Bagaimana zarah dalam pepejal, cecair dan gas?

Bahan ini bukan sahaja bercakap tentang bagaimana zarah disusun dalam pepejal, tetapi juga kerana mereka bergerak dalam gas atau cecair. Jenis-jenis kekisi kristal dalam bahan-bahan yang berbeza akan diterangkan.

keadaan fizikal

Terdapat piawaian tertentu, yang menunjukkan kehadiran tiga negeri tipikal pengagregatan, iaitu pepejal, cecair dan gas.

Komponen bagi setiap negeri agregat.

1. Pepejal boleh dikatakan stabil dari segi saiz dan bentuk. Perubahan terakhir adalah sangat bermasalah tanpa kos tenaga tambahan.
2. Cecair boleh berubah bentuk dengan mudah, tetapi pada masa yang sama mengekalkan kelantangan.
3. bahan-bahan gas tidak menyimpan apa-apa bentuk atau kelantangan.

Kriteria utama yang mana ditentukan oleh keadaan pengagregatan adalah susunan molekul dan kaedah pergerakan mereka. jarak bahan minimum gas antara molekul individu adalah lebih besar daripada mereka sendiri. Sebaliknya, molekul bahan cecair tidak bersurai jarak yang jauh di bawah keadaan biasa bagi mereka dan mengekalkan jumlah mereka. Zarah aktif dalam pepejal berada di dalam susunan yang betul, setiap daripada mereka, seperti jam bandul, bergerak mengelilingi satu titik tertentu dalam kekisi hablur. Ini memberikan pepejal kekuatan dan kekakuan tertentu.

Oleh itu, dalam kes ini, soalan yang paling mendesak bagaimana untuk menguruskan zarah yang sedia ada dalam pepejal. Dalam semua kes-kes lain, atom (molekul) tidak diperintahkan sedemikian struktur.

Ciri-ciri cecair

Ia adalah perlu untuk membayar perhatian khusus kepada fakta bahawa cecair adalah sejenis perantara antara keadaan pepejal badan dan fasa gas itu. Oleh itu, dengan mengurangkan suhu memejal cecair, dan apabila menaikkannya di atas takat didih bahan mengalir ke dalam keadaan gas. Walau bagaimanapun, cecair mempunyai persamaan dengan bahan-bahan pepejal dan gas. Jadi, pada tahun 1860, ahli sains Rusia tertunggak D. I. Mendeleev mendapati kewujudan suhu dipanggil kritikal - mendidih mutlak. Ini adalah nilai di mana hilang sempadan nipis antara gas dan bahan dalam keadaan pepejal.

Kriteria berikut, menggabungkan dua bersebelahan modular negeri - isotropi. Dalam kes ini, sifat-sifat yang sama dalam semua arah. Kristal, seterusnya, akan anisotropic. Begitu juga gas, cecair tidak mempunyai bentuk yang tetap dan benar-benar menduduki jumlah kapal di mana mereka tinggal. Iaitu, mereka mempunyai kelikatan yang rendah dan sifat berubah-ubah yang tinggi. Menghadap satu sama lain, cecair atau gas microparticles membuat anjakan percuma. Sebelum ini ia telah menganggap bahawa isipadu yang dipenuhi oleh cecair, terdapat satu pergerakan teratur molekul. Oleh itu, cecair dan gas menentang kristal. Tetapi akibat kajian seterusnya telah menunjukkan persamaan antara pepejal dan cecair.

Dalam fasa cecair pada suhu yang rapat dengan pergerakan pemejalan haba menyerupai pergerakan pepejal. Dalam kes ini, cecair masih boleh mempunyai struktur tertentu. Oleh itu, memberi jawapan kepada soalan ini, kerana zarah disusun dalam pepejal dalam cecair dan gas, kita boleh mengatakan bahawa huru-hara, bercelaru dalam gerakan terakhir molekul. tetapi dalam pepejal, molekul menduduki dalam kebanyakan kes tertentu, kedudukan tetap.

Cecair dalam kes ini adalah sejenis perantara. Semakin dekat suhu sehingga mendidih, lebih molekul bergerak dalam gas. Jika suhu adalah berhampiran dengan peralihan kepada fasa pepejal, microparticles mula bergerak lebih dan lebih teratur.

Mengubah keadaan bahan-bahan

Pertimbangkan contoh yang benar-benar mudah, keadaan air yang berubah-ubah. Ais - adalah fasa pepejal air. Its suhu - di bawah sifar. Pada suhu yang sama dengan sifar, ais cair dan bertukar menjadi air. Ini adalah disebabkan oleh kemusnahan kekisi kristal: apabila dipanaskan zarah mula bergerak. Suhu di mana bahan yang mengubah keadaan agregat dipanggil takat lebur (dalam kes ini air adalah sama dengan 0). Perhatikan bahawa suhu ais akan kekal pada tahap yang sama sehingga takat lebur. Atom atau molekul cecair akan bergerak mengikut cara yang sama seperti dalam pepejal.

