ذرات موجود در جامدات، مایعات و گاز چگونه هستند؟

این مواد نه تنها نشان می دهد که چگونه ذرات در جامدات مرتب شده اند، بلکه چگونه در گاز یا مایعات حرکت می کنند. انواع حلقه های کریستال در مواد مختلف نیز شرح داده خواهد شد.

دولت کامل

استانداردهای خاصی وجود دارد که نشان می دهد حضور سه حالت معمولی جامد، یعنی جامد، مایع و گاز.

تعریف اجزاء برای هر حالت جمع.

1. جامدات عموما در حجم و شکل پایدار هستند. تغییر اخیر بدون هزینه انرژی اضافی بسیار مشکل است.
2. مایع به راحتی می تواند شکل را تغییر دهد، اما حجم آن را حفظ می کند.
3. مواد گازی شکل یا حجم را حفظ نمی کنند.

معیار اصلی که در آن حالت جامد تعیین می شود محل مولکول ها و روش های حرکت آنها است. در مواد گازی، حداقل فاصله بین مولکول های فردی بسیار بزرگتر از خودشان است. به نوبه خود، مولکول های مواد مایع در فواصل طولانی در شرایط معمول برای آنها پراکنده نمی شوند و حجم خود را حفظ می کنند. ذرات فعال در مواد جامد در یک نظم دقیق تعریف شده، هر کدام از آنها، مانند ساعت آونگ، در مورد یک نقطه خاص در شبکه کریستال حرکت می کنند. این به قدرت و استحکام خاصی می بخشد.

بنابراین، در این مورد، سوال مهم ترین مسئله این است که چگونه ذرات فعال در مواد جامد قرار می گیرند. در تمام موارد دیگر، اتم ها (مولکول ها) چنین ساختاری نظم ندارند.

ویژگی های سیالات

لازم است توجه ویژه ای به این امر داشته باشیم که مایعات نوعی پیوند متوسط بین حالت جامد بدن و فاز گازی است. بنابراین، با کاهش درجه حرارت، مایع solidifies، و هنگامی که آن را افزایش می دهد بالاتر از نقطه جوش ماده منتقل می شود به حالت گاز. با این حال، مایع دارای ویژگی های مشترک با مواد جامد و گاز است. بنابراین، در سال 1860، دانشمند برجسته داخلی DI Mendeleyev تاسیس شده است به اصطلاح دما بحرانی - مطلق جوش. این یک ارزش است که مرز نازک بین گاز و ماده در حالت جامد ناپدید می شود.

معیار بعدی که ترکیبی از دو حالت همجوشی همسایه است، ایزوتراپی است. در این مورد، خواص آنها در تمام جهات یکسان است. کریستالها، به نوبه خود، بی عیب و نقص هستند. مانند گازها، مایعات یک شکل ثابت ندارند و کل حجم کشتی را که در آن واقع شده اند، اشغال می کند. بدین معنی است که ویسکوزیته کم و سیالیت زیاد دارند. در مواجهه با یکدیگر، میکرواستاتیک مایع یا گاز باعث حرکت آزاد می شود. آن استفاده می شود که در حجم اشغال شده توسط مایع هیچ حرکت مولکولی مرتب شده است. بنابراین، مایع و گاز با کریستال مخالف بودند. اما در نتیجه مطالعات بعدی، شباهت بین اجسام جامد و مایع ثابت شد.

در فاز مایع در دمای نزدیک به خنک شدن، حرکت حرارتی شبیه حرکت در جامدات است. در این حالت، مایع هنوز هم می تواند یک ساختار خاص داشته باشد. بنابراین، هنگامی که ما به پرسش در مورد چگونگی تشکیل ذرات در مواد جامد در مایعات و گاز پاسخ می دهیم، می توانیم بگوییم که در حرکت دوم مولکول ها هرج و مرج است. اما در مولكولهاي جامد، در اغلب موارد اشكال قطعي، ثابت را اشغال مي كند.

مایع نوعی عنصر متوسط است. و دمای آن به جوش نزدیکتر است، مولکولهای بیشتری مانند گازها حرکت می کنند. اگر دمای به انتقال به فاز جامد نزدیک تر باشد، میکرو ذرات شروع به حرکت بیشتر و منظم تر می کنند.

تغییر وضعیت مواد

ساده ترین مثال تغییر در وضعیت آب را در نظر بگیرید. یخ فاز جامد آب است. دمای آن کمتر از صفر است. در دمای صفر، یخ شروع به ذوب شدن و تبدیل شدن به آب می شود. این امر با تخریب شبکه ی کریستال توضیح داده می شود: هنگام گرما، ذرات شروع به حرکت می کنند. دمايي كه در آن ماده حالت جامد را تغيير ميدهد، نقطه ذوب ناميده مي شود (در مورد ما 0 براي آب است). توجه داشته باشید که دمای یخ در یک سطح باقی می ماند تا زمانی که به طور کامل ذوب شود. در این حالت، اتمها یا مولکولهای مایع به همان شیوه در حالت جامد حرکت می کنند.

