Les questions sur l'état de l'agrégation, les caractéristiques et les propriétés des solides, des liquides et des gaz sont abordées dans plusieurs cours de formation. Il existe trois états classiques de la matière, avec leurs propres caractéristiques structurelles. Leur compréhension est un point important pour comprendre les sciences de la Terre, les organismes vivants et les activités industrielles. Ces questions sont étudiées par la physique, la chimie, la géographie, la géologie, la chimie physique et d'autres disciplines scientifiques. Les substances qui se trouvent dans certaines conditions dans l'un des trois types d'état de base peuvent changer avec une augmentation ou une diminution de la température et de la pression. Considérez les transitions possibles d'un état d'agrégation à un autre, telles qu'elles se produisent dans la nature, la technologie et la vie quotidienne.

Qu'est-ce qu'un état agrégé ?

Le mot d'origine latine « aggrego » traduit en russe signifie « attacher ». Le terme scientifique désigne l'état d'un seul et même corps, la substance. L'existence à certaines valeurs de température et différentes pressions de solides, de gaz et de liquides est caractéristique de toutes les coquilles de la Terre. En plus des trois états agrégés de base, il y en a aussi un quatrième. À des températures élevées et à pression constante, le gaz se transforme en plasma. Pour mieux comprendre ce qu'est un état agrégé, il est nécessaire de se souvenir des plus petites particules qui composent les substances et les corps.

Le schéma ci-dessus montre : a - le gaz ; b - liquide; c - solide. Dans ces figures, les cercles indiquent les éléments structurels des substances. C'est une désignation conventionnelle, en effet, les atomes, les molécules, les ions ne sont pas des boules solides. Les atomes sont constitués d'un noyau chargé positivement, autour duquel des électrons chargés négativement se déplacent à grande vitesse. La connaissance de la structure microscopique de la matière permet de mieux comprendre les différences qui existent entre les différentes formes d'agrégats.

Concepts du microcosme : de la Grèce antique au XVIIe siècle

Les premières informations sur les particules qui composent les corps physiques sont apparues dans la Grèce antique. Les penseurs Démocrite et Épicure ont introduit un concept tel que l'atome. Ils croyaient que ces plus petites particules indivisibles de différentes substances ont une forme, une certaine taille, sont capables de se déplacer et d'interagir les unes avec les autres. L'atomistique est devenue la doctrine la plus avancée de la Grèce antique pour l'époque. Mais son développement s'est ralenti au Moyen Âge. Depuis lors, les scientifiques ont été persécutés par l'Inquisition de l'Église catholique romaine. Par conséquent, jusqu'aux temps modernes, il n'y avait pas de concept intelligible de ce qu'était l'état global de la matière. Ce n'est qu'après le XVIIe siècle que les scientifiques R. Boyle, M. Lomonosov, D. Dalton, A. Lavoisier ont formulé les dispositions de la théorie atomique moléculaire, qui n'ont pas perdu leur importance aujourd'hui.

Atomes, molécules, ions - particules microscopiques de la structure de la matière

Une percée importante dans la compréhension du micromonde a eu lieu au 20e siècle, lorsque le microscope électronique a été inventé. En tenant compte des découvertes faites par les scientifiques plus tôt, il a été possible de dresser une image harmonieuse du micromonde. Les théories décrivant l'état et le comportement des plus petites particules de matière sont assez complexes, elles appartiennent au domaine.Pour comprendre les caractéristiques des différents états agrégés de la matière, il suffit de connaître les noms et les caractéristiques des principales particules structurelles qui forment différentes substances.

1. Les atomes sont des particules chimiquement indivisibles. Ils sont conservés dans les réactions chimiques, mais sont détruits dans les réactions nucléaires. Les métaux et de nombreuses autres substances d'une structure atomique ont un état solide d'agrégation dans des conditions normales.
2. Les molécules sont des particules qui se décomposent et se forment lors de réactions chimiques. oxygène, eau, dioxyde de carbone, soufre. L'état global de l'oxygène, de l'azote, des dioxydes de soufre, du carbone, de l'oxygène dans des conditions normales est gazeux.
3. Les ions sont des particules chargées en lesquelles les atomes et les molécules se transforment lorsqu'ils ajoutent ou perdent des électrons - des particules microscopiques chargées négativement. De nombreux sels ont une structure ionique, par exemple le chlorure de sodium, le fer et le sulfate de cuivre.

Il existe des substances dont les particules se situent d'une certaine manière dans l'espace. La position mutuelle ordonnée des atomes, des ions et des molécules s'appelle un réseau cristallin. Habituellement, les réseaux cristallins ioniques et atomiques sont caractéristiques pour les solides, moléculaires - pour les liquides et les gaz. Le diamant se distingue par sa dureté élevée. Son réseau cristallin atomique est formé d'atomes de carbone. Mais le graphite mou est également constitué d'atomes de cet élément chimique. Seulement, ils sont situés de manière différente dans l'espace. L'état d'agrégation habituel du soufre est solide, mais à haute température, la substance se transforme en un liquide et une masse amorphe.

Substances à l'état solide d'agrégation

Les solides conservent leur volume et leur forme dans des conditions normales. Par exemple, un grain de sable, un grain de sucre, du sel, un morceau de roche ou de métal. Si le sucre est chauffé, la substance commence à fondre et se transforme en un liquide brun visqueux. Arrêtez de chauffer - nous obtenons à nouveau un solide. Cela signifie que l'une des principales conditions de la transition d'un solide à un liquide est son échauffement ou une augmentation de l'énergie interne des particules de la substance. L'état solide d'agrégation du sel, qui est utilisé pour l'alimentation, peut également être modifié. Mais pour faire fondre le sel de table, vous avez besoin d'une température plus élevée que le chauffage du sucre. Le fait est que le sucre est composé de molécules et que le sel de table est composé d'ions chargés, qui sont plus fortement attirés les uns par les autres. Les solides sous forme liquide ne conservent pas leur forme, car les réseaux cristallins sont détruits.

L'état liquide d'agrégation du sel lors de la fusion s'explique par la rupture de la liaison entre les ions dans les cristaux. Des particules chargées sont libérées qui peuvent transporter des charges électriques. Les sels fondus conduisent l'électricité et sont conducteurs. Dans les industries de la chimie, de la métallurgie et de l'ingénierie mécanique, les solides sont transformés en substances liquides pour en obtenir de nouveaux composés ou leur donner des formes différentes. Les alliages métalliques sont largement utilisés. Il existe plusieurs manières de les obtenir liées à des changements d'état d'agrégation des matières premières solides.

Le liquide est l'un des états de base de l'agrégation

Si vous versez 50 ml d'eau dans un ballon à fond rond, vous remarquerez que la substance prendra immédiatement la forme d'un récipient chimique. Mais dès que nous versons l'eau du flacon, le liquide se répandra immédiatement sur la surface de la table. Le volume d'eau restera le même - 50 ml, et sa forme changera. Les caractéristiques énumérées sont caractéristiques de la forme liquide de l'existence de la matière. De nombreuses substances organiques sont liquides : alcools, huiles végétales, acides.

Le lait est une émulsion, c'est-à-dire un liquide contenant des gouttelettes de matière grasse. Un fossile liquide utile est le pétrole. Ils l'extraient de puits à l'aide de plates-formes de forage sur terre et dans l'océan. L'eau de mer est également une matière première pour l'industrie. Sa différence avec l'eau douce des rivières et des lacs réside dans la teneur en substances dissoutes, principalement des sels. Lors de l'évaporation de la surface des réservoirs, seules les molécules Н 2 О passent à l'état de vapeur, les solutés restent. Les méthodes d'obtention de substances utiles à partir de l'eau de mer et les méthodes de purification sont basées sur cette propriété.

Avec une élimination complète des sels, de l'eau distillée est obtenue. Il bout à 100°C, se congèle à 0°C. Les saumures bouillent et se transforment en glace à d'autres températures. Par exemple, l'eau de l'océan Arctique gèle à une température de surface de 2°C.

L'état physique du mercure dans des conditions normales est liquide. Ce métal gris argenté est couramment utilisé dans les thermomètres médicaux. Lorsqu'elle est chauffée, la colonne de mercure monte sur la balance, la substance se dilate. Pourquoi utilise-t-on de l'alcool teinté avec de la peinture rouge et non du mercure ? Cela s'explique par les propriétés du métal liquide. Aux gelées à 30 degrés, l'état d'agrégation du mercure change, la substance devient solide.

Si le thermomètre médical se brise et que le mercure se répand, il est dangereux de ramasser les billes d'argent avec les mains. Il est nocif d'inhaler les vapeurs de mercure, cette substance est très toxique. Dans de tels cas, les enfants devraient demander l'aide de leurs parents et des adultes.

État gazeux

Les gaz sont incapables de conserver leur volume ou leur forme. Remplissons le ballon jusqu'en haut avec de l'oxygène (sa formule chimique est O 2). Dès que nous ouvrons le flacon, les molécules de la substance commencent à se mélanger à l'air de la pièce. Ceci est dû au mouvement brownien. Même l'ancien scientifique grec Démocrite croyait que les particules de matière sont en mouvement constant. Dans les solides, dans des conditions normales, les atomes, les molécules, les ions ne peuvent pas quitter le réseau cristallin, se libérer des liaisons avec d'autres particules. Ceci n'est possible que lorsqu'une grande quantité d'énergie est fournie de l'extérieur.

Dans les liquides, la distance entre les particules est légèrement plus grande que dans les solides ; elles nécessitent moins d'énergie pour rompre les liaisons intermoléculaires. Par exemple, l'état liquide d'agrégation de l'oxygène n'est observé que lorsque la température du gaz descend à -183°C. A -223°C, les molécules d'O 2 forment un solide. Lorsque la température dépasse ces valeurs, l'oxygène est converti en gaz. C'est sous cette forme qu'il se trouve dans des conditions normales. Dans les entreprises industrielles, il existe des installations spéciales pour séparer l'air atmosphérique et en extraire l'azote et l'oxygène. Tout d'abord, l'air est refroidi et liquéfié, puis la température est progressivement augmentée. L'azote et l'oxygène sont convertis en gaz dans des conditions différentes.

L'atmosphère terrestre contient 21 % en volume d'oxygène et 78 % d'azote. Sous forme liquide, ces substances ne se trouvent pas dans l'enveloppe gazeuse de la planète. L'oxygène liquide a une couleur bleu clair et est utilisé dans des bouteilles à haute pression pour une utilisation dans les établissements médicaux. Dans l'industrie et la construction, les gaz liquéfiés sont nécessaires à de nombreux processus. L'oxygène est nécessaire pour le soudage au gaz et le coupage des métaux, en chimie - pour les réactions d'oxydation de substances inorganiques et organiques. Si vous ouvrez la valve de la bouteille d'oxygène, la pression diminue, le liquide se transforme en gaz.

