5 СТАНІВ АГРЕГАЦІЇ РЕЧОВИНИ - ХІМІЯ - 2025

В агрегатних станах речовини пов'язані з тим , що вона може існувати в різних станах, в залежності від щільності проявляється молекул, що складають його. Наука фізики - це та, яка відповідає за вивчення природи та властивостей речовини та енергії у Всесвіті.

Поняття матерії визначається як усе, що складає Всесвіт (атоми, молекули та іони), що утворює всі існуючі фізичні структури. Традиційні наукові дослідження вважали стан агрегації речовини завершеним як такий, який представлений у трьох відомих: твердих, рідких або газоподібних.

Однак існують ще дві фази, які були визначені останнім часом, що дозволяють класифікувати їх як такі і додавати до трьох вихідних станів (так званої плазми та конденсату Бозе-Ейнштейна).

Вони представляють форми матерії рідше, ніж традиційні, але які за правильних умов виявляють властиві властивості та достатньо унікальні, щоб бути класифікованими як стани агрегації.

Стани агрегації речовини

Суцільний

Метали тверді

Якщо говорити про матерію в твердому стані, то її можна визначити як таку, в якій молекули, що її складають, об'єднані компактно, забезпечуючи дуже мало місця між ними і надаючи жорсткій формі її структурі.

Таким чином, матеріали в цьому стані агрегації не течуть вільно (як рідини) і не розширюються об'ємно (як гази) і, для цілей різних застосувань, вважаються нестислимими речовинами.

Крім того, вони можуть мати кристалічні структури, які організовані впорядковано і регулярно, або безладно і нерегулярно, наприклад, аморфні структури.

У цьому сенсі тверді речовини необов'язково є однорідними за своєю структурою, вміючи знаходити ті, які є хімічно неоднорідними. Вони мають здатність переходити безпосередньо до рідкого стану в процесі плавлення, а також переходити в газоподібний стан шляхом сублімації.

Види твердих речовин

Тверді матеріали поділяються на ряд класифікацій:

Метали: це ті міцні і щільні тверді речовини, які також зазвичай є чудовими провідниками електрики (завдяки вільним електронам) і тепла (завдяки їх теплопровідності). Вони складають велику частину періодичної таблиці елементів і можуть з'єднуватися з іншим металом або неметалом для утворення сплавів. Залежно від металу, про який йде мова, їх можна знайти природним шляхом або виготовити штучно.

Корисні копалини

Це ті тверді речовини, що утворюються природним шляхом через геологічні процеси, що відбуваються під високим тиском.

Мінерали каталогізовані таким чином за своєю кристалічною структурою з однаковими властивостями, і вони сильно відрізняються за типом залежно від матеріалу, про який йде мова, та його походження. Цей тип твердого тіла дуже часто зустрічається по всій планеті Земля.

Кераміка

Вони являють собою тверді речовини, які створюються з неорганічних і неметалічних речовин, як правило, шляхом нагрівання, і мають кристалічну або напівкристалічну структуру.

Особливістю цього виду матеріалу є те, що він може розсіювати високі температури, удари та силу, що робить його відмінним компонентом для передових технологій у авіаційній, електронній та навіть військовій областях.

Органічні речовини

Це ті тверді речовини, які в основному складаються з елементів вуглецю і водню, а також можуть мати в своїй структурі молекули азоту, кисню, фосфору, сірки або галогену.

Ці речовини дуже варіюються, від матеріалів від природних і штучних полімерів до парафінового воску, що походить з вуглеводнів.

Композитні матеріали

Це ті відносно сучасні матеріали, які були розроблені з'єднанням двох або більше твердих тіл, створюючи нову речовину з характеристиками кожного з її компонентів, тим самим використовуючи свої властивості для матеріалу, що перевершує оригінали. Прикладами цього є залізобетон і композитна деревина.

Напівпровідники

Вони названі за їх питомий опір та електропровідність, що розміщує їх між металевими провідниками та неметалічними індукторами. Вони часто використовуються в галузі сучасної електроніки та для накопичення сонячної енергії.

