائے تواس کی سطح 200 ملی لیٹر سے تھوڑی کم ہو سکتی ہے۔

شکل 7.6: پانی میں انگلی کو حرکت دینا

سرگرمی 7.4 سے یہ واضح ہوتا ہے کہ مائع کے ذرات آزادانہ طور پر مگر محدود جگہ کے اندر حرکت کر سکتے ہیں۔ لہذا، ہم یہ نتیجہ اخذ کر سکتے ہیں کہ مائع کی کوئی متعین شکل نہیں ہوتی ،البتہ اس کا حجم متعین ہوتا ہے۔

آئیے اب ہم مائع اور ٹھوس کےذرات کے درمیان کشش کی قوتوں کا موازنہ کریں۔ ایک اتھلے برتن میں تھوڑا پانی لیں اور اس میں اپنی انگلی کو حرکت دینےکی کوشش کریں (شکل 7.6)۔

کیا آپ اپنی انگلی کو پانی کے اند ر حرکت دےسکتے ہیں؟

آپ اپنی انگلی کو پانی میں آسانی سے مستقل گھما سکتے ہیں، لیکن کسی ٹھوس چیز میں ایسا کرنا ممکن نہیں ہوتا جب تک کہ اسے توڑا یا کاٹا نہ جائے۔جب آپ انگلی کو پانی میں حرکت دیتے ہیں تو آپ عارضی طور پر پانی کو ہٹاتے ہیں۔ جیسے ہی آپ اپنی انگلی باہرنکالتے ہیں، پانی اپنی جگہ پھر سے لے لیتا ہے۔ ہم کہہ سکتے ہیں کہ مائع میں ذرّات کے درمیان کشش کی قوتیں ٹھوس کے مقابلے میں نسبتاًکمزور ہوتی ہیں، لیکن پھر بھی اتنی مضبوط ہوتی ہے کہ ذرّات ایک دوسرے کے قریب رہتے ہیں۔

گریڈ6کی کتاب ‘تجسس’ کے باب ’درجۂ حرارت اور اس کی پیمائش‘کو یاد کریں جہاں آپ نے ابلتے ہوئےپانی (مائع)کے درجۂ حرارت کا مشاہدہ کیا تھا۔ جب مائع کو گرم کیا جاتا ہےتو ایک مرحلہ ایسا آتا ہے کہ وہ ابلنے لگتا ہے۔ وہ درجۂ حرارت جس پر کوئی مائع فضائی دباؤ پر ابلتا ہے اور بخارات میں تبدیل ہو جاتا ہے، اسے اس کا نقطۂ جوش (Boiling Point)کہا جاتا ہے ۔ ذرات کی حرکت اتنی شدیدہوجاتی ہے کہ وہ ایک دوسرے سے دور ہونے لگتے ہیں، جس کے نتیجے میں ذرات کے درمیان کشش کی قوتیں کم ہو جاتی ہیں۔ آخر کار ، مائع کے ذرات اپنی جگہ چھوڑ کر باہر نکلنے لگتے ہیں۔ مائع بخارات یا گیسی حالت میں تبدیل ہوجاتا ہے۔

نقطۂ جوش پر ، بخارات بننے کا عمل نہ صرف مائع کی سطح پر بلکہ اس کے اندر بھی تیزی سے ہوتا ہے۔ اس دوران آپ مائع میں بلبلے بنتے ہوئے دیکھ سکتے ہیں۔ تاہم، بخارات بننے کا عمل سبھی درجۂ حرارت پر ہوتا ہے، حتی کہ نقطۂ جوش سے کم درجۂ حرارت پر بھی۔ فرق صرف یہ ہے کہ اس صورت میں بخارات آہستہ آہستہ اور صرف مائع کی سطح پر بنتے ہیں۔ا س سست عمل کو تبخیر (Evaporation) کہا جاتا ہے، جس کے بارے میں آپ پچھلےگریڈ میں پڑھ چکے ہیں۔

میں نے دیکھا ہے کہ چھلکا ہوا پانی کچھ دیر بعد غائب ہو جاتا ہے اور یہ کسی بھی درجۂ حرارت پر ہوسکتاہے!

