Kimyada "Alkoller" konulu powerpoint formatında sunum. Okul çocukları için sunum, kimya açısından alkoller hakkında konuşan 12 slayt içeriyor. fiziki ozellikleri ah, hidrojen halojenürlerle reaksiyonlar.

Sunumdan kesitler

Tarihten

Bunu 4. yüzyılda biliyor muydunuz? M.Ö e. insanlar etil alkol içeren içeceklerin nasıl yapılacağını biliyor muydu? Şarap, meyve ve meyve sularının fermente edilmesiyle üretildi. Ancak sarhoş edici bileşeni ondan çıkarmayı çok sonra öğrendiler. 11. yüzyılda simyacılar, şarap ısıtıldığında açığa çıkan uçucu bir maddenin buharlarını tespit ettiler.

Fiziki ozellikleri

• Düşük alkoller suda yüksek oranda çözünür, renksiz ve kokusuz sıvılardır.
• Yüksek alkoller suda çözünmeyen katı maddelerdir.

Fiziksel özelliklerin özelliği: toplanma durumu

• Metil alkol (ilk temsilci) homolog seri alkoller) – sıvı. Belki yüksek moleküler ağırlığa sahiptir? HAYIR. Karbondioksitten çok daha az. O zaman ne?
• Bütün meselenin, alkol molekülleri arasında oluşan ve bireysel moleküllerin uçup gitmesini önleyen hidrojen bağlarında olduğu ortaya çıktı.

Fiziksel özelliklerin özelliği: suda çözünürlük

• Düşük alkoller suda çözünür, yüksek alkoller çözünmez. Neden?
• Hidrojen bağları, çözünmeyen kısmı büyük olan alkol molekülünü su molekülleri arasında tutamayacak kadar zayıftır.

Fiziksel özelliklerin özelliği: kasılma

• İnsanlar hesaplama problemlerini çözerken neden hacmi asla değil, yalnızca kütleyi kullanırlar?
• 500 ml alkol ve 500 ml suyu karıştırın. 930 ml çözelti elde ediyoruz. Alkol ve su molekülleri arasındaki hidrojen bağları o kadar güçlüdür ki, çözeltinin toplam hacmi azalır, "sıkışması" (Latince contraktio - sıkıştırmadan gelir).

Alkoller asit midir?

• Alkoller alkali metallerle reaksiyona girer. Bu durumda hidroksil grubunun hidrojen atomunun yerini bir metal alır. Asit gibi görünüyor.
• Ancak alkollerin asidik özellikleri çok zayıftır, o kadar zayıf ki alkoller göstergeleri etkilemez.

Trafik polisiyle dostluk.

• Alkoller trafik polisinin dostu mudur? Ama nasıl!
• Hiç trafik polisi müfettişi tarafından durduruldunuz mu? Hiç tüpün içine nefes aldınız mı?
• Şansınız yoksa alkol oksidasyon reaksiyonuna girerek renginin değişmesine neden olur ve ceza ödemek zorunda kalırsınız.

Su veriyoruz 1

Suyun uzaklaştırılması - sıcaklık 140 dereceden fazla ise dehidrasyon molekül içi olabilir. Bu, bir katalizör - konsantre sülfürik asit gerektirir.

Suyu geri ver 2

Sıcaklık azaltılırsa ve katalizör aynı kalırsa moleküller arası dehidrasyon meydana gelir.

Hidrojen halojenürlerle reaksiyon.

Bu reaksiyon tersine çevrilebilir ve bir katalizör - konsantre sülfürik asit gerektirir.

Alkolle arkadaş olmak ya da olmamak.

İlginç soru. Alkol bir ksenobiyotiktir; vücutta bulunmayan bir maddedir. insan vücudu ama hayatını etkiliyor. Her şey doza bağlıdır.

1. Alkol- Bu besin vücuda enerji sağlayan. Orta Çağ'da vücut enerjisinin yaklaşık %25'ini alkol tüketiminden alıyordu.
2. Alkol ilaç dezenfektan ve antibakteriyel etkiye sahiptir.
3. Alkol, doğal biyolojik süreçleri bozan, yok eden bir zehirdir. iç organlar ve ruha zarar verir ve aşırı tüketilirse ölüme yol açar.

