Wat is die fisiese toestand? Toestand van materie

Vrae oor wat die stand van samevoeging, wat kenmerke en eienskappe is vaste stowwe, vloeistowwe en gasse is bedek in verskeie opleidingskursusse. Daar is drie klassieke fases van materie, met sy kenmerkende struktuur funksies. Hul begrip is 'n belangrike punt in die begrip van die aardwetenskappe, die lewende organismes van industriële aktiwiteit. Hierdie kwessies bestudeer fisika, chemie, geografie, geologie, fisiese chemie en ander wetenskaplike dissiplines. Die stowwe, onder sekere omstandighede, in een van drie basiese tipes state kan verander word deur die verhoging of verlaging van die temperatuur, druk. Kyk na die moontlike oorgange van een toestand na 'n ander as hulle in die natuur voorkom, kuns en die alledaagse lewe.

Wat is die fisiese toestand?

Woord van Latynse oorsprong "aggrego" vertaal in Russies beteken "om te heg." Wetenskaplike term verwys na 'n toestand van dieselfde liggaam stof. Die bestaan van onder sekere waardes van temperatuur en druk verskillende liggame, gasse en vloeistowwe is tipies vir al die doppe van die aarde. In bykomend tot die drie basiese state van aggregasie, daar is ook 'n vierde. By verhoogde temperatuur en teen 'n konstante druk gas omgeskakel word na plasma. Om beter te verstaan wat die stand van samevoeging, is dit nodig om die kleinste deeltjies waaruit materie en die liggaam onthou.

In die bostaande skema: en - gas; b - 'n vloeistof; met - soliede. In hierdie syfers die sirkels gemerk strukturele elemente stowwe. Hierdie simbool, in werklikheid, atome, molekules, ione is nie vaste balle. Atome bestaan uit die positief gelaaide kern waaromheen beweeg teen 'n spoed negatief gelaaide elektrone. Kennis van die mikroskopiese struktuur van die materiaal om te help om die verskille tussen die verskillende totaal vorms beter te verstaan.

Idees oor die micro wêreld: van antieke Griekeland na die Sewentien eeu

Die eerste inligting oor die deeltjies, waarvan die fisiese liggaam gevou, verskyn in antieke Griekeland. Denkers Demokrit en Epicure het 'n konsep soos 'n atoom. Hulle het geglo dat die kleinste onverdeelbare deeltjies van verskillende stowwe het die vorm van 'n vasgestelde dimensies, kan beweeg en interaksie met mekaar. Atomisme was die mees gevorderde vir sy tyd, die leer van antieke Griekeland. Maar sy ontwikkeling tot stilstand gekom in die Middeleeue. Sedertdien het wetenskaplikes agtervolg die Inkwisisie van die Rooms-Katolieke Kerk. Daarom, totdat die moderne tye was daar geen duidelike begrip van wat die staat van materie. Eers nadat die Sewentien eeu wetenskaplikes Robert Boyle, M. Lomonosov, D. Dalton, Lavoisier geformuleer die atoom-molekulêre teorie, het hul relevansie nie verlore vandag.

Atome, molekules, ione - mikroskopiese deeltjies van materie struktuur

'N Groot deurbraak in die verstaan van die mikrokosmos plaasgevind in die twintigste eeu, toe die elektronmikroskoop is uitgevind. In die lig van die ontdekkings gemaak deur wetenskaplikes voor, het daarin geslaag om vas te stel 'n samehangende beeld van die micro wêreld. Die teorie dat die toestand en gedrag van die kleinste deeltjies van materie beskryf, eerder kompleks, hulle behoort aan die veld van kwantumfisika. Vir die begrip van die verskillende totaal fases van materie genoeg om die name en die strukturele kenmerke van die basiese deeltjies wat verskillende stowwe te vorm weet.