Наноматеріали

Вони являють собою тверді речовини мікроскопічних розмірів, це означає, що вони мають інші властивості, ніж їх більша версія. Вони знаходять застосування в спеціалізованих галузях науки і техніки, таких як в галузі зберігання енергії.

Біоматеріали

Вони є природними та біологічними матеріалами зі складними та унікальними характеристиками, що відрізняються від усіх інших твердих тіл за своїм походженням, що даються мільйонами років еволюції. Вони складаються з різних органічних елементів і можуть утворюватися та реформуватися відповідно до властивих їм властивостей.

Рідина

Рідиною називають речовину, яка перебуває у майже несжимаемом стані, яка займає об’єм ємності, в якій вона знаходиться.

На відміну від твердих тіл, рідини вільно течуть на поверхні, де вони є, але вони не розширюються об'ємно, як гази; з цієї причини вони підтримують практично постійну щільність. Вони також мають здатність змочувати або зволожувати поверхні, яких вони торкаються через поверхневий натяг.

Рідини регулюються властивістю, відомою як в'язкість, яка вимірює їх стійкість до деформації зсувом або рухом.

Виходячи з їх поведінки щодо в'язкості та деформацій, рідини можна класифікувати на ньютонівські та неньютонові рідини, хоча це не буде детально обговорено у цій статті.

Важливо зазначити, що є лише два елементи, які знаходяться в такому агрегативному стані в нормальних умовах: бром і ртуть, а цезій, галій, францій і рубідій також можуть легко досягти рідкого стану при адекватних умовах.

Вони можуть перетворюватися в твердий стан процесом затвердіння, а також перетворюватися в гази шляхом кипіння.

Види рідин

За своєю будовою рідини поділяються на п’ять типів:

Розчинники

Представляючи всі ті поширені та нечасті рідини, що мають лише один тип молекул у своїй структурі, розчинники - це ті речовини, які служать для розчинення твердих речовин та інших рідин всередині, для утворення нових типів рідини.

Рішення

Це ті рідини у вигляді однорідної суміші, які утворилися об'єднанням розчинника і розчинника, при цьому розчинник може бути твердою або іншою рідиною.

Емульсії

Вони представлені як ті рідини, які утворилися змішуванням двох типово не змішуваних рідин. Вони спостерігаються у вигляді рідини, суспендованої всередині іншого у вигляді кульок, і їх можна знайти у вигляді W / O (вода в маслі) або O / W (масло у воді), залежно від їх структури.

Суспензії

Суспензії - це ті рідини, в яких є тверді частинки, суспендовані в розчиннику. Вони можуть утворюватися в природі, але найчастіше спостерігаються у фармацевтичній галузі.

Аерозольні розпилювачі

Вони утворюються при пропусканні газу через рідину, а перший розсіюється в другому. Ці речовини мають рідку природу з газоподібними молекулами і можуть відділятися при підвищенні температури.

Газ

Газом вважається такий стан стислих речовин, в якому молекули значно відокремлюються і диспергуються, і де вони розширюються, займаючи об’єм ємності, де вони містяться.

Також є кілька елементів, які знаходяться в газоподібному стані природним шляхом і можуть з'єднуватися з іншими речовинами, утворюючи газоподібні суміші.

Гази можуть перетворюватися безпосередньо в рідини шляхом конденсації, а в тверді речовини - рідкісним процесом осадження. Крім того, їх можна нагріти до дуже високих температур або пропустити через сильне електромагнітне поле, щоб іонізувати їх, перетворюючи їх у плазму.

Зважаючи на їх складний характер та нестабільність залежно від умов навколишнього середовища, властивості газів можуть змінюватись залежно від тиску та температури, в яких вони знаходяться, тому іноді ви працюєте з газами, припускаючи, що вони "ідеальні".

Види газів

Існують три типи газів за їх структурою та походженням, які описані нижче:

Елементальні натурали

Вони визначаються як усі ті елементи, які знаходяться в газоподібному стані в природі та за нормальних умов, спостерігаючись на планеті Земля, а також на інших планетах.

При цьому кисень, водень, азот та благородні гази, крім хлору та фтору, можна назвати як приклади.

