Ang mga tanong tungkol sa kung ano ang estado ng pagsasama-sama, anong mga katangian at katangian mayroon ang mga solid, likido at gas, ay isinasaalang-alang sa ilang mga kurso sa pagsasanay. Mayroong tatlong klasikal na estado ng bagay, na may sariling katangian na mga tampok na istruktura. Ang pagkakaintindi nila mahalagang punto sa pag-unawa sa mga agham ng Earth, mga buhay na organismo, at mga aktibidad sa produksyon. Ang mga tanong na ito ay pinag-aaralan ng pisika, kimika, heograpiya, heolohiya, pisikal na kimika at iba pang siyentipikong disiplina. Ang mga sangkap na, sa ilalim ng ilang partikular na kundisyon, ay nasa isa sa tatlong pangunahing uri ng estado ay maaaring magbago sa pagtaas o pagbaba ng temperatura at presyon. Isaalang-alang natin ang mga posibleng paglipat mula sa isang estado ng pagsasama-sama patungo sa isa pa, tulad ng nangyayari sa kalikasan, teknolohiya at pang-araw-araw na buhay.

Ano ang isang estado ng pagsasama-sama?

Ang salitang nagmula sa Latin na "aggrego" na isinalin sa Russian ay nangangahulugang "sumali". Ang pang-agham na termino ay tumutukoy sa estado ng parehong katawan, sangkap. Ang pagkakaroon ng mga solido, gas at likido sa ilang partikular na temperatura at iba't ibang presyon ay katangian ng lahat ng mga shell ng Earth. Bilang karagdagan sa tatlong pangunahing estado ng pagsasama-sama, mayroon ding pang-apat. Sa mataas na temperatura at pare-pareho ang presyon, ang gas ay nagiging plasma. Upang mas maunawaan kung ano ang isang estado ng pagsasama-sama, kinakailangang tandaan ang pinakamaliit na mga particle na bumubuo sa mga sangkap at katawan.

Ang diagram sa itaas ay nagpapakita ng: a - gas; b—likido; c ay isang solidong katawan. Sa ganitong mga larawan, ang mga bilog ay nagpapahiwatig ng mga elemento ng istruktura ng mga sangkap. Ito simbolo, sa katunayan, ang mga atomo, molekula, ion ay hindi mga solidong bola. Ang mga atom ay binubuo ng isang positibong sisingilin na nucleus sa paligid kung saan ang mga negatibong sisingilin na mga electron ay gumagalaw nang napakabilis. Ang kaalaman tungkol sa mikroskopikong istraktura ng bagay ay nakakatulong upang mas maunawaan ang mga pagkakaiba na umiiral sa pagitan ng iba't ibang pinagsama-samang anyo.

Mga ideya tungkol sa microcosm: mula sa Sinaunang Greece hanggang ika-17 siglo

Ang unang impormasyon tungkol sa mga particle na bumubuo pisikal na katawan, lumabas sa Sinaunang Greece. Ang mga nag-iisip na sina Democritus at Epicurus ay nagpakilala ng isang konsepto bilang atom. Naniniwala sila na ang pinakamaliit na hindi mahahati na mga particle na ito iba't ibang mga sangkap may hugis, isang tiyak na sukat, ay may kakayahang kumilos at pakikipag-ugnayan sa isa't isa. Ang atomismo ay naging pinaka-advanced na pagtuturo ng sinaunang Greece para sa panahon nito. Ngunit bumagal ang pag-unlad nito noong Middle Ages. Mula noon ang mga siyentipiko ay inusig ng Inkisisyon ng Simbahang Romano Katoliko. Samakatuwid, hanggang sa modernong panahon, walang malinaw na konsepto kung ano ang estado ng bagay. Pagkatapos lamang ng ika-17 siglo ang mga siyentipiko na sina R. Boyle, M. Lomonosov, D. Dalton, A. Lavoisier ay bumalangkas ng mga probisyon ng atomic-molecular theory, na hindi nawalan ng kabuluhan ngayon.