7.2.3 گیسی حالت

کیا گیسوں کا حجم بھی متعین ہوتا ہے؟

سرگرمی 7.5: آئیےتفتیش کریں

• دو شفاف گیس جار یا شیشے کےگلاس لیں اور ان پر A اور B نشان لگائیں۔
• اگربتی جلا کر تھوڑا دھواں کریں۔
• گیس جار Aکو دھوئیں کے اوپرالٹا رکھیں (شکل 7.7a)۔
• دھوئیں کو گیس جار کے اندر داخل ہونا چاہیے۔
• جار کو سیدھا کریں اور فوراً شیشے کی پلیٹ سے ڈھانپ دیں (شکل 7.7b)۔
• گیس جار Bکو الٹا پکڑیں اور اسے آہستہ سے گیس جار Aکو ڈھانپنے والی شیشے کی پلیٹ کے اوپر رکھیں۔

احتیاط پہلے

اگربتی جلاتے وقت احتیاط برتیں۔

• شیشے کی پلیٹ کو احتیاط سے ہٹائیں اور اس بات کا
  خیال رکھیں کہ دونوں جار اتنے قریب ہوں کہ دھواں باہر نہ نکل سکے (شکل 7.7c)۔
• مشاہدہ کریں کہ دھواں گیس جار B میں آہستہ آہستہ کس طرح پھیلتا ہے۔
• دھواں گیس جار Bکی تمام جگہ گھیر لیتا ہے، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ گیس کا کوئی متعین حجم نہیں ہوتا اور وہ تمام دستیاب جگہ میں پھیل جاتی ہے
  (شکل 7.7d)۔ مائع کی طرح، گیس بھی جس برتن میں رکھی جاتی ہے اس کی شکل اختیار کر لیتی ہے ۔

اس سے ظاہر ہوتا ہے کہ گیس کے ذرّات ہرسمت میں آزادانہ طور پر حرکت کرتے ہیں اور بین ذرّاتی کشش بہت کم یا نہ کے برابرہوتی ہے۔ نتیجے کے طور پر،گیس کی کوئی متعین شکل یا حجم نہیں ہوتا۔

اس سرگرمی میں، دھواں گیسی حالت کی نمائندگی کے لیے استعمال کیا گیاہے۔ دھوئیں کےباریک ذرّات ہوا میں موجود نظر نہ آنے والے گیس کے ذرّات سے مسلسل ٹکراتے رہتے ہیں۔ اور ان کا یہ ٹکراؤ ہمیں گیس کے ذرات کی حرکت کا مشاہدہ کرنے میں معاون ہے۔

اس سرگرمی کو اگربتی کے دھوئیں کے بجائے آیوڈین کےبخارات سے بھی انجام دیاجاسکتا ہے۔

کچھ ٹھوس آیوڈین کو بند گیس جار میں تھوڑی دیر رکھ کر آیوڈین کےبخارات حاصل کیے جا سکتے ہیں جیسا کہ شکل 7.8 میں دکھایا گیا ہے۔

مائع اور گیس دونوں بہتے ہیں اور اپنی کوئی متعین شکل برقرار نہیں رکھتے ہیں۔ یہی خصوصیت انہیں ٹھوس سے مختلف بناتی ہے اور اس لیے سیال (Fluids)کے طور پر ان کی درجہ بندی کی جاتی ہے۔

حفاظت پہلے

بین ذراتی فاصلہ ، ہرحالت (ٹھوس، مائع اور گیس) کی خصوصیات کے تعین میں کیا کردار ادا کرتا ہے؟

آئیے ان سوالات کے جواب تلاش کرنے کے لیے درج ذیل سرگرمیاں انجام دیں۔

• بغیر سوئی والی ایک سرنج لیں۔ سرنج کے پلنجرکو باہر کی طرف مکمل طور پرکھینچیں (شکل 7.9a)۔
• سرنج کے کھلے سِرے پر اپنا انگوٹھا رکھیں تاکہ اندر موجود ہوا باہر نکل نہ سکے (شکل 7.9b)۔
• پلنجر کو آہستہ آہستہ اور یکساں رفتار سےاندر کی طرف دھکیلیں (شکل 7.9c)۔

بغیر سوئی والی سرنج

(a) پلنجر کو باہر کی طرف کھینچنا

(b) کھلے سرے پر انگوٹھا رکھنا

شکل 7.9: سرنج کے پسٹن کی مختلف حالتیں

(c) پلنجر کو اندر کی طرف دھکیلنا

• آپ نے کیا مشاہدہ کیا؟

جب آپ یہ سرگرمی انجام دیں گے تو دیکھیں گے کہ سرنج کے اندر موجود ہوا کا حجم کم ہو جاتا ہے۔