Природні сполуки

Це гази, які утворюються в природі біологічними процесами і складаються з двох і більше елементів. Зазвичай вони складаються з водню, кисню та азоту, хоча в дуже рідкісних випадках вони можуть утворюватися також з благородними газами.

Штучний

Це ті гази, які створені людиною з природних сполук, виготовлені для задоволення потреб, які має людина. Деякі штучні гази, такі як хлорфторуглеводні, наркози та стерилізатори, можуть бути більш токсичними або забруднюючими, ніж вважалося раніше, тому існують правила, що обмежують їх масове використання.

Плазма

Цей стан агрегації речовини вперше був описаний у 1920-х роках і характеризується його відсутністю на земній поверхні.

Він з'являється лише тоді, коли нейтральний газ піддається досить сильному електромагнітному полю, утворюючи клас іонізованого газу, який є високопровідним до електроенергії, і який також досить відрізняється від інших існуючих агрегативних станів, щоб заслужити власну класифікацію як стан. .

Матерія в такому стані може бути деіонізована, щоб знову стати газом, але це складний процес, який вимагає екстремальних умов.

Припускається, що плазма являє собою найпоширеніший стан речовини у Всесвіті; Ці аргументи засновані на існуванні так званої «темної матерії», запропонованої квантовими фізиками для пояснення гравітаційних явищ у просторі.

Види плазми

Існує три типи плазми, які класифікуються лише за своїм походженням; Це трапляється навіть у межах однієї класифікації, оскільки плазми сильно відрізняються одна від одної, і знати їх недостатньо, щоб знати їх усі.

Штучний

Йдеться про те, що техногенна плазма, наприклад, знайдена всередині екранів, люмінесцентні лампи та неонові знаки та в ракетних паливах.

Земля

Саме плазма, яка так чи інакше утворюється Землею, дає зрозуміти, що вона відбувається переважно в атмосфері чи інших подібних середовищах і що вона не відбувається на поверхні. Вона включає блискавку, полярний вітер, іоносферу та магнітосферу.

Космос

Це та плазма, яка спостерігається в просторі, утворюючи структури різної величини, від кількох метрів до величезних подовжень світлових років.

Ця плазма спостерігається у зірок (включаючи наше Сонце), у сонячному вітрі, міжзоряному та міжгалактичному середовищі, крім міжзоряних туманностей.

Конденсат Бозе-Ейнштейна

Конденсат Бозе-Ейнштейна - відносно недавнє поняття. Він бере свій початок у 1924 році, коли фізики Альберт Ейнштейн та Сатіндра Нат Бозе передбачили його існування загалом.

Цей стан речовини описується як розведений газ бозонів - елементарних або складених частинок, пов'язаних з тим, що є носіями енергії - охолоджених до температур, близьких до абсолютного нуля (-273,15 К).

За цих умов компонентні бозони конденсату переходять у мінімальний квантовий стан, внаслідок чого вони мають властивості унікальних та особливих мікроскопічних явищ, що відокремлюють їх від нормальних газів.

Молекули конденсату BE демонструють характеристики надпровідності; тобто спостерігається відсутність електричного опору. Вони також можуть демонструвати надрідкісні характеристики, завдяки чому речовина має нульову в'язкість, тому вона може текти без втрати кінетичної енергії внаслідок тертя.

Через нестабільність та коротке існування речовини в такому стані можливі варіанти використання цих типів сполук ще вивчаються.

Ось чому, крім використання в дослідженнях, які намагалися уповільнити швидкість світла, не було досягнуто багато застосувань для цього типу речовин. Однак є ознаки того, що це може допомогти людству у великій кількості майбутніх ролей.

Список літератури

1. BBC. (sf). Стани матерії. Отримано з bbc.com
2. Навчання, Л. (sf). Класифікація матерії Отримано з курсів.lumenlearning.com
3. LiveScience. (sf). Стани матерії. Отримано з веб-сайту lifecience.com
4. Університет, П. (sf). Стани матерії. Отримано з chem.purdue.edu
5. Вікіпедія. (sf). Стан матерії. Отримано з en.wikipedia.org