1. Atome - chemies onverdeelbare deeltjies. Gestoor in chemiese reaksies, maar gaan ten gronde in die kern. Metale en baie ander materiaal van atoomstruktuur is solied totaal staat onder normale omstandighede.
2. Molekules - deeltjies wat gevorm word en vernietig word in chemiese reaksies. Die molekulêre struktuur is suurstof, water, koolstofdioksied, swael. Fisiese toestand van suurstof, stikstof, swaeldioksied, koolstof, suurstof, onder konvensionele voorwaardes - gasagtige.
3. Ione - die gelaaide deeltjies, wat omskep is in atome en molekules wat aangeheg of elektrone verloor - mikroskopiese negatief gelaaide deeltjies. Ioniese struktuur het 'n baie sout, soos natrium, yster en koper sulfaat.

Enige stof, wat deeltjies gerangskik is in `n sekere sin in die ruimte. Die bestel relatiewe posisie van atome, ione, molekules genoem rooster. Tipies, ioniese en atoom kristallyne rooster gekenmerk vir vaste stowwe molekulêre - vir vloeistowwe en gasse. Hoë hardheid van diamant is anders. Sy atoom kristallyne rooster gevorm deur koolstofatome. Maar sagte grafiet bestaan ook uit atome van 'n chemiese element. hulle net anders versprei in die ruimte. Gemiddelde totale staat swael - die soliede, maar teen 'n hoë temperature die materiaal word vloeistof en amorfe massa.

Stof in die vaste toestand

Die vaste stowwe onder normale omstandighede gestoor volume en vorm. Byvoorbeeld, graan, graan van suiker, sout, 'n stuk van die rots of metaal. As jy die suiker verhit, die stof begin smelt, draai in 'n taai bruin vloeistof. Stop verwarming - terug na 'n soliede gee. Vandaar een van die belangrikste voorwaardes van die soliede liggaam om vloeibare oorgang - verhit of die verhoging van die interne energie van deeltjies van materie. Vaste toestand sout, wat gebruik word in die kos ook kan verander. Maar ten einde die natriumchloried smelt, moet 'n hoër temperatuur as deur verhitting suiker. Die feit dat suiker is saamgestel uit molekules, en sout - van gelaaide ione, wat sterk aangetrokke tot mekaar. Die vaste stowwe nie hul vorm behou in die vloeibare vorm, omdat die kristalroosters word vernietig.

Vloeibare toestand deur die smelt van sout is te danke aan kommunikasie tussen die ione in die kristalle bars. Vrystel gelaaide deeltjies wat elektriese ladings kan dra. gesmelte soute uit te voer elektrisiteit, is dirigente. In die chemiese, is metallurgiese en ingenieursbedrywe vaste stowwe omgesit word in vloeibare vir een van die roman verbindings of oor te dra verskillende vorms. Daar was wydverspreide gebruik van metaalallooie. Daar is verskeie maniere om betrokke te raak met die veranderinge die staat van samevoeging van die soliede grondstowwe.

Liquid - een van die basiese state van samevoeging

Wanneer in 'n ronde bodem fles gegooi met 50 ml water, kan dit gesien word dat die materiaal onmiddellik chemiese houer sal vorm. Maar so gou as ons Spill water uit die fles, onmiddellik die vloeistof versprei op die oppervlak van die tafel. Die volume van water sal dieselfde bly - 50 ml, en sy vorm verander. Hierdie eienskappe is kenmerkend van die vloeibare vorm van bestaan van materie. Vloeistowwe is baie organiese stowwe: alkohole, groente-olies, sure.

Melk - .. 'n emulsie, dit wil sê, vloeistof waarin vet druppels gevind. Nuttige vloeistof fossiel - olie. Uittreksel dit uit die putte met oliebore op land en in die see. Seewater is ook 'n rou materiaal vir die industrie. Dit verskil van die vars water mere en riviere is om die opgeloste stowwe, veral soute te hou. Met 'n oppervlak verdamping damme in die damp staat opbrengs net molekules van H ₂ O, opgeloste stowwe bly. Op hierdie eiendom gebaseerde metodes van die verkryging van voedingstowwe uit seewater en hoe om dit skoon te maak.

