Moddaning holati qanday. Umumiy holat nima? Moddaning umumiy holati. Qattiq va suyuq jismlar
Moddaning umumiy holati uning shakli va hajmini saqlash qobiliyati deb ataladi. Qo'shimcha xususiyat - ularning asosiy davlatining boshqasiga o'tish usullari. Shunga asoslanib, uchta umumiy davlat mavjud: qattiq, suyuq va gaz. Ularning ko'rinadigan xususiyatlari quyidagicha:
Qattiq tana - ikkala shaklni va hajmini saqlab qoladi. U eriydi va to'g'ridan-to'g'ri subrimeatsiya orqali to'g'ridan-to'g'ri gazga o'tishi mumkin.
- suyuqlik - hajmini saqlab qoladi, lekin bu shakl emas, ya'ni, u ravonlik. To'kilgan suyuqlik quyilgan sirtida cheksiz o'sishga intilmoqda. Qattiq, suyuqlik kristallanish orqali va gazda - bug'lanish orqali harakatlanishi mumkin.
- Gaz - na shakllarni va hajmni saqlamaydi. Ba'zi bir kengaytmadan gaz barcha yo'nalishlar bo'yicha cheksiz kengaytirishga qaratilgan. Uning oldini olish uchun bu tortishish kuchi, chunki er atmosferasi kosmosda tarqalmagan. Suyuqlikda gaz kondensatsiyadan o'tib ketadi va to'g'ridan-to'g'ri qattiqqa tushishi mumkin.
Fazaviy o'tish
Moddaning bir jami davlatdan boshqasiga o'tish fazaviy o'tish deb ataladi, chunki ilmiy umumiy davlat bu moddaning fazasi. Masalan, suv qattiq fazada (muz), suyuq (oddiy suv) va gaz bug'doyida bo'lishi mumkin.
Suvning misolida ham yaxshi namoyish etiladi. Shoshqaloqlik kunida zudlik bilan muzlatib qo'ydi, shu zahotiyoq muzlaydi, ammo bir muncha vaqt o'tgach, muzli bo'lib qoladi: muz to'g'ridan-to'g'ri suv bug'iga o'tishadi.
Qoida tariqasida, fazaviy suyuq va gazda bir bosqichni talab qiladi, ammo vosita harorati o'smaydi: issiqlik moddada issiqlik energiyasi esa ichki aloqani uzib qo'yadi. Bu yashirin issiqlik deb ataladi. Teskari fazali o'tish (kondensatsiya, kristallanish) bilan, bu issiqlik ta'kidlangan.
Shuning uchun bug'ning juda xavfli kuyishlari. Teriga kirish, u kondensatsiyalangan. Suvning yashirin issiqligi / kondensatsiyaning suvi juda katta: bu jihatdan suv g'ayritabiiy modda; Shuning uchun er yuzidagi hayot mumkin. Paromni yoqishda, suvning yashirin issiqligi "displeyda" yonib ketgan joy juda chuqurdir va bug 'kuyining bir xil korpusning alangagidan ancha qiyinroq.
Psudofaza
Moddaning suyuq bosqichining yaroqliligi uning yopishqoqligi bilan belgilanadi va yopishqoqligi keyingi qismga bag'ishlangan ichki aloqalarning tabiati. Suyuqlikning yopishqoqligi juda yuqori bo'lishi mumkin va bunday suyuqlik ko'z uchun sezilarli darajada oqishi mumkin.
Klassik misol - shisha. Bu qattiq emas, balki juda yopishqoq suyuqlik emas. E'tibor bering, omborxonalardagi shisha varaqalar hech qachon devorga oqib chiqmaganligini unutmang. Bir necha kundan keyin ular o'zlarining jiddiyligi ostida qoladilar va foydalanish uchun yaroqsiz bo'ladi.
Psevdoid organlarning boshqa namunalari - poyafzal va qurilish bitum. Agar siz tomda bitumning burchak qismini unutib qo'ysangiz, yozda u pelletka yoyilib, poydevorga yopishadi. Nisbatan eritmadan ajratish uchun quyidagilarni ajratish uchun: hozirgi kun davomida o'z shakllarini saqlab qolish (lehim qilish paytida) yoki suzish yoki oqimlar (muz) ni (muzdek) aylantirmaguncha, uning shakllarini ajratib turadi. Juda yopishqoq suyuqlik asta-sekin bir xil yoki bitum bilan yumshatadi.
Juda yopishqoq suyuqliklar, uning ravshanligi ko'p yillar va o'nlab yillar davomida sezilarli emas. Shaklni saqlashning yuqori darajasi ko'p minglab va millionlab vodorod atomlarida katta molekulyar og'irlik bilan ta'minlanadi.
Fazaviy moddalar tuzilishi
Molekula yoki moddaning atomlarining gaz bosqichiga, u bir-biridan juda ko'p, ular orasidagi masofadan ko'proq. Ular vaqti-vaqti bilan bir-birlari bilan va adolatsiz, faqat to'qnashuvlarda o'zaro aloqada bo'lishadi. O'zining o'zaro ta'siri elastik: qattiq to'p kabi to'qnashdi va shu zahotiyoq tarqoq.
Suyuqlik molekulalarida / atomlarida kimyoviy tabiatning juda zaif rishtalari tufayli bir-birlarini "his qiladi". Ushbu obligatsiyalar har doim yirtilib, darhol qayta tiklandi, suyuqlik molekulalari doimiy ravishda bir-biriga nisbatan, shuning uchun suyuq va oqimlar. Ammo uni gazga aylantirish uchun siz darhol barcha aloqalarni sindirishingiz kerak va bu juda ko'p energiya kerak, chunki suyuqlik va ovoz balandligini tejashga muhtoj.
Bu hurmatda suv boshqa moddalardan farqli ravishda, uning suyuqlikdagi molekulalari vodorod aloqalar bilan bog'liq, juda bardoshli bo'lgan. Shuning uchun suv va normal harorat bilan suyuq bo'lishi mumkin. Dolekulyar og'irlik va yuzlab marta, normal sharoitda, odatdagidek uy sharoitida gazlardagi ko'p moddalar.
