მატერიის აგრეგირების 9 მდგომარეობა

ტრადიციულად ფიქრობენ, რომ მატერია მხოლოდ სამ მდგომარეობაში შეიძლება მოიძებნოს: მყარი, თხევადი და გაზი. ამასთან, ეს სიმართლეს არ შეესაბამება. ნანახია მატერიის აგრეგაციის სხვა მდგომარეობა, რომლებიც, თუმც იშვიათია, მაგრამ, როგორც ჩანს, არსებობს.

შემდეგ ჩვენ ვნახავთ თითოეული ამ სახელმწიფოს მთავარ მახასიათებლებს, რომლებმაც აღმოაჩინეს უახლესი და რა პროცესები ახდენს ობიექტის გადატანას ერთი მდგომარეობიდან მეორეში.

• დაკავშირებული სტატია: "ქიმიური რეაქციების 11 ტიპი"

მატერიის აგრეგირების სახელმწიფოები: რა არის ისინი?

ფიზიკაში, მატერიის აგრეგაციის მდგომარეობა გაგებულია შემდეგნაირად მატერიის წარმოდგენის ერთ-ერთი დამახასიათებელი გზა. ისტორიულად, მატერიის მდგომარეობებს შორის განსხვავება ხდებოდა თვისებრივი თვისებების, მაგალითად, სიმყარის საფუძველზე ობიექტის, მისი ატომების ქცევა ან ტემპერატურა, ტრადიციული კლასიფიკაცია თხევადი, მყარი და გაზი

ამასთან, ფიზიკაში ჩატარებული გამოკვლევების წყალობით, აღმოჩენილი და გაზრდილია სხვა სახელმწიფოები ხდება სიტუაციებში, რომელთა ნორმალურად გამრავლება შეუძლებელია, მაგალითად, ძალიან მაღალი ან დაბალი ტემპერატურა

შემდეგ ვნახავთ მატერიის მთავარ მდგომარეობებს, როგორც ტრადიციული კლასიფიკაციის შემდგენები, ასევე ლაბორატორიულ პირობებში აღმოჩენილი, მათი ფიზიკური თვისებების ახსნასა და მათი მოპოვების შესაძლებლობის გარდა.

ფუნდამენტური სახელმწიფოები

ტრადიციულად, ამაზე დამოკიდებულია სამი მდგომარეობა როგორ იქცევიან მისი ატომები სხვადასხვა ტემპერატურაზე. ეს მდგომარეობა ძირითადად სამია: მყარი, თხევადი და გაზი. ამასთან, იგი შემდგომში შეიტანეს პლაზმაში ამ გრუნტის მდგომარეობებს შორის. შემდეგი ოთხი მდგომარეობის შესახებ ყველაზე საგულისხმოა ის, რომ შესაძლებელია მათი დაკვირვება ყოველდღიურ სიტუაციებში, სახლში ყოფნის დროს.

თითოეულ განყოფილებაში, მატერიის აგრეგირების ოთხი ფუნდამენტური მდგომარეობის გასაგებად ვნახოთ, როგორ არის წარმოდგენილი H2O, ანუ წყალი, თითოეულ ამ მდგომარეობაში.

1. Მყარი

მყარი მდგომარეობის ობიექტები წარმოდგენილია განსაზღვრული მეთოდით, ანუ მათი ფორმა ჩვეულებრივ არ იცვლება, მისი შეცვლა შეუძლებელია დიდი ძალის გამოყენების ან მოცემული ობიექტის მდგომარეობის შეცვლის გარეშე.

ამ ობიექტების ატომები ერთმანეთში ერევა და ქმნის გარკვეულ სტრუქტურებს, რაც მათ შესაძლებლობას აძლევს გაუძლონ ძალებს სხეულის დეფორმაციის გარეშე, რომელშიც ისინი იმყოფებიან. ეს ამ ობიექტებს ხდის მყარ და გამძლეობას.

H2O მყარ მდგომარეობაში არის ყინული.

