Bagaimana partikel dalam padatan, cairan dan gas?

Bahan ini tidak hanya berbicara tentang bagaimana partikel tersebut diatur dalam padatan, tetapi juga karena mereka bergerak dalam gas atau cairan. Jenis-jenis kisi kristal dalam berbagai bahan akan dijelaskan.

keadaan fisik

Ada standar tertentu, yang mengindikasikan keberadaan tiga negara khas agregasi, yaitu padat, cair dan gas.

Komponen untuk masing-masing negara agregat.

1. Padatan praktis stabil dalam ukuran dan bentuk. Perubahan terakhir adalah sangat bermasalah tanpa biaya energi tambahan.
2. Cair dapat berubah bentuk dengan mudah, tetapi pada saat yang sama menjaga volume.
3. zat gas tidak mempertahankan bentuk apapun atau volume.

Kriteria utama yang ditentukan oleh keadaan agregasi adalah susunan molekul dan metode gerakan mereka. The gas minimum substansi jarak antara molekul individu secara signifikan lebih besar dari mereka sendiri. Pada gilirannya, molekul-molekul zat cair tidak membubarkan jarak lebih lama di bawah kondisi normal untuk mereka dan mempertahankan volume mereka. Partikel-partikel aktif dalam padatan adalah dalam urutan yang benar, masing-masing, seperti bandul jam, bergerak di sekitar titik tertentu dalam kisi kristal. Hal ini memberikan padatan kekuatan dan kekakuan tertentu.

Oleh karena itu, dalam hal ini, pertanyaan yang paling mendesak dari bagaimana mengatur partikel yang ada dalam padatan. Dalam semua kasus lain, atom (molekul) tidak jadi memerintahkan struktur.

Fitur cair

Hal ini diperlukan untuk memberikan perhatian khusus pada fakta bahwa cairan adalah semacam perantara antara solid state tubuh dan fase gas nya. Dengan demikian, dengan menurunkan suhu membeku cair, dan ketika menaikkannya di atas titik didih zat melewati ke dalam bentuk gas. Namun, cairan memiliki kesamaan dengan zat padat dan gas. Jadi, pada tahun 1860, beredar Rusia ilmuwan D. I. Mendeleev didirikan keberadaan disebut temperatur kritis - didih mutlak. Ini adalah nilai di mana menghilang perbatasan tipis antara gas dan zat dalam keadaan padat.

Kriteria berikutnya, menggabungkan dua berdekatan modular negara - isotropi. Dalam hal ini, sifat-sifat yang sama di semua arah. Kristal, pada gilirannya, adalah anisotropik. Demikian pula gas, cairan tidak memiliki bentuk yang tetap dan benar-benar menempati volume kapal di mana mereka tinggal. Artinya, mereka memiliki viskositas rendah dan fluiditas yang tinggi. Saling berhadapan, cair atau gas mikropartikel membuat perpindahan gratis. Sebelumnya ia berpikir bahwa volume yang ditempati oleh cairan, ada gerakan teratur molekul. Dengan demikian, cairan dan gas menentang kristal. Tetapi sebagai hasil dari penelitian selanjutnya telah menunjukkan kesamaan antara padatan dan cairan.

Dalam fase cair pada suhu dekat dengan gerakan termal pemadatan menyerupai gerakan padatan. Dalam hal ini, cairan mungkin masih memiliki struktur tertentu. Oleh karena itu, memberikan jawaban atas pertanyaan ini, karena partikel-partikel tersebut diatur dalam padatan dalam cairan dan gas, kita dapat mengatakan bahwa kacau, tidak teratur dalam gerakan terakhir molekul. tetapi dalam padatan, molekul menempati di sebagian besar kasus-kasus tertentu, posisi tetap.

Cairan dalam hal ini adalah semacam perantara. Semakin dekat suhu mendidih, semakin molekul bergerak dalam gas. Jika suhu dekat dengan transisi ke fase padat, mikropartikel mulai bergerak lebih dan lebih teratur.

Mengubah keadaan zat

Pertimbangkan contoh yang sangat sederhana, perubahan kondisi air. Ice - adalah fase padat air. suhunya - di bawah nol. Pada suhu sama dengan nol, es mencair dan berubah menjadi air. Hal ini disebabkan rusaknya kisi kristal: ketika dipanaskan partikel mulai bergerak. Suhu di mana zat perubahan negara agregat disebut titik leleh (dalam hal ini air sama dengan 0). Perhatikan bahwa suhu es akan tetap pada tingkat yang sama sampai titik leleh. Atom-atom atau molekul cairan akan bergerak dengan cara yang sama seperti pada padatan.