Qattiq, uning barcha molekulalari o'zlari orasidagi kuchli kimyoviy aloqalar tufayli kristalli panjara hosil qiladi. To'g'ri shakl kristallar ularning o'sishi uchun maxsus sharoit talab qiladi va shuning uchun tabiatda tabiatda kam uchraydi. Ko'pgina qattiq jismlar kichik va kichik kristalli kristalli - kristalitlarning mexanik va elektrod konglomeratlari kuchlariga ega.
Agar o'quvchi hech qachon, masalan, singan avtouloq yarim o'qlari yoki quyma temir urug'i, keyin qavatdagi kristalli donalar ko'rinadigan bo'lsa oddiy ko'z. Buzilgan chinni yoki fayansli taomlarning bo'laklarida kattalashtiriladigan oyna ostida kuzatish mumkin.
Plazma
Fizika moddaning to'rtinchi yalpi holati - plazma ajratiladi. Plazmada elektron atom yadroidan yirtilib, bu elektr tarmoqlangan zarralar aralashmasidir. Plazma juda zich bo'lishi mumkin. Masalan, yulduzlarning ichaklari - oq mittilardan bitta kub plazma santimetri - oq mitti, og'irligi o'nlab va yuzlab tonna.
Plazma alohida tarmoqqa ajratiladi, chunki u zarrachalar zaryadlanganligi sababli elektromagnit maydonlar bilan faol ta'sir qiladi. Plazma bo'shlig'ida gazni kengaytirish, sovutish va ko'chishga intilmoqda. Ammo elektromagnit maydonlarning ta'siri ostida u tomirdan tashqarida joylashgan qattiq jism sifatida shakl va hajmni saqlab qoladi. Ushbu plazma mol-mulki termoyadroviy energiya reaktorlarida qo'llaniladi - kelajak energiyasini barpo etish prototiplari.
Turli xil moddalarda moddalar turli xil holatlarda bo'lishi mumkin: qattiq, suyuq, gazsimon. Turli davlatlardagi molekulyar kuchlar boshqacha: qattiq holatda ular eng katta, eng kichik. Molekulyar kuch farqlari tushuntiriladi turli xil davlatlarda namoyon bo'ladigan xususiyatlar:
Qattiq moddalarda molekulalar orasidagi masofa kichik va o'zaro ta'sirning kuchida ustunlik qiladi. Shuning uchun qattiq tanalar shakl va hajmni saqlash uchun mulkka ega. Qattiq jismlarning molekulalari doimiy harakatda, ammo har bir molekula muvozanat holatida harakat qiladi.
Suyuqliklar ichida, molekulalar orasidagi masofa ko'proq, u kamroq va o'zaro ta'sirning kuchini anglatadi. Shuning uchun suyuqlik balandlikni saqlab qoladi, ammo shaklni osongina o'zgartiradi.
Gazlardagi gazlarda o'zaro bog'liqlik juda oz, chunki gaz molekulalari orasidagi masofada molekulalarning o'lchamlaridan ko'proq vaqt. Shuning uchun gaz unga berilgan barcha hajmni oladi.
Bir jami moddadan moddaning boshqasiga o'tish
Ta'rif
Eritilgan modda $ - $ mulkni qattiq holatdan suyuqlikka o'tish.
Ushbu fazali o'tish har doim energetika, i.e., I.E., bu moddani iliqlashtirish kerak. Qayerda ichki energiya Moddalar oshadi. Erish faqat erishigan ma'lum bir haroratda sodir bo'ladi. Har bir moddaning erish nuqtasi bor. Masalan, muz $ T_ (PL) \u003d 0 ^ 0 \\ TEXTRM (C) $.
Eritilganda, moddaning harorati o'zgarmaydi.
Nima qilish kerak, m $ ni tashkil etadigan moddani nima qilish kerak? Birinchidan, uni $ T_ (pl) ning eritmaiga isitish, $ c (\\ CDOT) (\\ delta) t $, u erda $ c $ moddaning o'ziga xos issiqlik sig'imi. Keyin isitma miqdorini (\\ lampda) (\\ CTOTH) m $, $ \\ Lambda $ - bu eriydigan moddaning o'ziga xos issiqligidir. Eritish doimiy haroratda eriting nuqtasida teng bo'ladi.
Ta'rif
Kristallanish (qotish) moddalar $ - $ sutni suyuq holatdan qattiqlikka o'tish.
Bu teskari eriydigan jarayon. Kristallanish har doim energiya, I.E.ning chiqarilishi bilan birga, bu moddadan issiqlikni olib tashlash kerak. Bunday holda, moddaning ichki energiyasi pasayadi. Bu faqat erish nuqtasiga to'g'ri keladigan ma'lum bir haroratda sodir bo'ladi.
Kristallanish paydo bo'lganda, moddaning harorati o'zgarmaydi.
$ M $ kristallangan moddani tashkil etgan modda nima qilish kerak? Birinchidan, $ c (\\ CDOT) m (\\ CDOT) (\\ delot) (\\ delta) t $, u erda $ c $ bu Anication miqdoriga ishonish kerak moddaning o'ziga xos issiqlik sig'imi. Keyin $ (\\ lambada) (\\ Crtot) m $ miqdorini olib tashlash kerak, u erda $ \\ lammma $ bu eritilgan moddaning o'ziga xos issiqligidir. Kristallanish doimiy haroratda erigan nuqtaga teng bo'ladi.
Ta'rif
Turli modda $ - $ sutni suyuq holatdan gazsimonka o'tish.
Ushbu fazali o'tish har doim energetika, i.e., I.E., bu moddani iliqlashtirish kerak. Bunday holda, moddaning ichki energiyasi ko'payadi.
Verulaning ikki turi mavjud: bug'lanish va qaynatilgan.
Ta'rif
Bug'lanish $ - $ har qanday haroratda yuzaga keladigan suyuqlik yuzasidan bug 'bug'lanishi.
Bug'lanish darajasi:
harorat;
sirt maydoni;
suyuqlik turi;
shamol.
Ta'rif
Qaynab turgan $ - suyuqlik hajmida suyuqlik hajmida faqat ma'lum bir haroratda uchraydigan suyuqlik hajmida qaynab turgan nuqta deb nomlanadi.
Har bir moddaning qaynab turgan joyi bor. Masalan, suv $ T_ (KIP) \u003d 100 ^ 0 \\ TEXTRM (c) $. Qaynatayotganda moddaning harorati o'zgarmaydi.
