9 станів агрегації речовини

Традиційно вважається, що речовина може знаходитись лише у трьох станах: твердому, рідкому та газовому. Однак це неправда. Були помічені й інші стани агрегації речовини, які, хоча й рідкісні, також існують.

Далі ми побачимо основні характеристики кожного з цих станів, хто виявив найновіші та які процеси змушують об’єкт переходити з одного стану в інший.

• Пов’язана стаття: "11 типів хімічних реакцій"

Стани агрегації речовини: що це таке?

У фізиці стан агрегації речовини розуміється як один із характерних способів представлення матерії. Історично різницю між станами речовини проводили на основі якісних властивостей, таких як твердість об'єкта, поведінка його атомів або температура, традиційна класифікація - рідкі, тверді та газ.

Однак завдяки дослідженням фізики були виявлені та підняті інші держави, які можуть трапляються в ситуаціях, які, як правило, неможливо повторити, таких як надзвичайно високі чи низькі температури.

Далі ми побачимо основні стани речовини, як ті, що складають традиційну класифікацію, так і ті, що були виявлені в лабораторних умовах, на додаток до пояснення їх фізичних властивостей та способу їх отримання.

Фундаментальні держави

Традиційно говорять про три стану речовини, залежно від як поводяться його атоми при різних температурах. В основному цих станів три: твердий, рідкий і газовий. Однак згодом він був включений в плазму між цими основними станами. Найвидатнішим у наступних чотирьох штатах є те, що їх можна спостерігати в повсякденних ситуаціях, перебуваючи вдома.

Для розуміння чотирьох основних станів агрегації речовини в кожному розділі давайте подивимось, як H2O, тобто вода, представлена ​​в кожному з цих станів.

1. Тверді

Твердотільні об'єкти представлені у визначеному вигляді, тобто їх форма зазвичай не змінюється, неможливо змінити його без застосування великої сили або зміни стану об'єкта, про який йде мова.

Атоми цих об'єктів переплітаються, утворюючи певні структури, що дає їм здатність протистояти силам, не деформуючи тіло, в якому вони перебувають. Це робить ці предмети твердими та стійкими.

H2O у твердому стані - це лід.

Об'єкти, що перебувають у твердому стані, зазвичай мають такі характеристики:

• Висока згуртованість.
• Визначена форма.
• Пам'ять форми: залежно від об'єкта, він повертається таким, яким був при деформації.
• Вони практично нестисливі.
• Стійкість до дроблення
• Відсутність плавності.

2. Рідина

Якщо температуру твердої речовини підвищити, ймовірно, вона в кінцевому підсумку втратить свою форму поки його добре організована атомна структура повністю не зникає, перетворюючись на рідину.

Рідини мають здатність текти, оскільки їх атоми, хоча вони продовжують утворювати організовані молекули, вони не так близько один до одного, маючи більшу свободу пересування.

H2O в рідкому стані - це звичайна вода.

У рідкому стані речовини мають такі характеристики:

• Менше згуртованості.
• Вони не мають конкретної форми.
• Плавність.
• Мало стисливий
• На морозі вони стискаються.
• Вони можуть представляти дифузію.

3. Газ

У газоподібному стані речовина складається з молекул, які не зв’язані між собою, маючи мало привабливої ​​сили один для одного, через що гази не мають певної форми або об’єму.

Завдяки цьому вони повністю вільно розширюються, заповнюючи ємність, що їх містить. Його щільність набагато нижча, ніж у рідин та твердих речовин.

Газоподібний стан H2O - це водяна пара.

Газоподібний стан має такі характеристики:

• Майже нульова згуртованість.
• Немає певної форми.
• Змінна гучність.
• Вони, як правило, займають якомога більше місця.

4. Плазма

Багато людей не знають цього речовинного стану, що є цікавим, оскільки це найпоширеніший стан у Всесвіті, оскільки саме з нього зроблені зірки.

По суті, плазма є іонізований газ, тобто атоми, що його складають, відокремилися від своїх електронів, які є субатомними частинками, які зазвичай знаходяться всередині атомів.

Таким чином, плазма схожа на газ, але складається з аніонів та катіонів, які є негативно і позитивно зарядженими іонами відповідно. Це робить плазму чудовим провідником.

У газах, перебуваючи при високій температурі, атоми рухаються дуже швидко. Якщо ці атоми дуже сильно стикаються між собою, це призводить до вивільнення електронів, що знаходяться всередині них. Беручи це до уваги, зрозуміло, що гази, що знаходяться на поверхні Сонця, постійно іонізуються, тому що існує велика температура, з-за чого вони стають плазмою.

Після увімкнення люмінесцентні лампи містять плазму всередині. Крім того, вогонь свічки був би плазмовим.

Характеристика плазми:

• Вони проводять електрику.
• На них сильно впливають магнітні поля.
• Його атоми не складають певної структури.
• Вони випромінюють світло.
• Вони знаходяться при високій температурі.