Mga atomo, molekula, ion - mga microscopic na particle ng istraktura ng bagay

Ang isang makabuluhang tagumpay sa pag-unawa sa microworld ay naganap noong ika-20 siglo, nang naimbento ang electron microscope. Isinasaalang-alang ang mga natuklasan na ginawa ng mga siyentipiko kanina, posible na magkasama ang isang magkakaugnay na larawan ng microworld. Ang mga teorya na naglalarawan sa estado at pag-uugali ng pinakamaliit na particle ng bagay ay medyo kumplikado ang mga ito sa larangan ng Upang maunawaan ang mga katangian ng iba't ibang pinagsama-samang estado ng bagay, sapat na malaman ang mga pangalan at katangian ng mga pangunahing istrukturang particle na bumubuo; iba't ibang mga sangkap.

1. Ang mga atomo ay mga particle na hindi mahahati sa kemikal. Ang mga ito ay napanatili sa mga reaksiyong kemikal, ngunit nawasak sa mga reaksyong nuklear. Ang mga metal at maraming iba pang mga sangkap ng atomic na istraktura ay may solidong estado ng pagsasama-sama sa ilalim ng normal na mga kondisyon.
2. Ang mga molekula ay mga particle na nasira at nabuo sa mga reaksiyong kemikal. oxygen, tubig, carbon dioxide, asupre. Estado ng pagsasama-sama oxygen, nitrogen, sulfur dioxide, carbon, oxygen sa ilalim ng normal na kondisyon - puno ng gas.
3. Ang mga ions ay ang mga particle na sinisingil na nagiging mga atom at molekula kapag nakakuha o nawalan sila ng mga electron—mga microscopic na negatively charged na particle. Maraming mga asin ang may ionic na istraktura, halimbawa table salt, iron sulfate at copper sulfate.

May mga sangkap na ang mga particle ay matatagpuan sa espasyo sa isang tiyak na paraan. Ang nakaayos na magkaparehong posisyon ng mga atomo, ion, at molekula ay tinatawag na kristal na sala-sala. Karaniwan, ang mga ionic at atomic crystal lattice ay katangian ng mga solido, molekular - para sa mga likido at gas. Ang brilyante ay nakikilala sa pamamagitan ng mataas na tigas nito. Ang atomic crystal lattice nito ay nabuo ng mga carbon atom. Ngunit ang malambot na grapayt ay binubuo rin ng mga atomo ng elementong kemikal na ito. Lamang ang mga ito ay matatagpuan naiiba sa kalawakan. Ang karaniwang estado ng pagsasama-sama ng asupre ay solid, ngunit kapag mataas na temperatura ang sangkap ay nagiging likido at isang amorphous na masa.

Mga sangkap sa isang solidong estado ng pagsasama-sama

Ang mga solid sa ilalim ng normal na mga kondisyon ay nagpapanatili ng kanilang dami at hugis. Halimbawa, isang butil ng buhangin, isang butil ng asukal, asin, isang piraso ng bato o metal. Kung pinainit mo ang asukal, ang sangkap ay magsisimulang matunaw, na nagiging isang malapot na kayumangging likido. Itigil na natin ang pag-init at magkakaroon ulit tayo ng solid. Nangangahulugan ito na ang isa sa mga pangunahing kondisyon para sa paglipat solid sa isang likido - pagpainit nito o pagtaas ng panloob na enerhiya ng mga particle ng isang sangkap. Ang solidong estado ng pagsasama-sama ng asin, na ginagamit para sa pagkain, ay maaari ding mabago. Ngunit upang matunaw ang table salt, kailangan ng mas mataas na temperatura kaysa sa pag-init ng asukal. Ang katotohanan ay ang asukal ay binubuo ng mga molekula, at ang table salt ay binubuo ng mga sisingilin na ions na mas malakas na naaakit sa isa't isa. Ang mga solid sa likidong anyo ay hindi nananatili ang kanilang hugis dahil ang mga kristal na sala-sala ay nawasak.

Ang likidong pinagsama-samang estado ng asin kapag natutunaw ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng pagkasira ng mga bono sa pagitan ng mga ion sa mga kristal. Ang mga naka-charge na particle na maaaring magdala ng mga singil sa kuryente ay inilabas. Ang mga natunaw na asin ay nagsasagawa ng kuryente at mga konduktor. Sa mga industriya ng kemikal, metalurhiko at inhinyero, ang mga solidong sangkap ay ginagawang likido upang makakuha ng mga bagong compound mula sa kanila o para bigyan sila. iba't ibang hugis. Ang mga haluang metal ay naging laganap. Mayroong ilang mga paraan upang makuha ang mga ito, na nauugnay sa mga pagbabago sa estado ng pagsasama-sama ng mga solidong hilaw na materyales.