Modda $ m $ massasini tashlaganligi uchun nima qilish kerak? Avval siz $ T_ (asbobsozlik) ning qaynash nuqtasiga qadar isitishingiz kerak, $ c (\\ CDOT) (\\ delot) (\\ delta) t $, u o'ziga xos xususiyatga ega moddaning issiqlik quvvati. Keyin $ (l) (\\ CDOT) m $ bo'lgan issiqlik miqdorini (\\ cdot) m $, bu moddaning bug'lanishining o'ziga xos issiqligidir. Qaynayotgan bir harorat doimiy ravishda qaynash nuqtasiga teng bo'ladi.
Ta'rif
Moddaning kondensatsiyasi $ - $ sutni gazsimon holatdan suyuqlikka o'tish.
Bu jarayon, teskari bug '. Kondensatsiya har doim energiya, I.E.ning chiqarilishi bilan birga, bu moddadan issiqlikni olib tashlash kerak. Bunday holda, moddaning ichki energiyasi pasayadi. Bu faqat qaynash nuqtasiga to'g'ri keladigan ma'lum bir haroratda sodir bo'ladi.
Kondensatsiya paydo bo'lganda, moddaning harorati o'zgarmaydi.
Modda $ m massalangan Maslahat - bu $ m massari bo'lganligi uchun nima qilish kerak? Birinchidan, $ c (\\ CDOT) m (\\ sdot) (\\ delot) (\\ delta) t $ (\\ delta) t $, bu a $ s $ a moddaning o'ziga xos issiqlik sig'imi. Keyin $ (L) (\\ CDOT) M $ sonini olish kerak, u erda $ l $ $ bu moddaning bug'lanishining o'ziga xos issiqligidir. Kondensatsiya doimiy haroratda qaynash nuqtasiga teng bo'ladi.
Maqsadlar dars:
- moddaning umumiy davlatlari to'g'risidagi bilimlarni chuqurlashtirish, moddalar qanday holatlarda bo'lishi mumkinligini o'rganish.
Vazifalar darsi:
Ta'lim - qattiq jismlar, gazlar, suyuqliklarning xususiyatlari haqida tasavvurni shakllantirish.
Rivojlanayotgan - talabalarning nutqini rivojlantirish, tahdid qilingan materiallar bo'yicha tahlil, tahlil qilingan va o'rganilgan.
O'quv-maishiy ong, barcha sharoitlar yaratish, mavzu bo'yicha qiziqishni oshiradi.
Asosiy atamalar:
O'tgan o'sish holati- ma'lum bir sifat xususiyatlari bilan tavsiflanadigan moddaning bu holati: - shakl va hajmni saqlash qobiliyati yoki qobiliyatsizligi; - yaqin va uzoq masofalar etishmasligi yoki yo'qligi; - Boshqalar.
6-rasm. Harorat o'zgarganda moddaning umumiy holati.
Qattiq holatdagi modda suyuqlikka kirganda, bu eriydi, teskari jarayon - kristallanish deb ataladi. Suyuqlikni suyuqlikdan gazgacha harakat qilayotganda, bu jarayon bug'lanish, gaz - kondensatsiyadan suyuqlik deb ataladi. Va gazga qattiq tanadan, suyuqlikni chetlab o'tish, teskari jarayon - deslomratsiya - dubulmatsiya.
1.Komrstalizatsiya; 2. eritish; 3. Kondensatsiya; 4. Turli xil;
5. Sublimatsiya; 6. Dubulmatsiya.
O'tishlarning ushbu misollari doimo kuzatamiz kundalik hayot. Muz eriyganda, suvga aylanib, suv bug'lanadi va bir juft hosil bo'ladi. Agar biz qarama-qarshi yo'nalishda, bug ', kondensatsiyalanayotganda, suvga qaytib, suvni muzlatib qo'yishni boshlaydi va suvni muzlatib qo'yamiz. Har qanday mustahkam tananing hidi subtilatsiya. Molekulalarning bir qismi tanadan buzilgan, gaz esa, bu hidni beradi. Teskari jarayonning misoli qishda muzlash paytida havo juftligi stakanga oynaga tushishi mumkin bo'lgan naqshlar oynada naqshli naqshlar oynada naqshli naqshlar.
Videoda moddaning umumiy holatidagi o'zgarishlar ko'rsatilgan.
Boshqarish birligi.
1. Muzdan keyin suv ko'p narsaga aylandi. Agar suv molekulalari o'zgargan bo'lsa?
2. Xona tibbiyot efiridan foydalaniladi. Va shu sababli ular odatda u erga hidlashadi. Havo qanday holatda?
3. Suyuqlik shaklida nima bo'ladi?
4. LED. Suvning sharti nima?
5. Suvni muzlatganda nima bo'ladi?
Uy vazifasi.
Savollarga javob berish:
1. Uni kemaning yarim hajmli qismiga gaz bilan to'ldirish mumkinmi? Nima uchun?
2. Suyuq holatda xona haroratida bo'ladimi: azot va kislorodmi?
3. Gazsimon holatda xona haroratida bo'ladi: temir va simob?
4. Sovuqli qish kunida daryo bo'yida shakllangan. Bu moddaning bu qanday sharti?
Bizda uchta umumiy davlat borligiga ishonamiz. Aslida, ularning eng kamida o'n beshtasi, bu davlatlarning ro'yxati har kuni o'sishda davom etmoqda. Bular: amorfo qattiq, qattiq, neytriy, kvakiz-gluon plazma, zaif nosimmetrik modda, zaif nosimonlar kondensat, dozal kondensat va g'alati modda.
Ushbu bo'limda biz qaraymiz umumiy holatlarBu erda atrofimizdagi masala va moddaning zarralari orasidagi kuchlar umumiy davlatlarning har biriga xosdir.
1. Qattiq tananing holati,
2. Suyuq holat va
3. Gazsimon holat.
Ko'pincha to'rtinchi yalpi davlatni ajratib oling - plazma.
Ba'zida plazma holati gazsimon holatlardan biri hisoblanadi.
Plazma - qisman yoki butunlay ionli gazko'pincha yuqori haroratlarda mavjud.
Plazma Bu koinotdagi moddaning eng keng tarqalgan holati, yulduzning stardining skeleti bu holatda.
