Hur är partiklarna i fasta ämnen, vätskor och gaser?

Detta material inte bara talade om hur partiklarna är ordnade i fasta, men även när de rör sig i gaser eller vätskor. De typer av kristallgitter i olika material kommer att beskrivas.

fysikaliskt tillstånd

Det finns vissa normer, vilket indikerar närvaron av tre typiska aggregationstillstånd, nämligen fast, flytande och gas.

Komponenterna för varje aggregattillstånd.

1. De fasta substanserna är praktiskt taget stabil i storlek och form. Den sista ändringen är ytterst problematiskt utan extra energikostnader.
2. Vätska kan ändra form lätt, men samtidigt håller volymen.
3. Gasformiga ämnen inte behålla någon form eller volym.

Det viktigaste kriteriet för vilken bestäms av aggregationstillstånd är arrangemanget av molekylerna och metoder för deras rörelse. Den gasformiga substansen minsta avståndet mellan individuella molekyler är signifikant större än deras egen. I sin tur molekylerna av flytande ämnen inte sprida över långa avstånd under normala förhållanden för dem och behåller sin volym. De aktiva partiklarna i fasta ämnen är i rätt ordning, var och en av dem, som en pendel klocka, rör sig runt en viss punkt i kristallgittret. Detta ger fasta ämnen av särskild styrka och styvhet.

Därför, i detta fall de mest angelägna frågan om hur man arrangerar de befintliga partiklar i fasta ämnen. I alla andra fall, är atomerna (molekyler) inte så ordnad struktur.

flytande funktioner

Är det nödvändigt att ägna särskild uppmärksamhet på det faktum att vätskan är en slags mellanhand mellan det fasta tillståndet av kroppen och dess gasfas. Således, genom att sänka temperaturen av de flytande stelnar, och när höja den över kokpunkten av ämnet passerar in i gasform. Emellertid har det flytande likheter med de fasta och gasformiga ämnen. Så i 1860, den framstående rysk vetenskapsman D. I. Mendelejev etablerade förekomsten av så kallade kritiska temperaturen - absolut kokning. Detta är det värde vid vilket försvinner skarp gräns mellan gasen och substansen i det fasta tillståndet.

Nästa kriteriet kombinera två intilliggande modul state - isotropi. I det här fallet, egenskaper är desamma i alla riktningar. Kristaller, i sin tur, är anisotropiska. På liknande gaser, behöver vätskor inte har en fast form och helt upptar volymen av det kärl i vilket de är bosatta. Det vill säga, de har en låg viskositet och hög fluiditet. Vända mot varandra, vätska eller gas mikropartiklar fritt förskjutning. Tidigare trodde man att den volym som upptas av vätskan, det finns en ordnad rörelse av molekyler. Således är vätskan och gasen motsatt till kristaller. Men som en följd av senare studier har visat likheter mellan fasta ämnen och vätskor.

I vätskefas vid en temperatur nära stel termisk rörelse liknar rörelsen av fasta ämnen. I detta fall kan vätskan fortfarande har en viss struktur. Därför ger ett svar på denna fråga, eftersom partiklarna är arrangerade i fasta ämnen i vätskor och gaser, kan vi säga att den kaotiska, störda i sista satsen av molekyler. men i fasta ämnen, molekyler upptar i de flesta fall specifika, fixerat läge.

Vätskan i detta fall är en sorts mellanhand. Ju närmare temperaturen till en koka, desto mer molekylerna rör sig i gaserna. Om temperaturen är nära övergången till den fasta fasen, är mikropartiklarna börjar att röra sig mer och mer ordnad.

Att ändra tillståndet hos de substanser som

Tänk dig en riktigt enkelt exempel, ändra vattenförhållanden. Is - är en fast fas av vatten. Dess temperatur - under noll. Vid en temperatur som är lika med noll, smälter isen och förvandlas till vatten. Detta beror på att förstörelsen av kristallgittret: Vid upphettning partiklarna börjar röra sig. Den temperatur vid vilken en substans förändrar aggregattillstånd kallas smältpunkten (i detta fall vattnet är lika med 0). Observera att temperaturen i isen ligger kvar på samma nivå fram till dess smältpunkt. Atomerna eller molekylerna i vätskan kommer att röra sig på samma sätt som i fasta ämnen.