ہم سرنج میں موجود گیس کےطرز عمل کے بارے میں کیا کہہ سکتے ہیں؟

جب آپ پلنجر کو دھکیل کر ہوا کو دباتے ہیں تو ذرّات ایک دوسرے کے قریب آنے پر مجبور ہوتے ہیں۔ اس سےیہ ظاہر ہوتا ہے کہ اپنی قدرتی حالت میں گیس کے ذرّات کے درمیان کافی فاصلہ ہوتا ہے اور اس فاصلے کو بیرونی دباؤ(External Pressure) ڈال کر کم کیا جا سکتا ہے۔

اگر آپ پلنجر کو دھکیلنا بند کر دیں تو گیس کے ذرّات دوبارہ پھیل جاتے ہیں اور پلنجر اپنے اصل مقام پر واپس آ جاتا ہے۔

اب اسی سرگرمی کو پانی کے ساتھ دہرائیں اور مشاہدہ کریں۔

آپ مشاہدہ کریں گے کہ پانی کو تقریباً دبایا نہیں جا سکتا۔

آئیے ایک اور سرگرمی انجام دیں تاکہ مائع میں ذرّات کے درمیانی فاصلے کے بارے میں سیکھ سکیں۔

• ایک شیشے کا برتن لیں اور اس میں آدھے حصے تک پانی سے بھریں، اب پانی کی سطح کو A سے نشان زد کریں(شکل7.10a)۔
• اس میں دو چائے کے چمچ چینی ڈالیں۔
• شیشے کے برتن پر پانی کی نئی سطح کو B سے نشان زد کریں(شکل 7.10b)۔
• چینی کو حل کرنے کے لیے شیشے کی چھڑی سے پانی کوہلائیں (شکل7.10c)۔
• اب پیشین گوئی کریں کہ پانی کی سطح نشان B کے مقابلے میں بڑھے گی یا کم ہو جائے گی۔
• پانی کی اس سطح کو دوبارہ C کے طور پر نشان زد کریں (شکل7.10d)۔

شکل 7.10: پانی کے سطح میں تبدیلی

شیشے کی چھڑی

پانی میں چینی کو حل کرنا

شیشے کا برتن

پانی

پانی میں گھلی ہوئی چینی

آپ پانی کی سطح میں کیا فرق دیکھتے ہیں؟

آپ مشاہدہ کریں گے کہ جب شروع میں چینی ڈالی جاتی ہے تو پانی کی سطح بڑھ جاتی ہے، لیکن چینی کے تحلیل (گھلنے) کے بعد اس میں کچھ حد تک کمی واقع ہو سکتی ہے۔ چونکہ محلول کا حجم پانی اور چینی کے حجم کے مجموعے سے کم ہوتا ہے، اس کا مطلب ہے کہ پانی کے ذرات کے درمیان کچھ جگہ موجود ہوتی ہے۔ گھلنے والی شے(چینی) کے ذرات ان
خالی جگہوں کو بھر دیتے ہیں (شکل 7.11)۔

سرگرمی 7.7 کو کچھ اور حل پذیر ٹھوس اشیا جیسے عام نمک یا گلوکوز اور کچھ
غیر حل پذیر ٹھوس اشیا جیسے ریت یا پتھر کے ٹکڑوں کے ساتھ دہرائیں۔

ہر صورت میں آپ کیا مشاہدہ کرتے ہیں؟کیا ریت کے ذرات گھل جاتے ہیں؟ کیاآمیزش کے بعد برتن میں پانی کا حجم بدل جاتا ہے اور کیوں؟

چینی اور ریت دونوں ٹھوس اشیاہیں۔ چینی پانی میں گھل جاتی ہے لیکن ریت کیوں نہیں گھلتی؟

ریت ٹھوس شے ہے جو پانی میں نہیں گھلتی ہے۔ جب اسے پانی میں ڈالا جاتا ہے تو ریت کے ذرات نیچے بیٹھ جاتےہیں اور برتن میں کچھ جگہ گھیر لیتےہیں جس سے مجموعی حجم بڑھ جاتا ہے۔