Le propane, le méthane et le butane liquéfiés sont largement utilisés dans l'énergie, les transports, l'industrie et les activités domestiques de la population. Ces substances sont obtenues à partir de gaz naturel ou par craquage (fractionnement) de matières premières pétrolières. Les mélanges de carbone liquide et gazeux jouent un rôle important dans les économies de nombreux pays. Mais les réserves de pétrole et de gaz naturel sont gravement épuisées. Selon les scientifiques, cette matière première durera de 100 à 120 ans. Une autre source d'énergie est le flux d'air (vent). Les rivières à courant rapide, les marées au bord des mers et des océans sont utilisées pour le fonctionnement des centrales électriques.

L'oxygène, comme les autres gaz, peut être dans le quatrième état d'agrégation, représentant un plasma. Une transition solide-gazeuse inhabituelle est une caractéristique de l'iode cristallin. Une substance de couleur violet foncé subit une sublimation - elle se transforme en gaz, contournant l'état liquide.

Comment s'effectuent les transitions d'une forme agrégée de matière à une autre ?

Les changements dans l'état d'agrégation des substances ne sont pas associés à des transformations chimiques, ce sont des phénomènes physiques. Lorsque la température augmente, de nombreux solides fondent et se transforment en liquides. Une augmentation supplémentaire de la température peut entraîner une évaporation, c'est-à-dire un état gazeux de la substance. Dans la nature et l'économie, de telles transitions sont caractéristiques de l'une des principales substances sur Terre. Glace, liquide, vapeur sont les états de l'eau dans différentes conditions extérieures. Le composé est le même, sa formule est H 2 O. A une température de 0°C et en dessous de cette valeur, l'eau cristallise, c'est-à-dire qu'elle se transforme en glace. Lorsque la température augmente, les cristaux qui se sont formés sont détruits - la glace fond et de l'eau liquide est à nouveau obtenue. Lorsqu'il est chauffé, l'évaporation se forme - la transformation de l'eau en gaz - se produit même à basse température. Par exemple, les flaques gelées disparaissent au fur et à mesure que l'eau s'évapore. Même par temps glacial, le linge humide sèche, mais ce processus n'est que plus long que par une journée chaude.

Toutes les transitions répertoriées de l'eau d'un état à un autre sont d'une grande importance pour la nature de la Terre. Les phénomènes atmosphériques, climatiques et météorologiques sont associés à l'évaporation de l'eau de la surface de l'océan mondial, au transfert d'humidité sous forme de nuages ​​et de brouillard vers la terre, et aux précipitations (pluie, neige, grêle). Ces phénomènes forment la base du cycle mondial de l'eau dans la nature.

Comment les états agrégés du soufre changent-ils?

Dans des conditions normales, le soufre est constitué de cristaux brillants brillants ou d'une poudre jaune clair, c'est-à-dire qu'il s'agit d'un solide. L'état global du soufre change lorsqu'il est chauffé. Tout d'abord, lorsque la température atteint 190 ° C, la substance jaune fond et se transforme en un liquide mobile.

Si vous versez rapidement du soufre liquide dans de l'eau froide, vous obtenez une masse amorphe brune. Avec un chauffage supplémentaire du soufre fondu, il devient de plus en plus visqueux et s'assombrit. À des températures supérieures à 300 ° C, l'état d'agrégation du soufre change à nouveau, la substance acquiert les propriétés d'un liquide, devient mobile. Ces transitions sont dues à la capacité des atomes de l'élément à former des chaînes de différentes longueurs.

Pourquoi les substances peuvent-elles être dans des états physiques différents ?

L'état global du soufre, une substance simple, est solide dans des conditions normales. Le dioxyde de soufre est un gaz, l'acide sulfurique est un liquide huileux plus lourd que l'eau. Contrairement aux acides chlorhydrique et nitrique, il n'est pas volatil, les molécules ne s'évaporent pas de sa surface. Quel est l'état d'agrégation du soufre plastique, obtenu en chauffant des cristaux ?

Sous une forme amorphe, la substance a une structure liquide, avec peu de fluidité. Mais le soufre plastique conserve simultanément sa forme (comme un solide). Il existe des cristaux liquides qui ont un certain nombre de propriétés caractéristiques des solides. Ainsi, l'état de la matière dans différentes conditions dépend de sa nature, de sa température, de sa pression et d'autres conditions extérieures.

Quelles sont les caractéristiques de la structure des solides ?

Les différences existantes entre les états fondamentaux d'agrégation de la matière s'expliquent par l'interaction entre les atomes, les ions et les molécules. Par exemple, pourquoi l'état solide d'agrégation de la matière conduit-il à la capacité des corps à conserver leur volume et leur forme ? Dans le réseau cristallin d'un métal ou d'un sel, les particules structurelles sont attirées les unes vers les autres. Dans les métaux, les ions chargés positivement interagissent avec ce qu'on appelle le "gaz d'électrons" - une accumulation d'électrons libres dans un morceau de métal. Les cristaux de sel se forment en raison de l'attraction de particules de charges opposées - les ions. La distance entre les unités structurelles ci-dessus des solides est beaucoup plus petite que la taille des particules elles-mêmes. Dans ce cas, l'attraction électrostatique agit, elle donne de la force et la répulsion n'est pas assez forte.

Pour détruire l'état solide d'agrégation de la matière, il faut faire un effort. Les métaux, les sels, les cristaux atomiques fondent à très haute température. Par exemple, le fer devient liquide à des températures supérieures à 1538°C. Le tungstène est réfractaire, il est utilisé pour fabriquer des filaments pour ampoules électriques. Il existe des alliages qui deviennent liquides à des températures supérieures à 3000°C. Beaucoup sur Terre sont solides. Cette matière première est extraite à l'aide de la technologie dans les mines et carrières.

Pour détacher ne serait-ce qu'un ion d'un cristal, une grande quantité d'énergie doit être dépensée. Mais il suffit de dissoudre le sel dans l'eau pour que le réseau cristallin se désagrège ! Ce phénomène est dû aux propriétés étonnantes de l'eau en tant que solvant polaire. Les molécules H2O interagissent avec les ions de sel, rompant la liaison chimique entre elles. Ainsi, la dissolution n'est pas un simple mélange de différentes substances, mais une interaction physico-chimique entre elles.

Comment interagissent les molécules liquides ?

L'eau peut être liquide, solide et gazeuse (vapeur). Ce sont ses états d'agrégation de base dans des conditions normales. Les molécules d'eau sont constituées d'un atome d'oxygène auquel sont liés deux atomes d'hydrogène. Il y a une polarisation de la liaison chimique dans la molécule, une charge négative partielle apparaît sur les atomes d'oxygène. L'hydrogène devient le pôle positif d'une molécule, attiré par l'atome d'oxygène d'une autre molécule. C'est ce qu'on appelle la "liaison hydrogène".

L'état liquide d'agrégation est caractérisé par la distance entre les particules structurelles, comparable à leur taille. Il y a de l'attraction, mais elle est faible, donc l'eau ne conserve pas sa forme. La vaporisation se produit en raison de la destruction des liaisons, qui se produit à la surface du liquide même à température ambiante.

Existe-t-il des interactions intermoléculaires dans les gaz ?

L'état gazeux d'une substance dans un certain nombre de paramètres diffère de liquide et solide. Il existe de grands écarts entre les particules structurelles des gaz, dépassant de beaucoup la taille des molécules. Dans ce cas, les forces d'attraction n'agissent pas du tout. Un état d'agrégation gazeux est caractéristique des substances présentes dans l'air : azote, oxygène, dioxyde de carbone. Dans l'image ci-dessous, le premier cube est rempli de gaz, le deuxième de liquide et le troisième de solide.

De nombreux liquides sont volatils, les molécules d'une substance se détachent de leur surface et passent dans l'air. Par exemple, si un coton-tige imbibé d'ammoniaque est amené à l'ouverture d'une bouteille ouverte d'acide chlorhydrique, une fumée blanche apparaît. Une réaction chimique entre l'acide chlorhydrique et l'ammoniac a lieu directement dans l'air, et du chlorure d'ammonium est obtenu. Quel est l'état d'agrégation de cette substance ? Ses particules, qui forment une fumée blanche, sont les plus petits cristaux solides de sel. Cette expérience doit être réalisée sous une hotte, les substances sont toxiques.

Conclusion

L'état physique des gaz a été étudié par de nombreux physiciens et chimistes de renom : Avogadro, Boyle, Gay-Lussac, Cliperon, Mendeleev, Le Chatelier. Les scientifiques ont formulé des lois expliquant le comportement des substances gazeuses dans les réactions chimiques lorsque les conditions extérieures changent. Les modèles ouverts ne sont pas seulement inclus dans les manuels scolaires et universitaires de physique et de chimie. De nombreuses industries chimiques sont basées sur la connaissance du comportement et des propriétés des substances dans différents états d'agrégation.

Toutes les substances peuvent être dans différents états d'agrégation - solide, liquide, gazeux et plasma. Dans les temps anciens, on le croyait : le monde est composé de terre, d'eau, d'air et de feu. Les états agrégés des substances correspondent à cette division visuelle. L'expérience montre que les frontières entre les états d'agrégation sont plutôt arbitraires. Les gaz à basse pression et à basse température sont considérés comme idéaux, les molécules qu'ils contiennent correspondent à des points matériels qui ne peuvent entrer en collision que selon les lois de l'impact élastique. Les forces d'interaction entre les molécules au moment de l'impact sont négligeables, les collisions elles-mêmes se produisent sans perte d'énergie mécanique. Mais avec une augmentation de la distance entre les molécules, l'interaction des molécules doit également être prise en compte. Ces interactions commencent à apparaître lors du passage d'un état gazeux à un état liquide ou solide. Différents types d'interactions peuvent se produire entre les molécules.

