لماذا ينحل الملح في الماء ولا ينحل الزيت فيه ؟ حسناً . كلمةٌ واحدة تصف ذلك "الكيمياء" ولكنها إجابة غير مرضية جداً ، أليس كذلك ؟ حسناً ، السبب وراء كون الملح ينحل بينما لا ينحل الزيت يعود إلى السببين الأساسيين وراء كون أي شيء يحدث على الإطلاق : علم الطاقة وتبادل الطاقة . علم الطاقة بتعامل بشكل رئيسي مع قوى التجاذب بين الأشياء . عندما نراقب الزيت أو الملح في الماء فإننا نركز على القوى بين الجسيمات على نطاق صغير جداً جداً جداً نطاق الجزيئات . ولأعطيك تلميحاً على هذا النطاق فكأس الماء يحتوي على جزيئات أكثر من النجوم المعروفة في الكون . الآن ، كل هذه الجزيئات بحالة حركة دائمة تتحرك وتهتز وتدور . والذي يمنع تقريباً كل هذه الجزئيات من أن تطير خارج الكأس هي تفاعلات الجذب بين الجزيئات . قوة التفاعلات بين الماء وغيره من المواد هو ما يعنيه علم الطاقة . يمكنكم أن تتخيلوا جزيئات الماء مشتركين برقصة مستمرة مثل مربع الرقص والذي فيه يتبادلون شركاءهم في الرقصة بشكل مستمر وعشوائي . بشكل بسيط ، قدرة المواد على التفاعل مع الماء متوازناً مع كيفية إعاقة هذه المواد لتفاعل الماء مع نفسه ، كل هذا يلعب دوراً هاماً في شرح كون أشياء معينة تختلط جيداً في الماء وأشياء أخرى لا تختلط . تبادل الطاقة يصف بشكل رئيسي الطريقة التي ترتب فيها الطاقة بناءً على الحركة العشوائية . على سبيل المثال ، فكر بهواء الغرفة . تخيل كل طرق الترتيب الممكنة بالمساحة لترليونات الجسيمات التي تكوِّن الهواء . بعض هذه الترتيبات يمكن أن تضع كل جزيئات الأوكسجين هنا وكل جزيئات النتروجين هناك منفصلين . ولكن أكثرية الترتيبات الممكنة ستخلط تلك الجزيئات ببعضها . تبادل الطاقة يفضل الاختلاط . علم الطاقة يتعامل مع قوى الجذب . وهكذا فإن كانت قوى الجذب موجودة فإن احتمالية بعض الترتيبات تكون أكبر ، تلك الترتيبات التي تكون الأشياء فيها منجذبة إلى بعضها . إذا فدائماً توازن هذين الأمرين هو الذي يحدد ما سوف يحدث . على مستوى الجزيئات الماء مكون من جزيئات الماء المكونة من ذرتي هيدروجين وذرة أوكسجين . في حالة الماء السائل ، هذه الجزيئات تتفاعل بمربع رقص دائم وعشوائي والذي يدعى بشبكة رابطة الهيدروجين . تبادل الطاقة يفضل إبقاء مربع الرقص بحالة انشغال دائم . هناك طرق أكثر على الدوام يمكن لجزيئات الماء أن تعيد ترتيب نفسها بها بمربع الرقص كأن تجتمع جزيئات الماء وترقص على شكل خط . إذاً ، فمربع الرقص يبقى منشغلاً على الدوام . فما الذي يحصل عندما نضع الملح في الماء ؟ على مستوى الجزيئات يتكون الملح من أيونين مختلفين الكلور والصوديوم ويصطفان كحائطٍ قرميدي . يظهر الملح على ساحة الرقص كمجموعة تشكيلة كبيرة ويجلسون على الجانب ببداية الأمر خجلين ومترددين قليلاً من الانكسار لأيونات مفردة للانضمام إلى الرقصة . ولكن سراً ، هؤلاء الراقصون الخجلون ينتظرون أن يدعوهم أي أحد إلى الانضمام إليهم . لذا عندما يصطدم الماء بشكل عشوائي بأحد منهم ويسحبه بعيداً عن المجموعة ليشارك في الرقصة فيذهب معه . وما إن يشاركوا بالرقصة حتى لا يعودوا أبداً . في واقع الأمر ، إضافة أيونات الملح تضيف المزيد من وضعيات الرقص إلى مربع الرقص لذا يفضل لهم أن يستمروا بالرقص مع الماء . لنأخذ الزيت الآن . في حالة الزيت الجزيئات مهتمةٌ نوعاً ما بالرقص مع الماء . لذا فتبادل الطاقة يفضل انضمامهم إلى الرقصة . المشكلة تكمن في أن جزيئات الزيت ترتدي أثواباً عملاقة ، وحجومهم أكبر بكثير من جزيئات الماء . لذا عندما تسحب جزيئات الزيت للمشاركة فحجمهم يخرب الرقصة كلها وتبادل الشركاء العشوائي أيضاً الذي يشترك فيه الماء وهو الجزء المهم جداً في الرقصة . بالإضافة إلى ذلك ، فهم راقصون رديؤون . تحاول جزيئات الماء أن تشترك مع جزيئات الزيت بالرقص لكنها تستمر بالإصطدام بأثوابها وتأخذ كل مساحة مكان الرقص . هناك الكثير من الطرق التي تستطيع جزيئات الماء أن ترقص بها في حال ابتعدت جزيئات الزيت عن مكان الرقص لذا يقوم الماء بدفع الزيت خارجاً معيدها إلى المقعد مع الآخرين . وخلال وقت قصير عندما تجتمع كمية كبيرة من جزيئات الزيت على الجانب يشكلون فرقة ليشتكوا عن كون الماء غير عادل معهم ويبقون سوية كمجموعة . إذاً فمزيج التفاعلات بين الجزيئات وطرق توضعهم الممكنة عندما يتحركون بشكل عشوائي هو ما يحدد إذا كان بالإمكان لها أن تختلط . بكلمات أخرى ، الزيت والماء لا يمتزجان لأنهما لا يشكلان ثنائي رقص ممتاز .