Har biriga umumiy holat Xususiyatlar moddaning zarralari o'rtasidagi o'zaro ta'sirning fizik va kimyoviy xususiyatlariga ta'sir qiladigan o'zaro ta'sirning xususiyatiga ega.
Har bir modda turli xil bo'lgan davlatlarda qolishi mumkin. Etarli darajada past haroratlar bilan, barcha moddalar mavjud qattiq holat. Ammo qizdirilganidek, ular bo'ladi suyuqliklarkeyin gaz. Keyinchalik isitish bilan ular ionlashtiriladi (atomlar o'z elektronlarining bir qismini yo'qotadi) va davlatga boradi plazma.
Gaz
Gazsimon holat (nitldan. Gaz, doktor Yunonga qaytadi. Χάος Zarralar tarkibiy qismlari orasidagi juda zaif ulanish bilan tavsiflanadi.
Gaz molekulalari yoki atomlarining avlodi juda harakatlanmoqda va shu bilan birga vaqtning ustun qismi katta (ularning o'lchamlari bilan solishtirganda) bir-biridan. Shunday qilib gaz zarralari orasidagi o'zaro ta'sir kuchlari unchalik ahamiyatsiz.
G'azoning asosiy xususiyati Bu barcha mavjud joyni sirtni hosil qilmasdan to'ldiradi. Gaz har doim aralashtiriladi. Gaz - izotrop moddaYa'ni, uning xususiyatlari yo'nalishga bog'liq emas.
Kuch yo'qligida bosim Barcha gaz nuqtalarida bir xil darajada. Kuch, zichlik va bosim sohasida har bir nuqtada, balandligi bilan kamayadi. Shunga ko'ra, tortishish sohasida gaz aralashmasi zomogiga aylanadi. Og'ir gazlar quyida joylashishga moyil va ko'proq o'pka - ko'tarilish.
Gaz yuqori siqilishga ega - Bosimning ko'payishi bilan uning zichligi oshadi. Haroratning oshishi bilan kengayadi.
Gazni siqish suyuqlikka o'tishi mumkin, Ammo kondensatsiya haroratda va tanqidiy haroratdan past haroratda sodir bo'ladi. Tanqidiy harorat ma'lum bir gazning o'ziga xos xususiyatidir va molekulalar o'rtasidagi o'zaro ta'sirli kuchlarga bog'liq. Shunday qilib, masalan, gaz geliy faqat quyi haroratlarda yordam berish mumkin 4.2 k..
Sovutilganda, sovutilganda, suyuq fazani chetlab o'tayotgan gazlar mavjud. Suyuqlikni gazga aylantirish bug'lanish deb ataladi va qattiq tananing gazga to'g'ridan-to'g'ri konversiyasi - seroblik.
Qattiq
Qattiq tananing holati Boshqa umumiy davlatlar bilan taqqoslaganda shaklning barqarorligi bilan ajralib turadi.
Ajratmoq kristalli va amorfli qattiq tanalar.
Moddaning kristalli holati
Qattiq jismlar shaklining barqarorligi, qattiq holatda ko'pchilik borligi bilan bog'liq kristal tuzilishi.
Bunday holda, moddaning zarralari orasidagi masofa kichik va ular orasidagi o'zaro ta'sir kuchlari yuqori, bu shaklning barqarorligini aniqlaydi.
Ko'pgina qattiq jismlarning kristalli tarkibida materiyaning tarqalishini ta'minlash va natijada tanaffusni ko'rib chiqish oson. Odatda, tanaffusda (masalan, shakar, oltingugurt, metallar va boshqalar), turli burchaklarda joylashgan kristallarning mayda yuzlari yaxshi ko'rinadi, ular tomonidan turli xil aks ettirilishi sababli yonib turadi.
Kristallar juda kichik bo'lgan hollarda, moddaning moddaning kristalli tuzilishi mikroskop yordamida o'rnatilishi mumkin.
Kristallarning shakllari
Har bir modda hosil bo'ladi kristallar Mutlaqo aniq shakl.
Turli xil kristal shakllari etti guruhga tushirilishi mumkin:
1. Triclinniy (parallelepiped),
2. Monoklinika (bazaning parallelogrammasi bilan prizma),
3. Romb shaklidagi (to'rtburchaklar parallelepiped),
4. Tebrangon (asosdagi kvadrat bilan paralleleved),
5. Trianal,
6. Olti burchakli (To'g'ri markazning poydevori bilan prizma
oltigon)
7. Kubik (kubik).
Ko'plab moddalar, xususan temir, mis, olmos, natriy xlorid kristallanadi kubik tizim. Ushbu tizimning eng oddiy shakllari kub, oktaedr, tetraedr.
Magniy, rux, muz, kvarts kristalli oltinalik tizimi. Ushbu tizimning asosiy shakllari - hex Prizism va biiramid.
Tabiiy kristallar, shuningdek sun'iy ravishda olingan kristallar, kamdan-kam hollarda nazariy shakllarga mos keladi. Odatda, eritilgan moddani qotib qolganda, kristallar birlashadi va shuning uchun ularning har birining shakli unchalik to'g'ri emas.
Biroq, billurning qirralari qanchalik buzilgan bo'lishidan qat'i nazar, billurning rivojlanishi qanday paydo bo'lmaydi, shunda billurning qirralari xuddi shu narsa doimiy bo'lib qolishadi.
Anisotropiya
Kristalli jismlarning xususiyatlari kristallar shakli bilan cheklanmaydi. Kristaldagi modda butunlay bir tekis bo'lsa-da, uning aksariyati jismoniy xususiyatlar - kuch, issiqlik o'tkazuvchanligi, yorug'lik va boshqalarga bo'lgan munosabat. - Kristal ichidagi har doim ham bir xil emas. Kristalli moddalarning muhim xususiyati deyiladi anisotropiya.
Kristallarning ichki tuzilishi. Kristalli panjaralar.
Kristalning tashqi shakli buni aks ettiradi ichki tuzilma Va kristalli, molekulalar, atomlar yoki ionlarini tashkil etadigan zarralarni to'g'ri joylashtirish tufayli.
Ushbu manzilni ifodalash mumkin kristalli panjara - kesishqoq chiziqlar bilan shakllangan fazoviy ramka. Chiziqlarning kesishgan joylarida - panjara tugunlari Zarralar markazlarini yuklang.