Les forces d'interaction intermoléculaire ne possèdent pas de saturabilité, différant des forces d'interaction chimique des atomes, conduisant à la formation de molécules. Ils peuvent être électrostatiques lorsque des particules chargées interagissent. L'expérience a montré que l'interaction quantique-mécanique, qui dépend de la distance et de l'orientation mutuelle des molécules, est négligeable à des distances entre molécules de plus de 10 -9 m. Dans les gaz raréfiés, elle peut être négligée ou on peut supposer que le l'énergie potentielle d'interaction est pratiquement nulle. À de petites distances, cette énergie est petite, aux forces d'attraction mutuelle agissent

à - répulsion mutuelle et pour

l'attraction et la répulsion des molécules sont équilibrées et F = 0. Ici, les forces sont déterminées par leur lien avec l'énergie potentielle Mais les particules se déplacent, possédant une certaine quantité d'énergie cinétique.

gii. Qu'une molécule soit immobile, tandis que l'autre entre en collision avec elle, ayant une telle réserve d'énergie. Lorsque les molécules se rapprochent, les forces d'attraction font un travail positif et l'énergie potentielle de leur interaction diminue à distance.Dans ce cas, l'énergie cinétique (et la vitesse) augmente. Lorsque la distance devient inférieure, les forces d'attraction seront remplacées par les forces de répulsion. Le travail effectué par la molécule contre ces forces est négatif.

Une molécule s'approchera d'une molécule immobile jusqu'à ce que son énergie cinétique soit complètement convertie en énergie potentielle. Distance minimale ré,à laquelle les molécules peuvent s'approcher s'appelle diamètre effectif de la molécule. Après s'être arrêtée, la molécule commencera à s'éloigner sous l'action de forces répulsives avec une vitesse croissante. Après avoir franchi à nouveau la distance, la molécule tombera dans la région des forces d'attraction, ce qui ralentira son élimination. Le diamètre effectif dépend du stock initial d'énergie cinétique, c'est-à-dire cette quantité n'est pas constante. A des distances égales à l'énergie potentielle d'interaction a une valeur infiniment grande ou "barrière" qui empêche les centres des molécules de s'approcher à une plus petite distance. Le rapport de l'énergie potentielle moyenne d'interaction sur l'énergie cinétique moyenne détermine l'état d'agrégation de la matière : pour les gaz pour les liquides, pour les solides

Les milieux condensés sont des liquides et des solides. En eux, atomes et molécules sont proches, presque touchants. La distance moyenne entre les centres des molécules dans les liquides et les solides est de l'ordre de (2 -5) 10 -10 m. Leurs densités sont également approximativement les mêmes. Les distances interatomiques dépassent les distances sur lesquelles les nuages ​​d'électrons se pénètrent de sorte que des forces répulsives apparaissent. A titre de comparaison, dans les gaz dans des conditions normales, la distance moyenne entre les molécules est d'environ 33 10 -10 m.

V liquides l'interaction intermoléculaire a un effet plus fort, le mouvement thermique des molécules se manifeste par de faibles vibrations autour de la position d'équilibre et même des sauts d'une position à une autre. Par conséquent, ils n'ont qu'un ordre à courte distance dans l'arrangement des particules, c'est-à-dire une cohérence dans l'arrangement des seules particules les plus proches, et une fluidité caractéristique.

Corps solides se caractérisent par la rigidité de la structure, ont un volume et une forme définis avec précision, qui changent beaucoup moins sous l'influence de la température et de la pression. Dans les solides, les états amorphe et cristallin sont possibles. Il existe également des substances intermédiaires - les cristaux liquides. Mais les atomes dans les solides ne sont pas du tout immobiles, comme on pourrait le penser. Chacun d'eux vibre tout le temps sous l'influence des forces élastiques qui se produisent entre voisins. La plupart des éléments et composés présentent une structure cristalline au microscope.

Ainsi, les grains de sel de table ressemblent à des cubes parfaits. Dans les cristaux, les atomes sont fixés aux sites du réseau cristallin et ne peuvent vibrer qu'à proximité des sites du réseau. Les cristaux constituent de véritables solides, et des solides tels que le plastique ou l'asphalte sont, pour ainsi dire, intermédiaires entre les solides et les liquides. Un corps amorphe, comme un liquide, a un ordre à courte distance, mais la probabilité de sauts est faible. Ainsi, le verre peut être considéré comme un liquide surfondu avec une viscosité accrue. Les cristaux liquides ont la fluidité des liquides, mais conservent l'ordre de l'arrangement des atomes et ont une anisotropie de propriétés.

Les liaisons chimiques des atomes (et environ dans) dans les cristaux sont les mêmes que dans les molécules. La structure et la rigidité des solides sont déterminées par la différence des forces électrostatiques qui lient ensemble les atomes qui composent le corps. Le mécanisme qui lie les atomes en molécules peut conduire à la formation de structures périodiques solides qui peuvent être considérées comme des macromolécules. Comme les molécules ioniques et covalentes, il existe des cristaux ioniques et covalents. Les réseaux ioniques des cristaux sont maintenus ensemble par des liaisons ioniques (voir Fig. 7.1). La structure du sel de table est telle que chaque ion sodium a six voisins - les ions chlore. Cette répartition correspond à un minimum d'énergie, c'est-à-dire que lorsqu'une telle configuration se forme, le maximum d'énergie est libéré. Par conséquent, lorsque la température descend en dessous du point de fusion, il y a une tendance à former des cristaux purs. Avec une augmentation de la température, l'énergie cinétique thermique est suffisante pour rompre la liaison, le cristal commencera à fondre et la structure s'effondrera. Le polymorphisme cristallin est la capacité à former des états avec différentes structures cristallines.

Lorsque la distribution de la charge électrique dans les atomes neutres change, de faibles interactions entre voisins peuvent se produire. Cette liaison est appelée moléculaire ou van der Waals (comme dans la molécule d'hydrogène). Mais les forces d'attraction électrostatique peuvent également survenir entre des atomes neutres, alors aucun réarrangement dans les couches d'électrons des atomes ne se produit. La répulsion mutuelle lorsque les couches d'électrons se rapprochent déplace le centre de gravité des charges négatives par rapport aux charges positives. Chacun des atomes induit un dipôle électrique dans l'autre, ce qui conduit à leur attraction. C'est l'action des forces intermoléculaires ou forces de van der Waals, qui ont un grand rayon d'action.

Étant donné que l'atome d'hydrogène est très petit et que son électron est facilement déplacé, il est souvent attiré par deux atomes à la fois, formant une liaison hydrogène. La liaison hydrogène est également responsable de l'interaction des molécules d'eau entre elles. Il explique bon nombre des propriétés uniques de l'eau et de la glace (figure 7.4).

Une liaison covalente(ou atomique) est obtenu grâce à l'interaction interne d'atomes neutres. Un exemple d'une telle liaison est une liaison dans une molécule de méthane. Un type de carbone avec une forte liaison est le diamant (quatre atomes d'hydrogène sont remplacés par quatre atomes de carbone).

Ainsi, le carbone, construit sur une liaison covalente, forme un cristal en forme de losange. Chaque atome est entouré de quatre atomes, formant un tétraèdre régulier. Mais chacun d'eux est en même temps le sommet du tétraèdre voisin. Dans d'autres conditions, les mêmes atomes de carbone cristallisent en graphite. Dans le graphite, ils sont également reliés par des liaisons atomiques, mais ils forment des plans d'alvéoles hexagonales en nid d'abeilles capables de cisaillement. La distance entre les atomes situés aux sommets des hexagones est de 0,142 nm. Les couches sont situées à une distance de 0,335 nm, c'est-à-dire faiblement lié, le graphite est donc plastique et mou (Fig. 7.5). En 1990, il y a eu un essor des travaux de recherche provoqué par l'annonce de la réception d'une nouvelle substance - fullerite, constitué de molécules de carbone - fullerènes. Cette forme de carbone est moléculaire, c'est-à-dire l'élément minimum n'est pas un atome, mais une molécule. Il porte le nom de l'architecte R. Fuller, qui a obtenu en 1954 un brevet pour des structures de construction composées d'hexagones et de pentagones formant un hémisphère. Molécule de 60 des atomes de carbone d'un diamètre de 0,71 nm ont été découverts en 1985, puis des molécules ont été découvertes, etc. Ils avaient tous des surfaces stables,

mais les molécules les plus stables étaient C 60 et AVEC 70 . Il est logique de supposer que le graphite a été utilisé comme matière première pour la synthèse de fullerènes. Si tel est le cas, le rayon du fragment hexagonal doit être de 0,37 nm. Mais il s'est avéré être égal à 0,357 nm. Cette différence de 2 % est due au fait que les atomes de carbone sont situés sur une surface sphérique aux sommets de 20 hexaèdres réguliers hérités du graphite, et de 12 pentaèdres réguliers, soit la conception ressemble à un ballon de football. Il s'avère que lors de la "couture" dans une sphère fermée, certains des hexagones plats se sont transformés en pentaèdres. A température ambiante, les molécules de C 60 se condensent en une structure où chaque molécule a 12 voisins espacés de 0,3 nm. À T= 349 K, une transition de phase de premier ordre se produit - le réseau est réorganisé en un cubique. Le cristal lui-même est un semi-conducteur, mais lorsqu'un métal alcalin est ajouté à un film cristallin C 60, la supraconductivité se produit à une température de 19 K. 4-10 12 bit / cm 2. A titre de comparaison, un film d'un matériau ferromagnétique donne une densité d'enregistrement de l'ordre de 10 7 bit/cm 2 , et les disques optiques, c'est à dire. technologie laser, - 10 8 bits / cm 2. Ce carbone a également d'autres propriétés uniques, qui sont particulièrement importantes en médecine et en pharmacologie.

Il se manifeste par des cristaux métalliques liaison métallique, lorsque tous les atomes du métal donnent leurs électrons de valence "à usage collectif". Ils sont faiblement liés aux noyaux atomiques et peuvent se déplacer librement le long du réseau cristallin. Environ 2/5 des éléments chimiques sont des métaux. Dans les métaux (à l'exception du mercure), la liaison se forme lorsque les orbitales vacantes des atomes métalliques se chevauchent et que des électrons se détachent en raison de la formation d'un réseau cristallin. Il s'avère que les cations du réseau sont enveloppés dans un gaz d'électrons. Une liaison métallique se produit lorsque les atomes se rapprochent à une distance inférieure aux dimensions du nuage d'électrons externe. Avec cette configuration (principe de Pauli), l'énergie des électrons externes augmente et les noyaux des voisins commencent à attirer ces électrons externes, érodant les nuages ​​d'électrons, les répartissant uniformément sur le métal et les transformant en un gaz d'électrons. C'est ainsi que naissent les électrons de conduction, expliquant la conductivité électrique élevée des métaux. Dans les cristaux ioniques et covalents, les électrons externes sont pratiquement liés et la conductivité de ces solides est très faible, ils sont appelés isolants.