ٹھوس میں ذرات کے درمیان موجود فاصلوں کے بارے میں آپ کا کیا خیال ہے؟

آپ پہلے ہی یہ سیکھ چکے ہیں کہ ٹھوس اشیا میں ترکیبی ذرات مضبوط کشش کی قوتوں کے ذریعے جُڑے رہتے ہیں۔ اس لیے یہ ذرات ایک جگہ سے دوسری جگہ حرکت نہیں کرتے اور ایک دوسرے کے بہت قریب ہوتے ہیں۔ تاہم، اتنےقریب ہونے کے باوجود، ذرات کے درمیان کچھ جگہ باقی رہ جاتی ہے، جیسا کہ شکل 7.12 میں دکھایا گیا ہے۔آپ یہ فرض کر سکتے ہیں کہ ذرات کے درمیان کی جگہ ہوا سے بھری ہوئی ہے، لیکن حقیقت میں ایسا نہیں ہے۔ ان جگہوں میں کچھ بھی نہیں ہوتا ۔ شکل 7.12 مادّے کی تینوں حالتوں میں ذرات کی پیکنگ اور ان کے درمیا ن موجود جگہ کا خلاصہ پیش کرتی ہے۔

شکل 7.12: مادّے کی تینوں حالتوں میں ذرّات کے درمیانی فاصلے کی
تکبیری تصاویر

ایک قدم آگے

اکثر، ہم ‘ذرہ’ کی اصطلاح کا استعمال مختلف اسباق میں کرتے ہیں۔ اس کے معنی سیاق و سباق کے لحاظ سےبدل جاتے ہیں۔ مثال کے طور پر، فضائی آلودگی کے بارے میں بات کریں تومعلق ذراتی مادّہ(Suspended Particulate Matter) کی اصطلاح استعمال کی جاتی ہے۔ یہ اصطلاح ہوا میں معلق دھول کے چھوٹے ذرات کے لیے استعمال ہوتی ہے، نہ کہ مادّے کےترکیبی ذرات کے لیے جو دھول کے ذرات کے مقابلے میں انتہائی چھوٹے ہوتے ہیں۔ درحقیقت، یہ چھوٹے دھول کے ذرات بھی بے شمارترکیبی ذرات یعنی ایٹموں اور سالموں سے بنے ہوتے ہیں۔

7.4 مادہ کی مختلف حالتوں میں ذرات کیسے حرکت کرتے ہیں؟

آئیے مادّہ کی تینوں حالتوں میں ذرات کی حرکت کے بارے میں معلوم کریں۔

• پانی سے بھرا ہوا شیشے کا گلاس لیں اور اس میں پوٹاشیم پرمینگینیٹ کے چند دانے ڈالیں۔
• آپ کیا مشاہدہ کرتے ہیں؟

حفاظت پہلے

اپنے ہاتھوں سے پوٹاشیم پرمنگنیٹ کو مت چھوئیں۔ اسے استعمال
کرنے کے لیے چمچ یا کرچھی کا استعمال کریں۔

• شروع میں آپ دیکھیں گے کہ دانوں سے گلابی رنگ کی لکیریں نکل کر برتن میں پھیل رہی ہیں(شکل7.13a )۔

� وقت گزرنے کے ساتھ، سارا پانی یکساں گلابی رنگ اختیار کر لے گا(شکل7.13b)۔

� کیا آپ جانتے ہیں کہ ایسا کیوں ہوتا ہے؟

یہ اس لیے ہوتا ہے کیونکہ پانی کے ذرات مسلسل حرکت میں رہتے ہیں۔ پہلے وہ پوٹاشیم پرمینگیٹ کے ذرات کو اس کے دانے سے باہرنکال لیتے ہیں اور پھر ان سے ٹکرا کر انہیں پورے مائع میں پھیلا دیتے ہیں۔ بعض اشیا میں ترکیبی ذرات آپس میں اتنے مضبوطی سے جُڑے ہوتے ہیں کہ پانی کے ذرات انہیں کھینچ نہیں پاتے۔ ایسی اشیا، جیسے ریت، پانی میں حل پذیر نہیں ہوتیں۔

شکل 7.13: (a)گلابی رنگ کی لکیریں نکل کر پھیل رہی ہیں؛
(b) شیشے کے گلاس میں یکساں گلابی رنگ