Kristalli panjara tugunlarida joylashgan zarrachalarning tabiatiga qarab, bu kristalda o'zaro ta'sirning kuchli tomonlari quyidagi turlarni ajratib turadi kristalli qarorlar:
1. molekulyar,
2. atomik,
3. iiik va
4. Metall.
Molekulyar va atom panjaralari kovalent obliga, ion-ion birikmalari, metall - metall va ularning qotishmalari bilan moddalarga xosdir.
Atomlar atom panjara tugunli atomlar.. Ular bir-biri bilan bog'langan kovalentli bog'ich.
Atom panjaralari bo'lgan moddalar nisbatan kichikdir. Ularga tegishli olmos, kremniy Va ba'zi xil noorganik ulanishlar.
Ushbu moddalar yuqori qat'iylik bilan ajralib turadi, ular deyarli har qanday eritmada tozalanadi va erimaydi. Ushbu xususiyatlar kuch bilan izohlanadi. kovalent muloqot.
Molekulalar molekulyar panjara tugunlarida. Ular bir-biri bilan bog'langan vaqtinchalik kuchlar.
Ko'p molekulyar panjara moddalar. Ularga tegishli nemetalla, uglerod va kremniy bundan mustasno, barchasi organik birikmalar ion bo'lmaganlar bilan va ko'plab noorganik birikmalar.
Intervollyal shovqin kuchlari kovalent rishtalariga qaraganda ancha zaiflashadi, shuning uchun molekulyar kristallar eng og'ir, engillik tuzi va o'zgaruvchan.
Ion panjaralarining tugunlarida ijobiy va salbiy zaryadlangan ionlar joylashgan. Ular bir-biri bilan bog'langan elektrostatik tortma.
Ion panjaralarini shakllantirish, Ion panjaralarini shakllantirish bilan aralashmalar ko'pchilik tuzlar va oz sonli oksidlar.
Chidamlilik bilan ion panjarali Atomni hisobga olgan holda, lekin molekulyardan oshadi.
Ion birikmalari nisbatan yuqori darajada eritilgan haroratga ega. Aksariyat hollarda ular ko'p hollarda o'zgaruvchan.
Metallning qattiq tugunlarida metall atomlar mavjud, ular orasida bu atomlar uchun keng tarqalgan elektronlar erkin harakatlanmoqda.
Metalllarning kristalli panjaralarida erkin elektronlar mavjudligi ko'plab xususiyatlar bilan izohlash mumkin: plastikchilik, politsiya porlashi, yuqori elektro va issiqlik o'tkazuvchanligi
Zarralar o'rtasida ikki xil o'zaro ta'sirlar kristallarda muhim rol o'ynaydigan moddalar mavjud. Shunday qilib, grafit uglerod atomlarida ba'zi yo'nalishlarda bir-biri bilan bog'liq. kovalentli bog'ichva boshqalarida - metall. Shuning uchun grafitning panjarasi va kabi atomga oid, Xo'sh qanday metall.
Ko'plab inorganik birikmalarda, masalan, in Beo, ZNS, CLUL, panjara tugunlarida joylashgan zarrachalar o'rtasidagi munosabat qisman ionva qisman kovalent. Shuning uchun bunday aralashmalardagi panjara oraliq deb hisoblash mumkin ion va atomga oid.
Muammoni amorf holat
Amorf moddalarning xususiyatlari
Qattiq tanalardan iborat bo'lganlar bor, unda kristallarning alomatlari topilmadi. Masalan, agar siz oddiy oynani ajratsangiz, u silliq bo'ladi va kristallardan farqli o'laroq, cheklangan, ammo oval yuzalar.
Shunga o'xshash rasmda qatronlar, elim va boshqa moddalar ajratilganda kuzatiladi. Bu moddaning bu holati deyiladi parametrf.
Orasidagi farq kristalli va parametrf Korpuslar, ayniqsa, isitishga bo'lgan munosabatida keskin namoyon bo'ladi.
Har bir moddaning kristallari aniq belgilangan haroratda va bir xil haroratda suyuqlikning qattiq qismiga o'tishi mumkin, amorf tanasi doimiy erigan nuqtasiga ega emas. Issiqlashganda, amorf tanasi asta-sekin yumshatiladi, tarqalishni boshlaydi va nihoyat butunlay suyuq bo'ladi. Uni sovutganda asta-sekin qattiqlash.
Muayyan erish nuqtasining yo'qligi sababli, amorf tanalar yana bir qobiliyatga ega: ularning ko'plari suyuqlik suyuqliklari kabi. Uzoq tashqi kuchlarning uzoq harakati bilan ular asta-sekin o'z shakllarini o'zgartiradilar. Masalan, tekis yuzaga yotqizilgan, bir necha hafta davomida iliq xonada dizayn shaklini olib, iliq xonada tarqaladi.
Amorf moddalarning tuzilishi
Orasidagi farq kristal va amorf Maktabning holati quyidagicha.
Kristalli zarralarni tartibga solishboshlang'ich hujayrada aks ettirilgan, kristallarning katta qismlarida va yaxshi ma'lumotli kristallarda saqlanadi - ularning barcha hajmida.
Zarralar joylashgan joyda buyurilgan amorf jasadlarda faqat kuzatiladi juda kichik joylarda. Bundan tashqari, bir qator amorf tanalarda, hatto bu mahalliy tartib bu faqat taxminiydir.
Ushbu farqni qisqacha shakllantirishi mumkin:
- kristallarning tuzilishi uzoq muddatli buyurtma bilan tavsiflanadi,
- amorf tanalarining tuzilishi - yaqin.
Amorf moddalarning misollari.
Barqaror amorf moddalarga tegishli ko'zoynak (sun'iy va vulqon), tabiiy va sun'iy qalinlar, yopishqoqliklar, kerosin, mumi va boshq.
Amorf erdan kristalga o'tish.
Ba'zi moddalar kristalli va amorf holatida bo'lishi mumkin. SiO 2 silkinish tabiatda yaxshi ma'lumotli shaklda sodir bo'ladi kristallar kvartsamorf holatida ham ( mineral ohang).
Qayerda kristalli holat har doim yanada barqaror. Shuning uchun kristalli moddaning emfazasizlikka o'z-o'zidan o'tish mumkin emas va teskari transformatsiya - bu amorf holatidan kristalga va ba'zan kuzatilgan.
