Ang lahat ng mga sangkap ay maaaring nasa iba't ibang mga estado ng pagsasama-sama - solid, likido, gas at plasma. Noong unang panahon, pinaniniwalaan na ang mundo ay binubuo ng lupa, tubig, hangin at apoy. Ang pinagsama-samang estado ng mga sangkap ay tumutugma sa visual division na ito. Ipinapakita ng karanasan na ang mga hangganan sa pagitan ng mga estado ng pagsasama-sama ay napaka-arbitrary. Ang mga gas sa mababang presyon at mababang temperatura ay itinuturing na perpekto; ang mga molekula sa kanila ay tumutugma sa mga materyal na punto na maaari lamang magbanggaan ayon sa mga batas ng nababanat na epekto. Ang mga puwersa ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga molekula sa sandali ng epekto ay bale-wala, at ang mga banggaan mismo ay nangyayari nang walang pagkawala ng mekanikal na enerhiya. Ngunit habang lumalaki ang distansya sa pagitan ng mga molekula, dapat ding isaalang-alang ang pakikipag-ugnayan ng mga molekula. Ang mga pakikipag-ugnayan na ito ay nagsisimulang makaapekto sa paglipat mula sa isang gas na estado sa isang likido o solid. Maaaring mangyari ang iba't ibang uri ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga molekula.

Ang mga puwersa ng intermolecular interaction ay hindi saturable, naiiba sa mga puwersa ng kemikal na pakikipag-ugnayan ng mga atomo, na humahantong sa pagbuo ng mga molekula. Maaari silang maging electrostatic dahil sa mga pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga sisingilin na particle. Ipinakita ng karanasan na ang quantum mechanical interaction, na nakasalalay sa distansya at mutual na oryentasyon ng mga molekula, ay bale-wala sa mga distansya sa pagitan ng mga molekula na higit sa 10 -9 m. Sa mga rarefied na gas maaari itong mapabayaan o maaari itong ipalagay na ang potensyal na enerhiya ng pakikipag-ugnayan ay halos katumbas ng zero. Sa maikling distansya, ang enerhiya na ito ay maliit, at kumikilos ang mga puwersang kaakit-akit sa isa't isa

sa - mutual repulsion at force

ang pagkahumaling at pagtanggi ng mga molekula ay balanse at F= 0. Dito natutukoy ang mga puwersa sa pamamagitan ng kanilang koneksyon sa potensyal na enerhiya. Ngunit ang mga particle ay gumagalaw, na nagtataglay ng isang tiyak na reserba ng kinetic energy.

gii. Hayaang ang isang molekula ay hindi gumagalaw, at ang isa ay bumangga dito, na may ganoong supply ng enerhiya. Habang lumalapit ang mga molekula sa isa't isa, ang mga kaakit-akit na pwersa ay gumagawa ng positibong trabaho at ang potensyal na enerhiya ng kanilang pakikipag-ugnayan ay bumababa sa isang distansya. Kasabay nito, ang kinetic energy (at bilis) ay tumataas. Kapag ang distansya ay nagiging mas kaunti, ang mga kaakit-akit na pwersa ay papalitan ng mga salungat na pwersa. Ang gawaing ginawa ng molekula laban sa mga puwersang ito ay negatibo.

Lalapit ang molekula sa isang nakatigil na molekula hanggang ang kinetic energy nito ay ganap na mapalitan sa potensyal. Minimum na distansya d, tinatawag ang distansya kung saan maaaring lapitan ng mga molekula epektibong diameter ng molekula. Pagkatapos huminto, ang molekula ay magsisimulang lumayo sa ilalim ng impluwensya ng mga salungat na pwersa sa pagtaas ng bilis. Ang pagkakaroon ng nakapasa muli sa distansya, ang molekula ay mahuhulog sa rehiyon ng mga kaakit-akit na pwersa, na magpapabagal sa pag-alis nito. Ang epektibong diameter ay nakasalalay sa paunang reserba ng kinetic energy, i.e. ang halagang ito ay hindi pare-pareho. Sa pantay na distansya, ang potensyal na enerhiya ng pakikipag-ugnayan ay may walang katapusang malaking halaga o isang "hadlang" na pumipigil sa mga sentro ng mga molekula mula sa paglapit sa isang mas maliit na distansya. Ang ratio ng average na potensyal na enerhiya ng pakikipag-ugnayan sa average na kinetic energy ay tumutukoy sa estado ng pagsasama-sama ng isang sangkap: para sa mga gas, para sa mga likido, para sa mga solido

Kasama sa condensed matter ang mga likido at solid. Sa kanila, ang mga atomo at molekula ay matatagpuan malapit, halos magkadikit. Ang average na distansya sa pagitan ng mga sentro ng mga molekula sa mga likido at solid ay nasa pagkakasunud-sunod ng (2 -5) 10 -10 m. Ang kanilang mga densidad ay humigit-kumulang pareho din. Ang mga interatomic na distansya ay lumampas sa mga distansya kung saan ang mga ulap ng elektron ay tumagos sa isa't isa nang labis na ang mga puwersang salungat ay lumitaw. Para sa paghahambing, sa mga gas sa ilalim ng normal na mga kondisyon ang average na distansya sa pagitan ng mga molecule ay tungkol sa 33 10 -10 m.

SA mga likido Ang intermolecular interaction ay may mas malakas na epekto, ang thermal movement ng mga molecule ay nagpapakita ng sarili sa mahinang vibrations sa paligid ng equilibrium position at tumalon pa mula sa isang posisyon papunta sa isa pa. Samakatuwid, mayroon lamang silang maikling hanay na pagkakasunud-sunod sa pag-aayos ng mga particle, iyon ay, pagkakapare-pareho sa pag-aayos ng mga pinakamalapit na particle lamang, at katangian ng pagkalikido.

Solids Ang mga ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng katigasan ng istruktura, may isang tiyak na tinukoy na dami at hugis, na nagbabago nang mas mababa sa ilalim ng impluwensya ng temperatura at presyon. Sa solids, amorphous at crystalline states ay posible. Mayroon ding mga intermediate substance - mga likidong kristal. Ngunit ang mga atomo sa mga solido ay hindi talaga nakatigil, gaya ng iniisip ng isa. Ang bawat isa sa kanila ay nagbabago sa lahat ng oras sa ilalim ng impluwensya ng nababanat na pwersa na nagmumula sa pagitan ng mga kapitbahay nito. Karamihan sa mga elemento at compound ay may mala-kristal na istraktura sa ilalim ng mikroskopyo.

Kaya, ang mga butil ng table salt ay mukhang perpektong mga cube. Sa mga kristal, ang mga atom ay naayos sa mga site ng kristal na sala-sala at maaari lamang mag-vibrate malapit sa mga site ng sala-sala. Ang mga kristal ay bumubuo ng mga tunay na solid, at ang mga solid tulad ng plastik o aspalto ay sumasakop sa isang intermediate na posisyon sa pagitan ng mga solid at likido. Ang isang amorphous na katawan, tulad ng isang likido, ay may maikling pagkakasunud-sunod, ngunit ang posibilidad ng pagtalon ay mababa. Kaya, ang salamin ay maaaring ituring bilang isang supercooled na likido na may tumaas na lagkit. Ang mga likidong kristal ay may pagkalikido ng mga likido, ngunit pinapanatili ang maayos na pag-aayos ng mga atomo at may anisotropy ng mga katangian.

Ang mga kemikal na bono ng mga atomo (at tungkol sa in) sa mga kristal ay kapareho ng sa mga molekula. Ang istraktura at katigasan ng mga solid ay tinutukoy ng mga pagkakaiba sa mga puwersang electrostatic na nagbubuklod sa mga atomo na bumubuo sa katawan. Ang mekanismo na nagbubuklod sa mga atomo sa mga molekula ay maaaring humantong sa pagbuo ng mga solidong periodic na istruktura na maaaring ituring bilang mga macromolecule. Tulad ng mga molekulang ionic at covalent, mayroong mga ionic at covalent na kristal. Ang mga ionic na lattice sa mga kristal ay pinagsasama-sama ng mga ionic bond (tingnan ang Fig. 7.1). Ang istraktura ng table salt ay tulad na ang bawat sodium ion ay may anim na kapitbahay - chlorine ions. Ang pamamahagi na ito ay tumutugma sa isang minimum na enerhiya, ibig sabihin, kapag nabuo ang naturang pagsasaayos, ang pinakamataas na enerhiya ay inilabas. Samakatuwid, habang bumababa ang temperatura sa ibaba ng punto ng pagkatunaw, may posibilidad na bumuo ng mga purong kristal. Habang tumataas ang temperatura, sapat na ang thermal kinetic energy upang masira ang bono, magsisimulang matunaw ang kristal, at magsisimulang gumuho ang istraktura. Ang kristal na polymorphism ay ang kakayahang bumuo ng mga estado na may iba't ibang mga istrukturang kristal.

Kapag ang pamamahagi ng singil sa kuryente sa mga neutral na atom ay nagbabago, ang mahinang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga kapitbahay ay maaaring mangyari. Ang bono na ito ay tinatawag na molekular o van der Waals (tulad ng sa isang molekula ng hydrogen). Ngunit ang mga puwersa ng electrostatic attraction ay maaari ding lumitaw sa pagitan ng mga neutral na atomo, pagkatapos ay walang muling pagsasaayos na nagaganap sa mga electronic shell ng mga atomo. Ang mutual repulsion habang ang mga electron shell ay lumalapit sa isa't isa ay nagbabago sa sentro ng grabidad ng mga negatibong singil na may kaugnayan sa mga positibo. Ang bawat isa sa mga atomo ay nag-uudyok ng isang electric dipole sa isa pa, at ito ay humahantong sa kanilang pagkahumaling. Ito ang pagkilos ng intermolecular forces o van der Waals forces, na may malaking radius ng pagkilos.

Dahil ang isang hydrogen atom ay napakaliit at ang elektron nito ay madaling maalis, ito ay madalas na naaakit sa dalawang atomo nang sabay-sabay, na bumubuo ng isang hydrogen bond. Ang hydrogen bonding ay responsable din para sa pakikipag-ugnayan ng mga molekula ng tubig sa bawat isa. Ipinapaliwanag nito ang marami sa mga natatanging katangian ng tubig at yelo (Larawan 7.4).

Covalent bond(o atomic) ay nakakamit dahil sa panloob na interaksyon ng mga neutral na atomo. Ang isang halimbawa ng naturang bono ay ang bono sa methane molecule. Ang mataas na nakagapos na iba't ibang carbon ay brilyante (apat na hydrogen atoms ay pinalitan ng apat na carbon atoms).