Setelah itu, terus memanaskan air. Partikel-partikel dalam hal ini mulai bergerak secara intensif selama substansi kami mencapai titik berikutnya perubahan di negara bagian agregasi - titik didih. saat seperti ini terjadi pada obligasi istirahat antara molekul pembentuk itu dengan mempercepat gerakan - kemudian menjadi bebas di alam, dan dianggap oleh cairan masuk ke dalam fase gas. Proses transformasi materi (air) dari fase cair ke gas disebut didih.

Suhu di mana air mendidih, mendidih titik panggilan. Dalam kasus kami nilai ini sama dengan 100 derajat Celcius (suhu tergantung pada tekanan, tekanan normal adalah sekitar satu atmosfer). Catatan: sementara ada cairan seluruhnya telah dikonversi ke uap, suhu tetap konstan.

Kebalikan proses transisi air dari keadaan gas (uap) dalam cairan, yang disebut kondensasi.

Selanjutnya adalah mungkin untuk mengamati proses pembekuan - transisi cair (air) dalam bentuk padat (keadaan awal dijelaskan di atas - adalah es). Proses yang dijelaskan di atas memungkinkan untuk mendapatkan respon langsung tentang bagaimana partikel tersebut diatur dalam padatan, cairan dan gas. Lokasi dan kondisi molekul suatu zat tergantung pada keadaan agregasi.

Apa yang solid? Perilaku mikropartikel di dalamnya?

Padat - negara ini adalah lingkungan material, ciri khas yang mempertahankan bentuk konstan dan sifat konstan gerak termal mikropartikel melakukan fluktuasi kecil. Tubuh mungkin dalam padat, cair dan gas negara. Ada juga negara keempat, yang sarjana modern cenderung untuk atribut untuk jumlah agregat - yang disebut plasma.

Dengan demikian, dalam kasus pertama, substansi umumnya memiliki bentuk tidak berubah konstan dan memiliki dampak yang besar cara partikel tersebut diatur dalam padatan. Pada tingkat mikroskopis, terlihat bahwa atom-atom yang membentuk solid, saling terhubung satu sama lain dengan ikatan kimia dan dalam kisi kristal.

Tapi ada pengecualian - bahan amorf, yang padat, namun keberadaan kisi kristal tidak bisa membanggakan. Hal ini dimulai dari ini dan dapat memberikan jawaban bagaimana partikel tersebut diatur dalam padatan. Fisika dalam kasus pertama menunjukkan bahwa atom atau molekul dalam situs kisi. Tapi dalam kasus kedua dari urutan yang sama, tentu tidak, dan zat ini lebih seperti cairan.

Fisika dan struktur yang mungkin dari suatu benda padat

Dalam hal ini, materi cenderung untuk mempertahankan volume dan, tentu saja, bentuk. Artinya, dalam rangka untuk mengubah yang terakhir, upaya harus dilakukan, dan tidak peduli apakah itu adalah subyek dari logam, sepotong plastik atau tanah liat. Alasannya terletak pada struktur molekulnya. Untuk lebih tepat untuk berbicara, dalam interaksi molekul yang membentuk tubuh. Dalam hal ini mereka paling dekat. Seperti susunan molekul yang merupakan berulang. Itulah sebabnya gaya tarik antara masing-masing komponen sangat tinggi.

Interaksi mikropartikel menjelaskan sifat gerakan mereka. Bentuk atau volume benda padat ini untuk mengatur dalam satu arah atau yang lain sangat sulit. partikel padat dari tubuh tidak dapat bergerak secara acak di seluruh volume benda padat, tetapi hanya dapat berfluktuasi di sekitar titik tertentu dalam ruang. molekul solid-state berfluktuasi secara acak dalam arah yang berbeda, tetapi tersandung itu sendiri sehingga mengembalikan mereka ke keadaan aslinya. Itu sebabnya partikel dalam padatan biasanya terletak di urutan didefinisikan secara ketat.