Ang likido ay isa sa mga pangunahing estado ng pagsasama-sama

Kung magbuhos ka ng 50 ML ng tubig sa isang round-bottomed flask, mapapansin mo na ang sangkap ay agad na magkakaroon ng hugis ng isang sisidlan ng kemikal. Ngunit sa sandaling ibuhos namin ang tubig mula sa prasko, ang likido ay agad na kumalat sa ibabaw ng mesa. Ang dami ng tubig ay mananatiling pareho - 50 ML, ngunit ang hugis nito ay magbabago. Ang mga nakalistang tampok ay katangian ng likidong anyo ng pagkakaroon ng bagay. Maraming mga organikong sangkap ang likido: alkohol, mga langis ng gulay, mga acid.

Ang gatas ay isang emulsion, ibig sabihin, isang likidong naglalaman ng mga patak ng taba. Ang isang kapaki-pakinabang na mapagkukunan ng likido ay langis. Ito ay nakuha mula sa mga balon gamit ang mga drilling rig sa lupa at sa karagatan. Ang tubig dagat ay isa ring hilaw na materyal para sa industriya. Ang pagkakaiba nito mula sa sariwang tubig sa mga ilog at lawa ay nakasalalay sa nilalaman ng mga natunaw na sangkap, pangunahin ang mga asin. Kapag sumingaw mula sa ibabaw ng mga reservoir, ang mga molekula lamang ng H 2 O ay pumasa sa estado ng singaw, ang mga natunaw na sangkap ay nananatili. Ang mga pamamaraan para sa pagkuha ay batay sa ari-arian na ito kapaki-pakinabang na mga sangkap mula sa tubig dagat at mga pamamaraan para sa paglilinis nito.

Kapag ang mga asing-gamot ay ganap na naalis, ang dalisay na tubig ay nakuha. Ito ay kumukulo sa 100°C at nagyeyelo sa 0°C. Ang mga brine ay kumukulo at nagiging yelo sa ibang temperatura. Halimbawa, ang tubig sa Arctic Ocean ay nagyeyelo sa temperatura sa ibabaw na 2 °C.

Ang pisikal na estado ng mercury sa ilalim ng normal na mga kondisyon ay likido. Ang kulay-pilak na kulay-abo na metal na ito ay karaniwang ginagamit upang punan ang mga medikal na thermometer. Kapag pinainit, ang haligi ng mercury ay tumataas sa sukat at ang sangkap ay lumalawak. Bakit ang alcohol ay tinted na may pulang pintura, at hindi mercury? Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng mga katangian ng likidong metal. Sa 30-degree na frost, ang estado ng pagsasama-sama ng mercury ay nagbabago, ang sangkap ay nagiging solid.

Kung masira ang medikal na thermometer at tumalsik ang mercury, kung gayon ang pagkolekta ng mga pilak na bola gamit ang iyong mga kamay ay mapanganib. Ito ay nakakapinsala sa paglanghap ng singaw ng mercury; Sa ganitong mga kaso, ang mga bata ay kailangang bumaling sa kanilang mga magulang at matatanda para sa tulong.

Gaseous na estado

Ang mga gas ay hindi mapanatili ang alinman sa kanilang dami o hugis. Punan natin ng oxygen ang prasko hanggang sa itaas (ang chemical formula nito ay O2). Sa sandaling buksan namin ang prasko, ang mga molekula ng sangkap ay magsisimulang maghalo sa hangin sa silid. Nangyayari ito dahil sa Brownian motion. Kahit na ang sinaunang Greek scientist na si Democritus ay naniniwala na ang mga particle ng bagay ay patuloy na gumagalaw. Sa mga solido, sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang mga atomo, molekula, at mga ion ay walang pagkakataon na umalis sa kristal na sala-sala o palayain ang kanilang mga sarili mula sa mga bono sa iba pang mga particle. Ito ay posible lamang kapag ang isang malaking halaga ng enerhiya ay ibinibigay mula sa labas.