Kaya, ang carbon, na binuo sa isang covalent bond, ay bumubuo ng isang kristal sa hugis ng isang brilyante. Ang bawat atom ay napapalibutan ng apat na atomo, na bumubuo ng isang regular na tetrahedron. Ngunit ang bawat isa sa kanila ay ang vertex din ng kalapit na tetrahedron. Sa ilalim ng iba pang mga kondisyon, ang parehong mga carbon atom ay nag-kristal grapayt. Sa grapayt sila ay konektado din sa pamamagitan ng atomic bond, ngunit bumubuo ng mga eroplano ng hexagonal honeycomb cells na may kakayahang maggupit. Ang distansya sa pagitan ng mga atom na matatagpuan sa vertices ng hexahedrons ay 0.142 nm. Ang mga layer ay matatagpuan sa layo na 0.335 nm, i.e. ay mahinang nakagapos, kaya ang grapayt ay plastik at malambot (Larawan 7.5). Noong 1990, nagkaroon ng boom sa pananaliksik na dulot ng anunsyo ng pagkatuklas ng isang bagong sangkap - fullerite, na binubuo ng mga molekula ng carbon - fullerenes. Ang anyo ng carbon na ito ay molekular, i.e. Ang pinakamababang elemento ay hindi isang atom, ngunit isang molekula. Ipinangalan ito sa arkitekto na si R. Fuller, na noong 1954 ay nakatanggap ng patent para sa mga istruktura ng gusali na gawa sa mga hexagons at pentagons na bumubuo sa isang hemisphere. Molecule mula sa 60 Ang mga carbon atom na may diameter na 0.71 nm ay natuklasan noong 1985, pagkatapos ay natuklasan ang mga molekula, atbp. Lahat sila ay may matatag na ibabaw,

ngunit ang pinaka-matatag na mga molekula ay C 60 at SA 70 . Makatuwirang ipagpalagay na ang grapayt ay ginagamit bilang panimulang materyal para sa synthesis ng fullerenes. Kung ito ay gayon, kung gayon ang radius ng hexagonal fragment ay dapat na 0.37 nm. Ngunit ito ay naging katumbas ng 0.357 nm. Ang pagkakaibang ito ng 2% ay dahil sa ang katunayan na ang mga carbon atom ay matatagpuan sa isang spherical surface sa vertices ng 20 regular na hexahedron na minana mula sa graphite at 12 regular na pentahedron, i.e. Ang disenyo ay kahawig ng bola ng soccer. Lumalabas na kapag "tinahi" sa isang saradong globo, ang ilan sa mga flat hexahedron ay naging mga pentahedron. Sa temperatura ng silid, ang mga molekula ng C60 ay namumuo sa isang istraktura kung saan ang bawat molekula ay may 12 kapitbahay na may pagitan ng 0.3 nm. Sa T= 349 K, nangyayari ang isang first-order phase transition - ang sala-sala ay muling inayos sa isang kubiko. Ang kristal mismo ay isang semiconductor, ngunit kapag ang isang alkali metal ay idinagdag sa C 60 crystalline film, ang superconductivity ay nangyayari sa temperatura na 19 K. Kung ang isa o ibang atom ay ipinakilala sa guwang na molekula na ito, maaari itong magamit bilang batayan para sa paglikha ng isang storage medium na may ultra-high information density: ang recording density ay aabot sa 4-10 12 bits/cm 2 . Para sa paghahambing, ang isang pelikula ng ferromagnetic na materyal ay nagbibigay ng isang recording density ng pagkakasunud-sunod ng 10 7 bits/cm 2, at optical disks, i.e. teknolohiya ng laser, - 10 8 bits/cm 2. Ang carbon na ito ay mayroon ding iba pang natatanging katangian, lalo na mahalaga sa medisina at pharmacology.

Nagpapakita mismo sa mga kristal na metal koneksyon sa metal, kapag ang lahat ng mga atomo sa isang metal ay nagbigay ng kanilang mga valence electron "para sa kolektibong paggamit." Ang mga ito ay mahinang nakagapos sa mga atomic skeleton at malayang gumagalaw sa kahabaan ng kristal na sala-sala. Humigit-kumulang 2/5 ng mga elemento ng kemikal ay mga metal. Sa mga metal (maliban sa mercury), ang isang bono ay nabuo kapag ang mga bakanteng orbital ng mga atomo ng metal ay nagsasapawan at ang mga electron ay tinanggal dahil sa pagbuo ng isang kristal na sala-sala. Lumalabas na ang mga cation ng sala-sala ay nababalot ng electron gas. Ang isang metal na bono ay nangyayari kapag ang mga atom ay nagsasama-sama sa layo na mas maliit kaysa sa laki ng ulap ng mga panlabas na electron. Sa pagsasaayos na ito (ang prinsipyo ng Pauli), ang enerhiya ng mga panlabas na electron ay tumataas, at ang mga kalapit na nuclei ay nagsisimulang maakit ang mga panlabas na electron na ito, pinalabo ang mga ulap ng elektron, pantay na ipinamahagi ang mga ito sa buong metal at nagiging isang electron gas. Ito ay kung paano lumitaw ang mga electron ng pagpapadaloy, na nagpapaliwanag ng mataas na kondaktibiti ng kuryente ng mga metal. Sa mga ionic at covalent na kristal, ang mga panlabas na electron ay halos nakagapos, at ang conductivity ng mga solidong ito ay napakaliit, tinatawag silang mga insulator.

Ang panloob na enerhiya ng mga likido ay tinutukoy ng kabuuan ng mga panloob na enerhiya ng mga macroscopic na subsystem kung saan maaari itong hatiin sa isip, at ang mga enerhiya ng pakikipag-ugnayan ng mga subsystem na ito. Ang pakikipag-ugnayan ay isinasagawa sa pamamagitan ng mga puwersa ng molekular na may radius ng pagkilos na may pagkakasunud-sunod na 10 -9 m. Para sa mga macrosystem, ang enerhiya ng pakikipag-ugnayan ay proporsyonal sa lugar ng pakikipag-ugnay, kaya maliit ito, tulad ng bahagi ng layer ng ibabaw, ngunit ito ay hindi kailangan. Ito ay tinatawag na enerhiya sa ibabaw at dapat isaalang-alang sa mga problemang kinasasangkutan ng pag-igting sa ibabaw. Karaniwan, ang mga likido ay sumasakop sa isang mas malaking dami na may pantay na timbang, ibig sabihin, mayroon silang mas mababang density. Ngunit bakit bumababa ang mga volume ng yelo at bismuth sa panahon ng pagkatunaw at, kahit pagkatapos ng punto ng pagkatunaw, pinapanatili ang trend na ito nang ilang panahon? Ito ay lumiliko na ang mga sangkap na ito sa likidong estado ay mas siksik.

Sa isang likido, ang bawat atom ay kumikilos sa pamamagitan ng mga kapitbahay nito, at nag-o-oscillate ito sa loob ng anisotropic potential well na kanilang nilikha. Hindi tulad ng isang solidong katawan, ang butas na ito ay mababaw, dahil ang malalayong kapitbahay ay halos walang impluwensya. Ang agarang kapaligiran ng mga particle sa isang likido ay nagbabago, ibig sabihin, ang likido ay dumadaloy. Kapag naabot ang isang tiyak na temperatura, ang likido ay kumukulo; habang kumukulo, ang temperatura ay nananatiling pare-pareho. Ang papasok na enerhiya ay ginugol sa pagsira ng mga bono, at ang likido, kapag ganap na nasira, ay nagiging gas.

Ang mga densidad ng mga likido ay mas malaki kaysa sa mga densidad ng mga gas sa parehong mga presyon at temperatura. Kaya, ang dami ng tubig sa kumukulo ay 1/1600 lamang ng dami ng parehong masa ng singaw ng tubig. Ang dami ng likido ay bahagyang nakasalalay sa presyon at temperatura. Sa ilalim ng normal na mga kondisyon (20 °C at presyon 1.013 10 5 Pa), ang tubig ay sumasakop sa dami ng 1 litro. Kapag ang temperatura ay bumaba sa 10 °C, ang volume ay bumababa lamang ng 0.0021, at kapag ang presyon ay tumaas, ang volume ay bababa ng kalahati.

Bagama't wala pang simpleng ideal na modelo ng isang likido, ang microstructure nito ay sapat nang pinag-aralan at ginagawang posible na ipaliwanag nang husay ang karamihan sa mga macroscopic na katangian nito. Ang katotohanan na sa mga likido ang pagkakaisa ng mga molekula ay mas mahina kaysa sa isang solidong katawan ay napansin ni Galileo; Nagulat siya na ang malalaking patak ng tubig ay naipon sa mga dahon ng repolyo at hindi kumalat sa ibabaw ng dahon. Ang natapong mercury o mga patak ng tubig sa isang mamantika na ibabaw ay anyong maliliit na bola dahil sa pagdirikit. Kung ang mga molekula ng isang sangkap ay naaakit sa mga molekula ng isa pang sangkap, pinag-uusapan natin basa, halimbawa pandikit at kahoy, langis at metal (sa kabila ng napakalaking presyon, ang langis ay nananatili sa mga bearings). Ngunit ang tubig ay tumataas sa manipis na mga tubo na tinatawag na mga capillary, at kapag mas manipis ang tubo, mas mataas ito. Walang ibang paliwanag maliban sa epekto ng pagbabasa ng tubig at baso. Ang mga puwersa ng basa sa pagitan ng baso at tubig ay mas malaki kaysa sa pagitan ng mga molekula ng tubig. Sa mercury, ang epekto ay kabaligtaran: ang basa ng mercury at salamin ay mas mahina kaysa sa mga puwersa ng pagdirikit sa pagitan ng mga atomo ng mercury. Napansin ni Galileo na ang isang karayom ​​na pinadulas ng taba ay maaaring lumutang sa tubig, bagaman ito ay sumasalungat sa batas ni Archimedes. Kapag lumutang ang karayom, kaya mo

ngunit mapansin ang isang bahagyang pagpapalihis ng ibabaw ng tubig, sinusubukang ituwid, kumbaga. Ang mga puwersa ng pagdirikit sa pagitan ng mga molekula ng tubig ay sapat upang maiwasan ang pagbagsak ng karayom ​​sa tubig. Pinoprotektahan ng layer ng ibabaw ang tubig tulad ng isang pelikula, ito ay pag-igting sa ibabaw, na may posibilidad na bigyan ang hugis ng tubig ang pinakamaliit na ibabaw - spherical. Ngunit ang karayom ​​ay hindi na lulutang sa ibabaw ng alkohol, dahil kapag ang alkohol ay idinagdag sa tubig, ang tensyon sa ibabaw ay bumababa at ang karayom ​​ay lumulubog. Binabawasan din ng sabon ang pag-igting sa ibabaw, kaya't ang mainit na foam ng sabon, na tumatagos sa mga bitak at mga siwang, ay mas mahusay na naghuhugas ng dumi, lalo na ang mga naglalaman ng grasa, samantalang ang malinis na tubig ay kulot lamang sa mga patak.