Därefter fortsätter att värma upp vattnet. Partiklarna i det här fallet börjar röra sig intensivt så länge vårt ämne når nästa punkt av förändring av det aggregationstillstånd - kokpunkten. Sådant ögonblick sker vid bryt bindningar mellan molekylerna som bildar den genom att accelerera rörelsen - det då blir fritt i naturen, och anses av vätskan passerar in i gasfasen. Processen för omvandling av materia (vatten) från vätskefasen till den gasformiga kallas kokning.

Den temperatur vid vilken vattnet kokar, kokpunkten samtalet. I vårt fall är detta värde lika med 100 grader Celsius (temperaturen beroende av tryck, är normalt tryck omkring en atmosfär). Notera: medan det finns vätska i sin helhet omvandlats till ånga, dess temperatur förblir konstant.

Den omvända övergången processvatten från ett gasformigt tillstånd (ånga) i vätskan, som kallas kondensation.

Vidare är det möjligt att observera processen för frysning - flytande övergång (vatten) i fast form (initialt tillstånd som beskrivits ovan - är is). De ovan beskrivna förfarandena gör det möjligt att få ett direkt svar på hur partiklarna är anordnade i fasta ämnen, vätskor och gaser. Placeringen och skick molekyler av ett ämne beror på dess aggregationstillstånd.

Vad är fast? Beteendet hos mikropartiklar i den?

Fast - detta tillstånd är materialet miljön, utmärkande är att bibehålla en konstant form och konstant karaktär termisk rörelse av mikropartiklar som begår mindre fluktuationer. Kroppen kan vara i fast, flytande och gasformigt tillstånd. Det finns också ett fjärde tillstånd som moderna forskare är benägna att tillskriva antalet aggregat - den så kallade plasma.

Sålunda, i det första fallet, har någon substans som i allmänhet en konstant oföränderlig form och det har en stor inverkan hur partiklarna är anordnade i fasta ämnen. På mikroskopisk nivå, kan man se att de atomer som utgör den fasta, är förbundna med varandra genom kemiska bindningar och är i kristallgittret.

Men det finns ett undantag - amorfa material, som är fasta, men närvaron av kristallgittret kan inte skryta. Det börjar från detta och kan ge ett svar på hur partiklarna är ordnade i fasta ämnen. Fysiken i det första fallet indikerar att atomerna eller molekylerna är i gitterplatser. Men i det andra fallet en liknande ordning, absolut inte, och detta ämne är mer som en vätska.

Fysik och den möjliga strukturen hos en fast kropp

I detta fall tenderar materialet att bibehålla sin volym och, naturligtvis, formen. Det vill säga, för att förändra den senare ansträngningar bör göras, och det spelar ingen roll om det är föremål för en metall, en bit plast eller lera. Orsaken ligger i dess molekylstruktur. För att vara mer exakt att tala, i interaktionen av molekylerna som utgör kroppen. I det här fallet är de närmast. ett sådant arrangemang av molekylerna är iterativ. Det är därför krafter attraktion mellan var och en av dessa komponenter är mycket hög.

Samspelet mellan mikropartiklar förklarar arten av deras rörelse. Form eller volym av detta fasta kroppen för att anpassa sig i en riktning eller en annan är mycket svårt. fasta partiklar av kroppen är oförmögen att röra sig slumpmässigt genom hela volymen av den fasta kroppen, men kan bara fluktuera kring en viss punkt i rymden. solid-state-molekyler fluktuerar slumpmässigt i olika riktningar, men snubblar på sig själv så att återföra dem till deras ursprungliga tillstånd. Det är därför partiklarna i fasta är vanligtvis belägen i en strikt definierad ordning.

Partiklar och deras arrangemang i en fast

Fasta kroppar kan vara av tre typer: kristallin, amorf och kompositer. Det är den kemiska sammansättningen påverkar placeringen av partiklarna i fasta ämnen.