ایک سائنس داں کی طرح سوچیں

گیس کے ذرات جو ہمیں برہنہ آنکھ سے نظر نہیں آتے، ان کی حرکت کو ہم کس طر ح ظاہر کر سکتے ہیں؟

سرگرمی 7.9: آئیے معلوم کریں

• کمرے کے ایک کونے میں اگربتی جلائیں (شکل 7.14)۔
• چند منٹ انتظار کریں اور مشاہدہ کریں۔
• کیا آپ کو دور سے خوشبو محسوس ہوتی ہے؟

جب کمرے کے ایک کونے میں اگربتی جلائی جاتی ہے تو شروع میں اس کی خوشبو صرف اگربتی کے اطراف میں محسوس ہوتی ہے۔ کچھ ہی دیر بعد خوشبو پورے کمرے میں پھیل جاتی ہے۔ یہ اس لیے ہوتا ہے کیونکہ
خوشبو کے ذرّات پورے کمرےمیں پھیل جاتے ہیں۔ اس سے ظاہر ہوتا ہے کہ ہوا کے ذرّات مسلسل حرکت میں رہتے ہیں۔ ہوا کے ذرّات خوشبو کے ذرّات سے ٹکراتے ہیں اور انھیں پورے کمرے میں پھیلانے میں مدد کرتے ہیں۔

اوہ! اب میں سمجھ گیا کہ پرفیوم کی خوشبو ہم تک کیوں اور کیسے پہنچتی ہے۔

کیا آپ روزمرہ کی زندگی سے چند ایسی مثالیں دےسکتے ہیں جہاں آپ نے گیس کے ذرّات کی حرکت کا مشاہدہ کیا ہو؟

کیاکبھی سنا ہے...

مادّے کی ذراتی نوعیت روزمرہ کے بہت سے کاموں میں اہم کردار ادا کرتی ہے۔ مثال کے طور پر، جب ہم تیل کے داغ والے کپڑے صابن سے دھوتے ہیں تو بے شمار صابن کے ذرات کپڑے پر موجود تیل کے ذرات کو چاروں طرف سے گھیر لیتے ہیں۔صابن کے ذرے کا ایک سِرا تیل سے جڑ جاتا ہے، جبکہ دوسرا سِرا پانی سے مل جاتا ہے، اس طرح تیل کو کپڑے سے ہٹانے اور اسے دھو نے میں مدد ملتی ہے
(شکل7.15)۔

شکل 7.15: صابن کے ذرات صفائی میں مدد کرتے ہیں

اس باب میں کی گئی آموزش کی بنیاد پر ہم کہہ سکتے ہیں کہ مادہ نہایت چھوٹے ذرّات سے بنا ہوتا ہے اور یہ ذرات قوتِ کشش کے ذریعے ایک دوسرےسے جُڑے رہتے ہیں۔ ذرّات کے درمیان اس کشش کی قوتوں کی مضبوطی اُن کے درمیانی فاصلے پر منحصر ہوتی ہے اور یہ فاصلہ اُن کی حرارتی توانائی ( Thermal Energy)پراس فاصلے کا انحصار ہوتاہے۔یوں کہا جا سکتا ہے کہ ذرّات کی حرارتی توانائی ہی مادے کی طبیعی حالت کا تعین
کرتی ہے۔ٹھوس حالت میں ذرّات کی حرارتی توانائی کم ہوتی ہے، اس لیے وہ ایک دوسرے کے قریب رہتے ہیں اور اُن کے درمیان قوتِ کشش بہت مضبوط ہوتی ہے۔ اسی وجہ سے اُن کی حرکت صرف معمولی ارتعاش تک محدود رہتی ہے۔

نقطۂ گداخت پر، حرارتی توانائی ذرات کے درمیان موجود قوتِ کشش پر قابو پانے کے قابل ہو جاتی ہے، جس کے نتیجے میں ٹھوس مائع میں تبدیل ہو جاتا ہے۔ اس مرحلے پر ذرّات اپنی مقررہ جگہوں سے ہٹ سکتے ہیں۔ ذرّات کے درمیان فاصلہ نسبتاً بڑھ جاتا ہے، جس سے قوتِ کشش کم ہو کر اتنی رہ جاتی ہے کہ ذرّات اپنی محدود جگہ میں حرکت کر سکیں۔گیس کی حالت میں ذرّات کے پاس اتنی توانائی ہوتی ہے کہ وہ اپنے درمیان موجود قوتِ کشش پر قابو پا لیتے ہیں اور ہر سمت آزادانہ طور پر حرکت کر سکتے ہیں۔ آپ آئندہ گریڈ میں ان ذرّات کے بارے میں مزید تفصیل سے پڑھیں گے جو مادہ کی تشکیل کرتے ہیں۔

آئیے خلاصہ کریں!

