Làm thế nào là các hạt trong chất rắn, chất lỏng và khí?

Tài liệu này không chỉ nói về cách các hạt được sắp xếp trong chất rắn, nhưng cũng khi chúng di chuyển trong khí hoặc chất lỏng. Các loại mạng tinh thể trong vật liệu khác nhau sẽ được mô tả.

Tình trạng vật lý

Có những tiêu chuẩn nhất định, cho thấy sự hiện diện của ba trạng thái điển hình của sự kết hợp, cụ thể là rắn, lỏng và khí.

Các thành phần cho mỗi tiểu bang tổng hợp.

1. Các chất rắn là thực tế ổn định về kích thước và hình dạng. Sự thay đổi cuối cùng là cực kỳ khó giải quyết mà không cần chi phí năng lượng bổ sung.
2. Lỏng có thể thay đổi hình dạng một cách dễ dàng, nhưng đồng thời giữ âm lượng.
3. chất khí không giữ lại bất kỳ hình dạng cũng không thể tích.

Các tiêu chí chính mà được xác định bởi tình trạng tập hợp là sự sắp xếp của các phân tử và phương pháp của phong trào của họ. Các khí khoảng cách tối thiểu giữa các phân tử chất cá nhân lớn hơn của mình đáng kể. Đổi lại, các phân tử của chất lỏng không phân tán đi xa trong điều kiện bình thường đối với họ và giữ lại khối lượng của họ. Các hạt tích cực trong chất rắn là theo đúng thứ tự, mỗi người trong số họ, giống như một chiếc đồng hồ quả lắc, di chuyển xung quanh một điểm cụ thể trong mạng tinh thể. Điều này cho phép các chất rắn của sức mạnh đặc biệt và cứng khớp.

Vì vậy, trong trường hợp này, câu hỏi cấp bách nhất của làm thế nào để sắp xếp các hạt tồn tại trong chất rắn. Trong mọi trường hợp khác, các nguyên tử (phân tử) không nên ra lệnh cấu trúc.

Các tính năng lỏng

Nó là cần thiết đặc biệt chú ý đến thực tế là chất lỏng là một loại trung gian giữa các trạng thái rắn của cơ thể và giai đoạn khí của nó. Như vậy, bằng cách hạ thấp nhiệt độ của rắn lại chất lỏng, và khi nâng nó trên điểm sôi của các chất đi vào tình trạng khí. Tuy nhiên, chất lỏng có điểm tương đồng với các chất rắn và khí. Vì vậy, trong năm 1860, các nhà khoa học nổi bật của Nga D. I. Mendeleev lập sự tồn tại của cái gọi là nhiệt độ tới hạn - sôi tuyệt đối. Đây là giá trị mà tại đó biến mất biên giới mỏng giữa khí và các chất ở trạng thái rắn.

Các tiêu chí tiếp theo, kết hợp hai mô-đun liền kề nhà nước - đẳng hướng. Trong trường hợp này, các thuộc tính đều giống nhau theo mọi hướng. Tinh thể, đến lượt nó, là đẳng hướng. Tương tự như vậy khí, chất lỏng không có hình dạng cố định và hoàn toàn chiếm thể tích của tàu, trong đó họ cư trú. Đó là, họ có một độ nhớt thấp và lỏng cao. Đối mặt với nhau, lỏng hoặc khí vi hạt làm dịch chuyển miễn phí. Trước đây người ta nghĩ rằng các khối lượng chiếm đóng bởi các chất lỏng, có một phong trào có trật tự của các phân tử. Do đó, chất lỏng và khí đốt được trái ngược với tinh thể. Nhưng như một kết quả của các nghiên cứu tiếp theo đã cho thấy sự tương đồng giữa chất rắn và chất lỏng.