Ang Plasma ay ang ikaapat na estado ng matter, na isang gas na binubuo ng isang koleksyon ng mga sisingilin na particle na nakikipag-ugnayan sa malalayong distansya. Sa kasong ito, ang bilang ng mga positibo at negatibong singil ay humigit-kumulang pantay, upang ang plasma ay neutral sa kuryente. Sa apat na elemento, ang plasma ay tumutugma sa apoy. Upang mabago ang isang gas sa isang estado ng plasma, ito ay dapat ionize, alisin ang mga electron mula sa mga atomo. Maaaring magawa ang ionization sa pamamagitan ng pag-init, paglabas ng kuryente, o hard radiation. Ang bagay sa Uniberso ay higit sa lahat ay nasa isang ionized na estado. Sa mga bituin, ang ionization ay sanhi ng thermally, sa rarefied nebulae at interstellar gas - sa pamamagitan ng ultraviolet radiation mula sa mga bituin. Ang ating Araw ay binubuo rin ng plasma; ang radiation nito ay nag-ionize sa itaas na mga layer ng atmospera ng mundo, na tinatawag na ionosphere, ang posibilidad ng long-distance radio communication ay depende sa kondisyon nito. Sa mga kondisyon ng terrestrial, ang plasma ay bihirang matatagpuan - sa mga fluorescent lamp o sa isang electric welding arc. Sa mga laboratoryo at teknolohiya, ang plasma ay kadalasang nakukuha sa pamamagitan ng electric discharge. Sa kalikasan, ginagawa ito ng kidlat. Sa panahon ng ionization sa pamamagitan ng isang discharge, nagaganap ang mga electron avalanches, katulad ng isang proseso ng chain reaction. Upang makakuha ng thermonuclear energy, ang paraan ng pag-iniksyon ay ginagamit: ang mga gas ions na pinabilis sa napakataas na bilis ay na-injected sa magnetic traps, umaakit ng mga electron mula sa kapaligiran, na bumubuo ng plasma. Ginagamit din ang pressure ionization - shock waves. Ang pamamaraang ito ng ionization ay nangyayari sa sobrang siksik na mga bituin at posibleng sa core ng Earth.

Anumang puwersa na kumikilos sa mga ions at electron ay nagdudulot ng electric current. Kung hindi ito isinama sa mga panlabas na field at hindi nakasara sa loob ng plasma, ito ay nagiging polarized. Ang plasma ay sumusunod sa mga batas ng gas, ngunit kapag ang isang magnetic field ay inilapat, na kumokontrol sa paggalaw ng mga sisingilin na particle, ito ay nagpapakita ng mga katangian na ganap na hindi karaniwan para sa isang gas. Sa isang malakas na magnetic field, ang mga particle ay nagsisimulang umikot sa paligid ng mga linya ng field, at sila ay malayang gumagalaw sa kahabaan ng magnetic field. Sinasabi nila na ang helical motion na ito ay nagbabago sa istraktura ng mga linya ng field at ang field ay "na-frozen" sa plasma. Ang rarefied plasma ay inilalarawan ng isang sistema ng mga particle, habang ang mas siksik na plasma ay inilalarawan ng isang likidong modelo.

Ang mataas na electrical conductivity ng plasma ay ang pangunahing pagkakaiba nito mula sa gas. Ang conductivity ng malamig na plasma ng solar surface (0.8 10 -19 J) ay umabot sa conductivity ng mga metal, at sa thermonuclear temperature (1.6 10 -15 J) ang hydrogen plasma ay nagsasagawa ng kasalukuyang 20 beses na mas mahusay kaysa sa tanso sa ilalim ng normal na mga kondisyon. Dahil ang plasma ay may kakayahang magsagawa ng kasalukuyang, ang modelo ng isang conducting liquid ay madalas na inilalapat dito. Ito ay itinuturing na isang tuluy-tuloy na daluyan, kahit na ang compressibility nito ay nakikilala ito mula sa ordinaryong likido, ngunit ang pagkakaiba na ito ay lilitaw lamang sa mga daloy na ang bilis ay mas malaki kaysa sa bilis ng tunog. Ang pag-uugali ng isang conducting fluid ay pinag-aralan sa isang agham na tinatawag na magnetic hydrodynamics. Sa kalawakan, ang anumang plasma ay isang perpektong konduktor, at ang mga batas ng nagyelo na larangan ay may malawak na aplikasyon. Ang modelo ng isang conducting liquid ay nagpapahintulot sa amin na maunawaan ang mekanismo ng plasma confinement sa pamamagitan ng magnetic field. Kaya, ang mga stream ng plasma ay ibinubuga mula sa Araw, na nakakaapekto sa kapaligiran ng Earth. Ang daloy mismo ay walang magnetic field, ngunit ang isang extraneous field ay hindi maaaring tumagos dito ayon sa batas ng pagyeyelo. Ang Plasma solar stream ay nagtutulak ng mga extraneous interplanetary magnetic field palabas sa paligid ng Araw. Lumilitaw ang isang magnetic cavity kung saan mas mahina ang field. Kapag ang mga corpuscular plasma flow na ito ay lumalapit sa Earth, bumabangga sila sa magnetic field ng Earth at napipilitang dumaloy sa paligid nito ayon sa parehong batas. Ito ay lumalabas na isang uri ng lukab kung saan ang magnetic field ay nakolekta at kung saan ang daloy ng plasma ay hindi tumagos. Ang mga naka-charge na particle na nakita ng mga rocket at satellite ay naipon sa ibabaw nito - ito ang panlabas na radiation belt ng Earth. Ang mga ideyang ito ay ginamit din sa paglutas ng mga problema ng plasma confinement sa pamamagitan ng magnetic field sa mga espesyal na device - tokamaks (mula sa pagdadaglat ng mga salita: toroidal chamber, magnet). Sa ganap na ionized na plasma na nakapaloob sa mga ito at sa iba pang mga sistema, ang pag-asa ay naka-pin sa pagkuha ng isang kinokontrol na thermonuclear reaction sa Earth. Magbibigay ito ng malinis at murang mapagkukunan ng enerhiya (tubig dagat). Ang trabaho ay isinasagawa din upang makagawa at mapanatili ang plasma gamit ang nakatutok na laser radiation.

Lecture 4. Pinagsama-samang estado ng bagay

1. Solid na estado ng bagay.

2. Liquid na estado ng bagay.

3. Gaseous na estado ng bagay.

Ang mga sangkap ay maaaring nasa tatlong estado ng pagsasama-sama: solid, likido at gas. Sa napakataas na temperatura, lumilitaw ang isang uri ng gas na estado - plasma (plasma state).

1. Ang solidong estado ng bagay ay nailalarawan sa pamamagitan ng katotohanan na ang enerhiya ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga particle ay mas mataas kaysa sa kinetic energy ng kanilang paggalaw. Karamihan sa mga sangkap sa solid state ay may kristal na istraktura. Ang bawat sangkap ay bumubuo ng mga kristal ng isang tiyak na hugis. Halimbawa, ang sodium chloride ay may mga kristal sa anyo ng mga cube, alum sa anyo ng mga octahedron, at sodium nitrate sa anyo ng mga prisma.

Ang mala-kristal na anyo ng sangkap ay ang pinaka-matatag. Ang pag-aayos ng mga particle sa isang solid ay inilalarawan sa anyo ng isang sala-sala, sa mga node kung saan mayroong ilang mga particle na konektado sa pamamagitan ng mga haka-haka na linya. Mayroong apat na pangunahing uri ng crystal lattice: atomic, molecular, ionic at metallic.

Atomic na kristal na sala-sala nabuo sa pamamagitan ng neutral atoms na konektado sa pamamagitan ng covalent bonds (brilyante, grapayt, silikon). Molecular crystal lattice may naphthalene, sucrose, glucose. Ang mga istrukturang elemento ng sala-sala na ito ay mga molekulang polar at nonpolar. Ionic na kristal na sala-sala nabuo sa pamamagitan ng positibo at negatibong sisingilin na mga ion (sodium chloride, potassium chloride) na regular na nagpapalit-palit sa kalawakan. Ang lahat ng mga metal ay may metal na kristal na sala-sala. Ang mga node nito ay naglalaman ng mga positibong sisingilin na mga ion, kung saan mayroong mga electron sa isang libreng estado.

Ang mga kristal na sangkap ay may ilang mga tampok. Ang isa sa mga ito ay anisotropy - ang pagkakaiba-iba ng mga pisikal na katangian ng isang kristal sa iba't ibang direksyon sa loob ng kristal.

2. Sa likidong estado ng bagay, ang enerhiya ng intermolecular na pakikipag-ugnayan ng mga particle ay naaayon sa kinetic energy ng kanilang paggalaw. Ang estado na ito ay intermediate sa pagitan ng gas at mala-kristal. Hindi tulad ng mga gas, kumikilos ang malalaking puwersa ng magkaparehong atraksyon sa pagitan ng mga likidong molekula, na tumutukoy sa kalikasan ng molecular motion. Kasama sa thermal motion ng isang likidong molekula ang vibrational at translational. Ang bawat molekula ay umiikot sa paligid ng isang tiyak na punto ng ekwilibriyo sa loob ng ilang panahon, at pagkatapos ay gumagalaw at muling kumuha ng isang posisyong ekwilibriyo. Tinutukoy nito ang pagkalikido nito. Ang mga puwersa ng intermolecular attraction ay pumipigil sa mga molekula mula sa paglipat ng malayo sa isa't isa kapag sila ay gumagalaw.

Ang mga katangian ng mga likido ay nakasalalay din sa dami ng mga molekula at ang hugis ng kanilang ibabaw. Kung ang mga molekula ng likido ay polar, pagkatapos ay pagsasamahin nila (iugnay) sa isang kumplikadong kumplikado. Ang ganitong mga likido ay tinatawag na nauugnay (tubig, acetone, alkohol). Ang Οʜᴎ ay may mas mataas na t kip, may mas mababang volatility, at mas mataas na dielectric constant.

Tulad ng alam mo, ang mga likido ay may pag-igting sa ibabaw. Pag-igting sa ibabaw- ϶ᴛᴏ surface energy bawat unit surface: ϭ = E/S, kung saan ang ϭ ay surface tension; E – enerhiya sa ibabaw; S - lugar sa ibabaw. Kung mas malakas ang intermolecular bond sa isang likido, mas malaki ang tensyon sa ibabaw nito. Ang mga sangkap na nagpapababa ng pag-igting sa ibabaw ay tinatawag na mga surfactant.

Ang isa pang katangian ng mga likido ay ang lagkit. Ang lagkit ay ang paglaban na nangyayari kapag ang ilang mga layer ng isang likido ay gumagalaw na may kaugnayan sa iba kapag ito ay gumagalaw. Ang ilang mga likido ay may mataas na lagkit (honey, mala), habang ang iba ay may mababang lagkit (tubig, ethyl alcohol).

3. Sa gas na estado ng isang sangkap, ang enerhiya ng intermolecular na pakikipag-ugnayan ng mga particle ay mas mababa kaysa sa kanilang kinetic energy. Para sa kadahilanang ito, ang mga molekula ng gas ay hindi magkakasama, ngunit malayang gumagalaw sa dami. Ang mga gas ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga sumusunod na katangian: 1) pare-parehong pamamahagi sa buong dami ng sisidlan kung saan sila matatagpuan; 2) mababang density kumpara sa mga likido at solids; 3) madaling compressibility.

Sa isang gas, ang mga molekula ay matatagpuan sa isang napakalaking distansya mula sa bawat isa, ang mga puwersa ng pagkahumaling sa pagitan nila ay maliit. Sa malalaking distansya sa pagitan ng mga molekula, ang mga puwersang ito ay halos wala. Ang isang gas sa estadong ito ay karaniwang tinatawag na ideal. Ang mga tunay na gas sa mataas na presyon at mababang temperatura ay hindi sumusunod sa equation ng estado ng isang perpektong gas (Mendeleev-Clapeyron equation), dahil sa ilalim ng mga kundisyong ito ang mga puwersa ng interaksyon sa pagitan ng mga molekula ay nagsisimulang lumitaw.