Wanneer volledige verwydering van soute wat bereid is met gedistilleerde water. Dit kook by 100 ° C, vries by 0 ° C. Pekel kook en draai om ys aan ander temperatuur aanwysers. Byvoorbeeld, water in die Arktiese Oseaan vries by 'n temperatuur op die oppervlak 2 ° C.

Fisiese toestand van kwik onder normale omstandighede - vloeistof. Hierdie silwergrys metaal word gewoonlik gevul met mediese termometer. Wanneer dit verhit word, die kwik styg op die skaal, daar is 'n uitbreiding agent. Hoekom in die straat termometers gebruik gekleurde met rooi verf alkohol in plaas van kwik? Dit word verduidelik deur die eienskappe van die vloeibare metaal. Op 30 graad ryp kwik gemiddeld staat veranderinge, die stof raak soliede.

As mediese termometer breek en gooi die kwik, die silwer balle om wapens gevaarlik in te samel. Skadelik vir kwik damp inasem, dit is 'n baie giftige stof. Kinders in sulke gevalle is dit nodig om die hulp van ouers soek, volwassenes.

gastoestand

Gaza is nie in staat om sy of volume of vorm in stand te hou. Vul die fles tot die top suurstof (sy chemiese formule O _2). Sodra ons die fles oop, molekules van die stof sal vermeng word met die lug in die kamer. Dit is te danke aan Brown se beweging. Die antieke Griekse wetenskaplike Democritus geglo dat materie deeltjies is in konstante beweging. Die vaste stowwe onder normale omstandighede, atome, molekules, ione, is daar geen moontlikheid om die kristalrooster te verlaat, vry van kommunikasie met ander deeltjies. Dit is slegs moontlik wanneer 'n groot hoeveelheid energie van buite.

In vloeistowwe, die afstand tussen deeltjies is effens groter as in vaste stowwe, wat hulle nodig het minder energie om die intermolekulêre bindings te breek. Byvoorbeeld, is die vloeistof totale toestand van suurstof net waargeneem by laer temperatuur gas om -183 ° C. By -223 ° C O ₂ molekule te vorm 'n soliede. Wanneer die temperatuur styg bo gegee waardes omskep in suurstofgas. In hierdie vorm is dit onder normale omstandighede. Op industriële fasiliteite het 'n spesiale installasie vir die skeiding van lug atmosfeer en daaruit stikstof en suurstof te verkry. In die eerste plek is die lugverkoelde en vloeibare, en dan geleidelik verhoog die temperatuur. Stikstof en suurstof is omskep in gasse by verskillende toestande.

die aarde se atmosfeer bevat 21% per volume van suurstof en 78% stikstof. In vloeibare vorm, is hierdie stowwe wat nie gevind in die gasagtige omhulsel van die planeet. Vloeibare suurstof het 'n ligblou kleur, dit is gevul met 'n hoë druk silinders vir gebruik in mediese geriewe. In die industrie en konstruksie, is vloeibare gasse wat nodig is vir so baie prosesse. Suurstof nodig vir gas sweiswerk en sny metale, Chemie - vir anorganiese en organiese materiaal oksidasiereaksies. As die suurstofsilinder klep oop, is die druk verminder, die vloeistof verander in gas.

Vloeibare propaan, metaan en butaan is wyd gebruik word in energie, vervoer, industrie en huishoudelike aktiwiteite van die bevolking. Hierdie stowwe verkry uit aardgas of deur krake (cleavage) van die petroleum roumateriaal. Koolstof vloeibare en gasagtige mengsel speel 'n belangrike rol in die ekonomie van baie lande. Maar olie en natuurlike gas reserwes is erg uitgedun. Wetenskaplikes beraam dat hierdie materiaal sal vir 100-120 jaar. Alternatiewe energiebron - die lugvloei (wind). Gebruik vir kragsentrales vinnig vloeiende riviere, getye op die oewers van die see en oseane.

Suurstof, asook ander gasse wat nodig mag wees in die vierde toestand van samevoeging, wat 'n plasma. Ongewone oorgang van soliede om gastoestand - 'n kenmerk van kristallyne jodium. Stof donkerpers ondergaan sublimasie - verander in 'n gas sonder om deur 'n vloeibare toestand.