Partikel dan pengaturan mereka dalam padat

tubuh padat dapat dari tiga jenis: kristal, amorf dan komposit. Ini adalah komposisi kimia mempengaruhi lokasi partikel dalam padatan.

padatan kristal memiliki struktur yang teratur. atom-atom ini atau molekul membentuk bentuk yang benar spasial kisi kristal. Dengan demikian, padat, yang dalam keadaan kristal, memiliki kisi kristal khusus yang, pada gilirannya, menentukan sifat fisik tertentu. Ini adalah jawaban untuk bagaimana partikel tersebut diatur dalam solid.

Berikut adalah contoh: beberapa tahun lalu di St Petersburg di gudang untuk memegang saham tombol timah putih cemerlang, yang pada suhu rendah telah kehilangan kilau mereka dan abu-abu baja putih. Tombol hancur menjadi abu-abu bubuk. "Tin wabah" - yang disebut "penyakit", tapi sebenarnya itu adalah restrukturisasi struktur kristal di bawah pengaruh suhu rendah. Tin dalam transisi dari putih ke berbagai abu-abu hancur menjadi bubuk. Kristal, pada gilirannya, dibagi menjadi mono dan polikristalin.

kristal tunggal dan polikristalin

kristal tunggal (garam natrium) - adalah homogen kristal tunggal diwakili terus menerus kristal kisi dalam bentuk poligon reguler. Polikristal (pasir, gula, logam, batu) - adalah badan kristal yang telah tumbuh bersama-sama dari kecil, kristal didistribusikan secara acak. Kristal mengamati fenomena anisotropi.

Amorphousness: kasus khusus

tubuh amorf (resin, damar, kaca, kuning) tidak jelas urutan ketat dalam susunan partikel. Kasus ini tidak biasa, dalam rangka apa yang partikel dalam padatan. Dalam hal ini, ada fenomena sifat fisik isotropik dari padatan amorf yang sama di semua arah. Pada suhu tinggi, mereka menjadi seperti cairan kental, dan pada rendah - seperti padatan. Ketika kekuatan eksternal secara bersamaan menunjukkan sifat elastis, yaitu retak bila dipukul partikel miniatur sebagai padatan, dan fluiditas: suhu pada kontak yang terlalu lama mulai mengalir sebagai cairan. Tidak memiliki pasti mencair dan kristalisasi suhu. Ketika dipanaskan, melunak tubuh amorf.

Contoh bahan amorf

Ambil, misalnya, gula biasa dan menentukan lokasi partikel dalam padatan dalam berbagai kesempatan teladannya. Dalam hal ini, bahan yang sama dapat terjadi dalam bentuk kristal atau amorf. Ketika gula cair secara perlahan membeku, molekul membentuk baris lurus - kristal (gula meja atau gula). Jika gula meleleh, misalnya, dituangkan ke dalam air dingin, pendingin terjadi sangat cepat, dan partikel-partikel tidak punya waktu untuk membentuk baris biasa - lelehan membeku tanpa membentuk kristal. Ternyata permen gula (ini adalah gula non-kristal).

Tapi setelah beberapa saat, suatu zat dapat direkristalisasi, partikel dikumpulkan di baris biasa. Jika permen gula berbaring selama beberapa bulan, itu akan mulai tertutup oleh lapisan longgar. Sejak kristal muncul di permukaan. Gula akan menjadi periode bulan sedikit, dan untuk batu - jutaan tahun. contoh yang unik adalah karbon. Grafit - karbon kristal, struktur berlapis. Sebuah berlian - adalah mineral yang paling sulit di bumi, mampu memotong kaca dan melihat batu-batu, digunakan untuk pengeboran dan polishing. Dalam hal ini salah satu zat - karbon, tetapi fitur adalah kemampuan untuk membentuk bentuk kristal yang berbeda. Ini adalah jawaban lain untuk bagaimana partikel tersebut diatur dalam solid.

Hasilnya. kesimpulan

Struktur dan susunan partikel dalam padatan tergantung pada jenis milik zat tersebut. Jika substansi adalah kristal, lokasi mikropartikel akan memakai tertib. Struktur amorf dari fitur tersebut tidak memiliki. Tapi komposit mungkin milik kedua kelompok pertama dan kedua.

Dalam satu kasus, cairan berperilaku mirip dengan padat (pada suhu rendah, yang dekat dengan suhu kristalisasi), tetapi dapat menyebabkan dan gas (jika kenaikan). Oleh karena itu, dalam materi gambaran ini dianggap sebagai partikel yang terletak tidak hanya dalam padatan dan di negara-negara dasar lainnya dari agen agregasi.