9 materijos agregacijos būsenos

Tradiciškai manoma, kad materiją galima rasti tik trijose būsenose: kietoje, skystoje ir dujinėse. Tačiau tai netiesa. Buvo pastebėtos kitos materijos agregacijos būsenos, kurios, nors ir retos, taip pat atrodo.

Toliau pamatysime pagrindines kiekvienos iš šių būsenų savybes, kurios atrado naujausius ir kokie yra procesai, dėl kurių objektas pereina iš vienos būsenos į kitą.

• Susijęs straipsnis: "11 cheminių reakcijų tipų"

Materijos agregacijos būsenos: kas tai yra?

Fizikoje materijos agregacijos būsena suprantama kaip vienas iš būdingų materijos pateikimo būdų. Istoriškai materijos būsenos buvo skirtos remiantis kokybinėmis savybėmis, tokiomis kaip kietumas objekto, jo atomų ar temperatūros elgsena, tradiciškai skystas, kietas ir dujos.

Tačiau fizikos tyrimų dėka buvo atrastos ir iškeltos kitos būsenos, kurios gali pasitaiko tokiose situacijose, kurių paprastai neįmanoma pakartoti, pvz., labai didelė arba žema temperatūros.

Toliau pamatysime pagrindines materijos būsenas, ir tie, kurie sudaro tradicinę klasifikaciją, ir tie, kurie buvo atrasti laboratorinėmis sąlygomis, be to, paaiškinant jų fizines savybes ir kaip įmanoma jas gauti.

Pagrindinės valstybės

Tradiciškai kalbama apie tris materijos būsenas, priklausomai nuo to kaip jos atomai elgiasi esant skirtingai temperatūrai. Šios būsenos iš esmės yra trys: kietos, skystos ir dujinės. Tačiau vėliau jis buvo įtrauktas į plazmą tarp šių pagrindinių būsenų. Įspūdingiausias šių keturių būsenų aspektas yra tai, kad juos galima stebėti kasdienėse situacijose būnant namuose.

Suprasti keturias pagrindines materijos agregacijos būsenas kiekviename skyriuje pažiūrėkime, kaip kiekvienoje iš šių būsenų yra H2O, tai yra vanduo.

1. Kietas

Kietojo kūno objektai pateikiami apibrėžtu būdu, tai yra, jų forma paprastai nesikeičia, neįmanoma jos pakeisti nepadarius didelės jėgos ar nepakeitus aptariamo objekto būsenos.

Šių objektų atomai persipina formuodami apibrėžtas struktūras, kuris suteikia jiems galimybę atlaikyti jėgas, nedeformuojant kūno, kuriame jie yra. Tai daro šiuos daiktus kietus ir atsparius.

Kietosios būsenos H2O yra ledas.

Kietosios būsenos objektai paprastai turi šias savybes:

• Aukšta sanglauda.
• Apibrėžta forma.
• Formos atmintis: priklausomai nuo objekto, ji grįžta į tokią, kokia buvo deformuota.
• Jie praktiškai nesuspausti.
• Atsparumas fragmentacijai
• Jokio sklandumo.

2. Skystas

Jei kietosios medžiagos temperatūra bus padidinta, tikėtina, kad ji praras savo formą kol jo gerai organizuota atominė struktūra visiškai išnyks ir taps skysta.

Skysčiai gali tekėti, nes jų atomai, nors ir toliau formuoja organizuotas molekules, jie nėra taip arti vienas kito, turi daugiau judėjimo laisvės.

H2O skystoje būsenoje yra įprastas vanduo.

Skystos būsenos medžiagos turi šias savybes:

• Mažiau sanglaudos.
• Jie neturi jokios konkrečios formos.
• Sklandumas.
• Mažai suspaudžiama
• Šaltyje jie susitraukia.
• Jie gali pateikti difuziją.

3. Dujos

Dujinėje būsenoje medžiagą sudaro molekulės, kurios nėra sujungtos, turintys mažai vienas kitam patrauklią jėgą, dėl kurio dujos neturi apibrėžtos formos ar tūrio.

Dėl to jie visiškai laisvai išsiplečia, užpildydami indą, kuriame yra jų. Jo tankis yra daug mažesnis nei skysčių ir kietųjų medžiagų.

Dujinė H2O būsena yra vandens garai.

Dujinė būsena turi šias savybes:

• Beveik nulis sanglaudos.
• Nėra apibrėžtos formos.
• Kintamas tūris.
• Jie linkę užimti kuo daugiau vietos.

4. Plazma

Daugelis žmonių nežino šios materijos būsenos, kuri yra įdomi, nes tai yra labiausiai paplitusi būsena visatoje, nes būtent iš jos yra žvaigždės.

Iš esmės plazma yra jonizuotos dujos, tai yra jas sudarantys atomai atsiskyrė nuo jų elektronų, kurios yra subatominės dalelės, kurios paprastai būna atomų viduje.

Taigi plazma yra tarsi dujos, tačiau susideda iš anijonų ir katijonų, kurie yra neigiamai ir teigiamai įkrauti jonai. Tai daro plazmą puikiu laidininku.

Dujose, esant aukštai temperatūrai, atomai juda labai greitai. Jei šie atomai labai smarkiai susiduria, tai sukelia jų viduje esančių elektronų išsiskyrimą. Atsižvelgiant į tai, suprantama, kad Saulės paviršiuje esančios dujos yra nuolat jonizuojamos, nes yra daug temperatūros, todėl jos tampa plazma.

Įjungtų liuminescencinių lempų viduje yra plazmos. Be to, žvakės ugnis būtų plazma.