Нові штати

Існують не тільки чотири держави, про які вже згадувалося. У лабораторних умовах було запропоновано та виявлено ще багато інших.. Далі ми побачимо кілька агрегатних станів речовини, які навряд чи можна було спостерігати вдома, але які, можливо, були навмисно створені в наукових закладах, або були висунути гіпотезу.

5. Конденсат Бозе-Ейнштейна

Спочатку передбачений Сатьєндрою Нат Бозе та Альбертом Ейнштейном в 1927 році, конденсат Бозе-Ейнштейна був відкритий в 1995 році фізиками Еріком А. Корнелл, Вольфганг Кеттерле та Карл Е. Віман.

Ці дослідники досягли охолоджувати атоми до температури в 300 разів нижчої, ніж досягнута на сьогодні. Цей конденсат складається з бозонів.

У такому стані речовини атоми повністю нерухомі. Речовина дуже холодна і має високу щільність.

• Вас може зацікавити: "9 постулатів атомної теорії Дальтона"

6. Конденсат Фермі

Конденсат Фермі складається з ферміонних частинок і схожий на конденсат Бозе-Ейнштейна, тільки замість використання бозонів використовуються ферміони.

Цей стан речовини було вперше створено в 1999 році, хоча лише в 2003 році він буде відтворений атомами, а не просто ферміонами, відкриття, зроблене Деборою С. Джин.

Цей агрегатний стан речовини, який виявляється при низьких температурах, робить речовину надрідкою, тобто речовина не має жодної в’язкості.

7. Супер твердий

Цей стан речовини особливо дивний. Він складається з приведення атомів гелію (4) до дуже низьких температур, близьких до абсолютного нуля.

Атоми розташовані так само, як можна було б очікувати в звичайному твердому тілі, такому як лід, лише тут, хоча вони були б заморожені, вони не були б у цілком нерухомому стані.

Атоми починають поводитися дивно, ніби вони одночасно тверді речовини та рідина. Це тоді, коли починають панувати закони квантової невизначеності.

8. Супер кристал

Суперкристал - це фаза речовини, яка характеризується наявністю надплинності і, одночасно, затверділа аморфна структура.

На відміну від звичайних кристалів, які є твердими, суперкристали мають здатність протікати без них будь-якого типу стійкості і без порушення належної кристалічної структури, в якій її атоми.

Ці кристали утворені взаємодія квантових частинок при низьких температурах і високій щільності.

9. Надрідкий

Надрідина - це стан речовини, при якому речовина не має в'язкості будь-якого типу. Це відрізняється від дуже рідкої речовини, яка має в'язкість, близьку до нуля, але все ще має в'язкість.

Надрідина - це речовина, яка якби потрапила в замкнутий контур, нескінченно текла б без тертя. Це було відкрито в 1937 р. Петром Капіцею, Джоном Ф. Аллен і Дон Мізенер.

Зміни держави

Зміни в державі є процеси, при яких один агрегатний стан речовини змінюється іншим, зберігаючи схожість за своїм хімічним складом. Далі ми побачимо різні трансформації, які може представити матерія.

1. Злиття

Це перехід з твердого в рідкий стан через тепло. Температура плавлення розуміється як температура, якій тверда речовина повинна піддаватися розплаву, і це щось різне від речовини до речовини. Наприклад, температура плавлення льоду у воді становить 0 градусів Цельсія.

2. Затвердіння

Це перехід від рідини до твердого речовини через втрату температури. Точка затвердіння, яку також називають замерзанням, - це температура, при якій рідина стає твердим. Відповідайте температурі плавлення кожної речовини.

3. Випаровування і кипіння

Вони являють собою процеси, при яких рідина переходить у газоподібний стан. У випадку з водою температура її кипіння становить 100 градусів Цельсія.

4. Конденсація

Це зміна стану речовини з газу на рідину. Це можна зрозуміти як процес, протилежний випаровуванню.

Це те, що відбувається з водяною парою при дощі, оскільки її температура падає і газ переходить у рідкий стан, випадаючи в осад.

5. Сублімація

Це процес, який полягає у зміні стану речовини, що знаходиться в твердому стані, переходячи в газоподібний стан, не проходячи по шляху рідкого стану.

Прикладом речовини, здатної до сублімації, є сухий лід.

6. Зворотна сублімація

Він складається з газ перетворюється в твердий стан без попереднього перетворення в рідину.

7. Деіонізація

Це перехід від плазми до газу.

8. Іонізація

Це перехід від газу до плазми.

Бібліографічні посилання:

• Перес-Агірре, Г. (2007). Хімія 1. Конструктивістський підхід. Мексика. Пірсон Освіта.
• Валенсуела-Калахорро, C. (1995). Загальна хімія. Вступ до теоретичної хімії. Саламанка, Іспанія. Університет Саламанки.