Kristallina fasta ämnen har en ordnad struktur. Dessa atomer eller molekyler bildar ett kristallgitter rumslig korrekta formen. Sålunda, den fasta substansen, som är i det kristallina tillståndet, har en specifik kristallgitter som i sin tur, anger vissa fysikaliska egenskaper. Detta är svaret på hur partiklarna är anordnade i ett fast ämne.

Här är ett exempel: för många år sedan i S: t Petersburg i lagret för att hålla lager av lysande vita tenn knappar, som vid låga temperaturer har förlorat sin lyster och vitt stålgrå. Knappar smulade till grått pulver. "Tin pesten" - den så kallade "sjukdom", men i själva verket var en omstrukturering av kristallstrukturen under påverkan av låg temperatur. Tenn i övergången från vitt till grått variation smular till pulver. Kristaller, i sin tur, är indelade i mono- och polykristallina.

Enkristaller och polykristallina

Enkristaller (natriumsalt) - är en homogen enkristaller representerade kontinuerlig kristallgittret i form av regelbundna polygoner. Polykristaller (sand, socker, metaller, stenar) - är kristallina kroppar som har växt samman av små, slumpmässigt fördelade kristaller. Kristallerna observerade fenomenet anisotropi.

Amorfhet: ett specialfall

Amorf kropp (harts, kolofonium, glas, bärnsten) är inte klart den strikta ordningen i arrangemanget av partiklarna. Denna ovanliga fall i vilken ordning är partiklarna i fasta ämnen. I detta fall finns det fenomenet isotropa fysikaliska egenskaper hos amorfa fasta ämnen är samma i alla riktningar. Vid höga temperaturer, blir de som en trögflytande vätska, och till låg - som fasta ämnen. När extern kraft samtidigt uppvisar elastiska egenskaper, dvs spricka när den träffas miniatyr partiklar som fasta ämnen, och fluiditeten: temperaturen vid långvarig exponering börja strömma som en vätska. Har inte bestämda smält- och kristallisationstemperaturer. När den upphettas, mjukas amorf kropp.

Exempel på amorfa material

Ta till exempel, vanligt socker och bestämma placeringen av partiklarna i det fasta materialet i olika tillfällen hans exempel. I detta fall kan samma material förekomma i kristallin eller amorf form. När smält socker långsamt stelnar, de molekyler bildar raka rader - kristaller (tabell socker- eller socker). Om den smälta socker, till exempel, hälldes i kallt vatten, händer kylning mycket snabbt, och partiklarna har inte tid för att bilda regelbundna rader - smältan stelnar utan att bilda kristaller. Som det visar socker godis (detta är en icke-kristallin socker).

Men efter ett tag, kan en substans omkristalliseras partiklarna samlas i vanliga rader. Om socker godis ligga ner under flera månader, kommer den att börja att omfattas av ett löst lager. Eftersom kristaller uppträder på ytan. Socker kommer att bli några månadersperioden och för en sten - miljontals år. Unikt exempel är kol. Grafit - ett kristallint kol, dess skiktade struktur. En diamant - är den svåraste mineral på jorden, kan skära glaset och såg stenarna, det används för borrning och polering. I detta fall ett ämne - kol, men den funktion är möjligheten att bilda olika kristallina former. Detta är ett annat svar på hur partiklarna är anordnade i ett fast ämne.

Resultaten. slutsats

Strukturen och arrangemanget av partiklarna i fasta ämnen beror på till vilken typ tillhör det aktuella ämnet. Om ämnet är kristallina, kommer placeringen av mikro bära ordnad. Den amorfa strukturen av en sådan egenskap är inte besitter. Men kompositer kan tillhöra både den första och den andra gruppen.

I ett fall, uppför sig vätskan på liknande sätt som fast substans (vid låg temperatur, vilket är nära kristallisationstemperaturen), men kan leda och gasen (om ökning). Därför, i denna översikt material ansågs eftersom partiklarna ligger inte bara i fasta ämnen och i de andra grundläggande aggregationstillstånd medel.