مادہ کی تینوں حالتوں میں ذرّات کی نوعیت۔

مادہ کی حالتیں

خلاصہ

• مادّہ انتہائی چھوٹے ذرّات پر مشتمل ہوتا ہے۔
• یہ ذرّات آپس میں بین ذراتی کشش کی قوتوں کے ذریعے جُڑے ہوتے ہیں۔
• بین ذرّاتی کشش ٹھوس اشیا میں سب سے زیادہ، مائع میں نسبتاً کم اور گیس میں سب سے کم ہوتی ہے ۔
• ٹھوس کی شکل اور سائز دونوں متعین ہوتے ہیں، کیونکہ اس میں بین ذرّاتی کشش بہت زیادہ ہوتی ہے، ذرّات کے درمیان فاصلہ بہت کم، اورمتعین ذرّات کی آزادانہ حرکت نہ کے برابر ہوتی ہے۔
• مائع میں بین ذرّاتی کشش ٹھوس کے مقابلے تھوڑی کمزور ہوتی ہے ، جس کی وجہ سے ذرّات محدود مقام کے اندر حرکت کرسکتے ہیں اوران کے درمیان نسبتاً زیادہ فاصلہ ہوتا ہے۔ اس لیے مائع کا حجم تو متعین ہوتا ہے لیکن اس کی شکل متعین نہیں ہوتی ۔
• گیسوں میں بین ذرّاتی کشش نہ کے برابر ہوتی ہے جس کی وجہ سے ان کے ذرّات مکمل طور پر آزاد ہوتے ہیں اور زیادہ سے زیادہ بین ذرّاتی فاصلہ ہونے کے نتیجے میں وہ ایک جگہ سے دوسری جگہ حرکت کر سکتے ہیں۔ لہٰذا گیسوں کی نہ توشکل متعین ہوتی ہے اور نہ ہی حجم ۔

تجسس کو برقرار رکھیں

1. صحیح جواب منتخب کیجیے۔

ٹھوس اور مائع کےدرمیان بنیادی فرق یہ ہے کہ ان کےترکیبی ذرّات:

(i) ٹھوس میں ایک دوسرے کے قریب ہوتے ہیں، جبکہ مائع میں ساکن رہتے ہیں۔

(ii) ٹھوس میں ایک دوسرے سے دور ہوتے ہیں اور مائع میں اپنی جگہ پر قائم رہتے ہیں۔

(iii) ٹھوس میں ہمیشہ حرکت میں رہتے ہیں اور مائع میں اپنی جگہ پر قائم رہتے ہیں۔

(iv) ٹھوس میں ایک دوسرے کے قریب ہوتے ہیں اور مائع میں ایک دوسرے کے پاس سے گزر
سکتے ہیں۔

2. مندرجہ ذیل بیانات میں سے کون سے صحیح؟ غلط بیانات کو صحیح کیجیے۔

(i) برف کا پگھلنا، ٹھوس کے مائع میں تبدیل ہونے کی مثال ہے۔

(ii) گداخت کے عمل میں تبدیلی کے دوران بین ذرّاتی کشش کم ہو جاتی ہے۔

(iii) ٹھوس کی شکل اور حجم دونوں متعین ہوتے ہیں۔

(iv) ٹھوس میں بین ذرّاتی کشش بہت زیادہ ہوتی ہے اور بینذرّاتی فاصلہ بہت کم ہوتا ہے۔

اب تک کی اپنی معلومات کی بنیاد پر کچھ سوالات تیار کریں...