Ang pinakakaraniwang kaalaman ay tungkol sa tatlong estado ng pagsasama-sama: likido, solid, gas; minsan naaalala nila ang plasma, mas madalas na likidong mala-kristal. Kamakailan lamang, kumalat sa Internet ang isang listahan ng 17 mga yugto ng bagay, na kinuha mula sa sikat na () Stephen Fry. Samakatuwid, sasabihin namin sa iyo ang tungkol sa mga ito nang mas detalyado, dahil... Dapat mong malaman ang kaunti pa tungkol sa bagay, kung para lamang mas maunawaan ang mga prosesong nagaganap sa Uniberso.

Ang listahan ng mga pinagsama-samang estado ng bagay na ibinigay sa ibaba ay tumataas mula sa pinakamalamig na estado hanggang sa pinakamainit, atbp. maaaring ipagpatuloy. Kasabay nito, dapat itong maunawaan na mula sa gas na estado (No. 11), ang pinaka "hindi naka-compress", sa magkabilang panig ng listahan, ang antas ng compression ng sangkap at presyon nito (na may ilang mga reserbasyon para sa naturang hindi pinag-aralan. hypothetical states bilang quantum, beam o weakly symmetric) na pagtaas. Pagkatapos ng text ay ipinapakita ang isang visual graph ng phase transition ng matter.

1. Quantum- isang estado ng pagsasama-sama ng bagay, na nakamit kapag ang temperatura ay bumaba sa absolute zero, bilang isang resulta kung saan ang mga panloob na bono ay nawawala at ang bagay ay gumuho sa mga libreng quark.

2. Bose-Einstein condensate- isang estado ng pagsasama-sama ng bagay, na ang batayan ay boson, pinalamig sa mga temperatura na malapit sa absolute zero (mas mababa sa isang milyon ng isang degree sa itaas ng absolute zero). Sa ganoong malakas na paglamig na estado, ang isang sapat na malaking bilang ng mga atomo ay nahahanap ang kanilang mga sarili sa kanilang pinakamababang posibleng mga estado ng quantum at ang mga epekto ng quantum ay nagsisimulang magpakita ng kanilang mga sarili sa antas ng macroscopic. Ang Bose-Einstein condensate (kadalasang tinatawag na Bose condensate, o simpleng "beck") ay nangyayari kapag pinalamig mo ang isang kemikal na elemento sa napakababang temperatura (karaniwan ay nasa itaas lamang ng absolute zero, minus 273 degrees Celsius). , ay ang teoretikal na temperatura kung saan ang lahat huminto sa paggalaw).
Dito nagsisimulang mangyari ang ganap na kakaibang mga bagay sa sangkap. Ang mga prosesong karaniwang sinusunod lamang sa antas ng atom ay nangyayari na ngayon sa mga kaliskis na sapat na malaki upang maobserbahan sa mata. Halimbawa, kung ilalagay mo ang "pabalik" sa isang laboratoryo ng beaker at ibigay ang nais na temperatura, ang substansiya ay magsisimulang gumapang sa dingding at kalaunan ay lalabas nang mag-isa.
Tila, narito tayo ay nakikitungo sa isang walang saysay na pagtatangka ng isang sangkap upang mapababa ang sarili nitong enerhiya (na nasa pinakamababa sa lahat ng posibleng antas).
Ang pagpapabagal ng mga atomo gamit ang mga kagamitan sa paglamig ay gumagawa ng isang natatanging estado ng kabuuan na kilala bilang isang Bose, o Bose-Einstein, condensate. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay hinulaang noong 1925 ni A. Einstein, bilang resulta ng paglalahat ng gawain ni S. Bose, kung saan ang mga istatistikal na mekanika ay itinayo para sa mga particle mula sa walang masa na mga photon hanggang sa mass-bearing atoms (ang manuskrito ni Einstein, na itinuturing na nawala, ay natuklasan. sa aklatan ng Leiden University noong 2005). Ang mga pagsisikap ng Bose at Einstein ay nagresulta sa konsepto ni Bose ng isang gas na napapailalim sa mga istatistika ng Bose–Einstein, na naglalarawan sa istatistikal na pamamahagi ng mga magkakahawig na particle na may integer spin na tinatawag na boson. Ang mga boson, na, halimbawa, mga indibidwal na elementarya na particle - mga photon, at buong atom, ay maaaring nasa parehong mga estado ng kabuuan sa bawat isa. Iminungkahi ni Einstein na ang paglamig ng mga atomo ng boson sa napakababang temperatura ay magdudulot sa kanila ng pagbabago (o, sa madaling salita, mag-condense) sa pinakamababang posibleng quantum state. Ang resulta ng naturang condensation ay ang paglitaw ng isang bagong anyo ng bagay.
Ang paglipat na ito ay nangyayari sa ibaba ng kritikal na temperatura, na para sa isang homogenous na tatlong-dimensional na gas na binubuo ng mga hindi nakikipag-ugnayan na mga particle na walang anumang panloob na antas ng kalayaan.

3. Fermion condensate- isang estado ng pagsasama-sama ng isang substance, katulad ng backing, ngunit naiiba sa istraktura. Habang lumalapit sila sa absolute zero, ang mga atom ay kumikilos nang iba depende sa laki ng kanilang sariling angular momentum (spin). Ang mga boson ay may mga integer spin, habang ang mga fermion ay may mga spin na multiple ng 1/2 (1/2, 3/2, 5/2). Ang mga fermion ay sumusunod sa prinsipyo ng pagbubukod ng Pauli, na nagsasaad na walang dalawang fermion ang maaaring magkaroon ng parehong quantum state. Walang ganoong pagbabawal para sa mga boson, at samakatuwid mayroon silang pagkakataon na umiral sa isang estado ng kabuuan at sa gayon ay bumubuo ng tinatawag na Bose-Einstein condensate. Ang proseso ng pagbuo ng condensate na ito ay responsable para sa paglipat sa superconducting state.
Ang mga electron ay may spin 1/2 at samakatuwid ay inuri bilang mga fermion. Pinagsasama sila sa mga pares (tinatawag na mga pares ng Cooper), na pagkatapos ay bumubuo ng isang Bose condensate.
Sinubukan ng mga Amerikanong siyentipiko na makakuha ng isang uri ng mga molekula mula sa mga atomo ng fermion sa pamamagitan ng malalim na paglamig. Ang pagkakaiba mula sa mga tunay na molekula ay walang kemikal na bono sa pagitan ng mga atomo - sila ay gumagalaw nang magkasama sa paraang magkakaugnay. Ang bono sa pagitan ng mga atomo ay naging mas malakas kaysa sa pagitan ng mga electron sa mga pares ng Cooper. Ang mga nagreresultang pares ng fermion ay may kabuuang pag-ikot na hindi na isang multiple ng 1/2, samakatuwid, kumikilos na sila tulad ng mga boson at maaaring bumuo ng Bose condensate na may iisang quantum state. Sa panahon ng eksperimento, ang isang gas ng potassium-40 atoms ay pinalamig sa 300 nanokelvins, habang ang gas ay nakapaloob sa isang tinatawag na optical trap. Pagkatapos ay inilapat ang isang panlabas na magnetic field, sa tulong kung saan posible na baguhin ang likas na katangian ng mga pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga atomo - sa halip na malakas na pagtanggi, nagsimulang maobserbahan ang malakas na atraksyon. Kapag pinag-aaralan ang impluwensya ng magnetic field, posible na makahanap ng isang halaga kung saan nagsimulang kumilos ang mga atomo tulad ng mga pares ng Cooper ng mga electron. Sa susunod na yugto ng eksperimento, inaasahan ng mga siyentipiko na makakuha ng superconductivity effect para sa fermion condensate.

4. Superfluid substance- isang estado kung saan ang isang sangkap ay halos walang lagkit, at sa panahon ng daloy ay hindi ito nakakaranas ng alitan na may matibay na ibabaw. Ang kinahinatnan nito ay, halimbawa, tulad ng isang kawili-wiling epekto bilang ang kumpletong kusang "gumagapang" ng superfluid helium mula sa sisidlan sa kahabaan ng mga dingding nito laban sa puwersa ng grabidad. Siyempre, walang paglabag sa batas ng konserbasyon ng enerhiya dito. Sa kawalan ng frictional forces, ang helium ay kumikilos lamang sa pamamagitan ng gravity forces, ang mga puwersa ng interatomic na interaksyon sa pagitan ng helium at ng mga dingding ng sisidlan at sa pagitan ng mga helium atoms. Kaya, ang mga puwersa ng interatomic na pakikipag-ugnayan ay lumampas sa lahat ng iba pang pwersang pinagsama. Bilang resulta, ang helium ay may posibilidad na kumalat hangga't maaari sa lahat ng posibleng ibabaw, at samakatuwid ay "naglalakbay" sa mga dingding ng sisidlan. Noong 1938, pinatunayan ng siyentipikong Sobyet na si Pyotr Kapitsa na ang helium ay maaaring umiral sa isang superfluid na estado.
Kapansin-pansin na marami sa mga hindi pangkaraniwang katangian ng helium ay matagal nang kilala. Gayunpaman, sa mga nakalipas na taon, ang kemikal na elementong ito ay nagpapalayaw sa amin ng mga kawili-wili at hindi inaasahang epekto. Kaya, noong 2004, sina Moses Chan at Eun-Syong Kim mula sa Unibersidad ng Pennsylvania ay inintriga ang siyentipikong mundo sa anunsyo na sila ay nagtagumpay sa pagkuha ng isang ganap na bagong estado ng helium - isang superfluid solid. Sa ganitong estado, ang ilang mga atomo ng helium sa kristal na sala-sala ay maaaring dumaloy sa iba, at ang helium ay maaaring dumaloy sa sarili nito. Ang epekto ng "superhardness" ay theoretically hinulaang noong 1969. At pagkatapos noong 2004 ay tila may pang-eksperimentong kumpirmasyon. Gayunpaman, sa kalaunan at napaka-kagiliw-giliw na mga eksperimento ay nagpakita na hindi lahat ay napakasimple, at marahil ang interpretasyong ito ng kababalaghan, na dating tinanggap bilang superfluidity ng solid helium, ay hindi tama.
Ang eksperimento ng mga siyentipiko na pinamumunuan ni Humphrey Maris mula sa Brown University sa USA ay simple at eleganteng. Naglagay ang mga siyentipiko ng nakabaligtad na test tube sa isang saradong tangke na naglalaman ng likidong helium. Pina-freeze nila ang bahagi ng helium sa test tube at sa reservoir sa paraang mas mataas ang hangganan sa pagitan ng likido at solid sa loob ng test tube kaysa sa reservoir. Sa madaling salita, sa itaas na bahagi ng test tube ay mayroong likidong helium, sa ibabang bahagi ay may solidong helium, maayos itong pumasa sa solidong bahagi ng reservoir, sa itaas kung saan ang isang maliit na likidong helium ay ibinuhos - mas mababa kaysa sa likido. antas sa test tube. Kung ang likidong helium ay nagsimulang tumagas sa pamamagitan ng solidong helium, kung gayon ang pagkakaiba sa mga antas ay bababa, at pagkatapos ay maaari nating pag-usapan ang tungkol sa solid superfluid helium. At sa prinsipyo, sa tatlo sa 13 eksperimento, ang pagkakaiba sa mga antas ay talagang nabawasan.

