Aineen yhdentymisen 9 tilaa

Perinteisesti ajatellaan, että ainetta löytyy vain kolmesta tilasta: kiinteä, nestemäinen ja kaasu. Tämä ei kuitenkaan pidä paikkaansa. On havaittu muita aineen aggregaatiotiloja, jotka näyttävät myös olevan olemassa, vaikka ne ovat harvinaisia.

Seuraavaksi näemme näiden tilojen pääominaisuudet, jotka löysivät viimeisimmät ja mitkä ovat prosessit, jotka saavat objektin siirtymään tilasta toiseen.

• Aiheeseen liittyvä artikkeli: "11 kemiallisten reaktiotyyppiä"

Aineen aggregaation tilat: mitä ne ovat?

Fysiikassa aineen aggregaatiotila ymmärretään seuraavasti yksi tyypillisistä tavoista, joilla aine voidaan esittää. Historiallisesti aineen tilojen välinen ero tehtiin kvalitatiivisten ominaisuuksien, kuten kiinteyden, perusteella kohteen, sen atomien käyttäytymisen tai lämpötilan, perinteinen luokitus on nestemäinen, kiinteä aine ja kaasu.

Fysiikan tutkimuksen ansiosta on kuitenkin löydetty ja nostettu muita tiloja, jotka saattavat esiintyy tilanteissa, joita normaalisti ei voida toistaa, kuten erittäin korkea tai matala lämpötiloissa.

Seuraavaksi näemme aineen päätilat, sekä ne, jotka muodostavat perinteisen luokituksen, että ne, jotka on löydetty laboratorio-olosuhteissa, sen lisäksi, että selitetään niiden fysikaaliset ominaisuudet ja miten ne on mahdollista saada.

Perusvaltiot

Perinteisesti on puhuttu kolmesta aineen tilasta riippuen miten sen atomit käyttäytyvät eri lämpötiloissa. Nämä tilat ovat periaatteessa kolme: kiinteä, nestemäinen ja kaasu. Kuitenkin se liitettiin myöhemmin plasmaan näiden perustilojen välillä. Huomattavin asia seuraavissa neljässä tilassa on, että niitä on mahdollista tarkkailla jokapäiväisissä tilanteissa ollessaan kotona.

Ymmärtää aineen yhdistämisen neljä perustilaa kussakin osassa Katsotaanpa, kuinka H2O eli vesi esiintyy kussakin näistä tiloista.

1. Kiinteä

Puolijohdekohteet esitetään tietyllä tavalla, toisin sanoen niiden muoto ei normaalisti muutu, sitä ei ole mahdollista muuttaa soveltamatta suurta voimaa tai muuttamatta kyseessä olevan kohteen tilaa.

Näiden esineiden atomit kietoutuvat muodostaen selvät rakenteet, joka antaa heille kyvyn kestää voimia muuttamatta kehoa, jossa he ovat. Tämä tekee näistä esineistä kovia ja kestäviä.

Kiinteässä tilassa oleva H2O on jää.

Kiinteässä tilassa olevilla esineillä on yleensä seuraavat ominaisuudet:

• Korkea yhteenkuuluvuus.
• Määritelty muoto.
• Muodon muoto: esineestä riippuen se palaa samalla tavalla kuin se oli muodonmuutoksen yhteydessä.
• Ne ovat käytännössä kokoonpuristumattomia.
• Hajoamisen vastustuskyky
• Ei sujuvuutta.

2. Nestemäinen

Jos kiinteän aineen lämpötilaa nostetaan, se todennäköisesti menettää muodonsa kunnes sen hyvin organisoitu atomirakenne katoaa kokonaan ja muuttuu nestemäiseksi.

Nesteillä on kyky virrata, koska niiden atomit, vaikka ne edelleen muodostavat järjestäytyneitä molekyylejä, he eivät ole niin lähellä toisiaan, ja heillä on enemmän liikkumisvapautta.

H2O nestemäisessä tilassa on normaalia, tavallista vettä.

Nestemäisillä aineilla on seuraavat ominaisuudet:

• Vähemmän yhteenkuuluvuutta.
• Niillä ei ole konkreettista muotoa.
• Sujuvuus.
• Hieman puristettavissa
• Kylmässä ne supistuvat.
• Ne voivat esittää diffuusiota.

