تشكيلعلم

كيف تقع الجسيمات في المواد الصلبة والسوائل والغازات؟

هذه المادة لا تخبر فقط كيف يتم ترتيب الجسيمات في المواد الصلبة، ولكن أيضا كيف تتحرك في الغازات أو في السوائل. كما سيتم وصف أنواع المشابك الكريستال في مختلف المواد.

الحالة الإجمالية

هناك بعض المعايير التي تشير إلى وجود ثلاث حالات التجميع النموذجية، وهي: الصلبة والسائلة والغاز.

حدد المكونات لكل حالة تجميعية.

  1. المواد الصلبة مستقرة عمليا في الحجم والشكل. هذا التغيير الأخير هو إشكالية كبيرة دون تكاليف الطاقة الإضافية.
  2. السائل يمكن بسهولة تغيير الشكل، ولكن لا يزال يحتفظ حجمه.
  3. المواد الغازية لا تحتفظ شكل أو حجم.

والمعيار الرئيسي الذي يتم من خلاله تحديد الحالة الإجمالية هو موقع الجزيئات وطرق حركتها. في المادة الغازية، والمسافة الدنيا بين الجزيئات الفردية أكبر بكثير من أنفسهم. في المقابل، جزيئات المواد السائلة لا تفرق على مسافات طويلة في الظروف المعتادة بالنسبة لهم والاحتفاظ حجمها. يتم ترتيب الجسيمات النشطة في المواد الصلبة في ترتيب محدد بدقة، كل واحد منهم، مثل ساعة البندول، يتحرك حول نقطة معينة في شعرية الكريستال. وهذا يعطي المواد الصلبة قوة خاصة وصلابة.

لذلك، في هذه الحالة، فإن السؤال الأكثر أهمية هو كيفية وجود الجسيمات النشطة في المواد الصلبة. في جميع الحالات الأخرى، الذرات (الجزيئات) ليس لديها مثل هذا النظام أمر.

ميزات السوائل

ومن الضروري إيلاء اهتمام خاص لحقيقة أن السوائل هي نوع من الارتباط الوسيطة بين الحالة الصلبة للجسم ومرحلة الغازية. وهكذا، مع انخفاض درجة الحرارة، ويصلب صلابة، وعندما يرتفع أعلى من نقطة الغليان للمادة يمر في حالة الغازية. ومع ذلك، فإن السائل له سمات مشتركة مع كل من المواد الصلبة والغازية. لذلك، في عام 1860 أسس العالم المحلي المتميز دي منديليف وجود ما يسمى درجة الحرارة الحرجة - المغلي المطلق. هذه هي القيمة التي يختفي فيها الحدود الرقيقة بين الغاز والمادة في الحالة الصلبة.

المعيار التالي، الذي يجمع بين دولتين مجاورتين متجاورتين، هو إسوتروبي. في هذه الحالة، خصائصها هي نفسها في جميع الاتجاهات. بلورات، بدورها، متباين الخواص. مثل الغازات، والسوائل ليس لديها شكل ثابت وتحتل كامل حجم السفينة التي تقع فيها. وهذا هو، لديهم اللزوجة المنخفضة وسيولة عالية. تواجه بعضها البعض، والجسيمات الدقيقة السائل أو الغاز جعل الحركات الحرة. كان من المفترض أن يكون ذلك في حجم المحتلة من قبل السائل لا يوجد أي حركة الجزيئية أمر. وهكذا، كان السائل والغاز يعارض البلورات. ولكن نتيجة للدراسات اللاحقة، تم إثبات التشابه بين الأجسام الصلبة والسائلة.

في المرحلة السائلة عند درجة حرارة قريبة من التصلب، والحركة الحرارية تشبه الحركة في المواد الصلبة. في هذه الحالة، يمكن أن السائل لا يزال لديها بنية معينة. لذلك، عندما نجيب على السؤال عن كيفية ترتيب الجسيمات في المواد الصلبة في السوائل والغازات، يمكننا أن نقول أنه في الأخير، حركة الجزيئات هو الفوضى، المختلين. ولكن في جزيئات المواد الصلبة تحتل في معظم الحالات، موقف ثابت محدد.