Ders 4. Maddenin toplu halleri

1. Maddenin katı hali.

2. Maddenin sıvı hali.

3. Maddenin gaz halindeki hali.

Maddeler üç toplanma durumunda olabilir: katı, sıvı ve gaz. çok yüksek sıcaklıklar bir tür gaz hali ortaya çıkar - plazma (plazma durumu).

1. Maddenin katı hali, parçacıklar arasındaki etkileşimin enerjisinin, hareketlerinin kinetik enerjisinden daha yüksek olmasıyla karakterize edilir. Katı haldeki çoğu madde kristal yapıya sahiptir. Her madde belirli bir şekle sahip kristaller oluşturur. Örneğin, sodyum klorürün küp şeklinde kristalleri, oktahedron formunda şap ve prizma formunda sodyum nitrat vardır.

Maddenin kristal formu en kararlı olanıdır. Bir katı içindeki parçacıkların düzeni, düğümlerinde hayali çizgilerle bağlanan belirli parçacıkların bulunduğu bir kafes şeklinde gösterilmektedir. Dört ana kristal kafes türü vardır: atomik, moleküler, iyonik ve metalik.

Atomik kristal kafes kovalent bağlarla (elmas, grafit, silikon) bağlanan nötr atomlardan oluşur. Moleküler kristal kafes naftalin, sakkaroz, glikoz var. Yapısal elemanlar Bu kafes polar ve polar olmayan moleküller içerir. İyonik kristal kafes pozitif ve negatif yüklü iyonların (sodyum klorür, potasyum klorür) uzayda düzenli olarak değişmesiyle oluşur. Tüm metallerin metal kristal kafesi vardır. Düğümleri, aralarında serbest durumda elektronların bulunduğu pozitif yüklü iyonlar içerir.

Kristal maddelerin bir takım özellikleri vardır. Bunlardan biri anizotropidir - bir kristalin fiziksel özelliklerinin kristalin içinde farklı yönlerde farklı olması.

2. Maddenin sıvı halinde, parçacıkların moleküller arası etkileşiminin enerjisi, hareketlerinin kinetik enerjisi ile orantılıdır. Bu durum gaz ve kristalin arasında bir ara durumdur. Gazlardan farklı olarak sıvı moleküller arasında büyük kuvvetler etki eder. karşılıklı çekim Moleküler hareketin doğasını belirleyen. Sıvı bir molekülün termal hareketi titreşim ve ötelemeyi içerir. Her molekül bir süre belirli bir denge noktası etrafında salınır, sonra hareket eder ve tekrar denge konumuna gelir. Bu onun akışkanlığını belirler. Moleküller arası çekim kuvvetleri, moleküllerin hareket ederken birbirlerinden uzaklaşmasını engeller.

Sıvıların özellikleri aynı zamanda moleküllerin hacmine ve yüzeylerinin şekline de bağlıdır. Sıvının molekülleri polar ise, karmaşık bir kompleks halinde birleşirler (birleşirler). Bu tür sıvılara ilişkili (su, aseton, alkol) denir. Οʜᴎ daha yüksek t kip'e, daha düşük uçuculuğa ve daha yüksek dielektrik sabitine sahiptir.

Bildiğiniz gibi sıvıların yüzey gerilimi vardır. Yüzey gerilimi- ϶ᴛᴏ birim yüzey başına yüzey enerjisi: ϭ = E/S, burada ϭ yüzey gerilimidir; E – yüzey enerjisi; S – yüzey alanı. Bir sıvıdaki moleküller arası bağlar ne kadar güçlüyse yüzey gerilimi de o kadar büyük olur. Yüzey gerilimini azaltan maddelere yüzey aktif maddeler denir.

Sıvıların bir diğer özelliği ise viskozitedir. Viskozite, bir sıvının bazı katmanlarının hareket ederken diğerlerine göre hareket etmesi durumunda ortaya çıkan dirençtir. Bazı sıvıların viskozitesi yüksek (bal, mala), bazıları ise düşük viskoziteye sahiptir (su, etil alkol).