L'énergie interne des liquides est déterminée par la somme des énergies internes des sous-systèmes macroscopiques, en lesquels elle peut être divisée mentalement, et des énergies d'interaction de ces sous-systèmes. L'interaction s'effectue par des forces moléculaires avec un rayon d'action de l'ordre de 10 -9 m. Pour les macrosystèmes, l'énergie d'interaction est proportionnelle à la surface de contact, elle est donc petite, comme la fraction de la couche superficielle, mais cette n'est pas nécessaire. C'est ce qu'on appelle l'énergie de surface et doit être pris en compte dans les applications de tension de surface. Typiquement, les liquides occupent un plus grand volume avec un poids égal, c'est-à-dire qu'ils ont une densité plus faible. Mais pourquoi les volumes de glace et de bismuth diminuent-ils pendant la fonte et même après le point de fusion conservent-ils cette tendance pendant un certain temps ? Il s'avère que ces substances à l'état liquide sont plus denses.

Dans un liquide, chaque atome subit l'action de ses voisins et il vibre à l'intérieur du puits de potentiel anisotrope qu'ils créent. Contrairement à un solide, cette fosse est peu profonde, car les voisins éloignés n'ont presque aucun effet. L'environnement immédiat des particules dans un liquide change, c'est-à-dire que le liquide s'écoule. Lorsqu'une certaine température est atteinte, le liquide va bouillir ; pendant l'ébullition, la température reste constante. L'énergie entrante est dépensée pour rompre les liaisons et le liquide, lorsqu'elles sont complètement rompues, se transforme en gaz.

Les densités des liquides sont beaucoup plus élevées que celles des gaz aux mêmes pressions et températures. Ainsi, le volume d'eau pendant l'ébullition n'est que de 1/1600 du volume de la même masse de vapeur d'eau. Le volume du liquide dépend peu de la pression et de la température. Dans des conditions normales (20°C et une pression de 1.013 10 5 Pa), l'eau occupe un volume de 1 litre. Avec une diminution de la température à 10 ° C, le volume ne diminuera que de 0,0021, avec une augmentation de la pression, il doublera.

Bien qu'il n'existe pas encore de modèle idéal simple d'un liquide, sa microstructure a été suffisamment étudiée et permet d'expliquer qualitativement la plupart de ses propriétés macroscopiques. Le fait que dans les liquides la cohésion des molécules soit plus faible que dans un solide a été remarqué par Galilée ; il s'étonne que de grosses gouttes d'eau s'accumulent sur les feuilles de chou et ne se répandent pas sur la feuille. Le mercure renversé ou les gouttelettes d'eau sur une surface grasse prennent la forme de petites boules en raison de l'adhérence. Si les molécules d'une substance sont attirées par les molécules d'une autre substance, elles parlent de mouillage, par exemple, de la colle et du bois, de l'huile et du métal (malgré la pression énorme, l'huile est retenue dans les roulements). Mais l'eau monte dans des tubes minces, appelés tubes capillaires, et monte d'autant plus haut que le tube est fin. Il ne peut y avoir d'autre explication que l'effet du mouillage de l'eau et du verre. Les forces de mouillage entre le verre et l'eau sont plus importantes qu'entre les molécules d'eau. Avec le mercure, l'effet est inverse : le mouillage du mercure et du verre est plus faible que les forces d'adhésion entre les atomes de mercure. Galilée a remarqué qu'une aiguille graissée peut rester sur l'eau, bien que cela soit contraire à la loi d'Archimède. Lorsque l'aiguille flotte, vous pouvez

mais remarquez une légère déviation de la surface de l'eau, comme si elle s'efforçait de se redresser. Les forces d'adhérence entre les molécules d'eau sont suffisantes pour empêcher l'aiguille de tomber dans l'eau. La couche de surface protège l'eau comme un film, c'est tension superficielle, ce qui tend à donner à la forme de l'eau la plus petite surface - sphérique. Mais l'aiguille ne flottera plus à la surface de l'alcool, car lorsque de l'alcool est ajouté à l'eau, la tension superficielle diminue et l'aiguille s'enfonce. Le savon réduit également la tension superficielle, de sorte que la mousse de savon chaud, qui pénètre dans les fissures et les crevasses, élimine mieux la saleté, en particulier la graisse, tandis que l'eau propre ne ferait que s'enrouler en gouttelettes.

Le plasma est le quatrième état d'agrégation de la matière, qui est un gaz issu d'un ensemble de particules chargées interagissant à de grandes distances. Dans ce cas, le nombre de charges positives et négatives est approximativement égal, de sorte que le plasma est électriquement neutre. Des quatre éléments, le plasma correspond au feu. Pour convertir un gaz en un état plasma, vous en avez besoin ioniser, arracher les électrons des atomes. L'ionisation peut être réalisée par chauffage, décharge électrique ou rayonnement dur. La matière dans l'Univers est principalement à l'état ionisé. Dans les étoiles, l'ionisation est provoquée thermiquement, dans les nébuleuses raréfiées et le gaz interstellaire - par le rayonnement ultraviolet des étoiles. Notre Soleil est également constitué de plasma, son rayonnement ionise les couches supérieures de l'atmosphère terrestre, appelées ionosphère, la possibilité d'une communication radio longue distance dépend de son état. Dans des conditions terrestres, le plasma est rare - dans les lampes fluorescentes ou dans un arc électrique. Dans les laboratoires et la technologie, le plasma est le plus souvent obtenu par décharge électrique. Dans la nature, la foudre fait cela. Lors de l'ionisation par une décharge, des avalanches d'électrons apparaissent, similaires au processus d'une réaction en chaîne. Pour obtenir de l'énergie thermonucléaire, la méthode d'injection est utilisée : des ions gazeux accélérés à de très hautes vitesses sont injectés dans des pièges magnétiques, attirent vers eux les électrons de l'environnement, formant un plasma. L'ionisation par pression - par ondes de choc - est également utilisée. Cette méthode d'ionisation se trouve dans les étoiles superdenses et, éventuellement, dans le noyau de la Terre.

Toute force agissant sur les ions et les électrons provoque un courant électrique. S'il n'est pas associé à des champs extérieurs et n'est pas fermé à l'intérieur du plasma, il se polarise. Le plasma obéit aux lois du gaz, mais lorsqu'un champ magnétique est appliqué, qui régule le mouvement des particules chargées, il présente des propriétés tout à fait inhabituelles pour un gaz. Dans un champ magnétique puissant, les particules commencent à tourner autour des lignes de force et le long du champ magnétique, elles se déplacent librement. On dit que ce mouvement hélicoïdal déplace la structure des lignes de champ du champ et que le champ est "gelé" dans le plasma. Un plasma plus fin est décrit par un système de particules, et un plasma plus dense est décrit par un modèle liquide.

La conductivité électrique élevée du plasma est sa principale différence par rapport au gaz. La conductivité du plasma froid de la surface solaire (0,8 10 -19 J) atteint la conductivité des métaux, et à une température thermonucléaire (1,6 10 -15 J), le plasma d'hydrogène conduit un courant 20 fois mieux que le cuivre dans des conditions normales. Le plasma étant capable de conduire le courant, le modèle d'un liquide conducteur lui est souvent appliqué. Il est considéré comme un milieu continu, bien que sa compressibilité le distingue d'un liquide ordinaire, mais cette différence n'apparaît que pour les écoulements dont la vitesse est supérieure à la vitesse du son. Le comportement d'un fluide conducteur est étudié dans une science appelée magnétohydrodynamique. Dans l'espace, tout plasma est un conducteur idéal et les lois du champ gelé sont largement utilisées. Le modèle d'un liquide conducteur permet de comprendre le mécanisme de confinement du plasma par un champ magnétique. Ainsi, des flux de plasma sont émis par le Soleil, affectant l'atmosphère terrestre. L'écoulement lui-même n'a pas de champ magnétique, mais un champ étranger ne peut pas y pénétrer selon la loi du gel. Les flux solaires de plasma poussent les champs magnétiques interplanétaires étrangers hors du voisinage du Soleil. Une cavité magnétique apparaît, où le champ est plus faible. Lorsque ces flux de plasma corpusculaires s'approchent de la Terre, ils entrent en collision avec le champ magnétique terrestre et sont contraints de s'écouler autour de celle-ci selon la même loi. Il en résulte une sorte de cavité où le champ magnétique est collecté et où les flux de plasma ne pénètrent pas. Des particules chargées s'accumulent à sa surface, qui ont été détectées par des fusées et des satellites - il s'agit de la ceinture de rayonnement externe de la Terre. Ces idées ont également été utilisées pour résoudre des problèmes de confinement du plasma par un champ magnétique dans des dispositifs spéciaux - les tokamaks (de l'abréviation des mots : chambre toroïdale, aimant). Avec un plasma entièrement ionisé, confiné dans ces systèmes et d'autres, les espoirs reposent sur l'obtention d'une réaction thermonucléaire contrôlée sur Terre. Cela fournirait une source d'énergie propre et bon marché (eau de mer). Des travaux sont en cours pour obtenir et conserver du plasma à l'aide d'un rayonnement laser focalisé.

Les connaissances les plus courantes sur trois états d'agrégation: liquide, solide, gazeux, rappellent parfois le plasma, moins souvent les cristaux liquides. Récemment, une liste de 17 phases d'une substance, tirée du célèbre () Stephen Fry, s'est répandue sur Internet. Par conséquent, nous vous en dirons plus à leur sujet, car vous devriez en savoir un peu plus sur la matière, ne serait-ce que pour mieux comprendre les processus qui se déroulent dans l'Univers.

La liste des états agrégés de la matière donnée ci-dessous augmente des états les plus froids aux plus chauds, et ainsi de suite. peut être poursuivi. En même temps, il faut comprendre que le degré de compression de la substance et sa pression (avec quelques réserves pour de tels états hypothétiques inexplorés tels que quantique, radial ou faiblement symétrique) augmentent à partir de l'état gazeux (n° 11), le plus "non serré", des deux côtés de la liste, un graphique visuel des transitions de phase de la matière est affiché.

1. Quantique- l'état agrégé de la matière, obtenu lorsque la température chute au zéro absolu, à la suite de quoi les liaisons internes disparaissent et la matière se désintègre en quarks libres.