السائل هو نوع من وسيطة. وكلما اقتربت درجة حرارته من الغليان، كلما تحركت الجزيئات أكثر في الغازات. إذا كانت درجة الحرارة أقرب إلى الانتقال إلى مرحلة الصلبة، تبدأ الجسيمات الدقيقة للتحرك أكثر وأكثر منظم.

التغيير في حالة المواد

النظر في أبسط مثال على تغيير في حالة المياه. الجليد هو مرحلة الصلبة من الماء. درجة حرارته أقل من الصفر. عند درجة حرارة الصفر، يبدأ الجليد في الذوبان ويتحول إلى ماء. ويوضح هذا من خلال تدمير شعرية الكريستال: عند تسخينها، والجسيمات تبدأ في التحرك. وتسمى درجة حرارة المادة التي تسمى الحالة الإجمالية نقطة الانصهار (في حالتنا هو 0 للمياه). لاحظ أن درجة حرارة الجليد ستبقى عند مستوى واحد حتى يذوب تماما. في هذه الحالة، فإن ذرات أو جزيئات السائل تتحرك بنفس الطريقة كما في المواد الصلبة.

بعد ذلك سوف نستمر في تسخين الماء. تبدأ الجسيمات في التحرك بشكل مكثف حتى تصل مادتنا إلى النقطة التالية للتغيير في الحالة الكلية - نقطة الغليان. تحدث مثل هذه اللحظة عندما يتم قطع الروابط بين الجزيئات التي تشكله قبالة بسبب تسارع الحركة، ثم يكتسب شخصية حرة، والسائل قيد النظر يمر في المرحلة الغازية. وتسمى عملية تحويل مادة (الماء) من مرحلة سائلة إلى غازية الغليان.

وتسمى درجة الحرارة التي يغلي الماء نقطة الغليان. في حالتنا، هذه القيمة تساوي 100 درجة مئوية (درجة الحرارة تعتمد على الضغط، الضغط الطبيعي هو جو واحد). ملاحظة: حتى السائل الحالي تماما ويتحول تماما إلى بخار، درجة حرارته لا تزال ثابتة.

ومن الممكن أيضا عكس عملية نقل المياه من الحالة الغازية (بخار) إلى سائل، وهو ما يسمى التكثيف.

ثم يمكنك مراقبة عملية التجميد - عملية انتقال السائل (الماء) إلى شكل صلب (الحالة الأولية هو موضح أعلاه هو الجليد). العمليات المذكورة أعلاه تجعل من الممكن الحصول على إجابة مباشرة عن كيفية ترتيب الجسيمات في المواد الصلبة، في السوائل والغازات. موقع وحالة جزيئات المادة يعتمد على حالتها الكلية.

ما هو الجسم الصلب؟ كيف تتصرف الجسيمات الدقيقة في ذلك؟

الجسم الصلب هو حالة من المواد المادية، السمة المميزة التي هي الحفاظ على الشكل المستمر والطبيعة الثابتة للحركة الحرارية من الجسيمات الدقيقة، التي تؤدي تقلبات ضئيلة. الجثث يمكن أن تكون في حالة الصلبة والسائلة والغازية. وهناك أيضا الحالة الرابعة، التي يميل العلماء الحديثون إلى نسبها إلى عدد المجاميع - وهذا ما يسمى البلازما.

لذلك، في الحالة الأولى، أي مادة، كقاعدة عامة، لديها شكل ثابت دون تغيير، وهذا له تأثير رئيسي على كيفية ترتيب الجسيمات في المواد الصلبة. على مستوى المجهري، يمكن أن ينظر إلى أن الذرات التي تشكل صلبة ترتبط بعضها البعض عن طريق الروابط الكيميائية وتقع في العقد من شعرية الكريستال.