Trong giai đoạn lỏng ở nhiệt độ gần với phong trào nhiệt kiên cố giống như sự chuyển động của chất rắn. Trong trường hợp này, chất lỏng có thể vẫn có một cấu trúc nhất định. Do đó, đưa ra một câu trả lời cho câu hỏi này, như các hạt được sắp xếp trong chất rắn trong chất lỏng và khí, chúng ta có thể nói rằng hỗn loạn, xáo trộn trong phong trào cuối cùng của phân tử. nhưng trong chất rắn, các phân tử chiếm trong hầu hết các trường hợp cụ thể, vị trí cố định.

Chất lỏng trong trường hợp này là một loại trung gian. Các địa điểm gần nhiệt độ sôi, càng có nhiều các phân tử đang di chuyển trong khí. Nếu nhiệt độ gần việc chuyển đổi sang thể rắn, các vi hạt đang bắt đầu di chuyển nhiều và có trật tự hơn.

Thay đổi trạng thái của chất

Hãy xem xét một ví dụ thực sự đơn giản, thay đổi điều kiện nước. Ice - là một giai đoạn rắn nước. nhiệt độ của nó - dưới số không. Ở nhiệt độ bằng số không, băng tan và biến thành nước. Điều này là do sự tàn phá của mạng tinh thể: Khi bị nung nóng các hạt bắt đầu di chuyển. Nhiệt độ mà tại đó một chất thay đổi trạng thái tổng hợp được gọi là nhiệt độ nóng chảy (trong trường hợp này nước là bằng 0). Lưu ý rằng nhiệt độ của nước đá sẽ duy trì ở mức tương tự lên đến nhiệt độ nóng chảy của nó. Các nguyên tử hoặc phân tử của chất lỏng sẽ di chuyển theo cách tương tự như trong chất rắn.

Sau đó, tiếp tục để làm nóng nước. Các hạt trong trường hợp này bắt đầu di chuyển sâu càng lâu càng chất của chúng tôi đạt đến điểm tiếp theo của sự thay đổi trong trạng thái tập hợp - điểm sôi. một khoảnh khắc như vậy xảy ra ở trái phiếu nghỉ giữa các phân tử hình thành nó bằng cách đẩy mạnh phong trào - sau đó nó trở nên tự do trong tự nhiên, và được coi là bằng chất lỏng đi vào giai đoạn khí. Quá trình chuyển đổi của vật chất (nước) từ pha lỏng đến gọi là sôi khí.

Nhiệt độ mà tại đó nước sôi, cuộc gọi điểm sôi. Trong trường hợp của chúng tôi giá trị này tương đương với 100 độ C (nhiệt độ phụ thuộc vào áp lực, áp suất bình thường là khoảng một bầu không khí). Lưu ý: trong khi có chất lỏng hoàn toàn được chuyển sang hơi nước, nhiệt độ của nó vẫn không đổi.

Điều ngược lại quá trình chuyển đổi nước từ trạng thái khí (hơi nước) trong chất lỏng, được gọi là sự ngưng tụ.

Hơn nữa nó có thể quan sát quá trình đóng băng - chuyển chất lỏng (nước) trong dạng rắn (trạng thái ban đầu mô tả ở trên - là ice). Các quá trình mô tả ở trên cho phép để có được một câu trả lời trực tiếp về cách các hạt được sắp xếp trong chất rắn, chất lỏng và khí. Vị trí và điều kiện của các phân tử của một chất phụ thuộc vào trạng thái của nó trong tập hợp.

Thế nào là rắn? Hành vi của vi hạt trong nó?

Rắn - trạng thái này là môi trường vật chất, tính năng đặc biệt trong số đó là để duy trì một hình dạng liên tục và tính chất liên tục của chuyển động nhiệt của vi hạt cam kết biến động nhẹ. Cơ thể có thể ở dạng rắn, lỏng và thể khí. Ngoài ra còn có một trạng thái thứ tư, mà các học giả hiện đại có xu hướng gán cho số lượng tổng hợp - cái gọi là huyết tương.

