Teoria cinetică moleculară: cele 3 stări ale materiei

Se spune că întregul univers este format din materie și că atunci când se schimbă, se generează energie. Și, așa cum este normal, natura curioasă a ființei umane ne-a determinat să ne întrebăm de multe ori din ce este făcută toată această chestiune. De-a lungul istoriei, au fost concepute diferite modele pentru a explica acest lucru, unul dintre ele fiind teoria cinetică moleculară.

Conform acestui model, materia ar fi constituită dintr-o unitate fundamentală care nu poate fi apreciată cu simțurile, vorbesc despre atom. La rândul lor, atomii se grupează pentru a forma molecule.

Pentru a lua un exemplu clasic, molecula de apă este structurată cu un atom de oxigen și doi atomi de hidrogen (H2O). Dar teoria cinetică nu doar postulează acest lucru, ci și pentru că există cele trei stări fundamentale ale materiei: solidă, lichidă și gazoasă.

• S-ar putea să vă intereseze: "Cele 5 tipuri de legături chimice: așa se compune materia

Originea teoriei cinetice

Până la sosirea la formularea acestui model, au avut loc diferite evenimente care au permis să se dea bazele pentru a oferi această teorie.

Pentru a incepe, conceptul de atom s-a născut în Grecia antică, sub școala atomistă, ai cărei discipoli răspândesc ideea că atomul este unitatea indivizibilă care formează toată materia din univers. Democrit a fost unul dintre cei mai mari exponenți ai săi, dar propunerile sale s-au ciocnit direct cu ideile lui Aristotel, care a dominat timpul, așa că au trecut neobservate.

Abia la începutul secolului al XIX-lea a reapărut ideea atomului în domeniul științei, când John Dalton a postulat teoria atomică, indicând faptul că fiecare substanță este formată din atomi.

Înainte de aceasta, Daniel Bernoulli în 1738 a susținut că gazele erau formate din molecule care se ciocneau între ele și cu suprafețele, generând presiunea care se simte. După apariția teoriei atomice, se recunoaște acum că aceste molecule sunt formate din atomi.

Teoria cinetică moleculară se naște dintr-un set de studii care au fost efectuate în principal în gaze și a căror concluzie finală a fost similară. Unele dintre lucrările notabile sunt cele realizate de Ludwig Boltzmann și James Clerk Maxwell.

• Articol asociat: "Cele 9 postulate ale teoriei atomice a lui Dalton"

Argumentul

Această teorie moleculară cinetică postulează că materia este alcătuită dintr-un set de particule cunoscute sub numele de atomi sau molecule ale acestora, care sunt în permanență în mișcare. Deoarece nu se opresc din mișcare, mai devreme sau mai târziu se ciocnesc cu un alt atom sau împotriva unei suprafețe.

Această coliziune este cinetică, cu alte cuvinte, energia este transferată fără pierderi, deci atomul la coliziune este aruncat în cealaltă direcție cu aceeași viteză, fără a opri mișcarea. Energia cinetică care este generată în coliziune se traduce în presiunea care se simte.

Diferența dintre stările de materie

Deși teoria cinetică moleculară s-a născut din studiul stării gazoase, din moment ce au existat multe studii pe acest lucru care a permis scrierea ideilor, servește și pentru a explica constituirea lichidelor și solid. Mai mult, oferă o modalitate de a vedea diferențele între diferite stări ale materiei.

Punctul cheie stă în gradul de mișcare a atomilor. Materia este alcătuită dintr-un set de particule aflate în continuă mișcare; Într-un gaz, atomii sunt liberi și se mișcă într-un mod liniar prin tot spațiul disponibil, demonstrând caracteristica gazelor de a ocupa întotdeauna tot spațiul pe care îl au.

În cazul lichidelor, distanța dintre atomi nu este atât de mareDacă nu, sunt mai apropiați, deși continuă să se miște cu mai puțină viteză. Acest lucru explică faptul că un lichid ocupă un volum fix, dar se poate extinde pe o suprafață.

De ultimul, în stare solidă atomii sunt foarte apropiați, fără o mișcare liberă, deși vibrează pe loc. Prin urmare, solidele ocupă un spațiu specific și nu variază ca volum în timp.

Conform teoriei cinetice moleculare, forța care leagă atomii împreună este cunoscută sub numele de forța de coeziune. Numele său este dat deoarece solidele care au o prezență mai mare în aceste uniuni, adică sunt mai coezive decât un lichid sau un gaz.

Importanța acestui model

Ceea ce este interesant la această teorie este modul în care relaționează existența atomului cu proprietăți fizice măsurabile, cum ar fi presiunea sau temperatura. În plus, are o corelație cu formulele matematice ale legilor gazelor ideale.

Nu voi intra în prea multe detalii despre acest lucru, dar, de exemplu, este de acord cu formulele care indică faptul că cu cât temperatura este mai mare, atomii au o viteză mai mare. Este ușor de înțeles, pentru ca o gheață să ajungă la lichid și apoi la vapori, trebuie să aplicați căldură. Pe măsură ce temperatura crește, moleculele H2O câștigă viteză și rup forțele de coeziune, schimbând starea materiei.