پس از آن ما به گرم شدن آب ادامه خواهیم داد. ذرات شروع به حرکت بیشتر به شدت تا زمانی که ماده ما به نقطه بعدی تغییر در حالت جامد - نقطه جوش می رسد. چنین لحظه ای هنگامی رخ می دهد که پیوندهای بین مولکول هایی که آن را تشکیل می دهند به دلیل شتاب حرکت شکسته شوند، پس از آن یک شخص آزاد به دست می آید و مایع مورد نظر به فاز گازی منتقل می شود. فرایند تبدیل ماده (آب) از یک فاز مایع به یک گاز طبیعی به نام جوشیدن است.

دمايي كه جوش آب آن نقطه جوش است. در مورد ما این مقدار برابر با 100 درجه سانتیگراد است (درجه حرارت به فشار بستگی دارد، فشار طبیعی یک فضای است). توجه: تا زمانی که مایع موجود به طور کامل و به طور کامل به بخار تبدیل شود، دمای آن ثابت باقی می ماند.

همچنین ممکن است روند انتقال آب را از حالت گاز (بخار) به مایع متوقف کند، که به صورت تراکم نامیده می شود.

سپس شما می توانید روند انجماد را مشاهده کنید - روند انتقال مایع (آب) به شکل جامد (حالت اولیه در بالا توضیح داده شده یخ). فرایندهایی که در بالا توضیح داده شده است امکان پاسخ مستقیم به اینکه چگونه ذرات در جامدات، مایعات و گازها مرتب می شوند، به دست می آید. موقعیت و وضعیت مولکول های یک ماده بستگی به حالت جامد آن دارد.

بدن جامد چیست؟ چگونه میکرل ذرات در آن رفتار می کنند؟

بدن جامد حالت ای از یک محیط مادی است که ویژگی متمایز آن حفظ شکل ثابت و ماهیت ثابت حرکت حرارتی میکروارگانیسم ها است که نوسان های ناچیز را انجام می دهند. بدن می تواند در حالت جامد، مایع و گاز باشد. همچنین دولت چهارم وجود دارد، که دانشمندان مدرن تمایل به اختصاص شمارنده ها دارند - این به اصطلاح پلاسما است.

بنابراین، در مورد اول، به عنوان یک قاعده، هر ماده یک شکل ثابت و بدون تغییر دارد، و این تأثیر کلیدی را بر چگونگی تشکیل ذرات در جامدات دارد. در سطح میکروسکوپی، دیده می شود که اتم هایی که جامد را تشکیل می دهند با پیوندهای شیمیایی به یکدیگر متصل می شوند و در گره های شبکه کریستال قرار دارند.

اما یک استثنا وجود دارد - مواد غیر آلی که در حالت جامد قرار دارند، اما حضور یک شبکه کریستال نمی تواند به رخ بکشد. از این جهت می توانیم به پرسش از چگونگی تشکیل ذرات در جامدات پاسخ دهیم. فیزیک در مورد اول نشان می دهد که اتم ها یا مولکول ها در سایت های شبکه هستند. اما در مورد دوم قطعا چنین نظم وجود ندارد و چنین ماده ای بیشتر شبیه مایع است.

فیزیک و ساختار احتمالی یک جامد

در این مورد، ماده تمایل دارد حجم آن و البته شکل را حفظ کند. به این معناست که برای تغییر دومی لازم است که تلاش کنیم و مهم نیست که آیا یک شیء فلزی، یک قطعه از پلاستیک یا پلاستیک است. دلیل آن در ساختار مولکولی آن است. و دقیق تر، در تعامل مولکول ها، که بدن آن را تشکیل می دهد. در این مورد آنها بیشترین نزدیکی قرار دارند. این ترتیب مولکول ها طبیعت تکراری است. به همین دلیل نیروهای جاذبه متقابل میان هر یک از این اجزا بسیار بزرگ هستند.

تعامل میکرواستاتیکها ماهیت حرکت آنها را توضیح می دهد. شکل یا حجم چنین جامد، دشوار است که در یک جهت یا در یک جهت اصلاح شود. ذرات یک بدن جامد قادر به حرکت به صورت تصادفی در طول حجم جامد نیستند، اما فقط می توانند در یک نقطه خاص در فضا حرکت کنند. مولکول های جامد در جهت های مختلف شبه حرارتی هستند، اما آنها در کنار آن ها مشابه هستند، که آنها را به حالت اولیه خود می رساند. به همین دلیل است که ذرات جامد به عنوان یک قاعده در یک نظم دقیق تعریف می شوند.

ذرات و محل آنها در یک جامد

جسم جامد می تواند از سه نوع باشد: کریستالی، آمورف و کامپوزیت. این ترکیب شیمیایی است که بر تنظیم ذرات در مواد جامد تاثیر می گذارد.