As die oorgange van die een totaal na 'n ander vorm van materie?

Veranderinge in die totale stand van die stowwe is nie verband hou met chemiese transformasies, hierdie fisiese verskynsel. Wanneer die temperatuur styg, baie vaste stowwe smelt in 'n vloeistof. Verdere toename in temperatuur kan lei tot verdamping, dit wil sê om die gastoestand van materie. Die aard en die ekonomie, soos oorgange is kenmerkend van een van die belangrikste bestanddele op aarde. Ys, vloeibare, dampe, - 'n toestand van water in verskillende omgewings. Verbinding is dieselfde, sy formule - H ₂ O. By 'n temperatuur van 0 ° C en onder hierdie water kristalliseer, wat omskep is in ys. As die temperatuur verhoog veroorsaak kristalle vernietig word - die ys smelt, is die vloeistof water weer verkry. Gevorm, terwyl die verhitting van stoom. Verdamping - transformasie van water in die gas - is selfs by lae temperature. Byvoorbeeld, bevrore plasse geleidelik verdwyn, omdat die water verdamp. Selfs in koue weer droog nat klere, maar die proses is meer as wat op 'n warm dag.

Al hierdie water oorgange van een toestand na 'n ander is noodsaaklik om die aard van die Aarde. Atmosferiese toestande, weer verband hou met die verdamping van water uit die see oppervlak, die oordrag van vog in die vorm van wolke en mis op die land, neerslag (reën, sneeu, hael) en klimaat. Hierdie verskynsel is die basis van die wêreld se water-siklus.

Hoe om die toestand van samevoeging van swael verander?

Onder gewone omstandighede van swael - .. is 'n helder blink kristalle of liggeel poeier, dit wil sê die soliede. Fisiese toestand swael veranderinge toe verhit. In die eerste plek is die temperatuur verhoog tot 190 ° C geel soliede smelt, besig om 'n mobiele vloeistof.

As vinnig die vloeistof swael gooi in die koue water, dit blyk bruin amorfe massa. By verdere verwarming die gesmelte swael raak meer viskeuse donker. By temperature bo 300 ° C swael totaal staat weer verander, die stof raak vloeistof eienskappe, word roerende. Hierdie oorgange is te danke aan die vermoë van lid atome vorm kettings van verskillende lengtes.

Hoekom saak kan wees in verskillende fisiese state?

Fisiese toestand swael - eenvoudige stof - is soliede by die omringende omstandighede. Swaeldioksied - 'n gas, swaelsuur - olierige vloeistof is swaarder as water. In teenstelling met soutsuur en salpetersuur sure is nie vlugtige, beteken die oppervlak nie verdamp molekule. Wat is die stand van samevoeging van 'n plastiese swael, wat verkry word deur die verhitting van die kristalle?

Die amorfe vorm 'n struktuur van die vloeistof, met 'n lae vloeibaarheid. Maar plastiek swael terselfdertyd behou sy vorm (as soliede). Daar is vloeibare kristalle, beskik oor 'n aantal kenmerkende eienskappe van vaste stowwe. So, die toestand van die stof onder verskillende toestande is afhanklik van die aard, die temperatuur, druk en ander omgewingstoestande.

Wat is die kenmerke in die struktuur van vastestowwe?

Die verskille tussen die basiese totaal fases van materie word verduidelik deur die interaksie tussen die atome, ione en molekules. Byvoorbeeld, waarom 'n vaste toestand van materie lei tot die vermoë om liggaamsgrootte in stand te hou en te vorm? In die kristalrooster van die metaal sout of strukturele deeltjies is aangetrokke tot mekaar. In metale, positief gelaaide ione in wisselwerking met die sogenaamde "electron gas" - die versameling van vrye elektrone in die metaal stuk. Kristalle van die soute is te danke aan die aantrekkingskrag van teenoorgesteld gelaaide deeltjies - ione. Die afstand tussen die strukturele eenhede van die bogenoemde liggame is veel minder as die dimensies van die deeltjies hulself. In hierdie geval, die elektrostatiese aantrekkingskrag dade, dit verleen krag, en die afstoting is nie sterk genoeg nie.

