Des questions sur ce qu'est un état d'agrégat, qui caractérisent des solides, des liquides et des gaz et des gaz, sont considérés dans plusieurs cours de formation. Il existe trois états de matière classiques, avec leurs caractéristiques caractéristiques de la structure. Leur compréhension est un point important dans la compréhension des sciences des terres, des organismes vivants, des activités de production. Ces problèmes étudient la physique, la chimie, la géographie, la géologie, la chimie physique et d'autres disciplines scientifiques. Les substances sous certaines conditions dans l'un des trois types d'état de base peuvent varier en augmentant ou diminuant de la température, de la pression. Considérons des transitions possibles de certains états agrégés dans d'autres, car ils sont effectués dans la nature, la technique et la vie quotidienne.

Qu'est-ce qu'un état d'agrégat?

Le mot d'origine latine "Aggrego" traduit en russe signifie "attacher". Le terme scientifique fait référence à l'état du même corps, substance. L'existence pour certaines valeurs de température et une pression différente des solides, des gaz et des liquides est caractéristique de toutes les coquilles de terre. Outre trois États d'agrégats de base, il y a aussi le quatrième. À la température élevée et à une pression constante, le gaz se transforme en plasma. Pour mieux comprendre ce qu'est un état d'agrégat, il est nécessaire de rappeler les plus petites particules à partir desquelles les substances et le corps sont constituées.

Le diagramme au sommet montre: A - gaz; B - liquide; C est un solide. Sur des modèles similaires, les éléments structurels des substances sont des cercles désignés. Cette désignation conditionnelle est en réalité des atomes, des molécules, des ions ne sont pas des balles solides. Les atomes consistent en un noyau chargé positivement autour desquels des électrons chargés négativement se déplacent à grande vitesse. La connaissance de la structure microscopique de la substance aide à comprendre les différences existant entre différentes formes d'agrégats.

Présentations du microworld: de la Grèce antique jusqu'au XVIIe siècle

Les premières informations sur les particules à partir de laquelle des corps physiques sont composés dans la Grèce antique. Mysteries Democrite et Epicuri ont présenté un tel concept comme atome. Ils croyaient que ces plus petites particules indivisibles de substances différentes avaient une forme définie avec des dimensions, capables de se déplacer et d'interaction les uns avec les autres. L'atomisme était l'enseignement le plus avancé de la Grèce antique pour son temps. Mais son développement a été ralenti au Moyen Âge. Depuis lors, les scientifiques ont poursuivi l'inquisition de l'Église catholique romaine. Par conséquent, jusqu'à la nouvelle fois, il n'y avait pas de concept intentionnel qu'un tel état d'agrégat. Seulement après le XVIIe siècle, les scientifiques R. Boyl, M. Lomonosov, D. Dalton, A. Lavauzier a formulé la situation de la théorie moléculaire atomique et n'a pas perdu son importance et aujourd'hui.

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

Une avancée importante dans la compréhension du microworld s'est produite au 20ème siècle lorsqu'un microscope électronique a été inventé. Compte tenu des découvertes effectuées par des scientifiques plus tôt, il était possible de plier la photo mince du micromir. Les théories décrivant la condition et le comportement des plus petites particules de la substance sont assez complexes, elles sont liées au champ pour comprendre les caractéristiques de différents états d'agrégats de la matière suffisamment pour connaître les noms et les caractéristiques des particules structurelles de base qui forment des substances différentes.

1. Les atomes sont des particules indivisibles chimiquement. Persisté dans les réactions chimiques, mais sont détruites dans le nucléaire. Les métaux et de nombreuses autres substances de la structure atomique ont un agrégat solide dans des conditions normales.
2. Les molécules - particules détruites et sont formées dans des réactions chimiques. Oxygène, eau, dioxyde de carbone, soufre. L'état d'agrégat d'oxygène, d'azote, de dioxydes de soufre, de carbone, d'oxygène dans des conditions normales - gazeux.
3. IONS - Particules chargées dans lesquelles les atomes et les molécules sont convertis lorsque des électrons sont attachés ou perdant - des particules chargées microscopiques chargées négativement. La structure d'ions a de nombreux sels, tels que la cuisson, le fer et le sipopès de cuivre.

Il existe des substances dont les particules sont définitivement situées dans l'espace. Une position mutuelle commandée d'atomes, ions, molécules s'appelle un réseau cristallin. Habituellement, des treillis cristallins ioniques et atomiques sont caractéristiques des solides, moléculaires - pour les liquides et les gaz. Le diamant est caractérisé par une dureté élevée. Son réseau cristallin atomique est formé d'atomes de carbone. Mais le graphite souple est également constitué d'atomes de cet élément chimique. Seulement ils sont différents dans l'espace. L'état d'agrégat habituel de soufre est solide, mais à des températures élevées, la substance se transforme en une masse liquide et amorphe.

Substances dans l'état d'agrégat solide

Les corps solides dans des conditions normales conservent le volume et la forme. Par exemple, pâturage, grades, sel, tranche de roche ou métal. Si le sucre est chauffé, la substance commence à fondre, se transformant en un liquide brun visqueux. Arrêtez de chauffer - encore une fois, nous obtenons un solide. Cela signifie que l'une des conditions principales de la transition du corps solide dans le liquide est son chauffage ou une augmentation de l'énergie interne des particules de la substance. L'état d'agrégat solide de sel, utilisé dans la nourriture, peut également être modifié. Mais faire fondre le sel de cuisson, vous avez besoin d'une température plus élevée que lorsque le sucre chauffé. Le fait est que le sucre consiste en des molécules et le sel de cuisson provient de ions chargés plus forts que d'attirer l'autre. Les substances solides sous forme liquide ne conservent pas leur forme, car les grilles cristallines sont détruites.