2. Condensat de Bose-Einstein- l'état agrégé de la matière, qui repose sur des bosons refroidis à des températures proches du zéro absolu (moins d'un millionième de degré au-dessus du zéro absolu). Dans un état aussi fortement refroidi, un nombre suffisamment grand d'atomes se retrouvent dans leurs états quantiques minimaux possibles et les effets quantiques commencent à se manifester au niveau macroscopique. Le condensat de Bose-Einstein (souvent appelé "condensat de Bose", ou simplement "retour") se produit lorsque vous refroidissez un élément chimique à des températures extrêmement basses (généralement à une température légèrement supérieure au zéro absolu, moins 273 degrés Celsius , est la température théorique à laquelle tout s'arrête de bouger).
C'est là que des choses complètement étranges commencent à arriver à la substance. Les processus normalement observés uniquement au niveau atomique se déroulent désormais à une échelle suffisamment grande pour être observés à l'œil nu. Par exemple, si vous placez le « support » dans un bécher et fournissez la température requise, la substance commencera à ramper le long du mur et finira par sortir d'elle-même.
Apparemment, nous avons affaire ici à une tentative futile de la substance d'abaisser sa propre énergie (qui est déjà au plus bas de tous les niveaux possibles).
Le ralentissement des atomes à l'aide d'un équipement de refroidissement produit un état quantique singulier appelé condensat de Bose ou condensat de Bose-Einstein. Ce phénomène a été prédit en 1925 par A. Einstein, à la suite d'une généralisation des travaux de S. Bose, où la mécanique statistique a été construite pour des particules allant des photons sans masse aux atomes avec une masse (le manuscrit d'Einstein, considéré comme perdu, a été découvert dans la bibliothèque de l'Université de Leiden en 2005). Le résultat des efforts de Bose et d'Einstein a été le concept de gaz de Bose obéissant aux statistiques de Bose-Einstein, qui décrit la distribution statistique de particules identiques à spin entier, appelées bosons. Les bosons, qui sont, par exemple, et des particules élémentaires individuelles - des photons et des atomes entiers, peuvent être les uns avec les autres dans les mêmes états quantiques. Einstein a suggéré que le refroidissement des atomes - bosons à des températures très basses les forcerait à aller (ou, en d'autres termes, à se condenser) dans l'état quantique le plus bas possible. Le résultat d'une telle condensation sera l'émergence d'une nouvelle forme de matière.
Cette transition se produit en dessous de la température critique, qui correspond à un gaz tridimensionnel homogène constitué de particules n'interagissant pas sans aucun degré de liberté interne.

3. Condensat de fermion- l'état d'agrégation d'une substance, similaire au support, mais de structure différente. Lorsqu'ils approchent du zéro absolu, les atomes se comportent différemment selon l'amplitude du moment angulaire approprié (spin). Les bosons ont des spins entiers, tandis que les fermions ont des multiples de 1/2 (1/2, 3/2, 5/2). Les fermions obéissent au principe d'exclusion de Pauli, selon lequel deux fermions ne peuvent pas avoir le même état quantique. Il n'y a pas une telle interdiction pour les bosons, et par conséquent ils ont la possibilité d'exister dans un état quantique et de former ainsi le soi-disant condensat de Bose-Einstein. La formation de ce condensat est responsable du passage à l'état supraconducteur.
Les électrons ont un spin 1/2 et sont donc des fermions. Ils se combinent en paires (appelées paires de Cooper), qui forment alors un condensat de Bose.
Des scientifiques américains ont tenté d'obtenir une sorte de molécule à partir d'atomes de fermions avec un refroidissement profond. La différence avec les vraies molécules était qu'il n'y avait pas de liaison chimique entre les atomes - ils se déplaçaient simplement ensemble de manière corrélée. Le lien entre les atomes s'est avéré encore plus fort qu'entre les électrons dans les paires de Cooper. Pour les paires de fermions formées, le spin total n'est plus un multiple de 1/2 ; ils se comportent donc déjà comme des bosons et peuvent former un condensat de Bose avec un seul état quantique. Au cours de l'expérience, un gaz de 40 atomes de potassium a été refroidi à 300 nanokelvins, tandis que le gaz était contenu dans un piège optique. Ensuite, un champ magnétique externe a été imposé, à l'aide duquel il était possible de modifier la nature des interactions entre les atomes - au lieu d'une forte répulsion, une forte attraction a commencé à être observée. En analysant l'influence du champ magnétique, il a été possible de trouver sa valeur à laquelle les atomes ont commencé à se comporter comme des paires d'électrons de Cooper. À l'étape suivante de l'expérience, les scientifiques proposent d'obtenir les effets de la supraconductivité pour le condensat de fermions.

4. Substance superfluide- un état dans lequel une substance n'a pratiquement aucune viscosité, et pendant l'écoulement, elle ne subit pas de frottement avec une surface solide. La conséquence de ceci est, par exemple, un effet aussi intéressant que le "rampage" spontané complet de l'hélium superfluide du récipient le long de ses parois contre la force de gravité. Bien sûr, il n'y a pas de violation de la loi de conservation de l'énergie. En l'absence de forces de frottement, seule la gravité, les forces d'interaction interatomique entre l'hélium et les parois de la cuve et entre les atomes d'hélium agissent sur l'hélium. Ainsi, les forces d'interaction interatomique dépassent toutes les autres forces combinées. De ce fait, l'hélium a tendance à se répandre le plus possible sur toutes les surfaces possibles, et donc à « voyager » le long des parois de la cuve. En 1938, le scientifique soviétique Pyotr Kapitsa a prouvé que l'hélium peut exister à l'état superfluide.
Il convient de noter que bon nombre des propriétés inhabituelles de l'hélium sont connues depuis un certain temps. Cependant, ces dernières années, cet élément chimique nous « gâte » avec des effets intéressants et inattendus. Ainsi, en 2004, Moses Chan et Eun-Siong Kim de l'Université de Pennsylvanie ont intrigué le monde scientifique en déclarant qu'ils avaient réussi à obtenir un état complètement nouveau de l'hélium - un solide superfluide. Dans cet état, certains atomes d'hélium dans le réseau cristallin peuvent s'écouler autour d'autres, et ainsi l'hélium peut s'écouler à travers lui-même. L'effet "superdureté" a été théoriquement prédit en 1969. Et maintenant en 2004 - comme s'il s'agissait d'une confirmation expérimentale. Cependant, des expériences ultérieures et très intéressantes ont montré que tout n'est pas si simple et, peut-être, une telle interprétation du phénomène, qui était auparavant pris pour la superfluidité de l'hélium solide, est incorrecte.
L'expérience des scientifiques dirigée par Humphrey Maris de l'Université Brown aux États-Unis était simple et élégante. Les scientifiques ont placé un tube à essai à l'envers dans un réservoir fermé d'hélium liquide. Une partie de l'hélium dans le tube à essai et dans le réservoir était gelée de telle sorte que la limite entre le liquide et le solide à l'intérieur du tube à essai était plus élevée que dans le réservoir. En d'autres termes, dans la partie supérieure du tube à essai, il y avait de l'hélium liquide, dans la partie inférieure - solide, il passait doucement dans la phase solide du réservoir, sur laquelle un peu d'hélium liquide était versé - inférieur au niveau de liquide dans le tube à essai. Si l'hélium liquide commençait à s'infiltrer à travers le solide, alors la différence de niveau diminuerait et on pourrait alors parler d'hélium solide superfluide. Et en principe, dans trois des 13 expériences, la différence de niveau a en fait diminué.

5. Substance superdure- un état agrégé dans lequel la matière est transparente et peut « couler » comme un liquide, mais en fait elle est dépourvue de viscosité. De tels fluides sont connus depuis de nombreuses années et sont appelés superfluides. Le fait est que si le superfluide est agité, il circulera presque indéfiniment, tandis que le liquide normal finira par se calmer. Les deux premiers superfluides ont été créés par les chercheurs à l'aide d'hélium-4 et d'hélium-3. Ils ont été refroidis à presque zéro absolu - à moins 273 degrés Celsius. Et à partir de l'hélium-4, des scientifiques américains ont réussi à obtenir un corps ultra-dur. Ils ont comprimé l'hélium congelé par plus de 60 fois la pression, puis le verre rempli de la substance a été placé sur un disque rotatif. À une température de 0,175 degrés Celsius, le disque a soudainement commencé à tourner plus librement, ce qui, selon les scientifiques, indique que l'hélium est devenu un supercorps.

6. Solide- l'état agrégé de la matière, caractérisé par la stabilité de la forme et de la nature du mouvement thermique des atomes, qui effectuent de petites vibrations autour des positions d'équilibre. L'état stable des solides est cristallin. Distinguer les solides avec des liaisons ioniques, covalentes, métalliques et autres entre les atomes, ce qui détermine la variété de leurs propriétés physiques. Les propriétés électriques et certaines autres propriétés des solides sont principalement déterminées par la nature du mouvement des électrons externes de ses atomes. Selon leurs propriétés électriques, les solides sont divisés en diélectriques, semi-conducteurs et métaux, selon leurs propriétés magnétiques - en dia-aimants, para-aimants et corps à structure magnétique ordonnée. La recherche sur les propriétés des solides s'est regroupée dans un vaste domaine - la physique du solide, dont le développement est stimulé par les besoins de la technologie.

7. Solide amorphe- état agrégé condensé de la matière, caractérisé par une isotropie des propriétés physiques due à l'arrangement désordonné des atomes et des molécules. Dans les solides amorphes, les atomes vibrent autour de points situés au hasard. Contrairement à l'état cristallin, la transition du solide amorphe au liquide se produit progressivement. Diverses substances sont à l'état amorphe : verres, résines, plastiques, etc.