Selepas itu, terus memanaskan air. Zarah dalam kes ini mula bergerak secara intensif selagi bahan kami mencecah titik seterusnya perubahan di negeri pengagregatan - takat didih. waktu itu berlaku pada bon rehat antara molekul membentuk ia dengan mempercepatkan pergerakan - ia kemudian menjadi bebas dalam alam semulajadi, dan dianggap oleh cecair yang mengalir ke dalam fasa gas. Proses transformasi perkara (air) dari fasa cecair untuk dipanggil didih gas.

Suhu di mana air mendidih, titik panggilan mendidih. Dalam kes kami nilai ini adalah sama dengan 100 darjah Celsius (suhu bergantung kepada tekanan, tekanan biasa adalah kira-kira satu atmosfera). Nota: walaupun terdapat cecair sepenuhnya telah ditukar kepada wap, suhunya malar.

Sebaliknya air proses peralihan daripada keadaan gas (wap) dalam cecair, yang dipanggil pemeluwapan.

Seterusnya ia adalah mungkin untuk memerhatikan proses membeku - peralihan cecair (air) dalam bentuk pepejal (keadaan awal yang dinyatakan di atas - adalah ais). Proses yang telah dinyatakan di atas membolehkan untuk mendapatkan tindak balas langsung kepada bagaimana zarah disusun dalam pepejal, cecair dan gas. Lokasi dan keadaan molekul sesuatu bahan bergantung kepada negeri pengagregatan.

Apa yang pepejal? Kelakuan microparticles di dalamnya?

Pepejal - negeri ini adalah persekitaran bahan, ciri yang tersendiri iaitu untuk mengekalkan bentuk yang berterusan dan bersifat berterusan gerakan haba microparticles melakukan perubahan kecil. badan yang berkenaan dalam pepejal, cecair dan keadaan gas. Terdapat juga keadaan keempat, yang ulama moden cenderung untuk mengaitkan jumlah agregat - plasma yang dipanggil.

Oleh itu, dalam kes pertama, apa-apa bahan umumnya mempunyai bentuk yang tidak berubah yang tetap dan ia mempunyai kesan yang besar cara zarah disusun dalam pepejal. Di peringkat mikroskopik, ia dilihat bahawa atom yang membentuk pepejal, bersambung antara satu sama lain dengan ikatan kimia dan berada di dalam kekisi hablur.

Tetapi terdapat pengecualian - bahan amorfus, yang kukuh, tetapi kehadiran kekisi kristal tidak boleh bermegah. Ia bermula dari ini dan boleh memberi jawapan kepada bagaimana zarah disusun dalam pepejal. Fizik dalam kes pertama menunjukkan bahawa atom atau molekul berada di dalam laman kekisi. Tetapi dalam kes kedua perintah yang sama, sudah tentu tidak, dan bahan ini adalah lebih seperti cecair.

Fizik dan struktur kemungkinan badan yang kukuh

Dalam kes ini, bahan yang cenderung untuk mengekalkan jumlah dan, sudah tentu, bentuk. Iaitu, untuk menukar kedua, usaha-usaha perlu dibuat, dan ia tidak kira sama ada ia adalah subjek logam, sekeping plastik atau tanah liat. Ini disebabkan struktur molekulnya. Untuk menjadi lebih tepat dikatakan, dalam interaksi molekul yang membentuk badan. Dalam kes ini mereka yang paling dekat. Apa-apa susunan molekul adalah lelaran. Itulah sebabnya kuasa-kuasa tarikan antara setiap komponen ini adalah sangat tinggi.

Interaksi microparticles menerangkan jenis pergerakan mereka. Bentuk atau jumlah badan pepejal ini untuk menyesuaikan diri dalam satu arah atau yang lain adalah sangat sukar. zarah pepejal badan tidak dapat bergerak secara rawak di seluruh jumlah badan pepejal, tetapi hanya boleh naik turun sekitar satu titik tertentu di angkasa. molekul pepejal berubah-ubah secara rawak dalam arah yang berbeza, tetapi tersandung apabila dirinya bahawa mengembalikan mereka kepada keadaan asal mereka. Itulah sebabnya zarah dalam pepejal biasanya terletak dalam susunan yang ditakrifkan dengan tegas.