3. Bir maddenin gaz halinde, parçacıkların moleküller arası etkileşiminin enerjisi kinetik enerjisinden daha azdır. Bu nedenle gaz molekülleri bir arada tutulmaz, hacim içinde serbestçe hareket eder. Gazlar aşağıdaki özelliklerle karakterize edilir: 1) bulundukları kabın tüm hacmi boyunca eşit dağılım; 2) sıvılara kıyasla düşük yoğunluk ve katılar; 3) kolay sıkıştırılabilirlik.

Bir gazda moleküller birbirlerinden çok uzak mesafelerde bulunurlar, aralarındaki çekim kuvvetleri küçüktür. Moleküller arasındaki büyük mesafelerde bu kuvvetler pratikte yoktur. Bu durumdaki bir gaza genellikle ideal denir. Gerçek gazlar yüksek basınçlar ve düşük sıcaklıklar durum denklemine uymaz Ideal gaz(Mendeleev-Clapeyron denklemi), çünkü bu koşullar altında moleküller arasındaki etkileşim kuvvetleri ortaya çıkmaya başlar.

Tüm maddeler farklı toplanma durumlarında olabilir - katı, sıvı, gaz ve plazma. Eski zamanlarda dünyanın toprak, su, hava ve ateşten oluştuğuna inanılıyordu. Maddelerin toplu halleri bu görsel bölünmeye karşılık gelir. Deneyimler, toplanma durumları arasındaki sınırların çok keyfi olduğunu göstermektedir. Gazlar düşük basınçlar ve düşük sıcaklıklar ideal kabul edilir, içlerindeki moleküller yalnızca elastik etki yasalarına göre çarpışabilecek maddi noktalara karşılık gelir. Çarpma anında moleküller arasındaki etkileşim kuvvetleri ihmal edilebilir düzeydedir ve çarpışmalar mekanik enerji kaybı olmadan meydana gelir. Ancak moleküller arasındaki mesafe arttıkça moleküllerin etkileşiminin de dikkate alınması gerekir. Bu etkileşimler gaz halinden sıvı veya katı duruma geçişi etkilemeye başlar. Moleküller arasında olabilir Çeşitli türler etkileşimler.

Moleküller arası etkileşimin kuvvetleri doyurulamaz, atomların kimyasal etkileşiminin kuvvetlerinden farklı olarak molekül oluşumuna yol açar. Yüklü parçacıklar arasındaki etkileşimler nedeniyle elektrostatik olabilirler. Deneyimler, moleküllerin mesafesine ve karşılıklı yönelimine bağlı olan kuantum mekaniksel etkileşimin, moleküller arasındaki 10-9 m'den daha uzak mesafelerde ihmal edilebilir olduğunu göstermiştir. Seyreltilmiş gazlarda bu ihmal edilebilir veya potansiyel etkileşim enerjisinin olduğu varsayılabilir. pratik olarak sıfıra eşittir. Kısa mesafelerde bu enerji küçüktür ve karşılıklı çekim kuvvetleri etki eder.

at - karşılıklı itme ve kuvvet

Moleküllerin çekim ve itme kuvvetleri dengelidir ve f= 0. Burada kuvvetler potansiyel enerjiyle olan bağlantılarına göre belirlenir. Ancak parçacıklar belirli bir kinetik enerji rezervine sahip olarak hareket eder.

gii. Böyle bir enerji kaynağına sahip bir molekülün hareketsiz kalmasına ve bir başkasının onunla çarpışmasına izin verin. Moleküller birbirine yaklaştıkça çekici kuvvetler pozitif iş yapar ve etkileşimlerinin potansiyel enerjisi mesafeye düşer. Aynı zamanda kinetik enerji (ve hız) artar. Mesafe azaldıkça çekici kuvvetlerin yerini itici kuvvetler alacaktır. Molekülün bu kuvvetlere karşı yaptığı iş negatiftir.

