De ni tilstandene for aggregering av materie

Tradisjonelt er det antatt at materie bare kan finnes i tre tilstander: fast, flytende og gass. Dette er imidlertid ikke sant. Andre tilstander av aggregering av materie har blitt sett som, selv om de er sjeldne, også ser ut til å eksistere.

Deretter vil vi se hovedegenskapene til hver av disse tilstandene, hvem som oppdaget de siste og hva er prosessene som får et objekt til å gå fra en tilstand til en annen.

• Relatert artikkel: "De 11 typene kjemiske reaksjoner"

Aggregasjonsstatus: hva er de?

I fysikk forstås tilstanden for aggregering av materie som en av de karakteristiske måtene materie kan presenteres på. Historisk sett ble skillet mellom tilstander av materiell gjort basert på kvalitative egenskaper, som soliditet av objektet, atomenes atomer eller temperatur, den tradisjonelle klassifiseringen er den for væske, fast og gass.

Imidlertid, takket være forskning i fysikk, har andre stater blitt oppdaget og oppdratt som kan oppstår i situasjoner som normalt ikke er mulig å replikere, for eksempel ekstremt høyt eller lavt temperaturer.

Deretter vil vi se de viktigste tilstandene i saken, både de som utgjør den tradisjonelle klassifiseringen og de som har blitt oppdaget under laboratorieforhold, i tillegg til å forklare deres fysiske egenskaper og hvordan det er mulig å få dem.

Grunnleggende stater

Tradisjonelt har det vært snakket om tre tilstander av materie, avhengig av hvordan atomene oppfører seg ved forskjellige temperaturer. Disse tilstandene er i utgangspunktet tre: fast, væske og gass. Imidlertid ble den deretter innlemmet i plasmaet mellom disse jordtilstandene. Det mest bemerkelsesverdige med de følgende fire tilstandene er at det er mulig å observere dem i hverdagssituasjoner mens du er hjemme.

Å forstå de fire grunnleggende tilstandene for aggregering av materie, i hvert avsnitt la oss se hvordan H2O, det vil si vann, presenteres i hver av disse tilstandene.

1. Fast

Solid state-objekter presenteres på en definert måte, det vil si at deres form normalt ikke endres, det er ikke mulig å endre det uten å bruke en stor kraft eller endre tilstanden til det aktuelle objektet.

Atomene til disse objektene fletter seg sammen og danner bestemte strukturer, som gir dem muligheten til å tåle krefter uten å deformere kroppen de er i. Dette gjør disse gjenstandene harde og motstandsdyktige.

H2O i fast tilstand er is.

Objekter som er i solid tilstand har vanligvis følgende egenskaper:

• Høy kohesjon.
• Definert form.
• Formminne: avhengig av objektet, går det tilbake til slik det var når det ble deformert.
• De er praktisk talt ukomprimerbare.
• Motstand mot fragmentering
• Ingen flyt.

2. Væske

Hvis temperaturen på et fast stoff økes, er det sannsynlig at det ender med å miste formen til den velorganiserte atomstrukturen forsvinner helt og blir en væske.

Væsker har evnen til å strømme fordi atomer, selv om de fortsetter å danne organiserte molekyler, de er ikke så nær hverandre, og har mer bevegelsesfrihet.

H2O i flytende tilstand er normalt, vanlig vann.

I flytende tilstand har stoffer følgende egenskaper:

• Mindre samhold.
• De har ingen konkret form.
• Flytende.
• Lite komprimerbar
• I kulde trekker de seg sammen.
• De kan presentere diffusjon.

3. Gass

I gassform består materie av molekyler som ikke er bundet sammen, har liten attraktiv kraft til hverandre, noe som gjør at gassene ikke har en definert form eller volum.

Takket være dette utvider de seg helt fritt og fyller beholderen som inneholder dem. Tettheten er mye lavere enn væsker og faste stoffer.

Den gassformige tilstanden til H2O er vanndamp.

Gasstilstanden har følgende egenskaper:

• Nesten null kohesjon.
• Ingen bestemt form.
• Variabelt volum.
• De har en tendens til å ta så mye plass som mulig.

4. Plasma

Mange mennesker kjenner ikke denne tilstanden av materie, som er nysgjerrig, siden den er den vanligste tilstanden i universet, siden det er det stjernene er laget av.

I hovedsak er plasma en ionisert gass, det vil si atomer som komponerer den har skilt seg fra elektronene sine, som er subatomære partikler som normalt finnes inne i atomer.

Dermed er plasma som en gass, men består av anioner og kationer, som er henholdsvis negativt og positivt ladede ioner. Dette gjør plasma til en utmerket leder.

I gasser, ved høye temperaturer, atomene beveger seg veldig fort. Hvis disse atomene kolliderer veldig voldsomt med hverandre, fører det til at elektronene i dem frigjøres. Når man tar dette i betraktning, er det forståelig at gassene som er på overflaten av Solen konstant ioniseres, fordi det er mye temperatur som får dem til å bli plasma.

Lysrør, når de er slått på, inneholder plasma inne. Dessuten ville et stearinlys være plasma.