ولكن هناك استثناء - المواد غير متبلور التي هي في حالة صلبة، ولكن وجود الكريستال شعرية لا يمكن أن يفخر. ومن هذا يمكننا أن نجيب على السؤال عن كيفية ترتيب الجسيمات في المواد الصلبة. الفيزياء في الحالة الأولى تشير إلى أن الذرات أو الجزيئات في المواقع شعرية. ولكن في الحالة الثانية هناك بالتأكيد لا مثل هذا الطلب، ومثل هذه المادة هو أشبه السائل.

الفيزياء والهيكل المحتمل للصلبة

وفي هذه الحالة، تميل المادة إلى الحفاظ على حجمها، وبطبيعة الحال، الشكل. وهذا هو، من أجل تغيير هذا الأخير، فمن الضروري بذل الجهود، ولا يهم ما إذا كان هو جسم معدني، قطعة من البلاستيك أو البلاستيسين. السبب يكمن في هيكلها الجزيئي. وبشكل أكثر دقة، في تفاعل الجزيئات، التي يتكون الجسم. وفي هذه الحالة، تقع هذه المواقع بشكل وثيق. هذا الترتيب من الجزيئات هو من طبيعة متكررة. هذا هو السبب في قوى الجذب المتبادل بين كل من هذه المكونات كبيرة جدا.

التفاعل من الجسيمات الدقيقة يفسر طبيعة حركتهم. شكل أو حجم هذا الجسم الصلب من الصعب تصحيح في اتجاه واحد أو آخر. الجسيمات من الجسم الصلب غير قادر على التحرك بشكل عشوائي في جميع أنحاء حجم الصلبة، ولكن يمكن أن تتأرجح فقط بالقرب من نقطة معينة في الفضاء. تتقلب جزيئات المادة الصلبة بشكل فوضوي في اتجاهات مختلفة، لكنها تأتي عبر شبيهة منها، والتي تعيدها إلى حالتها الأصلية. وهذا هو السبب في أن الجسيمات الموجودة في المواد الصلبة تقع كقاعدة عامة في ترتيب محدد بدقة.

الجسيمات وموقعها في صلب

يمكن أن تكون الهيئات الصلبة من ثلاثة أنواع: بلورية، غير متبلور ومركبات. هو التركيب الكيميائي الذي يؤثر على ترتيب الجزيئات في المواد الصلبة.

المواد الصلبة البلورية لديها بنية أمر. تشكل جزيئاتها أو ذراتها شعرية بلورية مكانية ذات شكل منتظم. وهكذا، فإن الجسم الصلب في حالة بلورية لديه شعرية الكريستال واضح، والذي بدوره يحدد بعض الخصائص الفيزيائية. هذه هي الإجابة على كيفية ترتيب الجسيمات في صلبة.

دعونا نعطي مثالا على ذلك: منذ سنوات عديدة في سانت بطرسبرغ تم تخزين مخزون من أزرار القصدير بيضاء لامعة في المستودع، والتي، عندما تم تخفيض درجة الحرارة، فقدت بريقها وتحولت من الأبيض إلى الرمادي. كانت الأزرار متناثرة في مسحوق رمادي. "طاعون القصدير" - ما يسمى "المرض"، ولكن في الواقع كان إعادة هيكلة هيكل الكريستال تحت تأثير درجة حرارة منخفضة. القصدير خلال الانتقال من مجموعة متنوعة بيضاء إلى الرمادي يتفتت إلى مسحوق. بلورات، بدورها، تنقسم إلى أحادي وبلورات الكريستالات.

بلورات واحدة وبلورات الكريستالات

البلورات الأحادية (ملح الطعام) هي بلورات متجانسة واحدة تمثلها شعرية بلورية متواصلة في شكل مضلعات منتظمة. الكريستالات (الرمال والسكر والمعادن والحجارة) هي الهيئات البلورية التي نمت من بلورات صغيرة مرتبة تشوتيكالي. في بلورات، لوحظ ظاهرة مثل متباين الخواص.