L'état d'agrégat liquide de sel pendant la fonte est expliqué par la rupture entre les ions dans des cristaux. Des particules chargées sont libérées pouvant transporter des charges électriques. Les sels de fusion portent de l'électricité, sont des conducteurs. Dans l'industrie chimique, métallurgique et de construction de machines, des solides sont convertis en liquide pour obtenir de nouveaux composés ou pour leur donner différentes formes. Les alliages métalliques ont reçu une grande distribution. Il existe plusieurs façons de les préparer liés à des changements dans l'état global de matières premières solides.

Liquide - l'un des états d'agrégats de base

Si vous versez 50 ml d'eau dans un ballon inférieur rond, on peut noter que la substance prend immédiatement la forme d'un navire chimique. Mais dès que nous attrapons l'eau du ballon, le liquide se répandit immédiatement sur la surface de la table. Le volume d'eau restera les mêmes - 50 ml et sa forme changera. Les fonctionnalités énumérées sont caractéristiques de la forme liquide de la matière. Les liquides sont de nombreuses substances biologiques: alcools, huiles végétales, acides.

Lait - Emulsion, c'est-à-dire le liquide dans lequel les gouttelettes grasses sont situées. Fossil liquide utile - Huile. Il est miné de puits en utilisant des plates-formes de forage sur terre et dans l'océan. L'eau de mer est également une matière première pour l'industrie. Sa différence d'eau douce des rivières et de lacs est la teneur en substances dissoutes, principalement des sels. Lorsqu'ils sont évaporés de la surface des masses d'eau, seules les molécules H 2 O sont transférées sur la vapeur, les solutés restent. Sur cette propriété, des méthodes d'obtention des nutriments de l'eau de mer et des méthodes de nettoyage sont basées.

Avec une élimination complète des sels, on obtient de l'eau distillée. Il se heurte à 100 ° C, gèle à 0 ° C. Les saumures bouillent et se transforment en glace avec d'autres indicateurs de température. Par exemple, l'eau dans l'océan arctique gèle à une température de la surface 2 ° C.

L'état d'agrégat de mercure dans des conditions normales est liquide. Ce métal gris argenté remplit généralement des thermomètres médicaux. Lorsqu'il est chauffé, la colonne de mercure augmente sur la balance, la dilatation de la substance se produit. Pourquoi est-il utilisé avec de l'alcool de peinture rouge et non de mercure? Ceci est expliqué par les propriétés du métal liquide. Avec des gelées de 30 degrés, l'état global de changements de mercure, la substance devient solide.

Si le thermomètre médical s'est écrasé et que le mercure s'est avéré, la collecte de boules d'argent est dangereuse. Il est nocif pour inhaler des paires de mercure, cette substance est très toxique. Les enfants dans de tels cas devraient être invités à aider aux parents, adultes.

Condition gazeuse

Les gaz ne sont pas en mesure de préserver un volume ni un formulaire. Remplissez le ballon sur l'oxygène supérieur (sa formule chimique O 2). Dès que nous ouvrons le ballon, les molécules de la substance commenceront à se mélanger à l'air à l'intérieur. Cela est dû au mouvement brownien. Un autre ancien scientifique grecs grecs Démocrite croyait que les particules de la substance sont en mouvement constant. Dans des corps solides dans des conditions normales dans des atomes, des molécules, des ions ne sont pas possibles de quitter le réseau cristallin, exempt de liaisons avec d'autres particules. Ceci n'est possible que lorsqu'une grande quantité d'énergie est reçue de l'extérieur.

Dans les liquides, la distance entre les particules est légèrement plus grande que dans des solides, elles ont besoin de moins d'énergie pour casser les obligations intermoléculaires. Par exemple, l'état d'agrégat liquide d'oxygène n'est observé qu'avec une diminution de la température de gaz à -183 ° C. A -223 ° C, les molécules de 2 forment un solide. Avec une augmentation de la température sur les valeurs ci-dessus, l'oxygène se transforme en gaz. C'est sous cette forme que c'est dans des conditions normales. Dans les entreprises industrielles, il existe des installations spéciales pour la séparation de l'air de l'atmosphère et obtiennent de l'azote et de l'oxygène. Tout d'abord, l'air est refroidi et liquéfié, puis augmente progressivement la température. L'azote et l'oxygène sont convertis en gaz dans différentes conditions.

L'atmosphère de la terre contient 21% en volume d'oxygène et à 78% d'azote. Selon une forme liquide, ces substances dans la coque à gaz ne sont pas trouvées. L'oxygène liquide a une couleur bleu clair, à haute pression, ils remplissent les cylindres à utiliser dans des établissements médicaux. Dans l'industrie et la construction Les gaz liquéfiés sont nécessaires pour tenir de très nombreux processus. L'oxygène est nécessaire pour le soudage au gaz et la découpe de métaux, en chimie - pour les réactions d'oxydation de substances inorganiques et organiques. Si vous ouvrez la vanne de cylindre d'oxygène, la pression diminue, le liquide devient du gaz.

Le propane liquéfié, le méthane et le butane sont largement utilisés dans l'énergie, dans le transport, dans l'industrie et l'activité des ménages de la population. Ils reçoivent ces substances du gaz naturel ou de la fissuration (fractionnement) de matières premières pétrolières. Les mélanges liquides de carbone et gazeux jouent un rôle important dans l'économie de nombreux pays. Mais les réserves de pétrole et de gaz naturel sont fortement épuisées. Selon les scientifiques, cette matière première suffit pour 100-120 ans. Source d'énergie alternative - Flux d'air (vent). Utilisé pour le fonctionnement des plantes électriques Rivières rapides, marées sur les rives des mers et des océans.