8. Cristal liquide Est un état agrégé spécifique d'une substance dans lequel il présente simultanément les propriétés d'un cristal et d'un liquide. Immédiatement, il est nécessaire de faire une réserve que toutes les substances ne peuvent pas être à l'état de cristaux liquides. Cependant, certaines substances organiques avec des molécules complexes peuvent former un état d'agrégat spécifique - les cristaux liquides. Cet état se produit lorsque les cristaux de certaines substances fondent. Lorsqu'ils fondent, une phase cristalline liquide se forme, qui diffère des liquides ordinaires. Cette phase existe dans la plage allant du point de fusion du cristal à une température plus élevée, lorsqu'elle est chauffée à laquelle le cristal liquide se transforme en un liquide ordinaire.
En quoi un cristal liquide diffère-t-il d'un cristal liquide et d'un cristal ordinaire, et en quoi leur ressemble-t-il ? Comme un liquide ordinaire, un cristal liquide est fluide et prend la forme d'un récipient dans lequel il est placé. En cela, il diffère des cristaux connus de tous. Cependant, malgré cette propriété qui l'unit à un liquide, il possède une propriété caractéristique des cristaux. C'est l'ordre dans l'espace des molécules qui forment le cristal. Certes, cet ordre n'est pas aussi complet que dans les cristaux ordinaires, mais il affecte néanmoins de manière significative les propriétés des cristaux liquides, ce qui les distingue des liquides ordinaires. L'ordre spatial incomplet des molécules qui forment un cristal liquide se manifeste par le fait que dans les cristaux liquides, il n'y a pas d'ordre complet dans l'agencement spatial des centres de gravité des molécules, bien qu'il puisse y avoir un ordre partiel. Cela signifie qu'ils n'ont pas de réseau cristallin rigide. Par conséquent, les cristaux liquides, comme les liquides ordinaires, ont la propriété de fluidité.
Une propriété obligatoire des cristaux liquides, les rapprochant des cristaux ordinaires, est la présence de l'ordre de l'orientation spatiale des molécules. Cet ordre d'orientation peut se manifester, par exemple, par le fait que tous les axes longs des molécules dans un échantillon de cristal liquide sont orientés de la même manière. Ces molécules doivent être allongées. En plus de l'ordre nommé le plus simple des axes moléculaires, un ordre orientationnel plus complexe des molécules peut être réalisé dans un cristal liquide.
Selon le type d'ordre des axes moléculaires, les cristaux liquides sont divisés en trois types : nématique, smectique et cholestérique.
Des recherches en physique des cristaux liquides et de leurs applications sont actuellement menées sur un large front dans tous les pays les plus développés du monde. La recherche nationale est concentrée dans les institutions de recherche universitaires et industrielles et a une longue tradition. Les œuvres de V.K. Frédéric à V.N. Tsvetkova. Au cours des dernières années d'étude vigoureuse des cristaux liquides, les chercheurs russes ont également apporté une contribution significative au développement de la théorie des cristaux liquides en général et, en particulier, de l'optique des cristaux liquides. Ainsi, les travaux d'I.G. Chistyakova, A.P. Kapustina, S.A. Brazovski, S.A. Pikina, L.M. Blinov et de nombreux autres chercheurs soviétiques sont largement connus de la communauté scientifique et servent de base à un certain nombre d'applications techniques efficaces des cristaux liquides.
L'existence des cristaux liquides a été établie il y a très longtemps, à savoir en 1888, c'est-à-dire il y a près d'un siècle. Bien que les scientifiques aient été confrontés à cet état de la matière avant 1888, il a été officiellement découvert plus tard.
Le premier à découvrir les cristaux liquides fut le botaniste autrichien Reinitzer. En étudiant la nouvelle substance qu'il a synthétisée, le benzoate de cholestérol, il a découvert qu'à une température de 145 °C, les cristaux de cette substance fondent, formant un liquide trouble, diffusant fortement la lumière. Au fur et à mesure que le chauffage se poursuit, en atteignant une température de 179°C, le liquide s'éclaircit, c'est-à-dire qu'il commence à se comporter optiquement comme un liquide ordinaire, par exemple de l'eau. Le benzoate de cholestérol présentait des propriétés inattendues dans une phase trouble. En examinant cette phase au microscope polarisant, Rey-nitzer a découvert qu'elle avait une biréfringence. Cela signifie que l'indice de réfraction de la lumière, c'est-à-dire la vitesse de la lumière dans cette phase, dépend de la polarisation.

9. Liquide- l'état d'agrégation d'une substance, qui combine les caractéristiques d'un état solide (rétention de volume, une certaine résistance à la traction) et gazeux (variabilité de forme). Un liquide est caractérisé par un ordre à courte distance dans l'arrangement des particules (molécules, atomes) et une petite différence dans l'énergie cinétique du mouvement thermique des molécules et leur énergie d'interaction potentielle. Le mouvement thermique des molécules liquides consiste en des oscillations autour des positions d'équilibre et des sauts relativement rares d'une position d'équilibre à une autre, qui sont associés à la fluidité du liquide.

10. Fluide supercritique(SCF) - l'état d'agrégation d'une substance, dans lequel la différence entre les phases liquide et gazeuse disparaît. Toute substance à une température et une pression supérieures au point critique est un fluide supercritique. Les propriétés d'une substance à l'état supercritique sont intermédiaires entre ses propriétés dans les phases gazeuse et liquide. Ainsi, le SCF a une densité élevée, proche d'un liquide, et une faible viscosité, comme les gaz. Dans ce cas, le coefficient de diffusion a une valeur intermédiaire entre liquide et gaz. Les substances supercritiques peuvent être utilisées comme substituts des solvants organiques dans les processus de laboratoire et industriels. L'eau supercritique et le dioxyde de carbone supercritique ont reçu le plus grand intérêt et la plus grande distribution en relation avec certaines propriétés.
L'une des propriétés les plus importantes de l'état supercritique est la capacité de dissoudre des substances. En modifiant la température ou la pression du fluide, vous pouvez modifier ses propriétés dans une large gamme. Ainsi, vous pouvez obtenir un fluide dont les propriétés sont proches d'un liquide ou d'un gaz. Ainsi, la capacité de dissolution d'un fluide augmente avec l'augmentation de la densité (à température constante). Étant donné que la densité augmente avec l'augmentation de la pression, la modification de la pression peut affecter la capacité de dissolution du fluide (à température constante). Dans le cas de la température, l'envie des propriétés du fluide est un peu plus compliquée - à densité constante, la capacité de dissolution du fluide augmente également, cependant, près du point critique, une légère augmentation de la température peut entraîner une forte baisse de densité, et, par conséquent, de la capacité de dissolution. Les fluides supercritiques se mélangent indéfiniment les uns aux autres, par conséquent, lorsque le point critique du mélange est atteint, le système sera toujours monophasique. La température critique approximative d'un mélange binaire peut être calculée comme la moyenne arithmétique des paramètres critiques des substances Tc (mélange) = (fraction molaire A) x TcA + (fraction molaire B) x TcB.

11. Gazeux- (gaz français, du grec chaos - chaos), l'état d'agrégation de la matière, dans lequel l'énergie cinétique du mouvement thermique de ses particules (molécules, atomes, ions) dépasse largement l'énergie potentielle d'interactions entre elles, et par conséquent, les particules se déplacent librement, remplissant uniformément tout le volume qui leur est fourni en l'absence de champs externes.

12. Plasma- (du grec. Plasma - sculpté, façonné), l'état de la matière, qui est un gaz ionisé, dans lequel les concentrations de charges positives et négatives sont égales (quasineutralité). La grande majorité de la substance de l'Univers est à l'état de plasma : étoiles, nébuleuses galactiques et milieu interstellaire. Le plasma existe près de la Terre sous la forme du vent solaire, de la magnétosphère et de l'ionosphère. Le plasma à haute température (T ~ 106-108K) à partir d'un mélange de deutérium et de tritium est à l'étude dans le but d'une fusion thermonucléaire contrôlée. Le plasma basse température (T Ј 105K) est utilisé dans divers dispositifs à décharge gazeuse (lasers à gaz, dispositifs ioniques, générateurs MHD, plasmatrons, moteurs à plasma, etc.), ainsi qu'en technologie (voir Métallurgie plasma, Forage plasma, Plasma technologie) ...

13. Substance dégénérée- est une étape intermédiaire entre le plasma et le neutronium. Elle est observée chez les naines blanches et joue un rôle important dans l'évolution des étoiles. Lorsque les atomes sont soumis à des températures et des pressions extrêmement élevées, ils perdent leurs électrons (ils se transforment en gaz d'électrons). En d'autres termes, ils sont complètement ionisés (plasma). La pression d'un tel gaz (plasma) est déterminée par la pression des électrons. Si la densité est très élevée, toutes les particules sont obligées de se rapprocher. Les électrons peuvent être dans des états avec certaines énergies, et deux électrons ne peuvent pas avoir la même énergie (à moins que leurs spins ne soient opposés). Ainsi, dans un gaz dense, tous les niveaux d'énergie inférieurs sont remplis d'électrons. Un tel gaz est appelé dégénéré. Dans cet état, les électrons présentent une pression électronique dégénérée, qui s'oppose aux forces de gravité.

14. Neutronium- l'état d'agrégation, dans lequel passe la matière à ultra haute pression, inaccessible en laboratoire, mais existant à l'intérieur des étoiles à neutrons. Lors du passage à l'état neutronique, les électrons d'une substance interagissent avec des protons et se transforment en neutrons. En conséquence, la substance à l'état neutronique est entièrement constituée de neutrons et a une densité de l'ordre du nucléaire. Dans ce cas, la température de la substance ne doit pas être trop élevée (en équivalent énergétique, pas plus d'une centaine de MeV).
Avec une forte augmentation de la température (des centaines de MeV et plus), divers mésons commencent à être produits et annihilés à l'état neutronique. Avec une nouvelle augmentation de la température, un déconfinement se produit et la substance passe à l'état de plasma quark-gluon. Il ne s'agit plus de hadrons, mais de quarks et de gluons qui naissent et disparaissent constamment.

15. Plasma quark-gluon(chromoplasme) - l'état global de la matière en physique des hautes énergies et en physique des particules élémentaires, dans lequel la matière hadronique passe dans un état similaire à l'état dans lequel les électrons et les ions sont dans le plasma ordinaire.
Habituellement, la matière dans les hadrons est dans ce qu'on appelle l'état incolore ("blanc"). C'est-à-dire que des quarks de couleurs différentes s'annulent. La matière ordinaire a un état similaire - lorsque tous les atomes sont électriquement neutres, c'est-à-dire
les charges positives qu'ils contiennent sont compensées par des charges négatives. A haute température, une ionisation des atomes peut se produire, tandis que les charges se séparent, et la substance devient, comme on dit, "quasineneutre". C'est-à-dire que l'ensemble du nuage de matière reste neutre et que ses particules individuelles cessent d'être neutres. Exactement la même chose, apparemment, peut se produire avec la matière hadronique - à des énergies très élevées, la couleur est libérée et rend la matière "quasi-incolore".
Vraisemblablement, la substance de l'Univers était à l'état de plasma quark-gluon dans les premiers instants après le Big Bang. Or, un plasma quark-gluon peut être formé pendant une courte période par des collisions de particules de très hautes énergies.
Le plasma quark-gluon a été obtenu expérimentalement à l'accélérateur RHIC du Brookhaven National Laboratory en 2005. La température maximale du plasma de 4 000 milliards de degrés Celsius y a été obtenue en février 2010.