ობიექტებს, რომლებიც მყარ მდგომარეობაში არიან, ჩვეულებრივ აქვთ შემდეგი მახასიათებლები:

• მაღალი ერთობა.
• განსაზღვრული ფორმა.
• ფორმის მეხსიერება: ობიექტის მიხედვით, ის ბრუნდება ისე, როგორც დეფორმირებისას მოხდა.
• ისინი პრაქტიკულად შეუთავსებელია.
• ფრაგმენტაციის წინააღმდეგობა
• თავისუფლად ფლობა

2. თხევადი

თუ მყარი ტემპერატურა გაიზარდა, სავარაუდოდ, იგი საბოლოოდ დაკარგავს ფორმას სანამ მისი კარგად ორგანიზებული ატომური სტრუქტურა მთლიანად გაქრება და არ გახდება სითხე.

სითხეებს აქვთ დინების უნარი, რადგან მათი ატომები, თუმცა ისინი აგრძელებენ ორგანიზებული მოლეკულების წარმოქმნას, ისინი ასე ახლოს არ არიან ერთმანეთთან, აქვთ მეტი მოძრაობის თავისუფლება.

H2O თხევად მდგომარეობაში არის ნორმალური, ჩვეულებრივი წყალი.

თხევად მდგომარეობაში ნივთიერებებს აქვთ შემდეგი მახასიათებლები:

• ნაკლები ერთობა.
• მათ არ აქვთ კონკრეტული ფორმა.
• თავისუფლად ფლობა.
• პატარა შეკუმშვადია
• სიცივეში ისინი იკუმშებიან.
• მათ შეუძლიათ წარმოადგინონ დიფუზია.

3. გაზი

აირულ მდგომარეობაში, მატერია შედგება მოლეკულებისგან, რომლებიც არ არიან შეკრული ერთმანეთისთვის მცირე მიმზიდველი ძალა აქვთ, რის გამოც გაზებს არ აქვთ განსაზღვრული ფორმა ან მოცულობა.

ამის წყალობით, ისინი სრულიად თავისუფლად აფართოებენ და ავსებენ მათში შემავალ კონტეინერს. მისი სიმკვრივე გაცილებით დაბალია, ვიდრე სითხეებისა და მყარი ნივთიერებების.

H2O აირისებრი მდგომარეობაა წყლის ორთქლი.

გაზურ მდგომარეობას აქვს შემდეგი მახასიათებლები:

• თითქმის ნულოვანი ერთიანობა.
• არ არის გარკვეული ფორმა.
• ცვალებადი მოცულობა.
• ისინი, როგორც წესი, იკავებენ რაც შეიძლება მეტ ადგილს.

4. პლაზმური

ბევრმა ადამიანმა არ იცის მატერიის ეს მდგომარეობა, რაც ცნობისმოყვარეა, რადგან ეს ყველაზე გავრცელებული მდგომარეობაა სამყაროში, რადგან ის არის ის, რისგანაც ვარსკვლავები მზადდება.

არსებითად, პლაზმური არის იონიზებული გაზი, ანუ ატომები, რომლებიც მას ქმნიან, გამოყოფილია მათი ელექტრონებისგან, რომლებიც არიან სუბატომური ნაწილაკები, რომლებიც ჩვეულებრივ გვხვდება ატომების შიგნით.

ამრიგად, პლაზმა გაზს ჰგავს, მაგრამ შედგება ანიონებისა და კათიონებისაგან, რომლებიც შესაბამისად ნეგატიურად და დადებითად დამუხტული იონებია. ეს პლაზმას შესანიშნავ გამტარად აქცევს.

გაზებში, მაღალ ტემპერატურაზე ყოფნისას, ატომები ძალიან სწრაფად მოძრაობენ. თუ ეს ატომები ძალზე სასტიკად ეჯახებიან ერთმანეთს, ეს იწვევს მათში არსებული ელექტრონების განთავისუფლებას. ამის გათვალისწინებით, გასაგებია, რომ მზის ზედაპირზე არსებული გაზები მუდმივად იონიზირდება, რადგან ბევრი ტემპერატურაა, რის შედეგადაც ისინი წარმოიქმნება პლაზმაში.

ფლუორესცენტური ნათურები ჩართვისთანავე შეიცავს პლაზმას შიგნით. ასევე, სანთლის ცეცხლი იქნება პლაზმა.