Molekül, kinetik enerjisi tamamen potansiyel enerjiye dönüşene kadar sabit bir moleküle yaklaşacaktır. Minimum mesafe D, Moleküllerin yaklaşabileceği mesafeye denir molekülün etkin çapı. Molekül durduktan sonra itici kuvvetlerin etkisi altında artan hızla uzaklaşmaya başlayacaktır. Mesafeyi tekrar geçtikten sonra molekül, çekici kuvvetler bölgesine düşecek ve bu da uzaklaştırılmasını yavaşlatacaktır. Etkin çap, başlangıçtaki kinetik enerji rezervine bağlıdır; bu değer sabit değildir. Birbirine eşit mesafelerde etkileşimin potansiyel enerjisi sonsuzdur büyük önem veya molekül merkezlerinin daha küçük mesafelere yaklaşmasını engelleyen bir “bariyer”. Ortalama potansiyel etkileşim enerjisinin ortalama kinetik enerjiye oranı belirler toplama durumu maddeler: gazlar için sıvılar için, katılar için

Yoğunlaştırılmış madde sıvıları ve katıları içerir. İçlerinde atomlar ve moleküller birbirine yakın, neredeyse birbirine değecek şekilde yerleştirilmiştir. Sıvılarda ve katılarda moleküllerin merkezleri arasındaki ortalama mesafe (2 -5) 10 -10 m civarındadır. Yoğunlukları da yaklaşık olarak aynıdır. Atomlararası mesafeler, elektron bulutlarının birbirine nüfuz ettiği mesafeleri o kadar aşar ki, itici kuvvetler ortaya çıkar. Karşılaştırma için, normal koşullar altındaki gazlarda moleküller arasındaki ortalama mesafe yaklaşık 33 × 10 -10 m'dir.

İÇİNDE sıvılar Moleküller arası etkileşim daha güçlü bir etkiye sahiptir, moleküllerin termal hareketi denge konumu etrafındaki zayıf titreşimlerle kendini gösterir ve hatta bir konumdan diğerine atlar. Bu nedenle, parçacıkların dizilişinde yalnızca kısa menzilli bir düzen, yani yalnızca en yakın parçacıkların dizilişinde tutarlılık ve karakteristik akışkanlık vardır.

Katılar Sert bir yapı ile karakterize edilirler, kesin olarak tanımlanmış bir hacme ve şekle sahiptirler, sıcaklık ve basıncın etkisi altında çok daha az değişirler. Katılarda amorf ve kristal haller mümkündür. Ayrıca ara maddeler de vardır - sıvı kristaller. Ancak katılardaki atomlar sanıldığı gibi hiç de durağan değildir. Her biri, komşuları arasında ortaya çıkan elastik kuvvetlerin etkisi altında her zaman dalgalanır. Çoğu element ve bileşik, mikroskop altında kristal bir yapıya sahiptir.

Evet tahıllar sofra tuzu Mükemmel küplere benziyorlar. Kristallerde atomlar kristal kafesin bölgelerine sabitlenmiştir ve yalnızca kafes bölgelerinin yakınında titreşebilirler. Kristaller gerçek katıları oluşturur ve plastik veya asfalt gibi katılar, katılar ve sıvılar arasında bir ara pozisyonda bulunur. Amorf bir cisim, sıvı gibi kısa menzilli bir düzene sahiptir, ancak sıçrama olasılığı düşüktür. Bu nedenle cam, artan viskoziteye sahip, aşırı soğutulmuş bir sıvı olarak düşünülebilir. Sıvı kristaller, sıvıların akışkanlığına sahiptir, ancak atomların düzenli düzenini korurlar ve anizotropi özelliklerine sahiptirler.

Kimyasal bağlar Kristallerdeki atomlar (iyonlar) moleküllerdekilerle aynıdır. Katıların yapısı ve sertliği, cismi oluşturan atomları birbirine bağlayan elektrostatik kuvvetlerdeki farklılıklar tarafından belirlenir. Atomları moleküllere bağlayan mekanizma, makromolekül sayılabilecek katı periyodik yapıların oluşmasına yol açabilir. İyonik ve kovalent moleküller gibi iyonik ve kovalent kristaller de vardır. Kristallerdeki iyonik kafesler iyonik bağlarla bir arada tutulur (bkz. Şekil 7.1). Sofra tuzunun yapısı, her sodyum iyonunun altı komşusu - klor iyonları olacak şekildedir. Bu dağılım minimum bir enerjiye karşılık gelir, yani böyle bir konfigürasyon oluştuğunda maksimum enerji açığa çıkar. Bu nedenle sıcaklık erime noktasının altına düştükçe saf kristallerin oluşma eğilimi vardır. Sıcaklık arttıkça termal kinetik enerji bağı kırmaya yeterli olur, kristal erimeye başlar ve yapı çökmeye başlar. Kristal polimorfizmi, farklı kristal yapılara sahip durumlar oluşturma yeteneğidir.