3. Kaasu

Kaasumaisessa tilassa aine koostuu molekyyleistä, jotka eivät ole sitoutuneet toisiinsa, joilla on vähän houkuttelevaa voimaa toisiinsa, jolloin kaasuilla ei ole määriteltyä muotoa tai tilavuutta.

Tämän ansiosta ne laajenevat täysin vapaasti täyttämällä niiden sisältävän astian. Sen tiheys on paljon pienempi kuin nesteillä ja kiinteillä aineilla.

H2O: n kaasumainen tila on vesihöyry.

Kaasumaisella tilalla on seuraavat ominaisuudet:

• Lähes nolla koheesio.
• Ei tarkkaa muotoa.
• Vaihteleva äänenvoimakkuus.
• Ne vievät yleensä mahdollisimman paljon tilaa.

4. Plasma

Monet ihmiset eivät tunne tätä aineen tilaa, joka on utelias, koska se on yleisin tila maailmankaikkeudessa, koska tähdet ovat siitä.

Pohjimmiltaan plasma on ionisoitu kaasu, toisin sanoen sen muodostavat atomit ovat irtautuneet elektronistaan, jotka ovat subatomisia hiukkasia, joita normaalisti esiintyy atomien sisällä.

Siten plasma on kuin kaasu, mutta se koostuu anioneista ja kationeista, jotka ovat vastaavasti negatiivisesti ja positiivisesti varautuneita ioneja. Tämä tekee plasmasta erinomaisen johtimen.

Kaasuissa ollessa korkeissa lämpötiloissa atomit liikkuvat hyvin nopeasti. Jos nämä atomit törmäävät toisiinsa erittäin voimakkaasti, se aiheuttaa niiden sisällä olevien elektronien vapautumisen. Kun tämä otetaan huomioon, on ymmärrettävää, että auringon pinnalla olevat kaasut ionisoituvat jatkuvasti, koska lämpötilaa on paljon, mikä saa niistä plasman.

Kun virta on kytketty päälle, sen sisällä on plasmaa. Myös kynttilän tuli olisi plasmaa.

Plasman ominaisuudet:

• Ne johtavat sähköä.
• Magneettikentät vaikuttavat niihin voimakkaasti.
• Sen atomit eivät muodosta määriteltyä rakennetta.
• Ne lähettävät valoa.
• Ne ovat korkeissa lämpötiloissa.

Uudet valtiot

Ei ole vain jo mainittuja neljää valtiota. Laboratorio-olosuhteissa on ehdotettu ja löydetty monia muita.. Seuraavaksi näemme useita aineen aggregaatiotiloja, joita tuskin voitiin havaita kotona, mutta jotka on voitu tarkoituksella luoda tieteellisissä laitoksissa tai jotka ovat olleet oletettu.

5. Bose-Einstein-kondensaatti

Satyendra Nath Bose ja Albert Einstein ennustivat alun perin vuonna 1927, ja fyysikot Eric A. löysi Bose-Einstein-kondensaatin vuonna 1995. Cornell, Wolfgang Ketterle ja Carl E. Wieman.

Nämä tutkijat saavuttivat jäähdytä atomit 300 kertaa alempaan lämpötilaan kuin tähän mennessä on saavutettu. Tämä kondensaatti koostuu bosoneista.

Tässä aineen tilassa atomit ovat täysin paikallaan. Aine on erittäin kylmä ja sillä on suuri tiheys.

• Saatat olla kiinnostunut: "Daltonin atomiteorian 9 postulaattia"

6. Fermi-kondensaatti

Fermikondensaatti koostuu fermionihiukkasista ja näyttää samanlaiselta kuin Bose-Einstein-kondensaatti, vain bosonien käytön sijaan käytetään fermioneja.

Tämä aineen tila luotiin ensimmäisen kerran vuonna 1999, vaikka vasta vuonna 2003 se voitaisiin toistaa atomeilla vain fermionien sijasta, Deborah S.: n löytö. Jin.

Tämä aineen aggregaatiotila, joka esiintyy matalissa lämpötiloissa, tekee aineesta supernesteen eli aineella ei ole mitään viskositeettia.