Kjennetegn ved plasmaer:

• De leder strøm.
• De er sterkt påvirket av magnetfelt.
• Atomene utgjør ikke en definert struktur.
• De avgir lys.
• De har høye temperaturer.

Nye stater

Det er ikke bare de fire statene som allerede er nevnt. Under laboratorieforhold er mange flere oppdratt og oppdaget.. Deretter vil vi se flere tilstander av aggregering som knapt kunne observeres mens hjemme, men som kan ha blitt opprettet bevisst i vitenskapelige fasiliteter, eller har vært antatt.

5. Bose-Einstein kondensat

Opprinnelig spådd av Satyendra Nath Bose og Albert Einstein i 1927, ble Bose-Einstein-kondensatet oppdaget i 1995 av fysikerne Eric A. Cornell, Wolfgang Ketterle og Carl E. Wieman.

Disse forskerne oppnådde kjøle atomer til en temperatur som er 300 ganger lavere enn det som er oppnådd til dags dato. Dette kondensatet består av bosoner.

I denne tilstanden er atomene helt stille. Stoffet er veldig kaldt og har høy tetthet.

• Du kan være interessert: "De 9 postulatene til Daltons atomteori"

6. Fermi kondensat

Fermi-kondensat består av fermioniske partikler og ligner Bose-Einstein-kondensat, bare i stedet for å bruke bosoner, brukes fermioner.

Denne tilstanden ble opprettet for første gang i 1999, selv om det først i 2003 kunne replikeres med atomer i stedet for bare fermioner, en oppdagelse gjort av Deborah S. Jin.

Denne tilstanden for aggregering av materie, som finnes ved lave temperaturer, gjør materie overflødig, det vil si at stoffet ikke har noen viskositet.

7. Super solid

Denne tilstanden i saken er spesielt merkelig. Den består i å bringe helium- (4) atomer til svært lave temperaturer, nær absolutt null.

Atomene er ordnet på en lignende måte som du forventer i et vanlig fast stoff, for eksempel is, bare her, selv om de ville være frossne, ville de ikke være i en helt stille tilstand.

Atomer begynner å oppføre seg underlig, som om de var et fast stoff og en væske på samme tid. Det er når lovene om kvanteusikkerhet begynner å seire.

8. Super krystall

En superkrystall er en fase av materie som kjennetegnes ved å ha superfluiditet og samtidig en størknet amorf struktur.

I motsetning til normale krystaller, som er faste, har superkrystaller evnen til å strømme uten noen form for motstand og uten å bryte den riktig krystallinske strukturen der deres atomer.

Disse krystallene er dannet av samspillet mellom kvantepartikler ved lave temperaturer og høye tettheter.

9. Superfluid

Supervæsken er en tilstand av materie der stoffet ikke har noen form for viskositet. Dette skiller seg fra det som ville være en veldig flytende substans, som ville være en som har en viskositet nær null, men likevel har viskositet.

Superfluid er et stoff som, hvis det var i en lukket krets, ville strømme uendelig uten friksjon. Den ble oppdaget i 1937 av Piotr Kapitsa, John F. Allen og Don Misener.

Statlige endringer

Statlige endringer er prosesser der en tilstand av aggregering av materie endres til en annen og opprettholder en likhet i dets kjemiske sammensetning. Deretter vil vi se de forskjellige transformasjonene som materien kan presentere.

1. Fusjon

Det er passering fra fast til flytende tilstand gjennom varme. Smeltepunkt forstås som temperaturen som et fast stoff må utsettes for å smelte, og det er noe som varierer fra stoff til stoff. Smeltepunktet for is i vann er for eksempel 0 grader Celsius.

2. Størking

Det er passasjen fra en væske til et fast stoff gjennom tap av temperatur. Stivningspunktet, også kalt frysing, er temperaturen der en væske blir et fast stoff. Match smeltepunktet for hvert stoff.

3. Fordamping og koking

De er prosessene der en væske går over i gassform. Når det gjelder vann, er kokepunktet 100 grader Celsius.

4. Kondensasjon

Det er endring av tilstand av materie fra en gass til en væske. Det kan forstås som den motsatte prosessen med fordampning.

Dette er hva som skjer med vanndamp når det regner, siden temperaturen faller og gassen går i flytende tilstand og faller ut.

5. Sublimering

Det er prosessen som består i endring av tilstanden til en sak som er i fast tilstand går til gassform, uten å gå gjennom den flytende tilstanden underveis.

Et eksempel på et stoff som er i stand til sublimering er tørris.

6. Omvendt sublimering

Det består av en gass går over i fast tilstand uten tidligere å transformere til en væske.

7. Avionisering

Det er overgangen fra et plasma til en gass.

8. Ionisering

Det er overgangen fra en gass til et plasma.

Bibliografiske referanser:

• Pérez-Aguirre, G. (2007). Kjemi 1. En konstruktivistisk tilnærming. Mexico. Pearson Education.
• Valenzuela-Calahorro, C. (1995). Generell kjemi. Introduksjon til teoretisk kjemi. Salamanca, Spania. Universitetet i Salamanca.