L'oxygène, comme d'autres gaz, peut être dans la quatrième état agrégée, représentant un plasma. Une transition inhabituelle d'un état solide dans un système gazeux est une caractéristique de l'iode cristalline. La substance de couleur violette foncée est soumise à la sublimation - devient du gaz, en contournant l'état liquide.

Comment les transitions d'une forme d'agrégation de matière à une autre?

Les modifications de l'état global des substances ne sont pas associées à des transformations chimiques, ce sont des phénomènes physiques. Avec une température croissante, de nombreux corps solides ont fondu, transforment en fluide. Une augmentation supplémentaire de la température peut entraîner une évaporation, c'est-à-dire à l'état gazeux de la substance. Dans la nature et la ferme, de telles transitions sont caractéristiques de l'une des principales substances de la Terre. Ice, liquide, les couples sont des états d'eau dans différentes conditions externes. Le composé est identique, sa formule - H 2 O. à une température de 0 ° C et inférieure à cette valeur, l'eau est cristallisée, c'est-à-dire en glace. Avec une température croissante, les cristallinies apparaissant sont détruites - de fond de glace, l'eau liquide est à nouveau obtenue. Avec son chauffage, l'évaporation est formée - la conversion de l'eau au gaz - elle va même à des températures basses. Par exemple, les flaques de flaques congelées disparaissent progressivement, car l'eau s'évapore. Même dans le temps glacial, les sous-vêtements humides sèchent, mais seul le processus est plus long que par une journée chaude.

Toutes les transitions d'eau répertoriées d'un État à un autre sont d'une grande importance pour la nature de la Terre. Les phénomènes atmosphériques, climat et météo sont associés à l'évaporation de l'eau de la surface de l'océan Monde, du transfert d'humidité sous forme de nuages \u200b\u200bet de brouillards à terre, tombant des précipitations (pluie, neige, grêle). Ces phénomènes constituent la base du cycle de l'eau du monde dans la nature.

Comment les états globaux du changement de soufre?

Dans des conditions normales, il s'agit de cristaux brillants ou de poudre jaune clair, c'est-à-dire un solide. L'état d'agrégat des changements de soufre est chauffé. Au début, avec une augmentation de température à 190 ° C, la substance jaune fond, se transformant en un liquide mobile.

Si vous verserez rapidement un soufre liquide dans de l'eau froide, une masse amorphe brune est obtenue. Avec le chauffage ultérieur de la fonte du soufre, il devient de plus en plus visqueux, plus sombre. À des températures supérieures à 300 ° C, l'état d'agrégat du soufre change à nouveau, la substance acquiert les propriétés du liquide, devient mobile. Ces transitions se produisent en raison de la capacité des atomes de l'élément de former des chaînes de différentes longueurs.

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

L'état d'agrégat de soufre est une substance simple - solide dans des conditions normales. Dioxyde de soufre - gaz, acide sulfurique - liquide huileux est plus lourd que l'eau. Contrairement aux acides salés et nitriques, il ne s'agit pas de chauve-souris, les molécules ne s'évaporeront pas de sa surface. Quel état agrégé a un soufre en plastique, obtenu lorsqu'il est chauffé de cristaux?

Sous forme amorphe, la substance a une structure fluide, ayant une fluidité mineure. Mais le soufre en plastique conserve simultanément la forme (comme un solide). Il existe des cristaux liquides avec un certain nombre de propriétés caractéristiques des solides. Ainsi, l'état de la substance 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 entre les principaux états globaux de matière sont expliquées par l'interaction entre atomes, ions et molécules. Par exemple, pourquoi l'état d'agrégat solide de la substance conduit à la capacité des organes à maintenir le volume et la forme? Dans le réseau cristallin du métal ou du sel, des particules structurelles sont attirées par un ami. En métaux, des ions chargés positivement interagissent avec le "gaz d'électron" - l'accumulation d'électrons libres dans un morceau de métal. Les cristaux de sel se posent en raison de l'attraction des particules chargées de plusieurs dimensions. La distance entre les unités structurelles ci-dessus de corps solides est beaucoup plus petite que les dimensions des particules elles-mêmes. Dans ce cas, il y a une attraction électrostatique, cela donne de la force et la répulsion n'est pas assez forte.

Pour détruire l'état d'agrégat solide de la substance, vous devez faire un effort. Les métaux, les sels, les cristaux atomiques sont fondu à des températures très élevées. Par exemple, le fer devient liquide à des températures supérieures à 1538 ° C. Tug Carrier est le tungstène, il fait le filament de l'incandescence pour les ampoules électriques. Il y a des alliages qui deviennent liquides à des températures supérieures à 3000 ° C. Beaucoup sur Terre sont en état solide. Il est produit par des matières premières utilisant la technologie dans les mines et les carrières.

Pour la séparation même d'un ion du cristal, il est nécessaire de passer une grande quantité d'énergie. Mais il suffit de dissoudre le sel dans l'eau afin que le réseau cristallin a rompu! Ce phénomène s'explique par les propriétés étonnantes de l'eau en tant que solvant polaire. Les molécules H 2 O interagissent avec des ions sel, détruisant la liaison chimique entre eux. Ainsi, la dissolution n'est pas un simple mélange de substances différentes, mais par interaction physico-chimique entre eux.

Comment les molécules de liquides interagissent-elles?