Dağıtım ne zaman elektrik şarjı Nötr atomlardaki değişiklikler komşular arasında zayıf etkileşimler meydana getirebilir. Bu bağa moleküler veya van der Waals adı verilir (hidrojen molekülünde olduğu gibi). Ancak nötr atomlar arasında da elektrostatik çekim kuvvetleri ortaya çıkabilir, bu durumda atomların elektronik kabuklarında hiçbir yeniden düzenleme meydana gelmez. Elektron kabukları birbirine yaklaşırken karşılıklı itme, negatif yüklerin ağırlık merkezini pozitif yüklere göre kaydırır. Atomların her biri diğerinde bir elektrik dipolü indükler ve bu onların çekimine yol açar. Bu, geniş bir etki yarıçapına sahip olan moleküller arası kuvvetlerin veya van der Waals kuvvetlerinin eylemidir.

Hidrojen atomu çok küçük olduğundan ve elektronu kolayca yerinden çıkabildiğinden, genellikle aynı anda iki atom tarafından çekilerek bir hidrojen bağı oluşur. Hidrojen bağı aynı zamanda su moleküllerinin birbirleriyle etkileşiminden de sorumludur. Suyun ve buzun birçok benzersiz özelliğini açıklar (Şekil 7.4).

Kovalent bağ(veya atomik), nötr atomların iç etkileşimi nedeniyle elde edilir. Böyle bir bağın örneği metan molekülündeki bağdır. Yüksek oranda bağlı karbon çeşidi elmastır (dört hidrojen atomunun yerini dört karbon atomu alır).

Yani karbon üzerine kurulu kovalent bağ, elmas şeklinde bir kristal oluşturur. Her atom, düzenli bir tetrahedron oluşturan dört atomla çevrilidir. Ancak bunların her biri aynı zamanda komşu tetrahedronun da tepe noktasıdır. Diğer koşullar altında aynı karbon atomları kristalleşerek grafit. Grafitte bunlar da bağlantılıdır atom bağları ancak kayma yeteneğine sahip altıgen petek hücrelerinin düzlemlerini oluşturur. Altı yüzlülerin köşelerinde bulunan atomlar arasındaki mesafe 0,142 nm'dir. Katmanlar 0,335 nm'lik bir mesafede bulunur; zayıf bir şekilde bağlanmıştır, dolayısıyla grafit plastik ve yumuşaktır (Şekil 7.5). 1990'da bir patlama yaşandı Araştırma çalışması yeni bir maddenin alındığına dair bir mesajın neden olduğu - fullerit, karbon moleküllerinden oluşur - fullerenler. Karbonun bu formu molekülerdir, yani. Minimum element atom değil moleküldür. Adını 1954 yılında patentini alan mimar R. Fuller'den almıştır. bina inşaatı yarımküreyi oluşturan altıgenler ve beşgenlerden oluşur. Molekül 60 1985'te 0,71 nm çapında karbon atomları keşfedildi, ardından moleküller keşfedildi vb. Hepsinin sabit yüzeyleri vardı,