16. Substance étrange- l'état d'agrégation, dans lequel la matière est comprimée aux valeurs limites de densité, elle peut exister sous la forme d'une "soupe de quarks". Un centimètre cube de matière dans cet état pèsera des milliards de tonnes ; de plus, il transformera toute substance normale avec laquelle il entre en contact dans la même forme "étrange" avec la libération d'une quantité importante d'énergie.
L'énergie qui peut être libérée lors de la transformation de la matière du noyau de l'étoile en "matière étrange" conduira à une explosion surpuissante du "quark nova" - et, selon Leahy et Wyed, ce sont ses astronomes qui ont observé en septembre 2006.
Le processus de formation de cette substance a commencé avec une supernova ordinaire, en laquelle une étoile massive s'est transformée. À la suite de la première explosion, une étoile à neutrons s'est formée. Mais, selon Leahy et Uyed, il n'a pas duré longtemps - comme sa rotation semblait ralentie par son propre champ magnétique, il a commencé à se rétrécir encore plus, avec la formation d'un caillot de "matière étrange", qui a conduit à une explosion encore plus puissante que dans une explosion de supernova ordinaire, la libération d'énergie - et les couches externes de la substance de l'ancienne étoile à neutrons, se dispersant dans l'espace environnant à une vitesse proche de la vitesse de la lumière.

17. Substance fortement symétrique Est une substance comprimée à un point tel que les microparticules qu'elle contient se superposent et que le corps lui-même s'effondre dans un trou noir. Le terme « symétrie » s'explique comme suit : Prenons les états agrégés de la matière connus de tous à l'école - solide, liquide, gazeux. Pour plus de précision, considérons un cristal infini idéal comme un solide. Il présente une certaine symétrie dite discrète par rapport au transfert. Cela signifie que si vous déplacez le réseau cristallin d'une distance égale à l'intervalle entre deux atomes, rien ne changera - le cristal coïncidera avec lui-même. Si le cristal est fondu, la symétrie du liquide résultant sera différente : elle augmentera. Dans le cristal, seuls les points étaient équivalents, qui étaient distants les uns des autres à certaines distances, les soi-disant nœuds du réseau cristallin, dans lesquels se trouvaient des atomes identiques.
Le liquide est homogène dans tout son volume, tous ses points sont indiscernables les uns des autres. Cela signifie que le liquide peut être déplacé à n'importe quelle distance arbitraire (et pas seulement à une certaine discrète, comme dans un cristal) ou tourné à n'importe quel angle arbitraire (ce qui ne peut pas du tout être fait dans les cristaux) et il coïncidera avec lui-même. Le degré de sa symétrie est plus élevé. Le gaz est encore plus symétrique : le liquide occupe un certain volume dans la cuve et une asymétrie s'observe à l'intérieur de la cuve, là où il y a du liquide, et des points où il ne l'est pas. Le gaz occupe tout le volume qui lui est fourni, et en ce sens, tous ses points sont indiscernables les uns des autres. Pourtant, ici, il serait plus correct de parler non pas de points, mais d'éléments petits, mais macroscopiques, car il y a encore des différences au niveau microscopique. À certains moments à un moment donné, il y a des atomes ou des molécules, tandis que d'autres non. La symétrie n'est observée qu'en moyenne, soit sur certains paramètres de volume macroscopiques, soit au cours du temps.
Mais il n'y a toujours pas de symétrie instantanée au niveau microscopique. Si la substance est comprimée très fortement, jusqu'à des pressions inacceptables dans la vie quotidienne, compressée de manière à ce que les atomes soient écrasés, leurs coquilles se pénètrent et que les noyaux commencent à se toucher, une symétrie apparaît au niveau microscopique. Tous les noyaux sont identiques et pressés les uns contre les autres, non seulement les distances interatomiques, mais aussi internucléaires sont absentes, et la substance devient homogène (substance étrange).
Mais il y a aussi un niveau submicroscopique. Les noyaux sont constitués de protons et de neutrons qui se déplacent à l'intérieur du noyau. Il y a aussi un peu d'espace entre eux. Si vous continuez à presser pour que les noyaux soient également écrasés, les nucléons seront étroitement pressés les uns contre les autres. Ensuite, au niveau submicroscopique, apparaîtra une symétrie, qui n'est même pas à l'intérieur des noyaux ordinaires.
D'après ce qui a été dit, on peut voir une tendance bien nette : plus la température est élevée et plus la pression est élevée, plus la substance devient symétrique. Sur la base de ces considérations, la substance comprimée au maximum est dite fortement symétrique.

18. Substance faiblement symétrique- un état opposé à une substance fortement symétrique dans ses propriétés, qui était présente dans un Univers très ancien à une température proche de la température de Planck, peut-être 10-12 secondes après le Big Bang, lorsque les forces fortes, faibles et électromagnétiques étaient une seule superpuissance. Dans cet état, la matière est comprimée à un point tel que sa masse est convertie en énergie, qui commence à influencer, c'est-à-dire à se dilater indéfiniment. Il n'est pas encore possible d'atteindre des énergies pour l'obtention expérimentale de superpuissance et le transfert de matière dans cette phase dans des conditions terrestres, bien que de telles tentatives aient été faites au Grand collisionneur de hadrons afin d'étudier l'univers primitif. En raison de l'absence d'interaction gravitationnelle dans la composition de la super-force qui forme cette substance, la super-force n'est pas suffisamment symétrique par rapport à la force supersymétrique, qui contient les 4 types d'interactions. Par conséquent, cet état d'agrégation a reçu un tel nom.

19. Matière du faisceau- ceci, en fait, n'est pas du tout une substance, mais de l'énergie sous sa forme pure. Cependant, c'est cet état hypothétique d'agrégation qu'un corps adoptera lorsqu'il aura atteint la vitesse de la lumière. Elle peut également être obtenue en chauffant le corps à la température de Planck (1032K), c'est-à-dire en accélérant les molécules de la substance à la vitesse de la lumière. Comme il ressort de la théorie de la relativité, lorsqu'une vitesse supérieure à 0,99 s est atteinte, la masse du corps commence à croître beaucoup plus rapidement que lors d'une accélération "normale", de plus, le corps s'allonge, se réchauffe, c'est-à-dire commence rayonner dans le spectre infrarouge. Au franchissement du seuil de 0,999 s, le corps change radicalement et entame une transition de phase rapide jusqu'à l'état de rayon. Comme il ressort de la formule d'Einstein, prise sous sa forme complète, la masse croissante de la substance finale se compose de masses séparées du corps sous forme de rayonnement thermique, radiographique, optique et autre, dont l'énergie est décrite par le terme suivant de la formule. Ainsi, un corps approchant la vitesse de la lumière commencera à émettre dans tous les spectres, grandira en longueur et ralentira dans le temps, s'amincissant à la longueur de Planck, c'est-à-dire qu'en atteignant la vitesse c, le corps se transformera en un corps infiniment long et rayon mince se déplaçant à la vitesse de la lumière et constitué de photons qui n'ont pas de longueur, et sa masse infinie se transformera complètement en énergie. Par conséquent, une telle substance est appelée rayon.