L'eau peut être liquide, solide et gazeuse (ferry). Il s'agit de ses principaux états globaux dans des conditions normales. Les molécules d'eau sont constituées d'un atome d'oxygène, avec lequel deux atomes d'hydrogène sont associés. Il existe une polarisation de la liaison chimique dans la molécule, une charge négative partielle apparaît sur les atomes d'oxygène. L'hydrogène devient un pôle positif dans la molécule, est attiré par un atome d'oxygène d'une autre molécule. C'était le nom "Communication d'hydrogène".

L'état d'agrégat liquide caractérise les distances entre les particules structurelles comparables à leurs dimensions. L'attraction existe, mais il est faible, donc l'eau ne préserve pas la forme. La vaporisation se produit en raison de la destruction des liaisons, qui va à la surface du liquide, même à la température ambiante.

Y a-t-il des interactions intermoléculaires dans les gaz?

L'état gazeux de la substance pour un certain nombre de paramètres est différent de liquide et de solide. Entre les particules structurelles des gaz, il y a de grandes lacunes, bien plus que les dimensions des molécules. Dans le même temps, les forces de l'attraction n'agissent pas du tout. L'état d'agrégat gazeux est caractéristique des substances présentes dans la composition de l'air: azote, oxygène, dioxyde de carbone. Dans la figure ci-dessous, le premier cube est rempli de gaz, de second liquide et de la troisième substance solide.

De nombreux fluides sont volatils, de leur surface, ils sont coupés et transfèrent les molécules de la substance. Par exemple, si vous apportez un vaccin humidifié avec de l'acide chlorhydrique à l'ouverture d'une bouteille ouverte avec de l'acide chlorhydrique, la fumée blanche apparaît. Une réponse chimique entre l'acide chlorhydrique et l'ammoniac se produit directement dans l'air, on obtient du chlorure d'ammonium. Quel état agrégé est cette substance? Ses particules formant une fumée blanche sont les plus petits cristaux de sel solides. Cette expérience doit être effectuée sous l'échappement, les substances sont toxiques.

Conclusion

L'état d'essence global a été étudié par de nombreux physiciens et chimistes exceptionnels: Avogadro, Boyle, Gay Loussak, Klaperon, Mendeleev, Le Charne. Les scientifiques ont formulé des lois expliquant le comportement des substances gazeuses dans les réactions chimiques lors du changement de conditions extérieures. Des modèles ouverts non seulement sont entrés sur des manuels scolaires et universitaires de la physique et de la chimie. De nombreux processus chimiques sont basés sur la connaissance du comportement et des propriétés des substances dans différents états d'agrégats.

Conférence 4. States globaux de la matière

1. L'état solide de la substance.

2. L'état liquide de la substance.

3. état gazeux de la substance.

Les substances peuvent être dans trois états agrégés: solide, liquide et gazeux. À des températures très élevées, une variété d'état gazeux - plasma (état plasmatique) se produit.

1. L'état solide de la substance est caractérisé par le fait que l'énergie de l'interaction des particules entre eux est supérieure à l'énergie cinémanique de leur mouvement. La plupart des substances en état de solide ont une structure cristalline. Chaque substance forme les cristaux du formulaire de définition. Par exemple, le chlorure de sodium présente des cristaux sous forme de cubes, alun sous la forme d'octaèdre, nitrate de sodium sous forme de prismes.

La forme cristalline de la substance est la plus stable. L'emplacement des particules dans le corps solide est décrit comme un réseau, dont certaines particules sont reliées par des lignes imaginaires. Les quatre principaux types de lignes cristallines sont distingués: atomique, moléculaire, ion et métal.

Grille en cristal atomique Il est formé par des atomes neutres associés à des liaisons covalentes (diamant, graphite, silicium). Treillis cristal moléculaire Ils ont du naphtalène, du saccharose, du glucose. Les éléments structurels de ce réseau sont des molécules polaires et non polaires. Grille de cristal ionique Il est formé correctement alternant dans l'espace des ions chargés de manière positive et négativement (chlorure de sodium, chlorure de potassium). Le réseau cristal métallique a tous des métaux. Dans ses nœuds, il y a des ions chargés positivement, entre lesquels il y a des électrons dans un état libre.

Les substances cristallines ont un certain nombre de fonctionnalités. L'une d'elles est une anisotropie - ϶ᴛᴏ l'inégalalité des propriétés physiques du cristal dans diverses directions à l'intérieur du cristal.

2. Dans l'état liquide de la substance, l'énergie de l'interaction intermoléculaire des particules est à la mesure de l'énergie kin -ometrique de leur mouvement. Cette condition est intermédiaire entre gazeux et cristallin. Contrairement aux gaz entre les molécules liquides, les grandes forces d'attraction mutuelle sont valables, ce qui détermine la nature du mouvement moléculaire. Le mouvement thermique de la molécule de fluide comprend oscillatoire et traductionnel. Chaque molécule de temps fluctue près de la définition de l'équilibre, puis se déplace et occupe à nouveau une position d'équilibre. Cela détermine son chiffre d'affaires. Les forces de l'attraction intermoléculaire ne donnent pas de molécules quand elles sont déplacées loin les unes des autres.

Les propriétés des liquides dépendent également du volume de molécules, la forme de leur surface. Si les molécules de fluide sont polaires, elles sont combinées (association) dans un complexe complexe. Ces fluides sont appelés associés (eau, acétone, alcool). ʜᴎʜᴎ Avoir une instrumentation plus élevée, avoir moins de volatilité, une constante diélectrique supérieure.