ancak en kararlı moleküller C 60 ve İLE 70 . Grafitin fullerenlerin sentezi için başlangıç ​​malzemesi olarak kullanıldığını varsaymak mantıklıdır. Eğer öyleyse, altıgen parçanın yarıçapı 0,37 nm olmalıdır. Ancak 0,357 nm'ye eşit olduğu ortaya çıktı. Bu %2'lik fark, karbon atomlarının küresel bir yüzey üzerinde grafitten miras alınan 20 düzenli altı yüzlü ve 12 düzenli pentahedronun köşelerinde yer almasından kaynaklanmaktadır; Tasarım bir futbol topunu andırıyor. Kapalı bir küreye "dikildiğinde" bazı düz altı yüzlülerin beş yüzlülere dönüştüğü ortaya çıktı. Şu tarihte: oda sıcaklığı C60 molekülleri, her molekülün 0,3 nm aralıklı 12 komşuya sahip olduğu bir yapı halinde yoğunlaşır. Şu tarihte: T= 349 K birinci dereceden bir faz geçişi meydana gelir - kafes kübik olarak yeniden düzenlenir. Kristalin kendisi bir yarı iletkendir, ancak C 60 kristal filmine bir alkali metal eklendiğinde, 19 K sıcaklıkta süper iletkenlik meydana gelir. Bu içi boş moleküle bir veya başka bir atom dahil edilirse, bu, temel olarak kullanılabilir. ultra yüksek bilgi yoğunluğuna sahip bir depolama ortamı oluşturmak: kayıt yoğunluğu 4-10 12 bit/cm2'ye ulaşacaktır. Karşılaştırma için, ferromanyetik malzemeden yapılmış bir film, 107 bit/cm2 düzeyinde bir kayıt yoğunluğu ve optik diskler, yani. lazer teknolojisi, - 108 bit/cm2. Bu karbonun başka özellikleri de var benzersiz özelliklerÖzellikle tıp ve farmakolojide önemlidir.

Kendini metal kristallerinde gösterir metal bağlantı, Bir metaldeki tüm atomlar değerlik elektronlarını “toplu kullanım için” bıraktığında. Atomik iskeletlere zayıf bir şekilde bağlanırlar ve kristal kafes boyunca serbestçe hareket edebilirler. Yaklaşık 2/5 kimyasal elementler metallerden oluşur. Metallerde (cıva hariç), metal atomlarının boş yörüngeleri üst üste bindiğinde ve bir kristal kafes oluşumu nedeniyle elektronlar çıkarıldığında bir bağ oluşur. Kafes katyonlarının elektron gazıyla sarıldığı ortaya çıktı. Atomlar dış elektron bulutunun boyutundan daha küçük bir mesafede bir araya geldiğinde metalik bir bağ oluşur. Bu konfigürasyonla (Pauli prensibi) dış elektronların enerjisi artar ve komşu çekirdekler bu dış elektronları çekmeye başlar, elektron bulutlarını bulanıklaştırır, metal boyunca eşit şekilde dağıtır ve elektron gazına dönüştürür. Metallerin yüksek elektrik iletkenliğini açıklayan iletken elektronlar bu şekilde ortaya çıkar. İyonik ve kovalent kristallerde dış elektronlar pratik olarak bağlıdır ve bu katıların iletkenliği çok küçüktür. izolatörler.

Sıvıların iç enerjisi, zihinsel olarak bölünebildiği makroskopik alt sistemlerin iç enerjilerinin ve bu alt sistemlerin etkileşim enerjilerinin toplamı ile belirlenir. Etkileşim, 10-9 m'lik bir etki yarıçapına sahip moleküler kuvvetler yoluyla gerçekleştirilir. Makrosistemler için, etkileşim enerjisi temas alanıyla orantılıdır, bu nedenle yüzey katmanının fraksiyonu gibi küçüktür, ancak bu gerekli değil. Buna yüzey enerjisi denir ve yüzey gerilimi içeren problemlerde dikkate alınmalıdır. Tipik olarak sıvılar eşit ağırlıkta daha büyük bir hacim kaplarlar, yani yoğunlukları daha düşüktür. Peki neden buz ve bizmutun hacimleri erime sırasında azalıyor ve hatta erime noktasından sonra bile bu eğilimi bir süre koruyor? Sıvı haldeki bu maddelerin daha yoğun olduğu ortaya çıktı.

Bir sıvıda, her atom komşuları tarafından etkilenir ve onların yarattığı anizotropik potansiyel kuyusunun içinde salınır. Farklı sağlam Uzak komşuların neredeyse hiç etkisi olmadığı için bu delik sığdır. Bir sıvıdaki parçacıkların yakın çevresi değişir, yani sıvı akar. Ulaşıldığında belirli değer sıcaklık, sıvı kaynama sırasında kaynar, sıcaklık sabit kalır; Gelen enerji bağların kırılması için harcanır ve sıvı tamamen kırıldığında gaza dönüşür.