პლაზმის მახასიათებლები:

• ისინი ელექტროენერგიას ატარებენ.
• მათზე ძლიერ გავლენას ახდენს მაგნიტური ველები.
• მისი ატომები არ ქმნიან განსაზღვრულ სტრუქტურას.
• ისინი ასხივებენ სინათლეს.
• ისინი მაღალ ტემპერატურაზე არიან.

ახალი შტატები

აქ უკვე არა მხოლოდ ოთხი სახელმწიფოა ნახსენები. ლაბორატორიულ პირობებში კიდევ მრავალი შემოთავაზებულია და აღმოაჩინეს.. შემდეგ ჩვენ ვიხილავთ მატერიის აგრეგირების რამდენიმე მდგომარეობას, რომელთა შესრულება ძნელია სახლში, მაგრამ რომელიც შეიძლება შეგნებულად შეიქმნა სამეცნიერო დაწესებულებებში, ან შეიქმნა ჰიპოთეზა.

5. ბოზე-აინშტაინის კონდენსატი

თავდაპირველად წინასწარმეტყველეს Satyendra Nath Bose და Albert Einstein 1927 წელს, Bose-Einstein condensate აღმოაჩინეს 1995 წელს ფიზიკოსებმა ერიკ ა. კორნელი, ვოლფგანგ კეტერლე და კარლ ე. ვიემანი.

ამ მკვლევარებმა მიაღწიეს მაგარი ატომები 300 ჯერ დაბალია ვიდრე დღემდე მიღწეულია. ეს კონდენსატი შედგება ბოზონებისაგან.

მატერიის ამ მდგომარეობაში ატომები მთლიანად ჩერდებიან. ნივთიერება არის ძალიან ცივი და აქვს მაღალი სიმკვრივე.

• შეიძლება დაგაინტერესოთ: "დალტონის ატომური თეორიის 9 პოსტულატი"

6. ფერმის კონდენსატი

ფერმის კონდენსატი შედგება ფერმიონის ნაწილაკებისგან და ჰგავს ბოზა-აინშტაინის კონდენსატს, მხოლოდ ბოზონების გამოყენების ნაცვლად გამოიყენება ფერმიონები.

მატერიის ეს მდგომარეობა პირველად შეიქმნა 1999 წელს, თუმცა 2003 წლამდე შეიძლებოდა მისი გამრავლება ატომებით, უბრალოდ ფერმიონების ნაცვლად, რაც აღმოჩნდა დებორა ს. ჯინი

მატერიის აგრეგაციის ეს მდგომარეობა, რომელიც გვხვდება დაბალ ტემპერატურაზე, მატერიას აკეთებს ზედმეტად სითხედ, ანუ ნივთიერებას არა აქვს სიბლანტე.

7. სუპერ მყარი

განსაკუთრებით უცნაურია მატერიის ეს მდგომარეობა. იგი შედგება ჰელიუმ- (4) ატომის ძალიან დაბალ ტემპერატურაზე მიყვანაზე, აბსოლუტურ ნულთან ახლოს.

ატომები განლაგებულია ანალოგიურად, თუ როგორ მოელით ნორმალურ მყარ ნივთიერებას, მაგალითად ყინულს, მხოლოდ აქ, მიუხედავად იმისა, რომ ისინი გაყინული იქნებოდა, ისინი საერთოდ არ იქნებოდნენ მდგომარეობაში.

ატომები იწყებენ უცნაურ ქცევას, თითქოს ერთდროულად მყარი და სითხე იყოს. ეს მაშინ, როდესაც კვანტური გაურკვევლობის კანონები იწყებს გაბატონებას.

8. სუპერ კრისტალი

სუპერკრისტალი არის მატერიის ფაზა, რომელსაც ახასიათებს ზედმეტი სითხე და, ამავე დროს, გამყარებული ამორფული სტრუქტურა.

განსხვავებით ჩვეულებრივი კრისტალებისაგან, რომლებიც მყარია, სუპერ კრისტალებს აქვთ გადინების უნარი გარეშე ნებისმიერი ტიპის წინააღმდეგობა და სწორად კრისტალური სტრუქტურის დარღვევის გარეშე, რომელშიც ის არის ატომები.