Plazmų charakteristikos:

• Jie praleidžia elektrą.
• Jiems didelę įtaką daro magnetiniai laukai.
• Jo atomai nesudaro apibrėžtos struktūros.
• Jie skleidžia šviesą.
• Jie yra aukštoje temperatūroje.

Naujos valstijos

Yra ne tik keturios jau minėtos valstybės. Laboratorijos sąlygomis buvo pasiūlyta ir atrasta daug daugiau.. Toliau pamatysime kelias materijos agregacijos būsenas, kurių vargu ar buvo galima pastebėti namuose, bet kurie galėjo būti sąmoningai sukurti mokslo įstaigose arba buvo užhipnotizuotas.

5. Bose-Einšteino kondensatas

Iš pradžių Satyendra Nathas Bose'as ir Albertas Einšteinas numatė 1927 m., O Bose-Einšteino kondensatą 1995 m. Atrado fizikai Ericas A. Cornell, Wolfgang Ketterle ir Carl E. Wieman.

Šie tyrėjai pasiekė atvėsinkite atomus iki 300 kartų žemesnės temperatūros nei pasiekta iki šiol. Šis kondensatas susideda iš bozonų.

Šioje materijos būsenoje atomai yra visiškai nejudantys. Medžiaga yra labai šalta ir turi didelį tankį.

• Galbūt jus domina: "9 Daltono atominės teorijos postulatai"

6. Fermi kondensatas

Fermi kondensatas susideda iš fermioninių dalelių ir atrodo panašiai kaip Bose-Einstein kondensatas, tik vietoj bozonų naudojami fermionai.

Ši materijos būsena pirmą kartą buvo sukurta 1999 m., Nors tik 2003 m. Ją būtų galima pakartoti atomais, o ne tik fermionais. Jin.

Ši medžiagos agregacijos būsena, kuri randama žemoje temperatūroje, daro medžiagą superkystą, tai yra, medžiaga neturi jokio klampumo.

7. Super kietas

Ši materijos būsena yra ypač keista. Jis susideda iš helio (4) atomų pakėlimo į labai žemą temperatūrą, artimą absoliučiam nuliui.

Atomai yra išdėstyti panašiai, kaip galima tikėtis įprastoje kietojoje medžiagoje, pavyzdžiui, lede, tik čia, nors jie būtų sušalę, jie nebūtų visiškai nejudantys.

Atomai ima elgtis keistai, tarsi jie būtų kieti ir skysčiai tuo pačiu metu. Būtent tada pradeda vyrauti kvantinės neapibrėžtumo dėsniai.

8. Super krištolas

Superkristalas yra materijos fazė, kuriai būdingas superlėkumas ir tuo pačiu metu sukietėjusi amorfinė struktūra.

Skirtingai nuo įprastų kristalų, kurie yra kieti, super kristalai turi galimybę tekėti be jų bet kokio tipo atsparumas ir nesulaužant tinkamai kristalinės struktūros, kurioje jis atomai.

Šie kristalai susidaro kvantinių dalelių sąveika esant žemai temperatūrai ir dideliam tankiui.

9. Skystas skystis

Superskystis yra medžiagos būsena, kurioje medžiaga neturi jokio klampumo. Tai skiriasi nuo labai skystos medžiagos, kurios klampa yra artima nuliui, tačiau vis dėlto klampa.

Superskystis yra medžiaga, kuri, jei būtų uždaroje grandinėje, be galo tekėtų be trinties. 1937 m. Jį atrado Piotras Kapitsa, Jonas F. Alenas ir Donas Miseneris.

Būsenos pokyčiai

Būsenos pokyčiai yra procesai, kurių metu viena medžiagos agregacijos būsena keičiasi į kitą, išlaikant savo cheminės sudėties panašumą. Toliau pamatysime įvairias transformacijas, kurias gali sukelti materija.

1. Susiliejimas

Tai perėjimas iš kietos į skystą būseną per šilumą. Lydymosi temperatūra suprantama kaip temperatūra, iki kurios kieta medžiaga turi būti ištirpusi, ir tai skiriasi nuo esmės. Pavyzdžiui, ledo tirpimo temperatūra vandenyje yra 0 laipsnių Celsijaus.

2. Sukietėjimas

Tai yra skysčio perėjimas į kietą medžiagą prarandant temperatūrą. Sukietėjimo taškas, dar vadinamas užšalimu, yra temperatūra, kurioje skystis tampa kieta. Sutampa su kiekvienos medžiagos lydymosi temperatūra.

3. Garinimas ir virinimas

Tai yra procesai, kurių metu skystis pereina į dujinę būseną. Vandens virimo temperatūra yra 100 laipsnių Celsijaus.

4. Kondensatas

Tai medžiagos būsenos keitimas iš dujų į skystį. Tai galima suprasti kaip priešingą garavimo procesą.

Taip nutinka lietaus vandens garams, nes jų temperatūra nukrenta, o dujos tampa skystos ir iškrinta.

5. Sublimacija

Tai procesas, kurį sudaro kietosios būsenos materijos būsenos keitimas, pereinantis į dujinę būseną, kelyje nepraėjus skystai būsenai.

Medžiagos, galinčios sublimuoti, pavyzdys yra sausas ledas.

6. Atvirkštinis sublimavimas

Tai susideda iš dujos pereina į kietą būseną, prieš tai nesikeisdamos skysčiu.

7. Deionizacija

Tai perėjimas iš plazmos į dujas.

8. Jonizacija

Tai perėjimas iš dujų į plazmą.

Bibliografinės nuorodos:

• Pérez-Aguirre, G. (2007). Chemija 1. Konstruktyvistinis požiūris. Meksika. „Pearson Education“.
• Valenzuela-Calahorro, C. (1995). Bendroji chemija. Teorinės chemijos įvadas. Salamanka, Ispanija. Salamankos universitetas.