Cum sunt particulele în solide, lichide și gaze?

Acest material a vorbit nu doar despre modul în care particulele sunt aranjate în solide, dar, de asemenea, după cum se mișcă în gaze sau lichide. vor fi descrise Tipurile barilor de cristal din materiale diferite.

starea fizică

Există anumite standarde, care indică prezența a trei stări tipice de agregare, și anume solide, lichide și gaze.

Componentele pentru fiecare stat agregat.

1. Solidele sunt practic stabile în mărime și formă. Ultima schimbare este extrem de problematică, fără costuri suplimentare de energie.
2. Lichid poate schimba forma cu ușurință, dar în același timp păstrează volumul.
3. Substanțele în stare gazoasă nu reține nici o formă, nici volum.

Criteriul principal pentru care este determinat de starea de agregare este aranjamentul moleculelor și metodele mișcării lor. Gazos Distanța minimă de substanță între molecule individuale este semnificativ mai mare decât propria lor. La rândul său, moleculele de substanțe lichide nu se dispersează pe distanțe lungi , în condiții normale pentru ei și să păstreze volumul lor. Particulele active solide sunt în ordinea corectă, fiecare dintre ele, ca un ceas pendul, se mișcă în jurul unui anumit punct în rețeaua cristalină. Acest lucru dă solide de rezistență deosebită și rigiditate.

Prin urmare, în acest caz, problema cea mai urgentă a modului de a asigura particulele existente în solide. In toate celelalte cazuri, atomii (molecule) nu sunt atât de structură ordonată.

Caracteristici lichide

Este necesar să se acorde o atenție deosebită faptului că lichidul este un fel de intermediar între starea solidă a corpului și faza gazoasă. Astfel, prin scăderea temperaturii solidifică lichid, iar când ridicarea deasupra punctului de fierbere al substanței trece în stare gazoasă. Cu toate acestea, lichidul are similitudini cu substanțele solide și gazoase. Deci, în 1860, restante om de știință rus D. I. Mendeleev a stabilit existența așa-numita temperatură critică - fierbere absolută. Aceasta este valoarea la care dispare la frontieră subțire între gaz și substanță în stare solidă.

Următorul criteriu, combinarea a două adiacente modulare stare - izotropie. În acest caz, proprietățile sunt aceleași în toate direcțiile. Cristale, la rândul lor, sunt anizotrope. In mod similar gazele, lichidele nu au o formă fixă și ocupă complet volumul vasului în care locuiesc. Asta este, ei au o vâscozitate scăzută și fluiditate ridicată. În fața celuilalt, lichid sau gaz microparticule face deplasarea liberă. Anterior, sa crezut că volumul ocupat de lichid, există o mișcare ordonată a moleculelor. Astfel, lichidul și gazul se opun cristale. Dar, ca urmare a unor studii ulterioare au arătat similitudini între solide și lichide.

În fază lichidă, la o temperatură apropiată de mișcarea termică de solidificare seamănă cu mișcarea solidelor. În acest caz, lichidul poate încă să aibă o anumită structură. Prin urmare, să dea un răspuns la această întrebare, deoarece particulele sunt aranjate în solide în lichide și gaze, putem spune că haotic, dezordonat în ultima mișcare a moleculelor. dar în solide, moleculele ocupă în cele mai multe cazuri specifice, poziție fixă.

Lichidul în acest caz este un fel de intermediar. Mai aproape de temperatura la fierbere, cu atât moleculele se mișcă în gazele. Dacă temperatura este aproape de trecerea la faza solidă, microparticulele încep să se miște mai mult și mai ordonată.

Schimbarea stării substanțelor

Să considerăm un exemplu foarte simplu, modificarea condițiilor de apă. Ice - este o fază solidă de apă. Temperatura sa - sub zero. La o temperatură egală cu zero, gheața se topește și se transformă în apă. Acest lucru se datorează distrugerii rețelei cristaline: când este încălzit particulele încep să se miște. Temperatura la care o substanță se schimbă starea de agregare se numește punctul de topire (în acest caz, apa este egal cu 0). Rețineți că temperatura gheții va rămâne la același nivel până la punctul său de topire. Atomii sau moleculele de lichid se va deplasa în același mod ca și în solide.