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

(v) جب ہم کافور کو کمرے کے ایک کونے میں گرم کرتے ہیں تو اس کی خوشبو کمرے کے تمام گوشوں تک پہنچ جاتی ہے۔

(iv) گرم کرنے سے ہم کافور میں توانائی شامل کرتے ہیں اور یہ توانائی خوشبو کی صورت میں خارج
ہوتی ہے۔

3. درست جواب کو جواز کے ساتھ منتخب کریں۔اگر ہم کرسی کے تمام ترکیبی ذرّات کو ہٹا دیں تو کیا ہوگا؟

(i) کچھ نہیں بدلے گا۔

(ii) ذرّات کے ختم ہونے کی وجہ سے کرسی کا وزن کم ہو جائے گا۔

(iii) کرسی میں کچھ بھی باقی نہیں رہے گا۔

4. گیسیں آپس میں آسانی سے کیوں مل جاتی ہیں، جبکہ ٹھوس اشیامیں ایسا نہیں ہوتا؟
5. جب گلاس میں موجود دودھ میز پر گِر جاتا ہے تو وہ بہتا اور پھیل جاتا ہے، لیکن گلاس کی شکل برقرار رہتی ہے۔ اس بیان کی وضاحت دلائل کے ساتھ کیجیے۔
6. برف کے پگھلنے اور پھر پانی کے بخارات میں تبدیل ہونے کے دوران ذرّات کی ترتیب میں آنے والی تبدیلی کو ڈائیگرام کی شکل میں پیش کیجیے۔
7. درج ذیل میں موجود ذرّات کو تصویر بناکر دکھائیے:

(i) ایلومینیم فوائل

(ii) گلیسرین

(iii) میتھین گیس

8. شکل 7.16aکا مشاہدہ کیجیے، جو اُس موم بتی کی ہے جسےکچھ دیر جلنے کے بعد ابھی بجھایا گیا ہے۔ شکل میں موجود موم کی مختلف حالتوں کی شناخت کیجیے اور انہیں شکل 7.16bمیں دکھائی گئی ذرّات کی ترتیب سے ملائیے۔
9. سمندر کا پانی نمکین کیوں ہوتا ہے، حالانکہ نمک نظر نہیں آتا؟ وضاحت کیجیے۔
10. جب چاول کے دانے یا چاول کا آٹا مختلف برتنوں میں رکھا جاتا ہے تو وہ اس برتن کی شکل اختیار کر لیتے ہیں۔ کیا یہ ٹھوس ہیں یا مائع؟ وضاحت کیجیے۔

شکل 7.16

اپنے دوستوں کے تیار کردہ سوالات پر غور کریں اور ان کے جواب دینے کی کوشش کریں...

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

.......................................................

دریافت ، ڈیزائن اور بحث

• ایک غبارہ بوتل کے منہ پر چڑھائیں اور بوتل کو گرم پانی میں رکھیں۔ جستجو کریں کہ کیا ہوگا؟
• مٹی کی گولیاں، موتی وغیرہ کا استعمال کرتے ہوئے ایسے سادہ ماڈل ڈیزائن اور تیار کریں جو ٹھوس، مائع اور گیس کے ذرّات نیز ان کے درمیانی فاصلوں کو ظاہر کریں۔
• خود کو ٹھوس، مائع اور گیس کے ذرّات فرض کریں اور مختلف درجہ حرارت پر ذرّات کی حرکت دکھانے کے لیے رول پلے/ رقص کا مظاہرہ کریں۔
• کلاس میں مباحثہ کریں :‘‘گیس پھیل کر تمام دستیاب جگہ کو بھر سکتی ہے”۔ کیا گیس کی یہ خصوصیت فائدہ مند ہے یا نقصان دہ؟

ایک قدم آگے

وہ چھوٹے ذرات جو تمام مادّوں کی تشکیل کرتے ہیں ایٹم یا سالمات ہیں۔مثال کے طور پر، لوہا لوہے کے ایٹموں سے اور سونا سونے کے ایٹموں سے بنا ہوتا ہے ۔ بہت سے عناصر جیسےہائڈروجن، آکسیجن اور سلفر کے ایٹم آزادانہ طور پر موجود نہیں رہ سکتے۔ ایسی صورت میں، اس عنصر کے ایٹم مخصوص تعداد میں مل کر سالمہ بناتے ہیں۔مثال کے طور پر،ہائڈروجن کے دوایٹم مل کر ایک مستحکم ذرہ بناتے ہیں جسے ہائڈروجن کاسالمہ(Molecule) کہتے ہیں۔ اسی طرح ،پانی کا ایک سالمہ دوہائڈروجن ایٹموں اور ایک آکسیجن ایٹم سے بنتا ہے۔ایٹموں اور سالمے کے بارے میں آپ آئندہ گریڈ میں مزید پڑھیں گے۔