Comme vous le savez, les fluides ont une tension superficielle. Tension superficielle - ϶ᴛᴏ Energie de surface, attribuée à une unité de surface: ϭ \u003d E / S, où ϭ est une tension superficielle; E-Energie de surface; S - Surface. Plus les liaisons intermoléculaires sont fortes dans le fluide, plus sa tension superficielle est grande. Les substances qui réduisent les corps de surface sont appelées tensioactifs.

Une autre propriété de fluides est la viscosité. Viscosité - Résistance découlant du mouvement des seuls couches de fluide par rapport aux autres lorsqu'il est déplacé. Certains liquides ont une viscosité élevée (miel, petit) et d'autres sont petites (eau, alcool éthylique).

3. Dans l'état gazeux de la substance, l'énergie de l'interaction intermoléculaire des particules est inférieure à leur énergie kin -ometrique. Pour cette raison, la molécule de gaz n'est pas maintenue ensemble et se déplace librement en volume. Pour les gaz, les propriétés sont caractéristiques: 1) une distribution uniforme sur tout le volume du navire dans lequel elles sont; 2) faible densité par rapport aux liquides et aux solides; 3) compressibilité de la lumière.

Les molécules sont à une longue distance les unes des autres, la force de l'attraction entre eux est petite. À de longues distances entre les molécules, ces forces sont pratiquement absentes. Le gaz dans un tel état est appelé parfait. Les gaz réels à des pressions élevées et à basses températures ne sont pas soumis à l'équation de l'état du gaz idéal (l'équation mendine-klapairéron), donc dans ces conditions, les atouts d'interaction entre les molécules commencent à apparaître.

Toutes les substances peuvent être dans différents états d'agrégats - solides, liquides, gazeux et plasma. Dans l'Antiquité, on croyait cru: le monde est constitué de sol, d'eau, d'air et de feu. Les états globaux de substances correspondent à cette séparation visuelle. L'expérience montre que les frontières entre les états globaux sont très conditionnelles. Les gaz à faible pression et les basses températures sont considérées comme idéales, les molécules d'eux correspondent aux points matériels qui ne peuvent faire face qu'aux lois d'une grève élastique. La force de l'interaction entre les molécules au moment de la grève est négligeable, la collision elle-même se produit sans perte d'énergie mécanique. Mais avec une augmentation de la distance entre les molécules, l'interaction des molécules doit être prise en compte. Ces interactions commencent à affecter la transition d'un état gazeux en liquide ou solide. Il peut y avoir différents types d'interaction entre les molécules.

Les forces d'interaction intermoléculaire n'ont pas de saturation différant des forces de l'interaction chimique des atomes conduisant à la formation de molécules. Ils peuvent être électrostatiques lorsqu'ils interagissent entre particules chargées. L'expérience a montré que l'interaction quantum-mécanique, en fonction de la distance et de l'orientation mutuelle des molécules, est négligeable à des distances entre les molécules de plus de 10 à 9 m. Dans les gaz raréfiés, ils peuvent être négligés ou assurés que l'énergie potentielle de l'interaction est presque égal à zéro. À de courtes distances, cette énergie est petite, avec les forces de l'attraction mutuelle

quand - répulsion mutuelle et préroce

attraction et répulsion des molécules équilibrées et F \u003d.0. Ici, les forces sont déterminées par leur lien avec l'énergie potentielle, mais les particules se déplacent, possédant une certaine marge d'énergie cinétique

gia. Soit une molécule être corrigée et l'autre la fait face, ayant un tel stock d'énergie. Sous le rapprochement des molécules, la force de l'attraction rend un fonctionnement positif et l'énergie potentielle de leur interaction diminue à la distance en même temps que l'énergie cinétique (et la vitesse) augmente. Lorsque la distance devient inférieure à la force de l'attraction, remplacez les forces de répulsion. Le travail effectué par la molécule contre ces forces est négatif.

La molécule se fermera avec une molécule fixe jusqu'à ce que son énergie cinétique soit complètement en potentiel. Distance minimale ré,quelles molécules peuvent proches, appeler diamètre effectif de la molécule.Après avoir arrêté, la molécule commencera à être éliminée sous l'action des forces de répulsion avec une vitesse croissante. Après avoir passé à nouveau la distance de la molécule tombera dans la zone des forces d'attraction qui ralentissent son retrait. Le diamètre effectif dépend du stock initial d'énergie cinétique, c'est-à-dire Cette valeur n'est pas constante. Avec des distances égales à l'énergie potentielle de l'interaction, elle est infiniment importante ou une "barrière", qui empêche les molécules rapprochées aux centres une plus petite distance. Le rapport entre l'énergie moyenne potentielle d'interaction à l'énergie cinétique moyenne et détermine l'état d'agrégat de la substance: pour les gaz de fluide, pour les corps solides

Les médiums condensés sont des liquides et des corps solides. En eux, les atomes et les molécules sont proches, presque touchants. La distance moyenne entre les centres de molécules dans des liquides et des corps solides d'ordre (2 -5) 10 à 10 m. À peu près la même et leur densité. Les distances interatomiques dépassent les distances auxquelles les nuages \u200b\u200bélectroniques se pénètrent de manière à ce que les forces de répulsion se produisent. Pour la comparaison, dans les gaz dans des conditions normales, la distance moyenne entre les molécules d'environ 33 10-10 m.

DANS liquidesl'interaction intermoléculaire affecte le mouvement thermique des molécules manifestées dans des oscillations faibles près de la position de l'équilibre et même des sauts d'une position à une autre. Par conséquent, ils n'ont qu'une commande de voisin à l'emplacement des particules, c'est-à-dire une cohérence de l'emplacement des particules les plus proches et de la fluidité caractéristique.