Như vậy, trong trường hợp đầu tiên, bất kỳ chất thường có hình dạng không thay đổi liên tục và nó có một tác động lớn cách các hạt được sắp xếp trong chất rắn. Ở cấp độ vi mô, nó được nhìn thấy rằng các nguyên tử tạo nên chất rắn, được kết nối với nhau bằng liên kết hóa học và đang trong mạng tinh thể.

Nhưng có một ngoại lệ - vật liệu vô định hình, đó là chắc chắn, nhưng sự hiện diện của mạng tinh thể không thể tự hào. Nó được bắt đầu từ đây và có thể đưa ra một câu trả lời về cách các hạt được sắp xếp trong chất rắn. Vật lý trong trường hợp đầu tiên chỉ ra rằng các nguyên tử hay phân tử ở các trang web mạng. Nhưng trong trường hợp thứ hai của một trật tự tương tự, chắc chắn không phải, và chất này là giống như một chất lỏng.

Vật lý và cấu trúc có thể của một cơ thể rắn

Trong trường hợp này, vật liệu có xu hướng duy trì khối lượng của nó và, tất nhiên, hình thức. Đó là, để thay đổi sau này, những nỗ lực nên được thực hiện, và nó không quan trọng cho dù đó là chủ đề của một kim loại, một miếng nhựa hoặc đất sét. Lý do nằm trong cấu trúc phân tử của nó. Để được chính xác hơn để nói chuyện, trong sự tương tác của các phân tử cấu tạo nên cơ thể. Trong trường hợp này họ gần nhất. một sự sắp xếp của các phân tử như là lặp đi lặp lại. Đó là lý do tại sao lực hút giữa mỗi thành phần này là rất cao.

Sự tương tác của vi hạt giải thích bản chất của phong trào của họ. Shape hoặc khối lượng cơ thể rắn này để điều chỉnh theo một hướng này hay cách khác là rất khó khăn. hạt rắn của cơ thể không thể di chuyển một cách ngẫu nhiên trong suốt khối lượng của cơ thể rắn, nhưng chỉ có thể dao động xung quanh một điểm cụ thể trong không gian. phân tử rắn dao động ngẫu nhiên theo các hướng khác nhau, nhưng vấp ngã khi bản thân mà trả lại tình trạng ban đầu của họ. Đó là lý do tại sao các hạt trong chất rắn thường nằm trong một trật tự xác định nghiêm ngặt.

Hạt và sắp xếp của họ trong một rắn

cơ quan rắn có thể là ba loại: tinh thể, vô định hình và composit. Nó là thành phần hóa học ảnh hưởng đến vị trí của các hạt trong chất rắn.

chất rắn kết tinh có cấu trúc lệnh. Những nguyên tử hay phân tử tạo thành một tinh thể mạng dạng đúng không gian. Do đó, chất rắn, mà là ở trạng thái tinh thể, có một mạng tinh thể cụ thể đó, lần lượt, xác định tính chất vật lý nhất định. Đây là câu trả lời cho cách các hạt được sắp xếp theo một chất rắn.

Dưới đây là một ví dụ: nhiều năm trước đây tại St Petersburg vào nhà kho để nắm giữ cổ phiếu của các nút thiếc trắng rực rỡ, mà ở nhiệt độ thấp đã mất ánh của họ và của màu xám thép trắng. Buttons sụp đổ xám bột. "Bệnh dịch hạch Tín" - cái gọi là "bệnh", nhưng trên thực tế nó là cơ cấu lại cấu trúc tinh thể dưới ảnh hưởng của nhiệt độ thấp. Tin trong quá trình chuyển đổi từ màu trắng sang màu xám nhiều sụp đổ để bột. Tinh thể, đến lượt nó, được chia thành mono- và đa tinh thể.