Sa mga likido, ang distansya sa pagitan ng mga particle ay bahagyang mas malaki kaysa sa mga solido na nangangailangan ng mas kaunting enerhiya upang masira ang mga intermolecular bond. Halimbawa, ang likidong estado ng oxygen ay sinusunod lamang kapag ang temperatura ng gas ay bumaba sa −183 °C. Sa −223 °C, ang mga molekula ng O 2 ay bumubuo ng isang solid. Kapag ang temperatura ay tumaas sa itaas ng mga halagang ito, ang oxygen ay nagiging gas. Ito ay sa form na ito na ito ay matatagpuan sa ilalim ng normal na mga kondisyon. Naka-on mga negosyong pang-industriya Mayroong mga espesyal na pag-install para sa paghihiwalay ng hangin sa atmospera at pagkuha ng nitrogen at oxygen mula dito. Una, ang hangin ay pinalamig at natunaw, at pagkatapos ay ang temperatura ay unti-unting tumaas. Ang nitrogen at oxygen ay nagiging gas kapag iba't ibang kondisyon.

Ang kapaligiran ng Earth ay naglalaman ng 21% oxygen at 78% nitrogen sa dami. Ang mga sangkap na ito ay hindi matatagpuan sa likidong anyo sa gaseous na sobre ng planeta. Ang likidong oxygen ay mapusyaw na asul ang kulay at ginagamit upang punan ang mga cylinder sa mataas na presyon para magamit sa mga medikal na setting. Sa industriya at konstruksyon, kailangan ang mga tunaw na gas upang maisagawa ang maraming proseso. Ang oxygen ay kailangan para sa gas welding at pagputol ng mga metal, at sa chemistry para sa mga reaksyon ng oksihenasyon ng mga inorganic at organic na sangkap. Kung bubuksan mo ang balbula ng isang silindro ng oxygen, bumababa ang presyon at ang likido ay nagiging gas.

Ang liquefied propane, methane at butane ay malawakang ginagamit sa mga aktibidad sa enerhiya, transportasyon, industriya at sambahayan. Ang mga sangkap na ito ay nakukuha mula sa natural na gas o sa panahon ng pag-crack (paghahati) ng petrolyo feedstock. Ang carbon liquid at gas mixtures ay may mahalagang papel sa ekonomiya ng maraming bansa. Ngunit ang mga reserbang langis at natural na gas ay lubhang nauubos. Ayon sa mga siyentipiko, ang hilaw na materyal na ito ay tatagal ng 100-120 taon. Ang isang alternatibong mapagkukunan ng enerhiya ay ang daloy ng hangin (hangin). Ang mabilis na pag-agos ng mga ilog at pagtaas ng tubig sa baybayin ng mga dagat at karagatan ay ginagamit upang patakbuhin ang mga planta ng kuryente.

Ang oxygen, tulad ng iba pang mga gas, ay maaaring nasa ikaapat na estado ng pagsasama-sama, na kumakatawan sa isang plasma. Ang hindi pangkaraniwang paglipat mula sa solid hanggang sa gas na estado ay isang katangian na katangian ng mala-kristal na yodo. Ang madilim na lilang sangkap ay sumasailalim sa sublimation - ito ay nagiging gas, na lumalampas sa likidong estado.

Paano ginagawa ang mga paglipat mula sa isang pinagsama-samang anyo ng bagay patungo sa isa pa?

Ang mga pagbabago sa pinagsama-samang estado ng mga sangkap ay hindi nauugnay sa mga pagbabagong kemikal, ito ay mga pisikal na phenomena. Habang tumataas ang temperatura, maraming solido ang natutunaw at nagiging likido. Ang isang karagdagang pagtaas sa temperatura ay maaaring humantong sa pagsingaw, iyon ay, sa gas na estado ng sangkap. Sa kalikasan at ekonomiya, ang gayong mga paglipat ay katangian ng isa sa mga pangunahing sangkap sa Earth. Ang yelo, likido, singaw ay mga estado ng tubig sa ilalim ng iba't ibang panlabas na kondisyon. Ang tambalan ay pareho, ang formula nito ay H 2 O. Sa temperatura na 0 ° C at sa ibaba ng halagang ito, ang tubig ay nag-kristal, iyon ay, nagiging yelo. Kapag tumaas ang temperatura, ang mga kristal na nabuo ay nawasak - ang yelo ay natutunaw, muli likidong tubig. Kapag ito ay pinainit, ang pagsingaw ay nabuo - ang pagbabago ng tubig sa gas - kahit na sa mababang temperatura. Halimbawa, ang mga nagyeyelong puddle ay unti-unting nawawala dahil ang tubig ay sumingaw. Kahit na sa malamig na panahon, ang basang labahan ay natutuyo, ngunit ang prosesong ito ay mas matagal kaysa sa isang mainit na araw.