Corps solidescaractérisé par la rigidité de la structure, disposent d'un volume et d'une forme exactement définis, qui sous l'influence de la température et de la pression changent beaucoup moins. En solides, les états sont possibles amorphes et cristallins. Les substances intermédiaires existent - cristaux liquides. Mais les atomes de solides ne sont pas du tout stationnaires, car il serait possible de penser. Chacun d'eux tout le temps fluctue sous l'influence des forces élastiques survenant entre les voisins. Dans la plupart des éléments et des composés au microscope, la structure cristalline est détectée.

Donc, les grains du sel de cuisson sont des cubes idéaux. Dans les cristaux, les atomes sont fixés dans les nœuds du réseau cristallin et ne peuvent varier que près des nœuds de grille. Les cristaux sont de véritables corps solides et de tels solides tels que plastique ou asphalte occupent comme une position intermédiaire entre les corps solides et les liquides. Le corps amorphe a, comme un liquide, l'ordre proche, mais la probabilité que les robes soient petites. Ainsi, le verre peut être considéré comme un fluide super-refroidi, qui a une viscosité accrue. Les cristaux liquides ont un débit de fluide, mais conservent la commande de la disposition des atomes et ont une anisotropie des propriétés.

Les liaisons chimiques des atomes (et environ N environ C) chez les cristaux sont les mêmes que dans les molécules. La structure et la rigidité des corps solides sont déterminées par la différence de forces électrostatiques combinant les composants des atomes de corps ensemble. Le mécanisme reliant les atomes en molécules peut entraîner la formation de structures périodiques solides, qui peuvent être considérées comme des macromolécules. Comme les molécules ioniques et covalentes, il y a des cristaux ioniques et covalents. Les réseaux d'ions dans des cristaux sont liés par des connexions ioniques (voir Fig. 7.1). La structure du sel de cuisson est telle que chaque ion sodique a six voisins - ions chlore. Cette distribution correspond à un minimum d'énergie, c'est-à-dire pendant la formation d'une telle configuration, une énergie maximale est libérée. Par conséquent, lorsque la température diminue en dessous du point de fusion, le désir de former des cristaux purs est observé. Avec une température croissante, l'énergie cinétique thermique est suffisante pour la communication de rupture, le cristal commencera à fondre, la structure est de s'effondrer. Le polymorphisme des cristaux est la capacité de former des états avec une structure cristalline différente.

Lorsque la distribution de la charge électrique dans les atomes neutres change, une faible interaction entre les voisins peut survenir. Cette connexion est appelée moléculaire ou van der waalo (comme dans la molécule d'hydrogène). Mais les forces de l'attraction électrostatique peuvent se produire entre les atomes neutres, alors aucun réarrangement dans les atomes de coquilles électroniques ne se produit. La répulsion mutuelle pendant la convergence des coquilles électroniques déplace le centre de gravité des charges négatives relativement positives. Chacun des atomes induit un dipôle électrique dans un autre, ce qui conduit à leur attraction. C'est l'effet de la force ou des forces intermoléculaires de Van der Waals, ayant un grand rayon d'action.

Étant donné que l'atome d'hydrogène est très petit et son électron est facile à décaler, il est souvent attiré immédiatement à deux atomes, formant une liaison d'hydrogène. Le lien d'hydrogène est également responsable de l'interaction des autres molécules d'eau. Il explique les nombreuses propriétés uniques de l'eau et de la glace (Fig. 7.4).

Communication covalente(ou atomique) est obtenu en raison de l'interaction interne des atomes neutres. Un exemple d'une telle connexion est la connexion dans la molécule de méthane. Une variété de carbone avec une liaison forte est un diamant (quatre atomes d'hydrogène sont remplacés par quatre atomes de carbone).

Ainsi, le carbone construit sur une liaison covalente forme un cristal sous forme de diamant. Chaque atome est entouré de quatre atomes formant le tétraédron correct. Mais chacun d'entre eux est en même temps le sommet du tétraèdre voisin. Dans d'autres conditions, les mêmes atomes de carbone cristallisent dans graphite.Dans le graphite, ils sont également reliés par des obligations atomiques, mais forment des plans de cellules cellulaires hexagonales capables de décaler. La distance entre les atomes situées dans les sommets des hexagrangiens est de 0,142 nm. Les couches sont situées à une distance de 0,335 nm, c'est-à-dire Connecté faiblement, donc le graphite est en plastique et doux (Fig. 7.5). En 1990, il y a eu un boom des travaux de recherche causés par un rapport sur l'obtention d'une nouvelle substance - complolutifcomposé de molécules de carbone - Fullerenes. Cette forme carbone est moléculaire, c'est-à-dire L'élément minimum n'est pas un atome, mais une molécule. Il est nommé d'après l'architecte R. Foller, qui a reçu en 1954 un brevet pour des structures de construction d'hexagones et de pentagones constituant l'hémisphère. Molécule de 60 les atomes de carbone d'un diamètre de 0,71 NM ont été ouverts en 1985, puis des molécules ont été trouvées, etc. Ils avaient tous des surfaces stables,