După aceea, continuă să se încălzească apa. Particulele în acest caz încep să se miște intens, atâta timp cât substanța noastră ajunge la următorul punct de schimbare în starea de agregare - punctul de fierbere. Un astfel de moment, are loc la legături de pauza dintre moleculele care formează prin accelerarea mișcării - ea devine apoi liber în natură, și este considerat de lichidul trece în faza gazoasă. Procesul de transformare a materiei (apa), din faza lichidă la gazoasă numită fierbere.

Temperatura la care apa fierbe, punctul de fierbere apel. În cazul nostru, această valoare este egală cu 100 de grade Celsius (în funcție de presiunea de temperatura, presiunea normală este de aproximativ o atmosferă). Notă: în timp ce există lichid în întregime a fost transformată în abur, temperatura rămâne constantă.

Inversă apa de proces de tranziție de la o stare gazoasă (abur), în lichid, care se numește condensare.

Mai departe este posibil să se observe procesul de congelare - tranziție lichid (apă) sub formă solidă (starea inițială descrisă mai sus - este de gheață). Procedeele descrise mai sus permit de a obține un răspuns direct asupra modului în care particulele sunt aranjate în solide, lichide și gaze. Localizarea și starea moleculelor unei substanțe depinde de starea de agregare.

Ce este solid? Comportamentul microparticulelor în ea?

Solid - această stare este mediul material, a cărui caracteristică distinctivă este de a menține o formă constantă și natura constantă a mișcării termice a microparticulelor care săvârșesc fluctuații minore. Corpul poate fi în stare solidă, lichidă și gazoasă. Există, de asemenea, un sfert de stat, pe care oamenii de știință moderni sunt înclinați să atribuie numărul de agregate - așa-numita plasma.

Astfel, în primul caz, orice substanță are în general o formă neschimbătoare constantă și are un impact major modul în care particulele sunt aranjate în solide. La nivel microscopic, se observă că atomii care formează substanța solidă, sunt conectate între ele prin legături chimice și sunt în rețeaua cristalină.

Dar există o excepție - materiale amorfe, care sunt solide, dar prezența rețelei cristaline nu se poate lăuda. Este pornind de la acest lucru și poate da un răspuns la modul în care particulele sunt aranjate în solide. Fizică în primul caz indică faptul că atomii sau moleculele sunt în situri cu zăbrele. Dar, în al doilea caz al unui ordin similară, cu siguranță nu, iar această substanță este mai mult ca un lichid.

Fizică și posibila structură a unui corp solid

În acest caz, materialul tinde să mențină volumul său și, desigur, forma. Aceasta este, în scopul de a schimba din urmă, ar trebui să se facă eforturi, și nu contează dacă acesta este obiectul unui metal, o bucată de plastic sau lut. Motivul constă în structura sa moleculară. Pentru a fi mai precis de a vorbi, în interacțiunea dintre moleculele care alcătuiesc corpul. În acest caz, acestea sunt cele mai apropiate. Un astfel de aranjament al moleculelor este iterativ. Acesta este motivul pentru care forțele de atracție între fiecare dintre aceste componente este foarte mare.

Interacțiunea microparticulelor explică natura mișcării lor. Forma sau volumul acestui corp solid să se adapteze într-o direcție sau alta este foarte dificil. particulele solide ale corpului sunt în măsură să se deplaseze în mod aleatoriu în întregul volum al corpului solid, dar poate fluctua doar în jurul unui anumit punct în spațiu. molecule de solid-state fluctuează în mod aleatoriu în direcții diferite, dar da peste ea însăși, astfel încât să le revină la starea lor inițială. De aceea, particulele solide sunt, de obicei, în situate într-o ordine strict definit.

Particulele și dispunerea lor într-un solid

corpuri solide pot fi de trei tipuri: cristaline, amorfe și materiale compozite. Este compoziția chimică afectează localizarea particulelor în solide.