5. Superhard substance- isang estado ng pagsasama-sama kung saan ang bagay ay transparent at maaaring "dumaloy" tulad ng isang likido, ngunit sa katunayan ito ay walang lagkit. Ang ganitong mga likido ay kilala sa loob ng maraming taon; sila ay tinatawag na superfluids. Ang katotohanan ay na kung ang isang superfluid ay hinalo, ito ay magpapalipat-lipat halos magpakailanman, samantalang ang isang normal na likido ay tuluyang huminahon. Ang unang dalawang superfluid ay nilikha ng mga mananaliksik gamit ang helium-4 at helium-3. Sila ay pinalamig sa halos ganap na zero - minus 273 degrees Celsius. At mula sa helium-4, ang mga Amerikanong siyentipiko ay nakakuha ng isang supersolid na katawan. Pinisil nila ang frozen na helium na may higit sa 60 beses ang presyon, at pagkatapos ay inilagay ang baso na puno ng sangkap sa isang umiikot na disk. Sa temperatura na 0.175 degrees Celsius, ang disk ay biglang nagsimulang umikot nang mas malaya, na sinasabi ng mga siyentipiko na nagpapahiwatig na ang helium ay naging isang superbody.

6. Solid- isang estado ng pagsasama-sama ng isang sangkap, na nailalarawan sa pamamagitan ng katatagan ng hugis at ang likas na katangian ng thermal na paggalaw ng mga atomo, na nagsasagawa ng maliliit na vibrations sa paligid ng mga posisyon ng balanse. Ang matatag na estado ng mga solid ay mala-kristal. May mga solidong may ionic, covalent, metal at iba pang uri ng mga bono sa pagitan ng mga atomo, na tumutukoy sa pagkakaiba-iba ng kanilang mga pisikal na katangian. Ang elektrikal at ilang iba pang mga katangian ng mga solid ay pangunahing tinutukoy ng likas na katangian ng paggalaw ng mga panlabas na electron ng mga atomo nito. Batay sa kanilang mga katangiang elektrikal, ang mga solid ay nahahati sa mga dielectric, semiconductors, at mga metal; batay sa kanilang mga magnetic na katangian, ang mga solido ay nahahati sa diamagnetic, paramagnetic, at mga katawan na may nakaayos na magnetic na istraktura. Ang mga pag-aaral ng mga katangian ng solids ay pinagsama sa isang malaking larangan - solid state physics, ang pag-unlad nito ay pinasigla ng mga pangangailangan ng teknolohiya.

7. Amorphous solid- isang condensed na estado ng pagsasama-sama ng isang substance, na nailalarawan sa pamamagitan ng isotropy ng mga pisikal na katangian dahil sa hindi maayos na pag-aayos ng mga atomo at molekula. Sa amorphous solids, ang mga atom ay nag-vibrate sa paligid ng mga random na matatagpuan na mga punto. Hindi tulad ng mala-kristal na estado, ang paglipat mula sa solid amorphous hanggang sa likido ay unti-unting nangyayari. Ang iba't ibang mga sangkap ay nasa isang amorphous na estado: salamin, resin, plastik, atbp.

8. Liquid na kristal ay isang tiyak na estado ng pagsasama-sama ng isang sangkap kung saan ito ay sabay na nagpapakita ng mga katangian ng isang kristal at isang likido. Dapat pansinin kaagad na hindi lahat ng mga sangkap ay maaaring nasa isang likidong mala-kristal na estado. Gayunpaman, ang ilang mga organikong sangkap na may kumplikadong mga molekula ay maaaring bumuo ng isang tiyak na estado ng pagsasama-sama - likidong mala-kristal. Ang estado na ito ay nangyayari kapag ang mga kristal ng ilang mga sangkap ay natutunaw. Kapag natunaw ang mga ito, nabuo ang isang likidong mala-kristal na bahagi, na naiiba sa mga ordinaryong likido. Ang bahaging ito ay umiiral sa hanay mula sa temperatura ng pagkatunaw ng kristal hanggang sa ilang mas mataas na temperatura, kapag pinainit kung saan ang likidong kristal ay nagiging isang ordinaryong likido.
Paano naiiba ang isang likidong kristal mula sa isang likido at isang ordinaryong kristal at paano ito katulad sa kanila? Tulad ng isang ordinaryong likido, ang isang likidong kristal ay may pagkalikido at tumatagal ang hugis ng lalagyan kung saan ito inilagay. Ito ay kung paano ito naiiba sa mga kristal na kilala ng lahat. Gayunpaman, sa kabila ng pag-aari na ito, na pinagsasama ito ng isang likido, mayroon itong katangian na katangian ng mga kristal. Ito ang pag-order sa espasyo ng mga molekula na bumubuo sa kristal. Totoo, ang pag-order na ito ay hindi kumpleto tulad ng sa mga ordinaryong kristal, ngunit, gayunpaman, ito ay makabuluhang nakakaapekto sa mga katangian ng mga likidong kristal, na nagpapakilala sa kanila mula sa mga ordinaryong likido. Ang hindi kumpletong spatial na pag-order ng mga molekula na bumubuo ng isang likidong kristal ay ipinakita sa katotohanan na sa mga likidong kristal ay walang kumpletong pagkakasunud-sunod sa spatial na pag-aayos ng mga sentro ng grabidad ng mga molekula, bagaman maaaring mayroong bahagyang pagkakasunud-sunod. Nangangahulugan ito na wala silang matibay na kristal na sala-sala. Samakatuwid, ang mga likidong kristal, tulad ng mga ordinaryong likido, ay may pag-aari ng pagkalikido.
Ang isang ipinag-uutos na pag-aari ng mga likidong kristal, na nagdadala sa kanila na mas malapit sa mga ordinaryong kristal, ay ang pagkakaroon ng isang pagkakasunud-sunod ng spatial na oryentasyon ng mga molekula. Ang pagkakasunud-sunod na ito sa oryentasyon ay maaaring magpakita mismo, halimbawa, sa katotohanan na ang lahat ng mahabang axes ng mga molekula sa isang sample ng likidong kristal ay nakatuon sa parehong paraan. Ang mga molekulang ito ay dapat magkaroon ng isang pinahabang hugis. Bilang karagdagan sa pinakasimpleng pinangalanang pag-order ng mga molecular axes, ang isang mas kumplikadong oryentasyon na pagkakasunud-sunod ng mga molekula ay maaaring mangyari sa isang likidong kristal.
Depende sa uri ng pag-order ng mga molecular axes, ang mga likidong kristal ay nahahati sa tatlong uri: nematic, smectic at cholesteric.
Ang pananaliksik sa pisika ng mga likidong kristal at ang kanilang mga aplikasyon ay kasalukuyang isinasagawa sa isang malawak na harapan sa lahat ng mga pinaka-maunlad na bansa sa mundo. Ang lokal na pananaliksik ay puro sa akademiko at industriyal na mga institusyong pananaliksik at may mahabang tradisyon. Ang mga gawa ng V.K., na natapos noong dekada thirties sa Leningrad, ay naging malawak na kilala at kinikilala. Fredericks kay V.N. Tsvetkova. Sa mga nagdaang taon, ang mabilis na pag-aaral ng mga likidong kristal ay nakakita ng mga lokal na mananaliksik na gumawa din ng isang makabuluhang kontribusyon sa pagbuo ng pag-aaral ng mga likidong kristal sa pangkalahatan at, sa partikular, ang mga optika ng mga likidong kristal. Kaya, ang mga gawa ng I.G. Chistyakova, A.P. Kapustina, S.A. Brazovsky, S.A. Pikina, L.M. Si Blinov at maraming iba pang mga mananaliksik ng Sobyet ay malawak na kilala sa komunidad na pang-agham at nagsisilbing pundasyon para sa isang bilang ng mga epektibong teknikal na aplikasyon ng mga likidong kristal.
Ang pagkakaroon ng mga likidong kristal ay itinatag nang matagal na ang nakalipas, lalo na noong 1888, iyon ay, halos isang siglo na ang nakalilipas. Bagaman nakatagpo ng mga siyentipiko ang kalagayang ito ng bagay bago ang 1888, opisyal na itong natuklasan nang maglaon.
Ang unang nakatuklas ng mga likidong kristal ay ang Austrian botanist na si Reinitzer. Habang pinag-aaralan ang bagong substance na cholesteryl benzoate na kanyang na-synthesize, natuklasan niya na sa temperatura na 145°C ang mga kristal ng substance na ito ay natutunaw, na bumubuo ng maulap na likido na malakas na nakakalat ng liwanag. Habang nagpapatuloy ang pag-init, kapag umabot sa temperatura na 179°C, nagiging malinaw ang likido, ibig sabihin, nagsisimula itong kumilos nang optically tulad ng isang ordinaryong likido, halimbawa tubig. Ang Cholesteryl benzoate ay nagpakita ng mga hindi inaasahang katangian sa magulo na yugto. Sinusuri ang yugtong ito sa ilalim ng isang polarizing microscope, natuklasan ni Reinitzer na nagpapakita ito ng birefringence. Nangangahulugan ito na ang refractive index ng liwanag, ibig sabihin, ang bilis ng liwanag sa yugtong ito, ay nakasalalay sa polariseysyon.

9. likido- ang estado ng pagsasama-sama ng isang sangkap, pinagsasama ang mga tampok ng isang solidong estado (konserbasyon ng lakas ng tunog, isang tiyak na lakas ng makunat) at isang gas na estado (pagbabago ng hugis). Ang mga likido ay nailalarawan sa pamamagitan ng maikling-range na pagkakasunud-sunod sa pag-aayos ng mga particle (mga molekula, mga atomo) at isang maliit na pagkakaiba sa kinetic energy ng thermal motion ng mga molekula at ang kanilang potensyal na enerhiya ng pakikipag-ugnayan. Ang thermal motion ng liquid molecules ay binubuo ng mga oscillations sa paligid ng equilibrium positions at medyo bihirang tumalon mula sa isang equilibrium position papunta sa isa pa; ang fluidity ng liquid ay nauugnay dito.