mais la plus stable s'est avérée être des molécules de 60 et DE 70 . Il est logique de supposer que le graphite est utilisé comme matière première initiale pour la synthèse de Fulleler-Neuf. Si tel est le cas, le rayon du fragment hexagonal devrait être de 0,37 nm. Mais il s'est avéré être égal à 0,357 nm. Cette différence est de 2% du fait que les atomes de carbone sont situés sur une surface sphérique dans les sommets de 20 des hexagones appropriées héritées de graphite et 12 des cinq-édnites correctes, c'est-à-dire. Le design ressemble à une balle de football. Il s'avère que lorsque vous «coudre» dans une sphère fermée, certains des hexagones plats se sont transformés en cinq façons. À la température ambiante, la molécule C 60 est condensée dans une structure où chaque molécule comporte 12 voisins, situées à part les unes des autres à une distance de 0,3 nm. Pour T.\u003d 349 K Une transition de phase du 1er genre - Le réseau est reconstruit dans le cube. Le cristal lui-même est un semi-conducteur lui-même, mais lors de l'ajout d'un métal alcalin dans un film cristallin C 60, la supraconductivité se produit à une température de 19 K. Si vous introduisez l'un ou l'autre Atom à cette molécule creuse, elle peut être utilisée comme base pour créer Un support de stockage avec une densité ultra-élevée d'informations: la densité de l'enregistrement atteindra 4-10 12 bits / cm 2. À titre de comparaison - le film du matériau ferromagnétique donne une densité d'enregistrement d'environ 10 7 bits / cm 2 et des disques optiques, c'est-à-dire Technologie laser - 10 8 bits / cm 2. Ce carbone a d'autres propriétés uniques, notamment importantes en médecine et à la pharmacologie.

Dans les cristaux des métaux se manifeste communication métalliquelorsque tous les atomes du métal donnent "à une utilisation collective" leurs électrons de la valence. Ils sont faiblement liés aux nucléaires, ils peuvent se déplacer librement le long du réseau cristallin. Environ 2/5 éléments chimiques composent des métaux. Dans les métaux (sauf mercure), le lien est formé en chevauchant des orbitales vacantes d'atomes métalliques et de séparation d'électrons en raison de la formation d'un réseau cristallin. Il s'avère que les cations de réseau sont enveloppés par le gaz électronique. La communication métallique se produit lorsque des atomes sont proches de la distance, les plus petites tailles du nuage d'électrons externes. Avec une telle configuration (principe Pauli), l'énergie des électrons externes augmente et le noyau voisin commence à attirer ces électrons externes, floue des nuages \u200b\u200bélectroniques, les distribuant uniformément sur le métal et en transformant en gaz électronique. Il y a donc des électrons de conductivité, expliquant la plus grande conductivité électrique des métaux. En cristaux ioniques et covalents, des électrons externes sont pratiquement connectés et la conductivité de ces solides est très petite, elles sont appelées insulateurs.

L'énergie interne des liquides est déterminée par la somme des énergies internes des sous-systèmes macroscopiques, qui peuvent être divisées mentalement et les énergies d'interaction de ces sous-systèmes. L'interaction est effectuée à travers des forces moléculaires avec un rayon d'action d'environ 10 -9 m. Pour macrosystème, l'énergie d'interaction est proportionnelle à la zone de contact, de sorte qu'il est faible, ainsi que la proportion de la couche de surface , Mais ce n'est pas nécessaire. Il s'appelle l'énergie de surface et doit être prise en compte dans les tâches associées à la tension superficielle. Habituellement, les liquides occupent un volume plus grand avec un poids égal, c'est-à-dire une densité plus faible. Mais pourquoi les volumes de glace et de bismuth diminuent-ils lors de la fusion et même après le point de fusion un peu de temps sauve cette tendance? Il s'avère que ces substances en état liquide sont plus denses.

Dans le liquide, ses voisins agissent sur chaque atome, et il fluctue dans une fosse potentielle anisotrope, qu'ils créent. Contrairement au solide, cette fosse des voisins peu profondes, alors que les voisins à longue distance n'affectent presque pas. L'environnement de particules le plus proche dans le liquide change, c'est-à-dire que les flux de fluide. Lorsqu'une température certaine est atteinte, le fluide va bouillir, pendant l'ébullition, la température reste constante. L'énergie entrante est consommée pour casser les liaisons et le fluide est transformé en gaz avec une pause complète.

Les densités liquides sont de manière significativement plus de densités de gaz pour les mêmes pressions et températures. Ainsi, le volume d'eau pendant l'ébullition n'est que 1/1600 volume de la même masse de vapeur d'eau. Le volume du fluide dépend de la pression et de la température. Dans des conditions normales (20 ° C et la pression de 1,013 10 5 Pa), l'eau occupe 1 l. Avec une diminution de la température à 10 ° C, le volume diminuera uniquement de 0,0021, avec une augmentation de la pression - deux fois.

Bien qu'il n'y ait pas encore de modèle de fluide idéal simple, la microstructure est suffisamment étudiée et vous permet d'expliquer qualitativement la plupart de ses propriétés macroscopiques. Le fait que dans les liquides ait un embrayage de molécules plus faibles que dans un galilers solide et remarqué; Il a surpris que de grandes gouttes d'eau s'accumulent sur les feuilles du chou et ne se répandent pas le long de la feuille. Des gouttes de mercure déversées ou d'eau sur la surface huileuse sont prises en raison de la forme d'adhésion de petites balles. Si les molécules de la même substance sont attirées par les molécules d'une autre substance, ils disent sur mouillagepar exemple, la colle et le bois, l'huile et le métal (malgré la pression énorme, l'huile est maintenue dans des paliers). Mais l'eau se lève dans des tubes minces, appelés capillaires et se lève plus haut que le tube plus mince. Une autre explication, à l'exception de l'effet de l'eau de mouillage et du verre, ne peut pas être. Les forces mouillantes entre le verre et l'eau sont supérieures aux molécules d'eau. Avec Mercury - L'effet est inverse: le mercure mouillant et le verre est plus faible que les forces d'embrayage entre les atomes de mercure. Galilée a noté que l'aiguille lubrifiée à l'aiguille peut coller sur l'eau, bien que cela soit contraire à la loi d'Archimède. Lorsque l'aiguille flotte, vous pouvez