đơn tinh thể và đa tinh thể

đơn tinh thể (muối natri) - là một đơn tinh thể đồng nhất đại diện mạng tinh thể liên tục theo hình thức đa giác thường xuyên. Polycrystals (cát, đường, kim loại, đá) - là cơ quan tinh mà đã phát triển cùng các tinh thể nhỏ, phân bố một cách ngẫu nhiên. Các tinh thể quan sát được hiện tượng không đẳng hướng.

Amorphousness: một trường hợp đặc biệt

cơ thể vô định hình (nhựa, nhựa thông, thủy tinh, hổ phách) đều không rõ ràng trình tự nghiêm ngặt trong việc sắp xếp của các hạt. trường hợp bất thường này, theo thứ tự nào là các hạt trong chất rắn. Trong trường hợp này, đó là hiện tượng của tính chất vật lý đẳng hướng của các chất rắn vô định hình là như nhau theo mọi hướng. Ở nhiệt độ cao, chúng trở nên giống như một chất lỏng nhớt, và ở mức thấp - như chất rắn. Khi lực lượng bên ngoài đồng thời thể hiện tính chất đàn hồi, ví dụ: vết nứt khi xảy ra các hạt nhỏ như chất rắn, lỏng và: nhiệt độ khi tiếp xúc kéo dài bắt đầu chảy như một chất lỏng. Đừng có nóng chảy và kết tinh nhiệt độ nhất định. Khi đun nóng, làm mềm cơ thể vô định hình.

Ví dụ về các vật liệu vô định hình

Lấy ví dụ, đường bình thường và xác định vị trí của các hạt trong chất rắn trong những dịp khác nhau ví dụ của mình. Trong trường hợp này, các vật liệu tương tự có thể xảy ra ở dạng tinh thể hoặc vô định hình. Khi đường nóng chảy đang dần củng cố, các phân tử hình thành hàng thẳng - tinh thể (bảng đường hoặc đường). Nếu đường tan chảy, ví dụ, đổ vào nước lạnh, làm mát xảy ra rất nhanh chóng, và các hạt không có thời gian để tạo thành hàng thường xuyên - sự tan chảy củng cố mà không hình thành tinh thể. Khi nó quay kẹo đường (đây là một đường không kết tinh).

Nhưng sau một thời gian, một chất có thể được tái kết tinh, các hạt được thu thập trong hàng thường xuyên. Nếu đường phèn nằm xuống trong vài tháng, nó sẽ bắt đầu được bao phủ bởi một lớp lỏng lẻo. Kể từ khi các tinh thể xuất hiện trên bề mặt. Đường sẽ là một khoảng thời gian tháng ít, và đối với một hòn đá - hàng triệu năm. ví dụ độc đáo là carbon. Graphite - một carbon tinh thể, cấu trúc lớp của nó. Một viên kim cương - là khoáng chất khó khăn nhất trên trái đất, có khả năng cắt kính và nhìn thấy những tảng đá, nó được sử dụng để khoan và đánh bóng. Trong trường hợp này một chất - carbon, nhưng tính năng là khả năng hình thành các dạng tinh khác nhau. Đây là một câu trả lời về cách các hạt được sắp xếp theo một chất rắn.

Các kết quả. phần kết luận

Cấu trúc và sắp xếp của các hạt trong chất rắn phụ thuộc vào loại thuộc chất trong câu hỏi. Nếu chất là tinh thể, vị trí của các vi hạt sẽ mặc trật tự. Cấu trúc vô định hình của một tính năng như vậy không được sở hữu. Nhưng composit có thể thuộc về cả hai nhóm đầu tiên và thứ hai.

Trong một trường hợp, chất lỏng cư xử tương tự như rắn (ở nhiệt độ thấp, đó là gần với nhiệt độ kết tinh), nhưng có thể dẫn và khí (nếu tăng). Do đó, trong các tài liệu tổng quan này, nó được coi như các hạt nằm không chỉ ở chất rắn và ở các bang cơ bản khác của đại lý tổng hợp.