Bunday o'zgarishlarga misol devitatma - Yuqori haroratda shishalarning xilma-xil kristallanishi, uni yo'q qilish bilan birga keladi.
Amorfik holat Ko'pgina moddalar suyuq eritmaning yuqori qonli stavka (sovutish )ida olinadi.
Metall va qotishmalar amorfik holat Bu, qoida tariqasida, agar eritma o'ndan ortiq millisekund buyurtmasi paytida sovutilgan bo'lsa, hosil bo'ladi. Yashirinish uchun etarlicha kam sovutish darajasi.
Kvarts (SiO 2.) Shuningdek, kam kristallanish darajasi past. Shuning uchun undan chiqarib yuborilgan mahsulotlar amorf orqali olinadi. Biroq, er qobig'i yoki chuqur vulqon salqinlash paytida kristallanish uchun yuzlab va yosh yillar davomida kristallanish uchun tabiiy kvarts vulqon shisha muzlatgichdan farqli o'laroq, sirt shishasi va shuning uchun amorf.
Suyuqliklar
Suyuq - qattiq tana va gaz o'rtasidagi oraliq holat.
Suyuq holat Gazikali va kristall o'rtasida oraliq. Suyuqlikning xususiyatlariga muvofiq gaz, boshqalarida - uchun tvitlar.
Suyuqlik gazlari bilan birga, ularning barchasini birlashtiradi izotropiya va suyuqlik. Ikkinchisi suyuqlikning shaklini osonlikcha o'zgartirish qobiliyatini aniqlaydi.
lekin yuqori zichlik va kichik siqilish Suyuqliklar ularni olib keladi tvitlar.
Suyuqliklarning shaklini osonlikcha o'zgartirish qobiliyati va echki shovqin kuchlari yo'qligidan dalolat beradi.
Shu bilan birga, suyuqliklarning pastligi pastligi sababli pastligi sababli past siqilish, bu haroratda bo'lmagan bo'lsa ham, ammo zarralar o'rtasida sezilarli o'zaro ta'sirli kuchlar mavjudligidan dalolat beradi.
Potentsial va kinetik energiyaning nisbati.
Har bir agregat uchun uning modda zarralarining potentsial va kinetik energiyalari o'rtasidagi munosabatlari xarakterli.
Qattiq jismlar o'rtacha kinetik energiyadan ko'ra ko'proq kuchga ega. Shuning uchun, qattiq jasadlarda, zarralar bir-biriga nisbatan aniq pozitsiyalarni egallab olishadi va faqat ushbu qoidalarni hal qilishadi.
Gazlar uchun energiya teskariNatijada gaz molekulalari har doim tartibsiz harakat holatida va molekulalar o'rtasidagi debriya kuchlari deyarli yo'q, shuning uchun gaz har doim unga berilgan barcha hajmlarni oladi.
Suyuqliklar bo'lsa, zarralarning kinetik va potentsial energiyasi taxminan bir xil. Zarralar bir-biri bilan bog'langan, ammo qiyin emas. Shuning uchun suyuqliklar suyuq, ammo bu haroratda doimiy hajmga ega.
Suyuqlik va amorf jasadlarning tovoqlari o'xshash.
Strukturaviy tahlil usullaridan foydalanish natijasida u tuzilish orqali aniqlanadi suyuqlik amorf tanalarga o'xshash. Ko'pgina suyuqliklar kuzatiladi o'rta tartib - Har bir molekulada yaqin atrofdagi qo'shnilar soni va ularning o'zaro kelishuvi butun suyuqlikning butun hajmiga bir xil.
Turli suyuqlikdagi zarrachalarni buyurtma qilish darajasi boshqacha. Bundan tashqari, harorat o'zgarganda u o'zgaradi.
Past haroratlarda, ushbu moddaning eritilgan nuqtasidan biroz oshib ketadi, bu suyuqlik zarralarining joylashishi darajasi katta.
Tobora oshib borishi bilan u tushadi va suyuqlikning xususiyatlari qizdirilganligi sababli, gazning xususiyatlariga ko'proq va ko'proq murojaat qilish. Kritik haroratga erishilganda suyuq va gaz o'rtasidagi farq yo'qoladi.
Suyuqlik va amorfli jismlarning ichki tuzilishidagi o'xshashlik haqida ko'pincha juda yuqori yopishqoqligi bilan suyuqlik sifatida ko'rib chiqiladi va faqat kristalli moddalar qattiq jismlarni o'z ichiga olishi mumkin.
Ochish amorf tanalari Ammo suyuqliklar, amorfulli tanalarda, an'anaviy suyuqliklardan farqli o'laroq, zarralar ahamiyatsiz harakatchanlikdir - kristallardagi kabi.
Umumiy davlatlar. Suyuqliklar. Termodinamikaning fazalari. Fazaviy o'tish.
1,16 ma'ruza.
Barcha moddalar uchta agregatsiya holatida bo'lishi mumkin - qattiq, suyuqva gazsimon. Ularning orasidagi o'tishlar bir qator jismoniy xususiyatlarga (zichlik, issiqlik o'tkazuvchanligi va boshqalar) sakraydigan o'tish o'zgarishi bilan birga keladi.
Umumiy holat modda joylashgan jismoniy holatlarga bog'liq. Bir necha yalpi davlatlarning moddasida mavjudligi uning molekulalarining (atomlari) va turli sharoitlarda o'zaro ta'sirida farqlar bo'yicha farqlardir.
Gaz - zarrachalar o'zaro ta'sir kuchlari bilan bog'liq bo'lmagan yoki juda yomon bog'liq bo'lgan moddaning umumiy holati; Zarrachalar (molekulalar, atomlar) issiqlik energiyasining kinetik energiyasi ular o'rtasidagi o'zaro ta'sirning potentsial energiyasidan ancha yuqori, shuning uchun ular mavjud bo'lgan idishlarni butunlay to'ldiradi va uni o'z ichiga oladi. Gazli holatda, moddaning o'z hajmi yoki o'ziga xos shakli mavjud emas. Har qanday moddaga gazsimon, o'zgaruvchan bosim va haroratga tarjima qilinishi mumkin.
