Molekularna teoria kinetyczna: 3 stany materii

Mówi się, że cały wszechświat składa się z materii i kiedy się zmienia, generowana jest energia. I jak zwykle, ciekawa natura istoty ludzkiej skłania nas do zastanawiania się przy wielu okazjach, z czego składa się ta cała materia. Na przestrzeni dziejów opracowano różne modele, aby to wyjaśnić, jednym z nich jest: teoria kinetyki molekularnej.

Według tego modelu materię stanowiłaby podstawowa jednostka, której nie da się ocenić zmysłami, mówię o atomie. Z kolei atomy grupują się, tworząc cząsteczki.

Weźmy klasyczny przykład, cząsteczka wody składa się z jednego atomu tlenu i dwóch atomów wodoru (H2O). Ale teoria kinetyczna nie tylko to postuluje, ale także dlatego, że istnieją trzy podstawowe stany materii: stały, ciekły i gazowy.

• Możesz być zainteresowany: "5 rodzajów wiązań chemicznych: tak składa się materia

Pochodzenie teorii kinetycznej

Do czasu sformułowania tego modelu miały miejsce różne wydarzenia, które pozwoliły dać podstawy do zaoferowania tej teorii.

Rozpocząć, koncepcja atomu narodziła się w starożytnej Grecji

, w ramach szkoły atomistycznej, której uczniowie rozpowszechniają ideę, że atom jest niepodzielną jednostką, która tworzy całą materię we wszechświecie. Demokryt był jednym z jego największych propagatorów, ale jego propozycje kolidowały bezpośrednio z dominującymi tam ideami Arystotelesa, więc przeszły niezauważone.

Dopiero na początku XIX wieku idea atomu pojawiła się ponownie w dziedzinie nauki, kiedy John Dalton postulował teorię atomową, wskazując, że każda substancja składa się z atomów.

Wcześniej Daniel Bernoulli w 1738 r. twierdził, że gazy składały się ze zderzających się ze sobą cząsteczek oraz z powierzchniami, wytwarzając odczuwalny nacisk. Po pojawieniu się teorii atomowej uznaje się, że cząsteczki te składają się z atomów.

Teoria kinetyki molekularnej zrodziła się z zestawu badań, które przeprowadzono głównie w gazach i których ostateczny wniosek był podobny. Niektóre z godnych uwagi prac to te wykonane przez Ludwiga Boltzmanna i Jamesa Clerka Maxwella.

• Powiązany artykuł: „9 postulatów teorii atomowej Daltona"

Argument

Ta kinetyczna teoria molekularna postuluje, że materia składa się z zestawu cząstek znanych jako atomy lub ich cząsteczki, które są w ciągłym ruchu. Ponieważ nie przestają się poruszać, prędzej czy później zderzają się z innym atomem lub powierzchnią.

To zderzenie jest kinetyczne, innymi słowy energia jest przekazywana bez strat, więc atom podczas zderzenia jest wyrzucany w drugą stronę z tą samą prędkością, bez zatrzymywania ruchu. Energia kinetyczna generowana podczas zderzenia przekłada się na odczuwane ciśnienie.

Różnica między stanami materii

Chociaż teoria kinetyki molekularnej narodziła się z badania stanu gazowego, ponieważ było wiele badań na tym, co pozwoliło na napisanie pomysłów, służy również do wyjaśnienia składu płynów i solidny. Co więcej, oferuje sposób na zobaczenie różnic między różnymi stanami materii.

Kluczowy punkt leży w stopień ruchu atomów. Materia składa się ze zbioru cząstek, które są w ciągłym ruchu; w gazie atomy są wolne i poruszają się liniowo przez całą dostępną przestrzeń, wykazując, że gazy zawsze zajmują całą dostępną przestrzeń.

W przypadku płynów, odległość między atomami nie jest tak dużaJeśli nie, są bliżej siebie, chociaż nadal poruszają się z mniejszą prędkością. To wyjaśnia, że ​​ciecz zajmuje stałą objętość, ale może rozszerzać się na powierzchni.

Na koniec, w stanie stałym atomy są bardzo blisko siebie, nie poruszają się swobodnie, chociaż drgają w miejscu. Dlatego ciała stałe zajmują określoną przestrzeń i nie zmieniają objętości w czasie.

Zgodnie z teorią kinetyki molekularnej siła wiążąca atomy jest znana jako siła spójności. Jego nazwa została podana, ponieważ ciała stałe, które mają większą obecność w tych związkach, to znaczy są bardziej spójne niż ciecz lub gaz.

Znaczenie tego modelu

Interesujące w tej teorii jest to, jak wiąże ona istnienie atomu z mierzalnymi właściwościami fizycznymi, takimi jak ciśnienie lub temperatura. Ponadto ma korelację z matematycznymi wzorami praw gazu doskonałego.

Nie będę się o tym szczegółowo zagłębiał, ale na przykład zgadza się ze wzorami, które wskazują, że im wyższa temperatura, atomy mają większą prędkość. Łatwo zrozumieć, że aby lód zamienił się w ciecz, a następnie w parę, trzeba zastosować ciepło. Wraz ze wzrostem temperatury cząsteczki H2O przyspieszają i łamią siły kohezji, zmieniając stan materii.