Zarah dan susunannya dalam pepejal

badan-badan pepejal boleh menjadi tiga jenis: kristal, amorfus dan komposit. Ia adalah komposisi kimia memberi kesan kepada lokasi zarah dalam pepejal.

pepejal kristal mempunyai struktur yang teratur. Ini atom atau molekul membentuk bentuk yang betul spatial kristal kekisi. Oleh itu, pepejal, yang berada dalam keadaan kristal, mempunyai kekisi kristal tertentu yang, seterusnya, menentukan ciri-ciri fizikal tertentu. Ini adalah jawapan kepada bagaimana zarah disusun dalam pepejal.

Berikut adalah contoh: tahun dahulu di St. Petersburg dalam gudang untuk memegang saham butang timah putih cemerlang, yang pada suhu rendah telah kehilangan berselerak dan kelabu keluli putih. Butang runtuh ke kelabu serbuk. "Wabak Tin" - yang dipanggil "penyakit", tetapi sebenarnya ia adalah untuk menyusun semula struktur kristal di bawah pengaruh suhu rendah. Tin dalam peralihan dari putih ke pelbagai kelabu crumble kepada serbuk. Kristal, seterusnya dibahagikan kepada mono dan polycrystalline.

kristal tunggal dan polycrystalline

kristal tunggal (natrium garam) - adalah kristal tunggal homogen diwakili kekisi kristal berterusan dalam bentuk poligon sekata. Polycrystals (pasir, gula, logam, batu) - adalah badan kristal yang telah berkembang bersama-sama kecil, kristal diedarkan secara rawak. Kristal diperhatikan fenomena anisotropi.

Amorphousness: kes khas

badan amorfus (resin, Gala, kaca, amber) tidak membersihkan perintah itu tegas dalam susunan zarah. Ini kes yang luar biasa, dalam apa pesanan zarah dalam pepejal. Dalam kes ini, terdapat fenomena sifat-sifat fizikal isotropi pepejal amorfus adalah sama dalam semua arah. Pada suhu yang tinggi, mereka menjadi seperti cecair likat, dan pada rendah - seperti pepejal. Apabila kuasa luar pada masa yang sama mempamerkan sifat-sifat elastik, iaitu retak apabila dipukul zarah kecil, berbentuk pepejal dan cecair: suhu pada pendedahan yang berpanjangan mula mengalir seperti cecair. Tiada yang pasti lebur dan penghabluran suhu. Apabila dipanaskan, lembut badan amorfus.

Contoh bahan amorfus

Mengambil, sebagai contoh, gula biasa dan menentukan lokasi zarah dalam pepejal di majlis-majlis teladannya. Dalam kes ini, bahan yang sama boleh berlaku dalam bentuk kristal atau amorfus. Apabila gula cair perlahan-lahan memejal, molekul membentuk baris lurus - kristal (gula atau gula). Jika gula cair, sebagai contoh, dicurahkan ke dalam air sejuk, penyejukan berlaku dengan cepat, dan zarah tidak mempunyai masa untuk membentuk baris biasa - mencairkan memejal tanpa membentuk kristal. Ternyata gula-gula gula (ini adalah gula bukan kristal).

Tetapi selepas beberapa ketika, bahan yang boleh penghabluran semula, zarah dikumpulkan dalam baris biasa. Jika gula-gula gula berbaring selama beberapa bulan, ia akan mula dilindungi oleh lapisan longgar. Sejak kristal muncul di permukaan. Gula akan menjadi tempoh bulan beberapa, dan untuk batu - berjuta-juta tahun. contoh yang unik adalah karbon. Grafit - karbon kristal, struktur lapis. A berlian - adalah mineral yang paling sukar di bumi, mampu untuk memotong kaca itu dan melihat batu-batu, ia digunakan untuk penggerudian dan menggilap. Dalam kes ini satu bahan - karbon, tetapi ciri-ciri adalah keupayaan untuk membentuk bentuk kristal yang berbeza. Ini adalah jawapan lain untuk bagaimana zarah disusun dalam pepejal.

Keputusan. kesimpulan

struktur dan susunan zarah dalam pepejal bergantung kepada jenis tergolong bahan yang berkenaan. Jika bahan itu kristal, lokasi microparticles akan memakai teratur. Struktur amorfus ciri itu tidak miliki. Tetapi komposit boleh dimiliki oleh kedua-dua kumpulan pertama dan kedua.

Dalam satu kes, cecair berkelakuan sama kepada pepejal (pada suhu rendah, yang dekat dengan suhu penghabluran), tetapi boleh membawa dan gas (jika peningkatan). Oleh itu, dalam bahan gambaran ini ia dianggap sebagai zarah terletak bukan sahaja dalam pepejal dan di negeri-negeri asas lain ejen pengagregatan.