غير متبلور: حالة خاصة

غير متبلور الهيئات (الراتنج، الصنوبري، الزجاج، العنبر) ليس لديها صارمة صارمة في ترتيب الجسيمات. هذا هو حالة غير القياسية من الترتيب الذي الجسيمات هي في المواد الصلبة. في هذه الحالة، لوحظ ظاهرة الخواص، والخصائص الفيزيائية للهيئات غير متبلور هي نفسها في جميع الاتجاهات. في درجات حرارة عالية، فإنها تصبح مماثلة للسوائل اللزجة، وفي درجات حرارة منخفضة هي مشابهة للمواد الصلبة. عند التعرض لآثار خارجية، فإنها تظهر في وقت واحد خصائص مرنة، أي أنها تفكك في جزيئات مصغرة مثل الهيئات الصلبة، وسيولة: أنها تبدأ تتدفق كسوائل تحت آثار درجة الحرارة لفترات طويلة. ليس لديهم درجة حرارة ذوبان وتبلور محددة. عندما تسخن، الهيئات غير متبلور تليين.

أمثلة على المواد غير المتبلورة

خذ، على سبيل المثال، السكر العادي ومعرفة ترتيب الجسيمات في المواد الصلبة في حالات مختلفة على سبيل المثال. في هذه الحالة، يمكن أن تحدث نفس المادة في شكل بلوري أو غير متبلور. إذا كان السكر المنصهر يتجمد ببطء، تشكل الجزيئات حتى الصفوف - بلورات (السكر المقطوع، أو السكر المحبب). إذا سكر المنصهر، على سبيل المثال، صب في الماء البارد، وسوف يحدث التبريد بسرعة كبيرة، والجسيمات ليس لديهم الوقت لتشكيل الصفوف الصحيحة - ذوبان سوف تصلب دون تشكيل بلورات. لذلك اتضح الحلوى السكر (وهذا هو السكر غير البلورية).

ولكن بعد فترة من الوقت يمكن أن تبلور هذه المادة، يتم جمع الجسيمات في الصفوف اليمنى. إذا كانت الحلوى السكر استلقاء لعدة أشهر، وسوف تبدأ لتصبح مغطاة بطبقة فضفاضة. حتى تظهر على سطح البلورات. وبالنسبة للسكر، فإن الفترة ستكون عدة أشهر، وبالنسبة للحجر - ملايين السنين. ومن الأمثلة الفريدة على ذلك الكربون. الجرافيت هو الكربون البلوري، وهيكلها الطبقات. الماس هو اصعب المعادن على وجه الأرض، وقادرة على قطع الزجاج وحجارة النشر، يتم استخدامه للحفر وتلميع. في هذه الحالة المادة هي واحدة - الكربون، ولكن الميزة هي القدرة على تشكيل أشكال بلورية مختلفة. هذا هو إجابة أخرى لكيفية ترتيب الجسيمات في صلبة.

النتائج. استنتاج

يعتمد هيكل وترتيب الجسيمات في المواد الصلبة على نوع المادة التي تنتمي إليها المادة. إذا كانت المادة بلورية، سيتم ترتيب ترتيب الجسيمات الدقيقة. الهياكل غير متبلور لا تملك هذه الميزة. ولكن المركبات يمكن أن تنتمي إلى كل من المجموعة الأولى والثانية.

في حالة واحدة، السائل يتصرف مثل الصلبة (في درجة حرارة منخفضة، والتي هي قريبة من درجة حرارة التبلور)، ولكن يمكن أن تعمل أيضا كغاز (كما يرتفع). لذلك، في هذه المادة المراجعة، فحصنا كيفية تقع الجسيمات ليس فقط في المواد الصلبة، ولكن أيضا في حالات التجميع الأساسية الأخرى من المادة.

Similar articles

 

 

 

 

Trending Now

 

 

 

 

Newest

Copyright © 2018 ar.birmiss.com. Theme powered by WordPress.