10. Supercritical fluid(SCF) ay isang estado ng pagsasama-sama ng isang sangkap kung saan ang pagkakaiba sa pagitan ng likido at gas phase ay nawawala. Ang anumang sangkap sa temperatura at presyon sa itaas ng kritikal na punto nito ay isang supercritical fluid. Ang mga katangian ng isang substance sa supercritical state ay intermediate sa pagitan ng mga katangian nito sa gas at liquid phase. Kaya, ang SCF ay may mataas na density, malapit sa isang likido, at mababang lagkit, tulad ng mga gas. Ang diffusion coefficient sa kasong ito ay may halagang intermediate sa pagitan ng likido at gas. Ang mga sangkap sa isang supercritical na estado ay maaaring gamitin bilang mga pamalit para sa mga organikong solvent sa mga proseso ng laboratoryo at pang-industriya. Ang supercritical na tubig at supercritical na carbon dioxide ay nakatanggap ng pinakamalaking interes at pamamahagi dahil sa ilang mga katangian.
Ang isa sa mga pinakamahalagang katangian ng supercritical na estado ay ang kakayahang matunaw ang mga sangkap. Sa pamamagitan ng pagbabago ng temperatura o presyon ng likido, maaari mong baguhin ang mga katangian nito sa isang malawak na hanay. Kaya, posible na makakuha ng isang likido na ang mga katangian ay malapit sa alinman sa isang likido o isang gas. Kaya, ang kakayahang matunaw ng isang likido ay tumataas sa pagtaas ng density (sa isang pare-parehong temperatura). Dahil ang density ay tumataas sa pagtaas ng presyon, ang pagbabago ng presyon ay maaaring maka-impluwensya sa kakayahang matunaw ng likido (sa isang pare-parehong temperatura). Sa kaso ng temperatura, ang pag-asa ng mga katangian ng likido ay medyo mas kumplikado - sa isang pare-parehong density, ang kakayahang matunaw ng likido ay tumataas din, ngunit malapit sa kritikal na punto, ang isang bahagyang pagtaas sa temperatura ay maaaring humantong sa isang matalim na pagbaba. sa density, at, nang naaayon, ang kakayahang matunaw. Ang mga supercritical fluid ay naghahalo sa isa't isa nang walang limitasyon, kaya kapag naabot ang kritikal na punto ng pinaghalong, ang sistema ay palaging magiging single-phase. Ang tinatayang kritikal na temperatura ng isang binary mixture ay maaaring kalkulahin bilang arithmetic mean ng mga kritikal na parameter ng mga substance Tc(mix) = (mole fraction A) x TcA + (mole fraction B) x TcB.

11. puno ng gas- (French gaz, mula sa Greek chaos - chaos), isang estado ng pagsasama-sama ng isang sangkap kung saan ang kinetic energy ng thermal motion ng mga particle nito (molecules, atoms, ions) ay makabuluhang lumampas sa potensyal na enerhiya ng mga pakikipag-ugnayan sa pagitan nila, at samakatuwid ang mga particle ay malayang gumagalaw, pantay na pinupunan sa kawalan ng mga panlabas na patlang ang buong volume na ibinigay dito.

12. Plasma- (mula sa Greek plasma - sculpted, shaped), isang estado ng bagay na isang ionized gas kung saan ang mga konsentrasyon ng positibo at negatibong mga singil ay pantay (quasi-neutrality). Ang karamihan sa mga bagay sa Uniberso ay nasa estado ng plasma: mga bituin, galactic nebulae at ang interstellar medium. Malapit sa Earth, ang plasma ay umiiral sa anyo ng solar wind, magnetosphere at ionosphere. Ang high-temperature plasma (T ~ 106 - 108K) mula sa pinaghalong deuterium at tritium ay pinag-aaralan na may layuning ipatupad ang kinokontrol na thermonuclear fusion. Ang low-temperature plasma (T Ј 105K) ay ginagamit sa iba't ibang gas-discharge device (gas lasers, ion device, MHD generators, plasmatrons, plasma engines, atbp.), pati na rin sa teknolohiya (tingnan ang Plasma metallurgy, Plasma drilling, Plasma teknolohiya).

13. Masisira ang bagay— ay isang intermediate na yugto sa pagitan ng plasma at neutronium. Ito ay sinusunod sa mga puting dwarf at gumaganap ng mahalagang papel sa ebolusyon ng mga bituin. Kapag ang mga atomo ay sumailalim sa napakataas na temperatura at presyon, nawawala ang kanilang mga electron (sila ay nagiging electron gas). Sa madaling salita, sila ay ganap na ionized (plasma). Ang presyon ng naturang gas (plasma) ay tinutukoy ng presyon ng mga electron. Kung ang density ay napakataas, ang lahat ng mga particle ay pinipilit na mas malapit sa isa't isa. Ang mga electron ay maaaring umiral sa mga estado na may mga tiyak na enerhiya, at walang dalawang electron ang maaaring magkaroon ng parehong enerhiya (maliban kung ang kanilang mga spin ay magkasalungat). Kaya, sa isang siksik na gas, ang lahat ng mas mababang antas ng enerhiya ay puno ng mga electron. Ang ganitong gas ay tinatawag na degenerate. Sa ganitong estado, ang mga electron ay nagpapakita ng degenerate na presyon ng elektron, na sumasalungat sa mga puwersa ng grabidad.

14. Neutronium- isang estado ng pagsasama-sama kung saan ang bagay ay pumasa sa napakataas na presyon, na hindi pa rin maabot sa laboratoryo, ngunit umiiral sa loob ng mga neutron na bituin. Sa panahon ng paglipat sa estado ng neutron, ang mga electron ng sangkap ay nakikipag-ugnayan sa mga proton at nagiging mga neutron. Bilang resulta, ang bagay sa estado ng neutron ay ganap na binubuo ng mga neutron at may density sa pagkakasunud-sunod ng nuclear. Ang temperatura ng sangkap ay hindi dapat masyadong mataas (sa katumbas ng enerhiya, hindi hihigit sa isang daang MeV).
Sa isang malakas na pagtaas ng temperatura (daan-daang MeV pataas), ang iba't ibang meson ay nagsisimulang ipanganak at mapuksa sa estado ng neutron. Sa isang karagdagang pagtaas sa temperatura, nangyayari ang deconfinement, at ang sangkap ay pumasa sa estado ng quark-gluon plasma. Hindi na ito binubuo ng mga hadron, ngunit ng patuloy na pagsilang at nawawalang mga quark at gluon.

15. Quark-gluon plasma(chromoplasm) - isang estado ng pagsasama-sama ng bagay sa high-energy physics at elementary particle physics, kung saan ang hadronic matter ay pumasa sa isang estado na katulad ng estado kung saan ang mga electron at ion ay matatagpuan sa ordinaryong plasma.
Karaniwan, ang bagay sa mga hadron ay nasa tinatawag na walang kulay ("puti") na estado. Iyon ay, ang mga quark na may iba't ibang kulay ay kanselahin ang bawat isa. Ang isang katulad na estado ay umiiral sa ordinaryong bagay - kapag ang lahat ng mga atom ay neutral sa kuryente, iyon ay,
Ang mga positibong singil sa mga ito ay binabayaran ng mga negatibo. Sa mataas na temperatura, ang ionization ng mga atom ay maaaring mangyari, kung saan ang mga singil ay pinaghihiwalay, at ang sangkap ay nagiging, gaya ng sinasabi nila, "quasi-neutral." Iyon ay, ang buong ulap ng bagay sa kabuuan ay nananatiling neutral, ngunit ang mga indibidwal na particle nito ay tumigil sa pagiging neutral. Ang parehong bagay, tila, ay maaaring mangyari sa hadronic matter - sa napakataas na enerhiya, ang kulay ay inilabas at ginagawang "quasi-colorless" ang sangkap.
Malamang, ang bagay ng Uniberso ay nasa estado ng quark-gluon plasma sa mga unang sandali pagkatapos ng Big Bang. Ngayon ang quark-gluon plasma ay maaaring mabuo sa maikling panahon sa panahon ng banggaan ng mga particle ng napakataas na enerhiya.
Ang quark-gluon plasma ay ginawang eksperimento sa RHIC accelerator sa Brookhaven National Laboratory noong 2005. Ang pinakamataas na temperatura ng plasma na 4 trilyon degrees Celsius ay nakuha doon noong Pebrero 2010.

16. Kakaibang sangkap- isang estado ng pagsasama-sama kung saan ang bagay ay na-compress sa maximum na mga halaga ng density; maaari itong umiral sa anyo ng "quark soup". Ang isang kubiko sentimetro ng bagay sa estadong ito ay tumitimbang ng bilyun-bilyong tonelada; bilang karagdagan, babaguhin nito ang anumang normal na sangkap na nakontak nito sa parehong "kakaibang" anyo na may paglalabas ng malaking halaga ng enerhiya.
Ang enerhiya na maaaring ilabas kapag ang core ng bituin ay naging "kakaibang bagay" ay hahantong sa isang napakalakas na pagsabog ng isang "quark nova" - at, ayon kina Leahy at Uyed, ito mismo ang naobserbahan ng mga astronomo noong Setyembre 2006.
Ang proseso ng pagbuo ng sangkap na ito ay nagsimula sa isang ordinaryong supernova, kung saan lumiko ang isang napakalaking bituin. Bilang resulta ng unang pagsabog, nabuo ang isang neutron star. Ngunit, ayon kina Leahy at Uyed, hindi ito nagtagal - dahil ang pag-ikot nito ay tila pinabagal ng sarili nitong magnetic field, lalo itong lumiit, na bumubuo ng isang kumpol ng "kakaibang bagay", na humantong sa isang pantay. mas malakas sa panahon ng isang ordinaryong pagsabog ng supernova, ang pagpapakawala ng enerhiya - at ang mga panlabas na layer ng matter ng dating neutron star, na lumilipad sa nakapalibot na espasyo sa bilis na malapit sa bilis ng liwanag.

17. Malakas na simetriko na sangkap- ito ay isang sangkap na naka-compress sa isang lawak na ang mga microparticle sa loob nito ay pinagpatong sa ibabaw ng bawat isa, at ang katawan mismo ay bumagsak sa isang black hole. Ang terminong "symmetry" ay ipinaliwanag tulad ng sumusunod: Kunin natin ang pinagsama-samang estado ng bagay na kilala ng lahat mula sa paaralan - solid, likido, gas. Para sa katiyakan, isaalang-alang natin ang isang perpektong walang katapusan na kristal bilang isang solid. Mayroong isang tiyak, tinatawag na discrete symmetry na may kinalaman sa paglipat. Nangangahulugan ito na kung ililipat mo ang kristal na sala-sala sa isang distansya na katumbas ng pagitan sa pagitan ng dalawang atomo, walang magbabago dito - ang kristal ay magkakasabay sa sarili nito. Kung ang kristal ay natunaw, kung gayon ang simetrya ng nagresultang likido ay magkakaiba: tataas ito. Sa isang kristal, ang mga punto lamang na malayo sa bawat isa sa ilang mga distansya, ang tinatawag na mga node ng kristal na sala-sala, kung saan matatagpuan ang magkaparehong mga atomo, ay katumbas.
Ang likido ay homogenous sa buong dami nito, ang lahat ng mga punto nito ay hindi makikilala sa isa't isa. Nangangahulugan ito na ang mga likido ay maaaring ilipat sa pamamagitan ng anumang di-makatwirang mga distansya (at hindi lamang ng ilang mga discrete, tulad ng sa isang kristal) o paikutin ng anumang mga arbitrary na anggulo (na hindi maaaring gawin sa mga kristal) at ito ay magkakasabay sa sarili nito. Mas mataas ang antas ng symmetry nito. Ang gas ay mas simetriko: ang likido ay sumasakop sa isang tiyak na dami sa sisidlan at mayroong isang kawalaan ng simetrya sa loob ng sisidlan kung saan mayroong likido at mga punto kung saan wala. Sinasakop ng gas ang buong volume na ibinigay dito, at sa ganitong kahulugan, ang lahat ng mga punto nito ay hindi makikilala sa isa't isa. Gayunpaman, dito magiging mas tama na pag-usapan hindi ang tungkol sa mga punto, ngunit tungkol sa maliit, ngunit macroscopic na mga elemento, dahil sa antas ng mikroskopiko mayroon pa ring mga pagkakaiba. Sa ilang mga punto sa isang naibigay na sandali sa oras ay may mga atomo o molekula, habang sa iba ay wala. Ang simetrya ay sinusunod lamang sa karaniwan, alinman sa ilang mga macroscopic na parameter ng volume o sa paglipas ng panahon.
Ngunit wala pa ring instant symmetry sa antas ng mikroskopiko. Kung ang isang sangkap ay na-compress nang napakalakas, sa mga presyon na hindi katanggap-tanggap sa pang-araw-araw na buhay, na-compress upang ang mga atomo ay durog, ang kanilang mga shell ay tumagos sa isa't isa, at ang nuclei ay nagsimulang hawakan, ang simetrya ay bumangon sa antas ng mikroskopiko. Ang lahat ng mga nuclei ay magkapareho at pinindot laban sa bawat isa, mayroong hindi lamang interatomic, kundi pati na rin ang mga internuclear na distansya, at ang sangkap ay nagiging homogenous (kakaibang sangkap).
Ngunit mayroon ding antas ng submicroscopic. Ang nuclei ay binubuo ng mga proton at neutron na gumagalaw sa loob ng nucleus. May konting espasyo din sa pagitan nila. Kung patuloy kang mag-compress upang ang nuclei ay durog, ang mga nucleon ay magdidikit nang mahigpit sa isa't isa. Pagkatapos, sa antas ng submicroscopic, lilitaw ang simetrya, na hindi umiiral kahit sa loob ng ordinaryong nuclei.
Mula sa kung ano ang sinabi, ang isa ay maaaring makilala ang isang napaka-tiyak na kalakaran: mas mataas ang temperatura at mas malaki ang presyon, mas simetriko ang sangkap. Batay sa mga pagsasaalang-alang na ito, ang isang sangkap na na-compress sa maximum nito ay tinatawag na highly simetriko.