Ang lahat ng nakalistang paglipat ng tubig mula sa isang estado patungo sa isa pa ay may malaking kahalagahan para sa kalikasan ng Earth. Ang mga phenomena sa atmospera, klima at panahon ay nauugnay sa pagsingaw ng tubig mula sa ibabaw ng World Ocean, ang paglipat ng kahalumigmigan sa anyo ng mga ulap at fog sa lupa, at pag-ulan (ulan, niyebe, granizo). Ang mga phenomena na ito ay bumubuo ng batayan ng World water cycle sa kalikasan.

Paano nagbabago ang pinagsama-samang estado ng asupre?

Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang asupre ay maliwanag na makintab na kristal o mapusyaw na dilaw na pulbos, ibig sabihin, ito ay isang solidong sangkap. Ang pisikal na estado ng asupre ay nagbabago kapag pinainit. Una, kapag ang temperatura ay tumaas sa 190 °C, ang dilaw na sangkap ay natutunaw, na nagiging isang mobile na likido.

Kung mabilis mong ibuhos ang likidong asupre malamig na tubig, pagkatapos ay nakuha ang isang brown amorphous mass. Sa karagdagang pag-init ng pagtunaw ng asupre, ito ay nagiging mas malapot at nagdidilim. Sa mga temperatura sa itaas 300 °C, ang estado ng pagsasama-sama ng asupre ay nagbabago muli, ang sangkap ay nakakakuha ng mga katangian ng isang likido at nagiging mobile. Ang mga pagbabagong ito ay lumitaw dahil sa kakayahan ng mga atomo ng isang elemento na bumuo ng mga kadena na may iba't ibang haba.

Bakit maaaring nasa iba't ibang pisikal na estado ang mga sangkap?

Ang estado ng pagsasama-sama ng asupre, isang simpleng sangkap, ay solid sa ilalim ng ordinaryong mga kondisyon. Ang sulfur dioxide ay isang gas, ang sulfuric acid ay isang madulas na likido na mas mabigat kaysa sa tubig. Hindi tulad ng asin at mga nitric acid ito ay hindi pabagu-bago, ang mga molekula ay hindi sumingaw mula sa ibabaw nito. Anong estado ng pagsasama-sama ang mayroon ang plastic sulfur, na nakukuha sa pamamagitan ng pag-init ng mga kristal?

Sa amorphous form nito, ang sangkap ay may istraktura ng isang likido, na may hindi gaanong pagkalikido. Ngunit ang plastik na asupre ay sabay na nagpapanatili ng hugis nito (bilang isang solid). May mga likidong kristal na may ilang mga katangian ng mga solido. Kaya, ang estado ng isang sangkap sa ilalim ng iba't ibang mga kondisyon ay nakasalalay sa likas na katangian, temperatura, presyon at iba pa panlabas na kondisyon.

Anong mga katangian ang umiiral sa istruktura ng mga solido?

Ang mga umiiral na pagkakaiba sa pagitan ng mga pangunahing pinagsama-samang estado ng bagay ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga atomo, ion at molekula. Halimbawa, bakit ang solid state ng matter ay humahantong sa kakayahan ng mga katawan na mapanatili ang volume at hugis? Sa kristal na sala-sala ng isang metal o asin, ang mga particle ng istruktura ay naaakit sa isa't isa. Sa mga metal, ang mga ions na may positibong charge ay nakikipag-ugnayan sa tinatawag na "electron gas," isang koleksyon ng mga libreng electron sa isang piraso ng metal. Ang mga kristal ng asin ay lumitaw dahil sa pagkahumaling ng magkasalungat na sisingilin na mga particle - mga ion. Ang distansya sa pagitan ng mga yunit ng istruktura sa itaas ng mga solid ay mas maliit kaysa sa mga sukat ng mga particle mismo. Sa kasong ito, kumikilos ang electrostatic attraction, nagbibigay ito ng lakas, ngunit ang pagtanggi ay hindi sapat na malakas.