Aynı basınç ve sıcaklıkta sıvıların yoğunlukları gazların yoğunluklarından çok daha fazladır. Dolayısıyla kaynama anında suyun hacmi, aynı kütledeki su buharının hacminin yalnızca 1/1600'ü kadardır. Sıvının hacmi basınca ve sıcaklığa çok az bağlıdır. Normal koşullar altında (20 °C ve basınç 1,013 10 5 Pa), su 1 litre hacim kaplar. Sıcaklık 10 °C'ye düştüğünde hacim yalnızca 0,0021 azalır, basınç arttığında hacim yarı yarıya azalır.

Henüz bir sıvının basit ideal bir modeli olmamasına rağmen, mikro yapısı yeterince incelenmiştir ve makroskobik özelliklerinin çoğunu niteliksel olarak açıklamayı mümkün kılmaktadır. Sıvılarda moleküllerin yapışmasının katı cisimlere göre daha zayıf olduğu gerçeği Galileo tarafından not edildi; Lahana yapraklarının üzerinde büyük su damlacıklarının biriktiğini ve yaprağa yayılmadığını görünce şaşırdı. Yağlı bir yüzeye dökülen cıva veya su damlaları yapışma nedeniyle küçük toplar şeklini alır. Bir maddenin molekülleri başka bir maddenin molekülleri tarafından çekiliyorsa, ıslatma,örneğin tutkal ve ahşap, yağ ve metal (muazzam basınca rağmen yağ yataklarda kalır). Ama su yükseliyor ince tüpler, kılcal olarak adlandırılır ve tüp ne kadar ince olursa o kadar yükselir. Suyun ve camın ıslatılmasının etkisinden başka bir açıklama olamaz. Cam ve su arasındaki ıslatma kuvvetleri, su molekülleri arasındakinden daha fazladır. Cıvada ise etki tam tersidir: Cıva ve camın ıslanması, cıva atomları arasındaki yapışma kuvvetlerinden daha zayıftır. Galileo, yağla yağlanan bir iğnenin su üzerinde yüzebildiğini fark etti, ancak bu Arşimet yasasına aykırıydı. İğne yüzdüğünde şunları yapabilirsiniz:

ancak su yüzeyinde hafif bir sapma olduğunu fark edin, sanki düzeltmeye çalışın. Su molekülleri arasındaki yapışma kuvvetleri iğnenin suya düşmesini engellemeye yeterlidir. Yüzey katmanı film suyu nasıl koruyor, işte bu yüzey gerilimi, suyun şeklini en küçük yüzey olan küresel olarak verme eğilimindedir. Ancak iğne artık alkolün yüzeyinde yüzmeyecektir çünkü suya alkol eklendiğinde yüzey gerilimi azalır ve iğne batar. Sabun aynı zamanda yüzey gerilimini de azaltır, bu nedenle çatlaklara ve yarıklara nüfuz eden sıcak sabun köpüğü, kiri, özellikle de yağ içerenleri daha iyi yıkayarak temizler. saf su Sadece damlacıklar halinde kıvrılırdı.

Plazma, uzun mesafelerde etkileşime giren yüklü parçacıkların bir araya gelmesinden oluşan bir gaz olan maddenin dördüncü halidir. Bu durumda pozitif ve negatif yüklerin sayısı yaklaşık olarak eşittir, dolayısıyla plazma elektriksel olarak nötrdür. Dört elementten plazma ateşe karşılık gelir. Bir gazı plazma durumuna dönüştürmek için, olması gerekir iyonize, elektronları atomlardan uzaklaştırır. İyonizasyon ısıtma, elektrik deşarjı veya sert radyasyon yoluyla gerçekleştirilebilir. Evrendeki madde esas olarak iyonize haldedir. Yıldızlarda iyonlaşma termal olarak, seyrekleştirilmiş bulutsularda ve yıldızlararası gazda meydana gelir. morötesi radyasyon yıldızlar Güneşimiz de plazmadan oluşur; onun radyasyonu, dünya atmosferinin üst katmanlarını iyonize eder. iyonosfer, uzun mesafeli radyo iletişiminin olasılığı durumuna bağlıdır. Karasal koşullarda plazma nadirdir - lambalarda gün ışığı veya bir elektrik kaynak arkında. Laboratuvarlarda ve teknolojide plazma çoğunlukla elektrik deşarjı ile elde edilir. Doğada bunu yıldırım yapar. Bir deşarj yoluyla iyonizasyon sırasında, zincirleme reaksiyon prosesine benzer şekilde elektron çığları meydana gelir. Termonükleer enerji elde etmek için enjeksiyon yöntemi kullanılır: çok yüksek hızlara hızlandırılan gaz iyonları manyetik tuzaklara enjekte edilir ve elektronları çeker. çevre, plazma oluşturuyor. Basınç iyonizasyonu - şok dalgaları - da kullanılır. Bu iyonizasyon yöntemi süper yoğun yıldızlarda ve muhtemelen Dünya'nın çekirdeğinde meydana gelir.