18. Mahinang simetriko bagay- isang estado na kabaligtaran ng malakas na simetriko na bagay sa mga katangian nito, na nasa pinakaunang Uniberso sa isang temperatura na malapit sa Planck, marahil 10-12 segundo pagkatapos ng Big Bang, kapag ang malakas, mahina at electromagnetic na pwersa ay kumakatawan sa isang superforce. Sa ganitong estado, ang sangkap ay naka-compress sa isang lawak na ang masa nito ay nagiging enerhiya, na nagsisimulang lumaki, iyon ay, lumawak nang walang katiyakan. Hindi pa posible na makamit ang mga enerhiya para sa eksperimentong pagkuha ng superpower at paglilipat ng bagay sa bahaging ito sa ilalim ng mga kondisyong panlupa, bagaman ang mga naturang pagtatangka ay ginawa sa Large Hadron Collider upang pag-aralan ang unang bahagi ng uniberso. Dahil sa kawalan ng pakikipag-ugnayan ng gravitational sa superforce na bumubuo sa sangkap na ito, ang superforce ay hindi sapat na simetriko kumpara sa supersymmetric na puwersa na naglalaman ng lahat ng 4 na uri ng pakikipag-ugnayan. Samakatuwid, ang estado ng pagsasama-sama ay nakatanggap ng ganoong pangalan.

19. Ray substance- ito, sa katunayan, ay hindi na mahalaga, ngunit enerhiya sa dalisay nitong anyo. Gayunpaman, tiyak na ang hypothetical na estadong ito ng pagsasama-sama na kukuha ng katawan na umabot sa bilis ng liwanag. Maaari rin itong makuha sa pamamagitan ng pag-init ng katawan sa temperatura ng Planck (1032K), iyon ay, pagpapabilis ng mga molekula ng sangkap sa bilis ng liwanag. Tulad ng sumusunod mula sa teorya ng relativity, kapag ang isang bilis ay umabot sa higit sa 0.99 s, ang masa ng katawan ay nagsisimulang lumaki nang mas mabilis kaysa sa "normal" na acceleration; bilang karagdagan, ang katawan ay nagpapahaba, umiinit, iyon ay, nagsisimula itong nagniningning sa infrared spectrum. Kapag tumatawid sa threshold ng 0.999 s, ang katawan ay nagbabago nang radikal at nagsisimula ng isang mabilis na paglipat ng yugto hanggang sa estado ng sinag. Tulad ng mga sumusunod mula sa pormula ni Einstein, na kinuha sa kabuuan nito, ang lumalaking masa ng pangwakas na sangkap ay binubuo ng mga masa na nahiwalay sa katawan sa anyo ng thermal, x-ray, optical at iba pang radiation, ang enerhiya ng bawat isa ay inilarawan ng susunod na termino sa formula. Kaya, ang isang katawan na lumalapit sa bilis ng liwanag ay magsisimulang maglabas sa lahat ng spectra, lumalaki ang haba at bumagal sa oras, pagnipis sa haba ng Planck, iyon ay, kapag naabot ang bilis c, ang katawan ay magiging isang walang katapusang haba at manipis na sinag, na gumagalaw sa bilis ng liwanag at binubuo ng mga photon na walang haba, at ang walang katapusang masa nito ay ganap na mai-convert sa enerhiya. Samakatuwid, ang naturang sangkap ay tinatawag na ray.