ამ კრისტალებს ქმნის კვანტური ნაწილაკების ურთიერთქმედება დაბალ ტემპერატურაზე და მაღალ სიმკვრივეებზე.

9. ზედმეტი

ზედმეტი სითხის მდგომარეობაა, რომელშიც ნივთიერება არ წარმოადგენს რაიმე ტიპის სიბლანტეს. ეს განსხვავდება იმისგან, თუ რა იქნებოდა ძალიან თხევადი ნივთიერება, რომელიც იქნებოდა ისეთი, ვისაც სიბლანტე აქვს ნულთან ახლოს, მაგრამ მაინც აქვს სიბლანტე.

სუპერფლუიდი არის ნივთიერება, რომელიც, თუ იგი დახურულ წრეში იქნებოდა, დაუსრულებლად მიედინებოდა ხახუნის გარეშე. ის აღმოაჩინეს 1937 წელს პიოტრ კაპიცამ, ჯონ ფ. ალენ და დონ მისენერები.

სახელმწიფო ცვლილებები

სახელმწიფო ცვლილებები არის პროცესები, როდესაც მატერიის აგრეგირების ერთი მდგომარეობა შეიცვლება სხვაში, მისი ქიმიური შემადგენლობის მსგავსების შენარჩუნებით. შემდეგ ჩვენ ვნახავთ სხვადასხვა გარდაქმნებს, რომელთა მატერიაც შეიძლება წარმოადგინოს.

1. შერწყმა

ეს არის მყარიდან სითხეში გადასვლა. დნობის წერტილი გაგებულია, როგორც ტემპერატურა, რომელზედაც უნდა მოხდეს მყარი ნივთიერების დნობა და ეს არის რაღაც, რომელიც განსხვავდება სუბსტანციიდან სუბსტანციამდე. მაგალითად, ყინულის დნობის წერტილი 0 გრადუსი ცელსიუსია.

2. გამყარება

ეს არის თხევადიდან მყარი ტემპერატურის დაკარგვის გზით გადასვლა. გამკვრივების წერტილი, რომელსაც ასევე უწოდებენ გაყინვას, არის ტემპერატურა, როდესაც სითხე ხდება მყარი. ემთხვევა თითოეული ნივთიერების დნობის წერტილს.

3. აორთქლება და დუღილი

ეს არის პროცესები, რომლითაც თხევადი გადადის გაზურ მდგომარეობაში. წყლის შემთხვევაში, მისი დუღილის წერტილი 100 გრადუსი ცელსიუსია.

4. კონდენსაცია

ეს არის მატერიის მდგომარეობის შეცვლა გაზიდან თხევადში. ეს შეიძლება გავიგოთ, როგორც აორთქლების საპირისპირო პროცესი.

ეს ხდება წყლის ორთქლის დროს წვიმის დროს, რადგან მისი ტემპერატურა ეცემა და გაზი თხევად მდგომარეობაში გადადის, ილექება.

5. სუბლიმაცია

ეს არის პროცესი, რომელიც მოიცავს მატერიის მდგომარეობის შეცვლას, რომელიც მყარ მდგომარეობაში გადადის გაზურ მდგომარეობაში, გზაში თხევადი მდგომარეობის გარეშე.

ნივთიერების მაგალითი, რომელსაც შეუძლია სუბლიმაცია გამოიწვიოს მშრალი ყინული.

6. უკუ სუბლიმაცია

Ის შედგება გაზი მყარ მდგომარეობაში გადადის, მანამდე სითხის გარდაქმნის გარეშე.

7. დეიონიზაცია

ეს არის პლაზმიდან გაზში გადასვლა.

8. იონიზაცია

ეს არის გაზიდან პლაზმაში გადასვლა.

ბიბლიოგრაფიული ცნობარი:

• პერეზ-აგირე, გ. (2007). ქიმია 1. კონსტრუქტივისტული მიდგომა. მექსიკა პირსონის განათლება.
• ვალენცუელა-კალახორო, ც. (1995). ზოგადი ქიმია. თეორიული ქიმიის შესავალი. სალამანკა, ესპანეთი. სალამანკის უნივერსიტეტი.