mais pour remarquer la petite déviation de la surface de l'eau, demandant comment se redresser. Les forces d'embrayage entre les molécules d'eau sont suffisantes pour permettre à l'aiguille de tomber dans l'eau. La couche de surface sous forme de film protège l'eau, il est tension superficielle,qui a tendance à donner la forme d'eau la plus petite surface - la balle. Mais à la surface de l'alcool, l'aiguille ne saura plus nager, car lors de l'ajout de l'alcool, la tension de surface diminue dans l'eau et l'aiguille s'enfonce. Le savon réduit également la tension de surface, donc la mousse de savon à chaud, pénétrer les fissures et les fissures, il est préférable d'abandonner la saleté, en particulier de la graisse, tandis que l'eau propre entrerait simplement en gouttelettes.

Le plasma est le quatrième état d'agrégat d'une substance essentielle de l'ensemble des particules chargées interagissant à de grandes distances. Dans le même temps, le nombre de charges positives et négatives est approximativement égale, le plasma est donc électriquement neutre. Des quatre éléments du plasma correspondent au feu. Pour traduire le gaz en état de plasma, vous en avez besoin ioniserlarmes d'électrons des atomes. L'ionisation peut être effectuée avec chauffage, exposition à la décharge électrique ou au rayonnement dur. La substance dans l'univers est principalement dans un état ionisé. Dans les étoiles, l'ionisation est causée thermiquement, dans des nébuleuses raréfiques et des gaz interstellaires - rayonnement ultraviolet d'étoiles. Plasma se compose de notre soleil, son rayonnement ionise les couches supérieures de l'atmosphère terrestre, appelée ionosphèrela possibilité de communications radio longue distance dépend de son état. Dans des conditions plasmatiques terrestres, il est rare - en phase de lumière du jour ou dans un arc de soudure électrique. Dans les laboratoires et les techniques de plasma, la décharge électrique est la plus souvent obtenue. Dans la nature, cela fait la foudre. Dans l'ionisation de la décharge, les avalanches électroniques apparaissent semblables au processus de réaction en chaîne. Pour obtenir de l'énergie thermonucléaire, la méthode d'injection est utilisée: les ions de gaz overclockés sur de très hautes vitesses sont injectés en pièges magnétiques, ils attirent des électrons de l'environnement, formant un plasma. Utilisation d'une ionisation avec des ondes de choc sous pression. Cette méthode d'ionisation est en stars super-négociées et, éventuellement, au cœur de la Terre.

Toute force agissant sur des ions et des électrons provoque un courant électrique. S'il n'est pas associé à des champs externes et n'est pas fermé à l'intérieur du plasma, il polarise. Le plasma est soumis aux lois gazières, mais lors de l'application d'un champ magnétique, organisant le mouvement des particules chargées, il existe des propriétés complètement inhabituelles pour le gaz. Dans un champ magnétique fort, les particules commencent à tourner autour des lignes électriques et le long du champ magnétique qu'ils se déplacent librement. On dit que ce mouvement ressemblant à la vis déplace la structure des lignes électriques du champ et du champ "fermé" du plasma. Le plasma raréfié est décrit par un système de particules et un modèle plus dense du fluide.

La conductivité électrique élevée du plasma est la principale différence entre le gaz. La conductivité du plasma froid de la surface du soleil (0,8 10 -19 j) atteint la conductivité des métaux et avec la température thermonucléaire (1,6 10 -15 j), le plasma d'hydrogène conduit un courant 20 fois mieux que le cuivre sous la normale conditions. Étant donné que le plasma est capable de mener un courant, un modèle de fluide conducteur est souvent utilisé. Il est considéré comme un milieu solide, bien que la compressibilité la distingue du fluide conventionnel, mais cette différence ne se manifeste que pendant les courants, dont la vitesse est plus solide. Le comportement du fluide conducteur est étudié dans la science, appelé hydrodynamique magnétique.Dans l'espace, chaque plasma est un conducteur idéal et les lois du champ congelé sont largement utilisées. Le modèle de fluide conducteur permet de comprendre le mécanisme de rétention de plasma par un champ magnétique. Ainsi, les flux plasmatiques qui affectent l'atmosphère de la terre sont jetés hors du soleil. Le flux lui-même n'a pas de champ magnétique, mais aussi un champ étranger peut le pénétrer sous la loi du gel. Les flux solaires plasmatiques poussent un champ magnétique interplanétaire étranger de l'environnement du Soleil. Il y a une cavité magnétique, où le champ est plus faible. Lorsque ces flux plasmatiques corpusculaires approchent de la terre, ils font face au champ magnétique de la Terre et sont obligés de le disputer par la même loi. Il s'avère une certaine cavité, où le champ magnétique est collecté et que les flux plasmatiques ne pénètrent pas. Les particules chargées sont accumulées sur sa surface, découvertes par des roquettes et des satellites, est une ceinture de rayonnement externe de la Terre. Ces idées ont été utilisées pour résoudre les tâches de maintien du plasma avec un champ magnétique dans des appareils spéciaux - Tokamaks (de la réduction des mots: chambre toroïdale, aimant). Avec un plasma entièrement ionisé détenu dans ces systèmes et d'autres, les espoirs d'obtention d'une réaction thermonucléaire contrôlée sur la terre sont espérés. Cela donnerait une source d'énergie propre et bon marché (eau de mer). Le travail est en cours et sur l'obtention et la conservation du plasma à l'aide d'un rayonnement laser ciblé.