"Alcools" De l'histoire  Saviez-vous que même au IVe siècle. avant JC NS. les gens savaient-ils faire des boissons contenant de l'alcool éthylique ? Le vin a été obtenu par fermentation de jus de fruits et de baies. Cependant, ils ont appris à en extraire la composante enivrante bien plus tard. Au XIe siècle. les alchimistes ont capturé une vapeur d'une substance volatile qui a été libérée lorsque le vin a été chauffé Définition Alcools (alcools obsolètes) - composés organiques contenant un ou plusieurs groupes hydroxyle (hydroxyle, OH) directement liés à un atome de carbone dans un radical hydrocarboné  Formule générale des alcools CxHy (OH) n Formule générale des alcools monohydriques saturés СnН2n + 1OH Classification des alcools Selon le nombre de groupes hydroxyles CxHy (OH) n Alcools monohydriques CH3 - CH2 - CH2 OH Glycols dihydriques CH3 - CH - CH2 OH OH Glycérols trihydriques CH2 - CH - CH2 OH OH OH Classification des alcools Par Par la nature du radical hydrocarboné du radical CxHy (OH) n CxHy (OH) n Limite Limite CH3 CH3 –– CH CH2 CH2 2 –– CH 2 OH OH Insaturé Insaturé CH CH2 = CH CH –– CH CH2 2 = 2 OH OH Aromatique Aromatique CH CH2 OH 2 - OH hydrogène correspondant à l'alcool, ajouter le suffixe (générique) - OL. Les chiffres après le suffixe indiquent la position du groupe hydroxyle dans la chaîne principale : H | H-C-O H | H méthanol H H H | 3 | 2 | 1 H- C - C - C -OH | | | H H H propanol-1 H H H | 1 | 2 | 3 H - C - C - C - H | | | H OH H propanol -2 TYPES D'ISOMERIE 1. Isomérie de la position du groupement fonctionnel (propanol – 1 et propanol – 2) 2. Isomérie du squelette carboné CH3-CH2-CH2-CH2-OH butanol-1 CH3-CH -CH2-OH | CH3 2-méthylpropanol-1 3. Isomérie interclasse - les alcools sont isomères des éthers : CH3-CH2-OH éthanol CH3-O-CH3 éther diméthylique Conclusion suffixe -ol  Pour les alcools polyhydriques, avant le suffixe -ol en grec (-di- , -tri-, ...), le nombre de groupes hydroxyle est indiqué  Par exemple : CH3-CH2-OH éthanol Types d'isomérie d'alcool Structurel 1. Chaîne carbonée 2. Positions du groupe fonctionnel PROPRIÉTÉS PHYSIQUES  Alcools inférieurs (C1 -C11) -liquides volatils avec une odeur piquante  Alcools supérieurs (C12- et plus) solides avec une odeur agréable PROPRIÉTÉS PHYSIQUES Nom Formule Pl. g/cm3 tm.C point d'ébullition C Méthyle CH3OH 0,792 -97 64 Ethyl C2H5OH 0,790 -114 78 Propyle CH3CH2CH2OH 0,804 -120 92 Isopropyle CH3-CH (OH) -CH3 0,786 -88 82 Butyle CH3CH2CH2CH2OH 0,810 -90 118 Propriétés physiques spécifiques : état d'agrégation L'alcool méthylique (le premier représentant de la série homologue des alcools) est un liquide. Peut-être qu'il a un grand poids moléculaire? Non. Beaucoup moins que le dioxyde de carbone. Alors qu'est-ce que c'est? R - O… H - O… H - O H R R Pourquoi? CH3 - O ... N - O ... N - O N N CH3 Et si le radical est grand ? СН3 - СН2 - СН2 - СН2 - СН2 - О ... Н - О Н Н Les liaisons hydrogène sont trop faibles pour maintenir une molécule d'alcool, qui a une grande partie insoluble, entre les molécules d'eau Particularité des propriétés physiques : contraction Pourquoi, lors de la résolution problèmes de calcul, ils n'utilisent jamais de volume, mais seulement en masse ? Mélanger 500 ml d'alcool et 500 ml d'eau. Nous obtenons 930 ml de solution. Les liaisons hydrogène entre les molécules d'alcool et d'eau sont si importantes qu'il y a une diminution du volume total de la solution, sa « compression » (du latin contraktio - compression). Quelques représentants des alcools Alcool monohydrique - méthanol  Liquide incolore avec un point d'ébullition de 64C, une odeur caractéristique Plus léger que l'eau. Brûle avec une flamme incolore. Il est utilisé comme solvant et carburant dans les moteurs à combustion interne Le méthanol est un poison  L'effet toxique du méthanol est basé sur des dommages aux systèmes nerveux et vasculaire. L'ingestion de 5 à 10 ml de méthanol entraîne une intoxication grave, et 30 ml ou plus - à la mort Alcool monohydrique - éthanol Liquide incolore avec une odeur caractéristique et un goût de brûlé, point d'ébullition 78C. Plus léger que l'eau. Se mélange avec elle dans n'importe quelle relation. Facilement inflammable, brûle avec une faible flamme bleuâtre rougeoyante. Amitié avec la police de la circulation Les esprits sont-ils amis avec la police de la circulation ? Mais comment! Avez-vous déjà été arrêté par un inspecteur de la police de la circulation? As-tu respiré dans le tube ? Si vous n'avez pas eu de chance, alors la réaction d'oxydation de l'alcool a eu lieu, dans laquelle la couleur a changé, et vous avez dû payer une amende 3СН3 - СН2 - ОН + К2Сr2O7 + 4H2SO4  K2SO4 + 7H2O + O Cr2 (SO4) 3 + 3CH3 - CH Être amis ou ne pas être amis avec l'alcool Une question intéressante. L'alcool appartient aux xénobiotiques - des substances non contenues dans le corps humain, mais affectant ses fonctions vitales. Tout dépend de la dose. 1. L'alcool est un nutriment qui fournit de l'énergie au corps. Au Moyen Âge, le corps tirait environ 25 % de son énergie de la consommation d'alcool ; 2. L'alcool est un médicament qui a un effet désinfectant et antibactérien ; 3. L'alcool est un poison qui perturbe les processus biologiques naturels, détruit les organes internes et le psychisme et, s'il est consommé de manière excessive, entraîne la mort.Utilisation d'éthanol  L'alcool éthylique est utilisé dans la préparation de diverses boissons alcoolisées ;  En médecine, pour la préparation d'extraits de plantes médicinales, ainsi que pour la désinfection ;  En cosmétique et parfumerie, l'éthanol est un solvant des parfums et lotions Effets néfastes de l'éthanol  En début d'intoxication, les structures du cortex cérébral souffrent ; l'activité des centres cérébraux qui contrôlent le comportement est supprimée : le contrôle raisonnable sur les actions est perdu, une attitude critique envers soi-même diminue. I.P. Pavlov a qualifié un tel état d'"émeute du sous-cortex" irréversible, et même après une abstinence prolongée de la consommation de boissons alcoolisées, ils persistent. Si une personne ne peut pas s'arrêter, alors les écarts organiques et, par conséquent, mentaux par rapport à la norme augmentent Effets nocifs de l'éthanol  L'alcool a un effet extrêmement défavorable sur les vaisseaux du cerveau. Au début de l'intoxication, ils se dilatent, le flux sanguin y ralentit, ce qui entraîne une congestion du cerveau. Ensuite, lorsque, en plus de l'alcool, des produits nocifs de sa décomposition incomplète commencent à s'accumuler dans le sang, un spasme aigu se produit, une vasoconstriction, des complications dangereuses telles que les accidents vasculaires cérébraux se développent, entraînant une invalidité grave et même la mort. QUESTIONS À ENLEVER 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Il y a de l'eau dans un récipient non signé et de l'alcool dans l'autre. Pouvez-vous utiliser un indicateur pour les reconnaître ? Qui a l'honneur d'obtenir de l'alcool pur ? L'alcool peut-il être un solide ? Le poids moléculaire du méthanol est de 32 et celui du dioxyde de carbone est de 44. Tirez une conclusion sur l'état d'agrégation de l'alcool. Mélange un litre d'alcool et un litre d'eau. Déterminer le volume du mélange. Comment conduire un inspecteur de police de la circulation? L'alcool absolu anhydre peut-il dégager de l'eau ? Que sont les xénobiotiques et comment sont-ils liés aux alcools ? RÉPONSES 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Vous ne pouvez pas. Les indicateurs n'ont aucun effet sur les alcools et leurs solutions aqueuses. Alchimistes, bien sûr. Peut-être si cet alcool contient 12 atomes de carbone ou plus. Aucune conclusion ne peut être tirée de ces données. Les liaisons hydrogène entre les molécules d'alcool à un faible poids moléculaire de ces molécules rendent le point d'ébullition de l'alcool anormalement élevé. Le volume du mélange ne sera pas de deux litres, mais beaucoup moins, environ 1 litre - 860 ml. Ne buvez pas en conduisant. Peut-être que si vous le chauffez et ajoutez de la conc. acide sulfurique. Ne soyez pas paresseux et souvenez-vous de tout ce que vous avez entendu avec les alcools, décidez vous-même une fois pour toutes quelle est votre dose ……. et est-ce vraiment nécessaire ????? Alcool polyhydrique éthylène glycol  L'éthylène glycol est un représentant des alcools dihydriques saturés - glycols;  Le nom de glycols a été donné en raison du goût sucré de nombreux représentants de la série (grec "glycos" - sucré); L'éthylène glycol est un liquide sirupeux au goût sucré, inodore, toxique. Il est bien miscible avec l'eau et l'alcool, hygroscopique Application de l'éthylène glycol Une propriété importante de l'éthylène glycol est la capacité d'abaisser le point de congélation de l'eau, à partir de laquelle la substance a trouvé une large application en tant que composant d'antigels et d'anti- fluides de congélation;  Il est utilisé pour obtenir du lavsan (une fibre synthétique précieuse) L'éthylène glycol est un poison  Les doses provoquant une intoxication mortelle à l'éthylène glycol varient considérablement - de 100 à 600 ml. Selon un certain nombre d'auteurs, la dose létale pour l'homme est de 50 à 150 ml. La mortalité due à la défaite de l'éthylène glycol est très élevée et représente plus de 60 % de tous les cas d'empoisonnement ;  Le mécanisme de l'action toxique de l'éthylène glycol n'a pas été suffisamment étudié à ce jour. L'éthylène glycol est rapidement absorbé (y compris à travers les pores de la peau) et circule dans le sang inchangé pendant plusieurs heures, atteignant sa concentration maximale en 2 à 5 heures. Puis sa teneur dans le sang diminue progressivement, et elle se fixe dans les tissus Alcool polyhydrique Glycérine  La glycérine est un alcool trihydrique limitant. Liquide incolore, visqueux, hygroscopique, au goût sucré. Miscible à l'eau à tous égards, bon solvant. Réagit avec l'acide nitrique pour former de la nitroglycérine. Forme des graisses et des huiles avec des acides carboxyliques CH2 - CH - CH2 OH OH OH Utilisation de glycérine  Utilisée dans     la production d'explosifs à la nitroglycérine; Lors du traitement du cuir; En tant que composant de certains adhésifs ; Dans la production de plastiques, la glycérine est utilisée comme plastifiant ; Dans la production de confiseries et de boissons (en tant qu'additif alimentaire E422) Réaction qualitative aux alcools polyvalents Réaction qualitative aux alcools polyvalents  La réaction aux alcools polyvalents est leur interaction avec un précipité fraîchement obtenu d'hydroxyde de cuivre (II), qui se dissout pour former un solution bleu-violet brillant Devoirs Remplissez une carte de travail pour la leçon ; Répondez aux questions du test ;  Résoudre les mots croisés  Fiche de travail de la leçon "Alcools"  Formule générale des alcools Nommer les substances :  CH3OH  CH3-CH2-CH2-CH2-OH  CH2 (OH) -CH2 (OH)  Faire la formule développée du propanol-2  Quelle est la détermination de l'atomicité de l'alcool ?  Lister les domaines d'application de l'éthanol  Quels alcools sont utilisés dans l'industrie agroalimentaire ? Quel type d'alcool provoque une intoxication mortelle lorsque 30 ml sont ingérés ? Quelle substance est utilisée comme liquide antigel ? Comment distinguer l'alcool polyhydrique de l'alcool monohydrique ? Méthodes de production Laboratoire  Hydrolyse des haloalcanes : R-CL + NaOH R-OH + NaCL  Hydratation des alcènes : CH2 = CH2 + H2O C2H5OH  Hydrogénation des composés carbonylés Industrielle  Synthèse du méthanol à partir du gaz de synthèse CO + 2H2 CH3-OH (à pression, haute température et catalyseur à l'oxyde de zinc)  Hydratation des alcènes  Fermentation du glucose : C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 Propriétés chimiques I. Réactions avec rupture de la liaison RO – H  Les alcools réagissent avec les métaux alcalins et alcalino-terreux, formant des composés de type sel - alcoolates 2СH CH CH OH + 2Na  2СH CH CH ONa + H  2СH CH OH + Сa  (CH CH O) Ca + H  3 2 3 2 2 3 3 2 2 2 2 2 2  Interaction avec les acides organiques (estérification réaction) conduit à la formation d'esters. CH COОH + HOC H  CH COОC H (acétate d'éthyle (acétate d'éthyle)) + H O 3 2 5 3 2 5 2 II. Réactions avec clivage de la liaison R – OH avec les halogénures d'hydrogène : R – OH + HBr R – Br + H2O III. Réactions d'oxydation Les alcools brûlent : 2С3H7ОH + 9O2  6СO2 + 8H2O Sous l'action des agents oxydants :  les alcools primaires se transforment en aldéhydes, secondaires en cétones IV. Déshydratation Se produit lorsqu'il est chauffé avec des réactifs déshydratants (conc. Н2SO4). 1. La déshydratation intramoléculaire conduit à la formation d'alcènes CH3 – CH2 – OH  CH2 = CH2 + H2O 2. La déshydratation intermoléculaire donne des éthers R-OH + H-O – R  R – O – R (éther) + H2O