Upang sirain ang solidong estado ng pagsasama-sama ng isang substansiya, kailangang magsikap. Ang mga metal, asin, at atomic na kristal ay natutunaw sa napakataas na temperatura. Halimbawa, ang bakal ay nagiging likido sa mga temperaturang higit sa 1538 °C. Ang tungsten ay refractory at ginagamit upang gumawa ng mga filament na maliwanag na maliwanag para sa mga bombilya. May mga haluang metal na nagiging likido sa temperaturang higit sa 3000 °C. Marami sa Earth ay nasa solidong estado. Ang mga hilaw na materyales na ito ay kinukuha gamit ang teknolohiya sa mga minahan at quarry.

Upang paghiwalayin ang kahit isang ion mula sa isang kristal, isang malaking halaga ng enerhiya ang dapat gugulin. Ngunit ito ay sapat na upang matunaw ang asin sa tubig para ang kristal na sala-sala ay maghiwa-hiwalay! Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay ipinaliwanag ng mga kamangha-manghang katangian ng tubig bilang isang polar solvent. Ang mga molekula ng H 2 O ay nakikipag-ugnayan sa mga ion ng asin, na sinisira ang chemical bond sa pagitan nila. Kaya, ang paglusaw ay hindi isang simpleng paghahalo ng iba't ibang mga sangkap, ngunit isang physicochemical na pakikipag-ugnayan sa pagitan nila.

Paano nakikipag-ugnayan ang mga likidong molekula?

Ang tubig ay maaaring isang likido, isang solid, at isang gas (singaw). Ito ang mga pangunahing estado ng pagsasama-sama sa ilalim ng mga normal na kondisyon. Ang mga molekula ng tubig ay binubuo ng isang oxygen atom kung saan ang dalawang hydrogen atoms ay nakagapos. Ang polariseysyon ng kemikal na bono sa molekula ay nangyayari, at ang isang bahagyang negatibong singil ay lilitaw sa mga atomo ng oxygen. Ang hydrogen ay nagiging positibong poste sa molekula, na naaakit ng oxygen atom ng isa pang molekula. Ito ay tinatawag na "hydrogen bonding."

Ang likidong estado ng pagsasama-sama ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga distansya sa pagitan ng mga istrukturang particle na maihahambing sa kanilang mga sukat. Ang atraksyon ay umiiral, ngunit ito ay mahina, kaya ang tubig ay hindi nagpapanatili ng hugis nito. Nagaganap ang singaw dahil sa pagkasira ng mga bono na nangyayari sa ibabaw ng likido kahit na may temperatura ng silid.

Mayroon bang intermolecular na pakikipag-ugnayan sa mga gas?

Ang estado ng gas ng isang sangkap ay naiiba sa likido at solid sa isang bilang ng mga parameter. Mayroong malalaking puwang sa pagitan ng mga istrukturang particle ng mga gas, na mas malaki kaysa sa mga sukat ng mga molekula. Sa kasong ito, ang mga puwersa ng pang-akit ay hindi kumikilos sa lahat. Ang gas na estado ng pagsasama-sama ay katangian ng mga sangkap na naroroon sa hangin: nitrogen, oxygen, carbon dioxide. Sa larawan sa ibaba, ang unang kubo ay puno ng gas, ang pangalawa ay may likido, at ang pangatlo ay may solid.

Maraming mga likido ay pabagu-bago ng isip ang mga molekula ng sangkap na lumalabas sa kanilang ibabaw at napupunta sa hangin. Halimbawa, kung magdadala ka ng cotton wool na binabad sa hydrochloric acid sa pagbubukas ng bukas na bote ng hydrochloric acid, ammonia, pagkatapos ay lilitaw ang puting usok. Ang isang kemikal na reaksyon sa pagitan ng hydrochloric acid at ammonia ay nangyayari mismo sa hangin, na gumagawa ng ammonium chloride. Anong estado ng pagsasama-sama ang sangkap na ito? Ang mga particle nito na bumubuo ng puting usok ay maliliit na solidong kristal ng asin. Ang eksperimentong ito ay dapat isagawa sa ilalim ng hood;

Konklusyon

Ang pisikal na estado ng gas ay pinag-aralan ng marami mga natatanging physicist at mga chemist: Avogadro, Boyle, Gay-Lussac, Clayperon, Mendeleev, Le Chatelier. Ang mga siyentipiko ay bumuo ng mga batas na nagpapaliwanag sa pag-uugali ng mga gas na sangkap sa mga kemikal na reaksyon kapag ang mga panlabas na kondisyon ay nagbabago. Ang mga bukas na pattern ay hindi lamang kasama sa mga aklat-aralin sa paaralan at unibersidad sa pisika at kimika. Maraming industriya ng kemikal ang nakabatay sa kaalaman tungkol sa pag-uugali at katangian ng mga sangkap sa iba't ibang estado ng pagsasama-sama.