“Alcohols” Mula sa kasaysayan  Alam mo ba na noong ika-4 na siglo. BC e. alam ba ng mga tao kung paano gumawa ng mga inumin na naglalaman ng ethyl alcohol? Ang alak ay ginawa sa pamamagitan ng pagbuburo ng mga katas ng prutas at berry. Gayunpaman, natutunan nilang kunin ang nakalalasing na sangkap mula dito nang maglaon. Noong ika-11 siglo Nakuha ng mga alchemist ang mga singaw ng isang pabagu-bagong substance na inilabas noong pinainit ang alak Kahulugan Ang mga alkohol (mga hindi na ginagamit na alkohol) ay mga organikong compound na naglalaman ng isa o higit pang hydroxyl group (hydroxyl, OH) na direktang nakagapos sa carbon atom sa hydrocarbon radical  Ang pangkalahatang formula ng ang mga alkohol ay CxHy(OH) n Pangkalahatang pormula ng mga monohydric na saturated na alkohol CnH2n+1OH Pag-uuri ng mga alkohol Sa bilang ng mga pangkat na hydroxyl CxHy(OH)n Monohydric alcohols CH3 - CH2 - CH2 OH Dihydric glycols CH3 - CH - CH2 OH OH Triatomic glycerols CH2 - CH - CH2 OH OH OH Pag-uuri ng mga alkohol Ayon sa likas na katangian ng hydrocarbon hydrocarbon radical radical CxHy(OH)n CxHy(OH)n Limit Limit CH3 CH3 –– CH CH2 CH2 2 ––CH 2 OH OH Unsaturated Unsaturated CH CH2 = CH CH––CH CH2 2 = 2 OH OH Aromatic Aromatic CH CH2 OH 2 --OH Nomenclature of alcohols Tingnan ang talahanayan at gumawa ng konklusyon tungkol sa nomenclature ng mga alcohol NOMENCLATURE AND ISOMERITY Kapag bumubuo ng mga pangalan ng alkohol, a (generic ) ang suffix ay idinagdag sa pangalan ng hydrocarbon na naaayon sa alkohol. Ang mga numero pagkatapos ng suffix ay nagpapahiwatig ng posisyon ng pangkat ng hydroxyl sa pangunahing kadena: H | H- C – O H | H methanol 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 MGA URI NG ISOMERITY 1. Isomerismo ng posisyon ng functional group (propanol–1 at propanol–2) 2. Isomerism ng carbon skeleton CH3-CH2-CH2-CH2-OH butanol-1 CH3-CH -CH2-OH | CH3 2-methylpropanol-1 3. Interclass isomerism - ang mga alkohol ay isomeric sa mga eter: CH3-CH2-OH ethanol CH3-O-CH3 dimethyl ether Konklusyon  Ang mga pangalan ng monohydric alcohol ay nabuo mula sa pangalan ng hydrocarbon na may pinakamahabang carbon chain naglalaman ng hydroxyl group sa pamamagitan ng pagdaragdag ng suffix -ol  Para sa polyhydric alcohols, bago ang suffix -ol sa Greek (-di-, -tri-, ...) ang bilang ng hydroxyl groups ay ipinahiwatig  Halimbawa: CH3-CH2-OH ethanol Mga uri ng isomerism ng mga alkohol Structural 1. Carbon chain 2. Posisyon ng functional group PHYSICAL PROPERTIES  Lower alcohols (C1-C11) ay pabagu-bago ng isip na likido na may masangsang na amoy  Ang mas matataas na alkohol (C12- at mas mataas) ay solid na may kaaya-ayang amoy PISIKAL NA KATANGIAN Pangalan Formula Pl. g/cm3 tpl.C tboil.C Methyl CH3OH 0.792 -97 64 Ethyl C2H5OH 0.790 -114 78 Propyl CH3CH2CH2OH 0.804 -120 92 Isopropyl CH3-CH8(OH)-CH6 . ,810 -90 118 Tampok ng mga pisikal na katangian: estado ng pagsasama-sama Ang Methyl alcohol (ang unang kinatawan ng homologous na serye ng mga alkohol) ay isang likido. Marahil ito ay may mataas na molekular na timbang? Hindi. Mas mababa kaysa sa carbon dioxide. Pagkatapos ano? R – O … H – O …H – O H R R Lumalabas na ang lahat ay tungkol sa mga hydrogen bond na nabubuo sa pagitan ng mga molekula ng alkohol at pumipigil sa paglipad ng mga indibidwal na molekula. ang mga alkohol ay hindi matutunaw. Bakit? CH3 – O…H – O…N – O N H CH3 Paano kung malaki ang radical? CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – O ... H – O H H Ang mga hydrogen bond ay masyadong mahina para hawakan ang molekula ng alkohol, na may malaking bahaging hindi matutunaw, sa pagitan ng mga molekula ng tubig Tampok ng mga pisikal na katangian: contraction Bakit hindi kailanman ginagamit ang volume kapag paglutas ng mga problema sa pagkalkula? ngunit sa pamamagitan lamang ng masa? Paghaluin ang 500 ML ng alkohol at 500 ML ng tubig. Kumuha kami ng 930 ML ng solusyon. Ang mga bono ng hydrogen sa pagitan ng mga molekula ng alkohol at tubig ay napakalakas na ang kabuuang dami ng solusyon ay bumababa, ang "compression" nito (mula sa Latin contracttio - compression). Ilang kinatawan ng mga alkohol Monohydric alcohol - methanol  Walang kulay na likido na may kumukulo na 64C, isang katangiang amoy Mas magaan kaysa sa tubig. Nasusunog na may walang kulay na apoy.  Ginagamit bilang solvent at fuel sa mga internal combustion engine Ang methanol ay isang lason  Ang nakakalason na epekto ng methanol ay nakabatay sa pinsala sa nervous at vascular system. Ang paglunok ng 5-10 ml ng methanol ay humahantong sa matinding pagkalason, at ang 30 ml o higit pa ay humahantong sa kamatayan Monohydric alcohol - ethanol Walang kulay na likido na may katangian na amoy at nasusunog na lasa, kumukulo na 78C. Mas magaan kaysa tubig. Nakikihalubilo sa kanya sa anumang relasyon. Madaling nasusunog, nasusunog na may mahinang kumikinang na mala-bughaw na apoy. Pakikipagkaibigan sa pulisya ng trapiko Ang mga alkohol ba ay kaibigan ng pulisya ng trapiko? Pero paano! Napigilan ka na ba ng inspektor ng pulisya ng trapiko? Nakahinga ka na ba sa isang tubo? Kung ikaw ay malas, pagkatapos ay isang reaksyon ng oksihenasyon ng alkohol ang naganap, kung saan nagbago ang kulay, at kailangan mong magbayad ng isang multa Kawili-wiling tanong. Ang alkohol ay isang xenobiotic - mga sangkap na hindi matatagpuan sa katawan ng tao, ngunit nakakaapekto sa mahahalagang function nito. Ang lahat ay nakasalalay sa dosis. 1. Ang alkohol ay isang sustansya na nagbibigay ng enerhiya sa katawan. Sa Middle Ages, ang katawan ay nakatanggap ng halos 25% ng enerhiya nito sa pamamagitan ng pag-inom ng alkohol; 2. Ang alkohol ay isang gamot na may disinfectant at antibacterial effect; 3. Ang alkohol ay isang lason na nakakagambala sa mga natural na biological na proseso, sumisira sa mga panloob na organo at psyche at, kung labis na nainom, ay humahantong sa kamatayan.Paggamit ng ethanol  Ang ethyl alcohol ay ginagamit sa paghahanda ng iba't ibang inuming may alkohol;  Sa gamot para sa paghahanda ng mga katas mula sa mga halamang panggamot, gayundin para sa pagdidisimpekta;  Sa mga kosmetiko at pabango, ang ethanol ay isang solvent para sa mga pabango at losyon.Masasamang epekto ng ethanol  Sa simula ng pagkalasing, ang mga istruktura ng cerebral cortex ay nagdurusa; ang aktibidad ng mga sentro ng utak na kinokontrol ang pag-uugali ay pinigilan: ang makatwirang kontrol sa mga aksyon ay nawala, at ang kritikal na saloobin sa sarili ay bumababa. Tinawag ni I. P. Pavlov ang kundisyong ito na "isang riot ng subcortex"  Na may napakataas na nilalaman ng alkohol sa dugo, ang aktibidad ng mga sentro ng motor ng utak ay pinipigilan, ang pag-andar ng cerebellum ay pangunahing apektado - ang tao ay ganap na nawawalan ng oryentasyon Nakakapinsala. mga epekto ng ethanol  Ang mga pagbabago sa istruktura ng utak na dulot ng maraming taon ng pagkalasing sa alak, halos hindi na maibabalik, at kahit na pagkatapos ng matagal na pag-iwas sa pag-inom ng alak, nagpapatuloy ang mga ito. Kung ang isang tao ay hindi maaaring huminto, kung gayon ang organiko at, samakatuwid, ang mga paglihis ng kaisipan mula sa pamantayan ay tumataas.Masasamang epekto ng ethanol  Ang alkohol ay may lubhang masamang epekto sa mga daluyan ng dugo ng utak. Sa simula ng pagkalasing, lumalawak sila, bumagal ang daloy ng dugo sa kanila, na humahantong sa kasikipan sa utak. Pagkatapos, kapag bilang karagdagan sa alkohol, ang mga nakakapinsalang produkto ng hindi kumpletong pagkasira nito ay nagsimulang maipon sa dugo, ang isang matalim na spasm ay nangyayari, ang vasoconstriction ay nangyayari, at ang mga mapanganib na komplikasyon ay nabuo, tulad ng mga cerebral stroke, na humahantong sa malubhang kapansanan at maging kamatayan. MGA TANONG PARA SA REBISYON 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Ang isang lalagyan na walang label ay naglalaman ng tubig, at ang isa ay naglalaman ng alkohol. Posible bang gumamit ng indicator para makilala ang mga ito? Sino ang nagmamay-ari ng karangalan na makakuha ng purong alak? Maaari bang maging solid ang alkohol? Ang molecular weight ng methanol ay 32, at ang carbon dioxide ay 44. Gumuhit ng konklusyon tungkol sa estado ng pagsasama-sama ng alkohol. Paghaluin ang isang litro ng alkohol at isang litro ng tubig. Tukuyin ang dami ng pinaghalong. Paano linlangin ang isang inspektor ng pulisya ng trapiko? Maaari bang magbigay ng tubig ang anhydrous absolute alcohol? Ano ang xenobiotics at paano ito nauugnay sa mga alkohol? MGA SAGOT 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Imposible. Ang mga tagapagpahiwatig ay hindi nakakaapekto sa mga alkohol at ang kanilang mga may tubig na solusyon. Siyempre, mga alchemist. Siguro kung ang alkohol na ito ay naglalaman ng 12 carbon atoms o higit pa. Walang konklusyon ang maaaring makuha mula sa mga datos na ito. Ang mga bono ng hydrogen sa pagitan ng mga molekula ng alkohol, dahil sa mababang bigat ng molekular ng mga molekulang ito, ay ginagawang abnormal na mataas ang kumukulong punto ng alkohol. Ang dami ng pinaghalong hindi magiging dalawang litro, ngunit mas maliit, humigit-kumulang 1 litro - 860 ml. Huwag uminom habang nagmamaneho. Baka kung painitin mo at lagyan mo ng conc. sulpuriko acid. Huwag maging tamad at tandaan ang lahat ng narinig mo tungkol sa alak, magpasya para sa iyong sarili minsan at para sa lahat kung ano ang iyong dosis……. at kailangan ba talaga????? Polyhydric alcohol ethylene glycol  Ang ethylene glycol ay isang kinatawan ng saturated dihydric alcohols - glycols;  Ang pangalang glycols ay ibinigay dahil sa matamis na lasa ng maraming mga kinatawan ng serye (Greek "glycos" - matamis);  Ang ethylene glycol ay isang syrupy na likido na may matamis na lasa, walang amoy, at nakakalason. Mahusay na hinahalo sa tubig at alkohol, hygroscopic Application ng ethylene glycol  Isang mahalagang katangian ng ethylene glycol ay ang kakayahang bawasan ang pagyeyelo ng tubig, kaya naman ang sangkap ay malawakang ginagamit bilang bahagi ng mga antifreeze ng sasakyan at mga likidong antifreeze;  Ito ay ginagamit upang makagawa ng lavsan (mahalagang synthetic fiber) Ang ethylene glycol ay isang lason  Ang mga dosis na nagdudulot ng nakamamatay na pagkalason sa ethylene glycol ay malawak na nag-iiba - mula 100 hanggang 600 ml. Ayon sa isang bilang ng mga may-akda, ang nakamamatay na dosis para sa mga tao ay 50-150 ml. Ang dami ng namamatay dahil sa ethylene glycol ay napakataas at higit sa 60% ng lahat ng kaso ng pagkalason;  Ang mekanismo ng nakakalason na epekto ng ethylene glycol ay hindi pa napag-aaralan hanggang ngayon. Ang ethylene glycol ay mabilis na nasisipsip (kabilang ang mga pores ng balat) at nagpapalipat-lipat sa dugo nang hindi nagbabago sa loob ng ilang oras, na umaabot sa pinakamataas na konsentrasyon nito pagkatapos ng 2-5 na oras. Pagkatapos ang nilalaman nito sa dugo ay unti-unting bumababa, at ito ay naayos sa mga tisyu.Polyhydric alcohol glycerin  Glycerin ay isang trihydric saturated alcohol. Walang kulay, malapot, hygroscopic, matamis na lasa ng likido. Miscible sa tubig sa anumang ratio, isang mahusay na solvent. Tumutugon sa nitric acid upang bumuo ng nitroglycerin. Sa mga carboxylic acid, ito ay bumubuo ng mga taba at langis CH2 – CH – CH2 OH OH OH Mga aplikasyon ng glycerin  Ginagamit sa     produksyon ng mga paputok na nitroglycerin; Kapag nagpoproseso ng katad; Bilang isang bahagi ng ilang mga pandikit; Sa paggawa ng mga plastik, ang gliserin ay ginagamit bilang isang plasticizer; Sa paggawa ng confectionery at inumin (bilang food additive E422) Qualitative reaction to polyhydric alcohols Qualitative reaction to polyhydric alcohols  Ang reaksyon sa polyhydric alcohols ay ang kanilang interaksyon sa isang bagong nakuha na precipitate ng copper (II) hydroxide, na natutunaw upang bumuo ng isang maliwanag na asul-violet na solusyon Mga Gawain Punan ang work card para sa aralin;  Sagutin ang mga tanong sa pagsusulit;  Solve the crossword puzzle  Worksheet para sa aralin na “Alcohols”  General formula of alcohols Name the substances:  CH3OH  CH3-CH2-CH2-CH2-OH  CH2(OH)-CH2(OH)  Isulat ang structural formula ng propanol-2  Ano ang kahulugan ng atomicity ng alkohol?  Ilista ang mga aplikasyon ng ethanol  Anong mga alkohol ang ginagamit sa industriya ng pagkain?  Anong alkohol ang nagdudulot ng nakamamatay na pagkalason kapag ang 30 ml ay pumasok sa katawan?  Anong substance ang ginagamit bilang antifreeze liquid?  Paano makilala ang polyhydric alcohol sa monohydric alcohol? Paraan ng paghahanda Laboratory  Hydrolysis ng haloalkanes: R-CL+NaOH R-OH+NaCL  Hydration ng alkenes: CH2=CH2+H2O C2H5OH  Hydrogenation ng carbonyl compounds Industrial  Synthesis ng methanol mula sa synthesis gas CO+2H2 CH3-OH (at mataas na presyon, mataas na temperatura at zinc oxide catalyst)  Hydration ng alkenes  Fermentation ng glucose: C6H12O6 2C2H5OH+2CO2 Mga kemikal na katangian I. Mga reaksyon na may pagkaputol ng RO–H bond  Ang mga alkohol ay tumutugon sa alkali at alkaline earth na mga metal, na bumubuo ng parang asin compounds - alcoholates 2CH CH CH OH + 2Na  2CH CH CH ONa + H  2CH CH OH + Ca  (CH CH O) Ca + H  3 2 3 2 2 3 3 2 2 2 2 2 2  Pakikipag-ugnayan sa mga organic acid (esterification reaction) ay humahantong sa pagbuo ng mga ester. CH COОH + HOC H  CH COОC H (ethyl acetate (ethyl acetate)) + H O 3 2 5 3 2 5 2 II. Mga reaksyong kinasasangkutan ng pagkasira ng R–OH bond Sa hydrogen halides: R–OH + HBr  R–Br + H2O III. Mga reaksyon ng oksihenasyon Nasusunog ang mga alkohol: 2С3H7ОH + 9O2  6СO2 + 8H2O Sa ilalim ng pagkilos ng mga ahente ng oxidizing:  ang mga pangunahing alkohol ay na-convert sa aldehydes, pangalawang alkohol sa mga ketone IV. Ang pag-aalis ng tubig ay nangyayari kapag pinainit ng mga reagents na nag-aalis ng tubig (conc. H2SO4). 1. Ang intramolecular dehydration ay humahantong sa pagbuo ng mga alkenes CH3–CH2–OH  CH2=CH2 + H2O 2. Ang intermolecular dehydration ay nagbibigay ng mga eter R-OH + H-O–R  R–O–R(ether) + H2O