Suyuqlik - moddaning umumiy holati, qattiq va gazsimon o'rtasidagi oraliq. Bu zarralar va ular orasidagi bo'sh joyning katta harakatchanligi bilan ajralib turadi. Bu suyuqliklarning hajmini saqlab qolishiga va tomirning shaklini olishiga olib keladi. Suyuqlikda molekula bir-biriga juda yaqin joylashtirilgan. Shuning uchun suyuqlik zichligi gazlarning zichligidan ancha katta (normal bosimda). Suyuq kristallar bundan mustasno, suyuqlikning xususiyatlari bir xil (izotropik). Suyuq mol-mulkning zichligi, issiqlik o'tkazuvchanligi, yopishqoqlik, odatdagining xususiyatlariga yaqinlashish uchun, qoida tariqasida o'zgarganda.
Suyuq molekulalarning issiqlik harakati jamoaning tibruqiy harakatlarining kombinatsiyasidan iborat bo'lib, ba'zi muvozanat pozitsiyalaridan boshqalarga nisbatan molekulalardan sakrash vaqti.
Qattiq (kristalli) tanalari - mazmuni barqarorligi va atomlarning issiqlik harakatining mohiyati bilan ajralib turadigan moddaning umumiy holati. Bu harakat atomlarning tebranishi (yoki ionlari), ularda qattiq tana konstitutsiya qilinadi. Oscantsiyalarning amplitudasi, masalan, interyromik masofalar bilan taqqoslanadi.
Suyuqliklarning xususiyatlari.
Suyuq holatda materiy molekulalari deyarli bir-biriga yaqin joylashgan. Qattiq kristalli tanalardan farqli o'laroq, molekulalar hosil bo'lgan inshootlarning inqirozli hajmida va asosiy markazlar yaqinidagi issiqliklarning tebranishlarini amalga oshirishi mumkin, suyuqlik molekulalari ko'proq erkinlikka ega. Har bir suyuq molekula, shuningdek, har tomondan, "siqilgan", qo'shni molekulalar tomonidan "siqilgan" va ba'zi muvozanat holati haqida termal tebranishlarni amalga oshiradi. Biroq, vaqti-vaqti bilan har qanday molekula keyingi bo'sh joyga o'tishi mumkin. Suyuqlikdagi bunday sakrashlar ko'pincha sodir bo'ladi; Shuning uchun molekulalar kristallarda ham, suyuqlik hajmiga qarab harakat qilishlari mumkin. Bu suyuqlikning erkinligini tushuntiradi. Choplangan molekulalar o'rtasidagi kuchli o'zaro ta'sir tufayli ular bir nechta molekulalarni o'z ichiga olgan mahalliy (beqaror) buyurtma qilingan guruhlarni shakllantirishi mumkin. Ushbu hodisa deyiladi o'rta protsedura.
Molekulalarning zich qadoqlash, I.E., bosim o'zgarganda hajmdagi suyuqlikning siqilishi tufayli; U o'n va yuz minglab marta gazlarga qaraganda kamroq. Masalan, suv hajmini 1% ga o'zgartirish uchun, taxminan 200 marta bosimni oshirish kerak. Atmosfera bilan solishtirganda bosimning bunday ko'payishi taxminan 2 km chuqurlikda erishilmoqda.
Suyuqliklar, qattiq tanalar singari, harorat o'zgarganda hajmini o'zgartiring. Juda katta harorat emas, nisbiy o'zgarishi V. / V. 0 haroratda mutanosib o'zgartirish T.:
| |
Koeffitsient b vilektsiya sanoatining harorat koeffitsienti. Ushbu suyuqlik koeffitsienti qattiqdan o'n baravar ko'p. Masalan, suvda 20 ° C bda ≈ 2-10 -1 dan -1 gacha, po'latdan yè 36,6 ·1 dan -1 gacha, kvarts shisha - b kq · 9 - 6 dan -1 gacha.
Issiqlikni kengaytirish Suv er yuzidagi hayot uchun qiziqarli va muhim anomaliyaga ega. 4 ° C dan past haroratda suv haroratning pasayishi bilan kengayib bormoqda (B< 0). Максимум плотности ρ в = 10 3 кг/м 3 вода имеет при температуре 4 °С.
Muzlash, suv kengayib borayotganda, muzni muzlatish suv ombori yuzasida suzish davom etmoqda. Muz ostidagi muzlash suvining harorati 0 ° C. Suv omborining pastki qismida zich qatlamlarda harorat 4 ° C dan oshadi. Shu sababli hayot suvni muzlatadigan suv omborlarida bo'lishi mumkin.
Suyuqlikning eng qiziq xususiyati - bu mavjud ozod qilish. Suyuq, gazlardan farqli o'laroq, nanit bo'lgan idishning barcha hajmini to'ldirmaydi. Suyuq va gaz (yoki parom) orasida qismning chegarasi suyuqlikning qolgan qismiga nisbatan maxsus sharoitlarda shakllanadi. Suyuqlik chegarasida molekulalar uning chuqurligidagi molekulalardan farqli o'laroq, har tomondan emas, balki suyuqlikning boshqa molekulalari bilan o'ralgan. Qo'shni molekulalardan suyuqlik ichidagi molekulalardan birida ishlaydigan va qo'shni molekulalardan birida harakatlanadigan kuchlari o'rtacha kompensatsiyalanadi. Chegara qatlamidagi har qanday molekula suyuqlik ichidagi molekulalar (bu suyuq molekulada ishlaydigan kuchlar tomonidan gaz molekulasining (yoki bug ') jalb qilinishi mumkin). Natijada suyuqlik ichiga chuqur kesish kuchi, yo'naltirilgan suyuqlik mavjud. Suyuqlikka eritma molekulalari va intervyu beruvchi kuchlar kuchga kiradi. Ammo barcha molekulalar, shu jumladan chegara qatlami molekulalari muvozanat holatida bo'lishi kerak. Ushbu muvozanatga er yuzasi sirt qatlam molekulalari va suyuqlik ichidagi eng yaqin qo'shnilari orasidagi masofada kamayish tufayli erishiladi. Molekulalar orasidagi masofada pasayishi bilan, shovqinli kuch paydo bo'ladi. Agar suyuqlik ichidagi molekulalar orasidagi o'rtacha masofa teng bo'lsa r. 0, keyin yuza qatlam molekulalari bir oz zich joylashgan va shuning uchun ular ichki molekulalarga nisbatan potentsial energiya chegarasiga ega. Shuni yodda tutish kerakki, juda past siqilish tufayli, zichroq qadoqlangan sirt qatlamining mavjudligi suyuqlik hajmining sezilarli o'zgarishiga olib kelmaydi. Agar molekula suvdan suyuqlikka o'tsa, intervisulyar shovqin kuchlari ijobiy bo'ladi. Aksincha, suyuqlik chuqurligidan bir qismini sirtga (i.e., suyuqlik sirt maydonini oshiring), tashqi quvvati ijobiy ish qilish kerak A. Tashqi o'zgarish S. Sirt maydoni:
| A. Tashqi \u003d d. S.. |
Koeffitsient Sirtning kuchlanish koeffitsienti deb ataladi (s\u003e 0). Shunday qilib, sirt kuchlanish koeffitsienti suyuqlikning sirt maydonini doimiy haroratda ko'paytirish uchun zarur bo'lgan ishlarga tengdir.