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 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. Mga elemento ng istruktura Ang sala-sala na ito ay naglalaman ng mga molekulang polar at non-polar. 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 kanila ay anisotropy - dissimilarity pisikal na katangian 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 pwersa sa pagitan ng mga likidong molekula atraksyon sa isa't isa, 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 na lumayo 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. Mga totoong gas sa mataas na presyon at ang mababang temperatura ay hindi sumusunod sa equation ng estado perpektong gas(Mendeleev-Clapeyron equation), dahil sa ilalim ng mga kondisyong ito ang mga puwersa ng interaksyon sa pagitan ng mga molekula ay nagsisimulang lumitaw.

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. Mga gas sa mababang presyon at ang 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 ang distansya sa pagitan ng mga molekula ay tumataas, ang pakikipag-ugnayan ng mga molekula ay dapat ding isaalang-alang. Ang mga pakikipag-ugnayang ito ay nagsisimulang makaapekto sa paglipat mula sa isang gas na estado sa isang likido o solid. Sa pagitan ng mga molekula ay maaaring magkaroon iba't ibang uri pakikipag-ugnayan.

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 ang mga puwersa ay tinutukoy 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 ang mga molekula ay lumalapit 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 mga distansyang katumbas ng bawat isa, ang potensyal na enerhiya ng pakikipag-ugnayan ay walang hanggan pinakamahalaga o isang "harang" 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

Ang condensed matter ay 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 halos 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-range 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.

Oo, butil asin Mukha silang perpektong cubes. 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.

Mga bono ng kemikal ang mga atomo (ion) 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 sala-sala sa mga kristal ay pinagsama-sama 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 ang naturang pagsasaayos ay nabuo, 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 Crystal polymorphism ay ang kakayahang bumuo ng mga estado na may iba't ibang mga istraktura ng kristal.

Kapag pamamahagi singil ng kuryente mga pagbabago sa mga neutral na atomo, maaaring mangyari ang mahinang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga kapitbahay. 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 mga bono ng atom, 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 gawaing pananaliksik sanhi ng isang mensahe tungkol sa pagtanggap 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 . Ito ay lohikal na 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, minana mula sa graphite, at 12 regular na pentahedron, i.e. Ang disenyo ay kahawig ng isang soccer ball. Lumalabas na kapag "tinahi" sa isang saradong globo, ang ilan sa mga flat hexahedron ay naging 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 natatanging katangian, lalong 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. Mga 2/5 mga elemento ng kemikal ay binubuo ng mga metal. Sa mga metal (maliban sa mercury), ang isang bono ay nabubuo 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 nagsimulang 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 ng pagkakasunud-sunod ng 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. Kadalasan, 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 dami ng yelo at bismuth habang natutunaw at, kahit na 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, ito ay bumababa 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 maipaliwanag 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 tumataas ang tubig manipis na tubo, tinatawag na capillary, at tumataas nang mas mataas, mas payat ang tubo. 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. Layer ng ibabaw kung paano pinoprotektahan ng pelikula ang tubig, 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 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, habang Purong tubig Mababalot lang ito sa mga droplet.

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. Ang ionization ay maaaring magawa sa pamamagitan ng pag-init, paglabas ng kuryente, o matigas na 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 - ultraviolet radiation mga bituin Ang ating Araw ay binubuo rin ng plasma; ionosphere, depende sa kondisyon nito ang posibilidad ng long-distance radio communication. Sa mga kondisyon ng terrestrial, ang plasma ay bihirang matatagpuan - sa mga lamp liwanag ng araw 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, nangyayari 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 nauugnay sa panlabas na mga patlang at hindi sarado sa loob ng plasma, ito ay polarized. Sumusunod ang plasma mga batas sa 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. Konduktibidad malamig na plasma ibabaw ng Araw (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 mga 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 upang malutas ang mga problema ng plasma confinement sa pamamagitan ng magnetic field sa mga espesyal na aparato- tokamak (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). Ginagawa rin ang trabaho upang makagawa at mapanatili ang plasma gamit ang nakatutok na laser radiation.