İyonlara ve elektronlara etki eden herhangi bir kuvvet, elektrik. ile ilişkili değilse dış alanlar ve plazmanın içinde kapalı değildir, polarizedir. Plazma itaat ediyor gaz kanunları ancak yüklü parçacıkların hareketini düzenleyen bir manyetik alan uygulandığında, bir gaz için tamamen alışılmadık özellikler sergiler. Güçlü bir manyetik alanda parçacıklar alan çizgileri etrafında dönmeye başlar ve manyetik alan boyunca serbestçe hareket ederler. Bu sarmal hareketin alan çizgilerinin yapısını değiştirdiğini ve alanın plazmada "dondurulduğunu" söylüyorlar. Seyreltilmiş plazma bir parçacık sistemiyle tanımlanırken, daha yoğun plazma bir sıvı modeliyle tanımlanır.

Plazmanın yüksek elektriksel iletkenliği gazdan temel farkıdır. İletkenlik soğuk plazma Güneş'in yüzeyi (0,8 10 -19 J) metallerin iletkenliğine ulaşır ve termonükleer sıcaklıkta (1,6 10 -15 J) hidrojen plazması, normal koşullar altında akımı bakırdan 20 kat daha iyi iletir. Plazma akımı iletme yeteneğine sahip olduğundan, ona genellikle iletken bir sıvı modeli uygulanır. Sıkıştırılabilirliği onu sıradan sıvıdan ayırsa da, sürekli bir ortam olarak kabul edilir, ancak bu fark yalnızca hızı ses hızından daha büyük olan akışlarda ortaya çıkar. İletken bir sıvının davranışı, adı verilen bir bilimde incelenir. manyetik hidrodinamik. Uzayda her plazma ideal bir iletkendir ve donmuş alan kanunları geniş uygulama. İletken sıvı modeli, plazma hapsetme mekanizmasını anlamamızı sağlar manyetik alan. Böylece Güneş'ten yayılan plazma akımları Dünya'nın atmosferini etkiliyor. Akışın kendisi manyetik bir alana sahip değildir, ancak donma yasasına göre yabancı bir alan ona nüfuz edemez. Plazma güneş akımları, gezegenlerarası manyetik alanları Güneş'in çevresinden dışarı iter. Alanın daha zayıf olduğu yerde manyetik bir boşluk ortaya çıkar. Bu parçacık plazma akışları Dünya'ya yaklaştığında Dünya'nın manyetik alanıyla çarpışır ve aynı yasaya göre onun etrafında akmaya zorlanırlar. Manyetik alanın toplandığı ve plazma akışlarının nüfuz etmediği bir tür boşluk olduğu ortaya çıkıyor. Roketler ve uydular tarafından tespit edilen yüklü parçacıklar yüzeyinde birikir - bu, Dünya'nın dış radyasyon kuşağıdır. Bu fikirler aynı zamanda manyetik alan tarafından plazmanın hapsedilmesi problemlerini çözmek için de kullanıldı. özel cihazlar- tokamak (kelimelerin kısaltmasından: toroidal oda, mıknatıs). Bu ve diğer sistemlerde bulunan tamamen iyonize plazmayla, Dünya üzerinde kontrollü bir termonükleer reaksiyon elde edilmesi umudunu taşıyor. Bu temiz ve ucuz bir enerji kaynağı sağlayacaktır ( deniz suyu). Odaklanmış lazer radyasyonu kullanarak plazma üretmek ve muhafaza etmek için de çalışmalar devam etmektedir.