Solidele cristaline au o structură ordonată. Acești atomi sau molecule formează o rețea cristalină formă corectă spațială. Astfel, solidul, care este în stare cristalină, are o rețea cristalină specifică, care, la rândul său, specifică anumite proprietăți fizice. Acesta este răspunsul la modul în care particulele sunt aranjate într-un solid.

Iată un exemplu: în urmă cu mulți ani în St. Petersburg în depozit pentru a deține stocul de butoane genial staniu alb, care, la temperaturi scăzute și-au pierdut luciul lor și de gri oțel alb. Butoane maruntita gri pulbere. „Ciuma Tin“ - așa-numita „boală“, dar de fapt a fost restructurarea structurii cristaline sub influența temperaturii scăzute. Tin în tranziția de la alb la gri soi se sfărâmă pulbere. Cristalele, la rândul lor, sunt împărțite în mono și policristaline.

monocristale si policristaline

monocristale (sare de sodiu) - este o omogen monocristalelor reprezentat rețea cristalină continuă sub formă de poligoane regulate. Policristale (nisip, zahar, metale, pietre) - sunt corpuri cristaline care au crescut împreună de cristale mici, distribuite aleator. Cristalele observate fenomenul de anizotropie.

Amorfismul: un caz special

corp amorfa (rășină, colofoniu, sticlă, chihlimbar) nu sunt clar ordinea strictă în aranjamentul particulelor. Acest caz neobișnuit, în ce ordine sunt particulele în solide. În acest caz, există fenomenul proprietăților fizice izotrope ale solidelor amorfe sunt aceleași în toate direcțiile. La temperaturi ridicate, ele devin ca un fluid vâscos, și la temperaturi joase - cum ar fi solide. Când forța externă prezintă simultan proprietăți elastice, adică atunci când fisura a lovit particule miniaturale ca solide, iar fluiditatea: temperatura la expunerea prelungită începe să curgă ca un lichid. Nu au temperaturi de topire și cristalizare definite. Când este încălzit, dedurizată corp amorf.

Exemple de materiale amorfe

Să luăm, de exemplu, zahărul obișnuit și de a determina localizarea particulelor în solidele în diverse ocazii, exemplul său. În acest caz, același material poate să apară sub formă cristalină sau amorfă. Când zahărul topit se solidifică încet, moleculele formează rânduri drepte - cristale (zahar de masa sau zahăr). În cazul în care zahărul sa topit, de exemplu, se toarnă în apă rece, sistemul de răcire are loc foarte repede, iar particulele nu au timp să formeze rânduri regulate - topitura se solidifică fără a se forma cristale. După cum se dovedește bomboane de zahăr (acest lucru este un zahar non-cristalin).

Dar, după un timp, o substanță poate fi recristalizată, particulele sunt colectate în rânduri regulate. În cazul în care bomboane de zahăr se intinda timp de mai multe luni, acesta va începe să fie acoperită de un strat liber. Deoarece cristalele apar pe suprafata. Sugar va fi o perioadă de luni câteva, și pentru o piatră - milioane de ani. exemplu unic este carbon. Grafit - un carbon cristalin, structura sa stratificat. Un diamant - este cel mai greu mineral de pe pământ, este capabil să taie sticlă și a văzut pietrele, este utilizat pentru foraj și lustruire. În acest caz, o singură substanță - carbon, dar caracteristica este abilitatea de a forma forme cristaline diferite. Acesta este un alt răspuns la modul în care particulele sunt aranjate într-un solid.

Rezultatele. concluzie

Structura și dispunerea particulelor în solide depinde de tipul de care aparține substanța respectivă. În cazul în care substanța este cristalină, localizarea microparticulelor va purta ordonată. Structura amorfă a unei astfel de caracteristică nu este posedă. Dar compozite pot aparține atât primul și al doilea grup.

Într-un caz, lichidul se comportă similar solid (la temperatură joasă, care este apropiată de temperatura de cristalizare), dar poate duce și gazul (dacă crește). Prin urmare, în acest material de ansamblu asupra sa considerat ca particulele sunt situate nu numai în solide și în celelalte state de bază ale agenților de agregare.