Om die vaste toestand van materie te vernietig, moet ons 'n poging te maak. Metale soute, die atoom kristalle smelt teen 'n baie hoë temperature. Byvoorbeeld, die yster word vloeistof by temperature bo 1538 ° C. Vuurvaste is wolfram, dit is vervaardig van filament om filament gloeilampe. Daar is allooie wat vloeistof word by temperature bo 3000 ° C. Baie gesteentes en minerale op aarde is in die vaste toestand. Hierdie rou materiaal word geëkstraheer met die hulp van tegnologie in myne en steengroewe.

selfs skeur 'n enkele ioon van die kristal is nodig om groot hoeveelhede energie bestee. Maar dit is genoeg om die sout ontbind in die water om die kristalrooster opgebreek! Hierdie verskynsel is te danke aan die wonderlike eienskappe van water as die polêre oplosmiddel. H ₂ O molekules interaksie met ione van die sout, breek 'n chemiese binding tussen hulle. So, die ontbinding - is nie maklik vermenging van verskillende stowwe, en fisies-chemiese interaksie tussen hulle.

Hoe om met die molekules van vloeistowwe?

Water kan 'n vloeistof, vaste en gas (stoom) wees. Dit is die belangrikste totaal staat onder normale omstandighede. Die watermolekules bestaan uit een suurstofatoom, wat geassosieer word met twee waterstofatome. Daar polarisasie van chemiese bindings in die molekule, blyk suurstofatome gedeeltelike negatiewe lading. Waterstof word positiewe pool in die molekule, is dit aangetrek deur 'n suurstofatoom van 'n ander molekuul. Dit is die swak interaksie is "die waterstofbinding" genoem.

Liquid totaal staat gekenmerk deur die afstand tussen die strukturele deeltjies van vergelykbare grootte. Die aantrekkingskrag bestaan nie, maar dit is swak, so die water nie vorm nie behou. Verdamping plaasvind as gevolg van die vernietiging van effekte, wat op die water oppervlak selfs teen kamertemperatuur.

Is daar intermolekulêre interaksies in gasse?

'n aantal parameters gastoestand van materie onderskei van die vaste en vloeibare. Tussen die strukturele deeltjies van gas, daar is groot gapings, ver meer as die grootte van molekule. In hierdie geval, het die aantrekkingskrag nie werk nie. Die gastoestand van samevoeging kenmerk van die huidige in die samestelling van lug stowwe: stikstof, suurstof, koolstofdioksied. Die onderstaande figuur eerste kubus gevul met gas, 'n tweede vloeistof, en die derde - 'n vaste stof.

Baie vloeistowwe is wisselvallig, los van hul oppervlak en gaan na die lugmolekules stof. Byvoorbeeld, as die gat te bottels met soutsuur te open om watte geweek in vloeibare ammoniak bring, wat verskyn wit rook. Direk in die lug veroorsaak 'n chemiese reaksie tussen die soutsuur en ammoniak, is ammoniumchloried verkry. Waarin die staat van samevoeging is hierdie dinge? Sy deeltjies vorming wit rook, is die kleinste soliede sout kristalle. Hierdie ervaring moet uit onder die enjinkap gedra, dit is giftig.

gevolgtrekking

Fisiese toestand gas bestudeer deur baie uitstaande fisici en chemici: Avogadro se getal, Boyle, Gay-Lussac, Clapeyron, Mendeleyev, Le Chatelier. Wetenskaplikes geformuleer die wette wat verduidelik die gedrag van gasse stowwe in 'n chemiese reaksie, as toestande verander. Oop wette nie gaan net in die skool en universiteit handboeke van fisika en chemie. Baie chemiese produksie gebaseer op kennis van die gedrag en eienskappe van stowwe in verskillende totaal state.