جامدات بلورین ساختار منظم دارند. مولکول ها یا اتم های آنها یک شبکه فضایی بلوری شکل منظم را تشکیل می دهند. بدین ترتیب، یک جامد در یک حالت کریستالی دارای یک شبکه بلوری دقیق است که به نوبه خود خواص فیزیکی خاصی را تعریف می کند. این پاسخ به چگونگی تشکیل ذرات در جامد است.

مثال: چند سال پیش در سنت پترزبورگ، سهامی از دکمه های براق قلع سفید در انبار ذخیره شد، که زمانی که درجه حرارت پایین می آمد، جلوه ای از خود را از دست داد و از سفید تا خاکستری تبدیل شد. دکمه ها در یک پودر خاکستری پراکنده شدند. "طاووس قلع" - به اصطلاح "بیماری"، اما در واقع آن را یک تغییر ساختار بلوری تحت تحت تاثیر قرار درجه حرارت پایین بود. قلع در طول انتقال از انواع سفید به خاکستری به پودر فرو می شود. بلورها به نوبه خود به یکپارچه و پلی کریستال تقسیم می شوند.

کریستال های تک و پلی کریستال

Monocrystals (نمک جدول) یک کریستال همگن هستند که توسط یک شبکه کریستالی مداوم به صورت چند ضلعی منظم نشان داده شده است. پلی کریستال ها (شن و ماسه، قند، فلزات، سنگ ها) بدن بلورین هستند که از بلورهای کوچک و چابکی مرتب شده اند. در کریستال ها، یک پدیده ای نظیر بی نظمی مشاهده می شود.

Amorphous: یک مورد خاص

بدنه های آمورف (رزین، گل رز، شیشه ای، کهربا) مرتبه ای دقیق در ترتیب ذرات ندارند. این مورد غیر استاندارد از نظم است که ذرات در جامد هستند. در این مورد، پدیده ایزوتروپیک مشاهده می شود، خواص فیزیکی بدن های آمورف در تمام جهات یکسان است. در دماهای بالا، آنها شبیه به مایعات چسبناک هستند و در دماهای پایین آنها شبیه به جامدات هستند. هنگامی که در معرض اثرات خارجی قرار می گیرند، به طور همزمان خواص کششی را نشان می دهند، یعنی آنها به ذرات مینیاتوری مانند بدن جامد و سیالیت می رسند: آنها شروع به جریان دادن به عنوان مایعات در اثر اثرات طولانی مدت می کنند. آنها دمای ذوب و کریستالیزاسیون مشخصی ندارند. هنگامی که گرم می شود، بدن بی نظیر نرم می شود.

نمونه هایی از مواد آمورف

به عنوان مثال، شکر معمولی را بیابید و از ذرات جامد در موارد مختلف در مثال خود پیدا کنید. در این حالت، همان ماده می تواند در فرم کریستال یا آمورف رخ دهد. اگر شکر ریخته شده به آرامی خیس شود، مولکول ها حتی ردیف ها را تشکیل می دهند - کریستال ها (شکر خام یا شکر گرانولی). به عنوان مثال، اگر شکر ریخته گری به آب سرد بپزد، خنک سازی بسیار سریع اتفاق می افتد و ذرات زمان لازم برای ایجاد ردیف های صحیح ندارند - بدون اینکه بلورها تشکیل شوند، ذوب می شود. بنابراین شکلات شکر (این شکر غیر کریستالی) است.

اما بعد از مدتی چنین ماده ای می تواند دوباره کریستال شود، ذرات در ردیف های راست جمع آوری می شوند. اگر آب نبات قهوه برای چند ماه دراز بماند، شروع به پوشیده شدن با یک لایه سست خواهد کرد. بنابراین بر روی سطح کریستال ها ظاهر می شود. برای شکر، دوره چند ماه خواهد بود، و برای سنگ - میلیون ها سال. مثال منحصر به فرد کربن است. گرافیت یک کربن بلوری است، ساختار آن لایه ای است. الماس سنگین ترین سنگ معدن روی زمین است، قادر به برش شیشه و سنگ زنی است، برای حفاری و پرداخت استفاده می شود. در این حالت ماده یک کربن است، اما این ویژگی توانایی شکل دادن به فرم های مختلف بلوری است. این پاسخ دیگر به چگونگی تشکیل ذرات در جامد است.

نتایج نتیجه گیری

ساختار و ترتیب ذرات در مواد جامد بستگی به نوع ماده ای که ماده به آن تعلق دارد. اگر ماده بلورین باشد، ترتیب ریزساختارها مرتب می شود. ساختارهای بی نظیر چنین ویژگی ای ندارند. اما کامپوزیت ها می توانند به گروه اول و دوم تعلق داشته باشند.

در یک مورد، سیال رفتار می کند مانند یک جامد (در دمای پایین، که نزدیک به دمای کریستالیزاسیون است)، اما همچنین می تواند به عنوان گاز (به عنوان افزایش) عمل می کند. بنابراین، در این مواد بررسی شده، ما بررسی کردیم که ذرات نه تنها در جامدات، بلکه در سایر حالتهای اصلی ماده جامد قرار می گیرند.