7. Erittäin kiinteä

Tämä aineen tila on erityisen outo. Se koostuu helium- (4) atomien saattamisesta hyvin mataliin lämpötiloihin, lähellä absoluuttista nollaa.

Atomit on järjestetty samalla tavoin kuin odotat normaalissa kiinteässä aineessa, kuten jäässä, vain täällä, vaikka ne olisivat jäätyneet, ne eivät olisi täysin hiljaisessa tilassa.

Atomit alkavat käyttäytyä oudosti, ikään kuin ne olisivat kiinteitä ja nestemäisiä samanaikaisesti. Silloin kvanttiepävarmuuden lait alkavat vallita.

8. Super kristalli

Ylikristalli on ainefaasi, jolle on tunnusomaista ylivirtaus ja samalla jähmettynyt amorfinen rakenne.

Toisin kuin normaalit kiteet, jotka ovat kiinteitä, superkiteillä on kyky virrata ilman kaikenlaista vastustusta ja rikkomatta oikein kiteistä rakennetta, jossa ne atomeja.

Nämä kiteet muodostuvat kvanttihiukkasten vuorovaikutus matalissa lämpötiloissa ja suurissa tiheyksissä.

9. Superfluid

Ylimääräinen neste on ainetila, jossa aineella ei ole minkäänlaista viskositeettia. Tämä eroaa hyvin juoksevasta aineesta, jonka viskositeetti on lähellä nollaa, mutta jolla on silti viskositeetti.

Superfluid on aine, joka jos se olisi suljetussa piirissä, virtaisi loputtomasti ilman kitkaa. Piotr Kapitsa, John F., löysi sen vuonna 1937. Allen ja Don Misener.

Tilan muutokset

Tilamuutokset ovat prosessit, joissa aineen aggregaatiotila muuttuu toiseen, säilyttäen samanlaisuutensa sen kemiallisessa koostumuksessa. Seuraavaksi näemme eri muunnokset, joita aineella voi olla.

1. Fuusio

Se on siirtyminen kiinteästä aineesta nestemäiseen tilaan lämmön kautta. Sulamispisteellä tarkoitetaan lämpötilaa, johon kiinteän aineen on altistettava sulalle, ja se vaihtelee aineesta toiseen. Esimerkiksi jään sulamispiste vedessä on 0 astetta.

2. Kiinteytyminen

Se on siirtyminen nesteestä kiinteään aineeseen lämpötilan menetyksen kautta. Jähmettymispiste, jota kutsutaan myös jäätymiseksi, on lämpötila, jossa nesteestä tulee kiinteää ainetta. Yhdistä kunkin aineen sulamispiste.

3. Haihdutus ja kiehuminen

Ne ovat prosesseja, joilla neste siirtyy kaasumaiseen tilaan. Veden kiehumispiste on 100 celsiusastetta.

4. Tiivistyminen

Se on aineen tilan muutos kaasusta nesteiksi. Se voidaan ymmärtää haihdutuksen vastakkaiseksi prosessiksi.

Näin tapahtuu vesihöyrylle sateen aikana, koska sen lämpötila laskee ja kaasu siirtyy nestemäiseen tilaan saostuen.

5. Sublimaatio

Se on prosessi, joka koostuu aineen tilan muutoksesta, joka on kiinteässä tilassa ja menee kaasumaisessa tilassa käymättä läpi nestemäisen tilan matkan varrella.

Esimerkki aineesta, joka kykenee sublimoitumaan, on kuivajää.

6. Käänteinen sublimaatio

Se koostuu kaasu siirtyy kiinteään tilaan muuttumatta aiemmin nesteeksi.

7. Deionisaatio

Se on muutos plasmasta kaasuksi.

8. Ionisaatio

Se on muutos kaasusta plasmaksi.

Bibliografiset viitteet:

• Pérez-Aguirre, G. (2007). Kemia 1. Konstruktivistinen lähestymistapa. Meksiko. Pearsonin koulutus.
• Valenzuela-Calahorro, C. (1995). Yleinen kemia. Johdatus teoreettiseen kemiaan. Salamanca, Espanja. Salamancan yliopisto.