SI Sirt keskinligining koeffitsienti joulda o'lchanadi metrkvadrat (j / m 2) yoki bir metr uchun yangi kechada (1 n / m \u003d 1 j / m).
Shuning uchun suyuqlikning sirt qatlamining molekulalari suyuqlik ichidagi molekulalar bilan taqqoslanadi potentsial energiya. Potentsial energiya E. Suyuqlik yuzasi uning hududiga mutanosibdir: (1.16.1)
Mexanikadan ma'lumki, tizimning muvozanat holati o'z potentsial energiyasining minimal qiymatiga mos keladi. Bundan kelib chiqadiki, suyuqlikning erkin yuzasi uning hududini qisqartirishga intiladi. Shuning uchun erkin tomchi suyuqlik sharsimon shaklni oladi. Suyuqlikni tutadi, bu yuzasi yuzaga kelganda, bu sirtni kamaytiradigan (siqishni) kamaytiradigan kuchlar mavjud. Bu kuchlar chaqiriladi sirt zo'riqish kuchlari.
Sirtning keskinlik kuchlari mavjudligi, filmdagi elastik kuch uning sirt maydoniga bog'liq bo'lgan suyuqlik yuzasini (ya'ni film deformatsiyalanganidan) bog'liqligi va Sirt keskinligining yuzasi sirt maydoni suyuqliklariga bog'liq emas.
Sirt kuchlanish kuchlari film yuzasini kamaytirishga intiladi. Shuning uchun siz yozishingiz mumkin: (1.16.2)
Shunday qilib, sirt cheklovi uzunligi (chiziq cheklangan sirtining uzunligi) sirt kuchlanish kuchlari moduli sifatida sirt kuchlanish koeffitsienti sifatida belgilanishi mumkin ( l.- bu chiziq davomiyligi).
Sirt kuchlanish kuchlari suyuq va ichkarida keskinlik kuchlari ta'siri tufayli sovun pufakchalari haddan tashqari kurashadi p.. Agar aqliy kesish radiusi kesilgan bo'lsa R. Ikkita yarmida, ularning har biri kesish chegarasiga kirib boradigan kuchlanish kuchlarining harakati ostida muvozanat bo'lishi kerak R. va hududda ishlaydigan ortiqcha kuchlar p R. 2 qism (.166.1-rasm). Muvozanat holati sifatida yozilgan
Suyuq, qattiq va gazning chegaralari yaqinida suyuqlikning erkin yuzasi shakli suyuq molekulalarning shakli qattiq molekulalar bilan o'zaro ta'siriga kiradi (gaz molekulalari (yoki bug 'bilan o'zaro ta'sir) e'tiborsiz qoldirilishi mumkin). Agar bu kuchlar suyuqlikning o'zi, suyuqlik o'rtasidagi o'zaro ta'sirli kuchlardan kattaroq bo'lsa ho'llash Qattiq yuzasi. Bunday holda, suyuqlik suyuqlikdagi suyuqlikning o'ziga xos xususiyati xarakteristikasi bilan qattiq burchak ostida qattiq yonadi. Burchakli th deb nomlanadi viloyat burchagi. Agar suyuqlik molekulalari o'rtasida o'zaro ta'sir kuchlari qattiq tana molekulalari bilan o'zaro ta'siri kuchlaridan oshsa, unda burchak burging (1.16.2 (2)). Bunday holda, ular suyuqlik deyishadi ho'l emas Qattiq yuzasi. Aks holda (burchak - o'tkir) suyuqlik ho'llashyuzasi (.1.166.2 (1)). Uchun to'liq stavkath \u003d 0, qachon to'liq vagon bo'lmaganth \u003d 180 °.
Kapillyar fenomena Kichik diametri naychalarda ko'tarilish yoki suyuqlikni tushirish - kapillyarlar. Suyuqlikdagi suyuqliklar kapillyarlarda tushirilgan kapillyarlar oshadi - demit.
1.16.3-rasmda ba'zi radiusning kapillyar naychasi ko'rsatilgan r.zichlikdagi suyuqlikdagi suyuqlikdagi suyuqlik bilan tushiriladi. Kapillyarning yuqori uchi ochiq. Kapillyardagi suyuqlikni ko'tarish davom etar ekan, kapillyardagi suyuqlik qutbida tortishish kuchi hosil bo'lgan og'irlik moduliga teng bo'lmaydi F. Sirt tarangligi kuchlari kapillyarning yuzasi bilan suyuqlik bilan aloqa qilish chegaralari bo'ylab harakat qiladigan kuchlari: F. T \u003d. F. n, qayerda F. T \u003d. mg. = ρ h.π r. 2 g., F. H \u003d son. r. Cos th.
Bu quyidagilarni anglatadi:
To'liq namlash th \u003d 0, cos lik \u003d 1. bu holda
To'liq tomoshasizlar bilan th \u003d 180 °, cos th \u003d -1 va shuning uchun h. < 0. Уровень несмачивающей жидкости в капилляре опускается ниже уровня жидкости в сосуде, в которую опущен капилляр.
Suv stakanning toza yuzasini deyarli butunlay namib yuradi. Aksincha, simob shisha yuzasini to'liq namlamaydi. Shuning uchun shisha kapillyarda simob darajasini idish ostidagi darajadan past darajada tushiriladi.