Hoe sitte dieltsjes yn fêst, flakten en gassen?

Dit materiaal fertelt net allinich hoe't de dieltsjes yn fêste oarden binne, mar ek hoe't se yn gassen of yn floeistoffers ferpleatse. De soarten kristale gatten yn ferskate stoffen wurde ek beskreaun.

Aggregate state

Der binne bepaalde easken, wat oanjout de oanwêzichheid fan trije typyske steaten fan aggregation, nammentlik bêst, floeistof en gas.

Definie de komponinten foar elke aggregate state.

1. Feiligens binne praktysk stabyl yn folume en foarm. De lêste feroaring is tige problematysk sûnder ekstra kosten fan enerzjy.
2. De flüssigens kin maklik foarm foarmje, mar behâldet it fermogen.
3. Gaseous substanzen behâlde gjin foarm of fermogen.

It wichtichste kritearium dêr't de aggregate steat bepaald wurdt is de lokaasje fan de molekulen en de manieren fan har beweging. Yn in gasgas substans is de minimale ôfstân tusken yndividuele molekulen folle grutter as har. Yn beurt, de molekulen fan floeibere stoffen net disperse oer lange ôfstannen ûnder normale omstannichheden foar harren en behâlden harren folume. De aktive dieltsjes yn fermidden binne yn in string definiearre opdracht arranzjearre, elk fan har, as in pendulumtukt, giet oer in bepaald punt yn 'e kristallklitter. Dit jout de fêste spesjale krêft en stevigens.

Dêrom is yn 't gefal de measte relevante fraach hoe' t de aktive dieltsjes yn fermidden sitte. Yn alle oare gefallen hawwe de atomen (molekulen) gjin soarte bestjoersstruktuer.

Fluid Features

It is needsaaklik om spesjaal omtinken te beteljen op it feit dat flokjes in soarte fan intermediate link binne tusken de fêste steat fan it lichem en har gasfaze. Sa't de temperatuer ferlege wurdt, ferfolle de flater, en as it heger rint as it siedpunt fan 'e substân giet yn in gas gas. De flüssigens hat lykwols mienskiplike funksjes mei sawol fêste en gasfolle substanzen. Dus, yn 1860, stelde de útrinnende yninte wittenskipper DI Mendeleyev it bestean fan 'e saneamde kritike temperatuer - absolút sied. Dit is in wearde wêryn't de dûnte grins tusken gas en mate yn 'e solide state ferdwynt.

It folgjende kritearium, dat kombinearret twa oanbuorjende agintskippen, isotropy. Yn dit gefal binne har eigenskippen itselde yn alle rjochtingen. De kristallen binne opnij oan anisotrop. As gassen hawwe floeistoffen gjin fêste foarm en besykje it folsleine bedrach fan 'e fiver dêr't se sitte. Dat is, se hawwe in lege viskositeit en hege floeiendheid. Mei elkoar sitte de floeiende of gasmikrofieltsjes frije bewegingen. It die bliken dat it yn it volum besette waard troch de floeiing gjin bestelde molekulêre beweging. Sa waarden floeiend en gas tsjin kristallen tsjinst. Mar as gefolch fan lettere stúdzjes waard de relaasje tusken fêste en flechtlingen bewiisd.

Yn 'e floeibere faze op in temperatuer ticht by ferstiening liket de thermyske beweging de beweging yn fêste wins. Yn dit gefal kin de flüssigens noch in bepaalde struktuer hawwe. Dêrom as wy de fraach beantwurdzje hoe't partijen yn fermiddens yn floeistoffers en gassen arranzjearre binne, kinne wy sizze dat yn 'e lêste is de moasje fan molekulen chaotysk, ûnregelmjittich. Mar yn fermidden molekulen besette yn 'e measte gefallen in definityske, fêste posysje.

De floeistof is in soarte fan tuskenyn elemint. En it tichterby syn temperatuer nei it sieden, de mear molekulen bewegen as yn gassen. As de temperatuer tichter by de oergong nei 'e fêste fase komt, begjinne de mikropartikelen hieltyd mear regelje te bewegen.

Feroarje yn de status fan substanzen

Tink it simpelste foarbyld fan in feroaring yn 'e steat fan wetter. Iis is in fêste faze fan wetter. De temperatuer is ûnder nul. By in temperatuer fan nul begjint it iis om te lizzen en feroaret yn wetter. Dit wurdt ferklearre troch de ferneatiging fan de kristallklasse: as waarm wurde, begjinne de dieltsjes om te bewegen. De temperatuer wêryn't de substân feroaret yn 'e aggregate steat wurdt it meldpunt neamd (yn ús gefal is it 0 foar wetter). Tink derom dat de temperatuer fan it iis op ien nivo bliuwt oant it folslein ljochtet. Yn dit gefal sil de atoom of molekulen fan 'e floeistof lykwols yn' e wize hoege yn fermidden.

Dêrnei sille wy it wetter trochgean. De dieltsjes begjinne hieltyd intens te bewegen, oant ús substans de kommende punt fan 'e wiziging yn' e aggregate steat berikt - de siedpunt. Sa'n momint komt as de bondels tusken de molekulen dy't it foarm foarmje, útbrutsen binne troch de besuniging fan 'e beweging - dan krije se in frije karakter, en de floeibere fermiddens giet yn' e gasfaze faze. It proses fan feroaring fan in substansje (wetter) fan in floeibere faze nei in gas is ien fan 'e siedingen.

De temperatuer wêryn wetterbrêgen hjit it siedpunt. Yn ús gefal is dizze wearde lyk oan 100 graden Celsius (de temperatuer is ôfhinklik fan 'e druk, de normale druk is ien sfear). Taljochting: oant de besteande flüssigens folslein en folslein yn stoom feroaret, bliuwt har temperatuer konstant.

It is ek mooglik om it proses fan wetterferfier út te reitsjen fan 'e gas-steat (dampen) nei in flüssigens, dat wurdt kondensaasje neamd.

Dan kinne jo it proses fan it frije observje - it proses fan 'e oergong fan in floeiber (wetter) yn in fêste foarm (de earste state is hjirboppe beskreaun). De hjirboppe beskreaune prosessen meitsje it mooglik om in direkte antwurd te krijen op hoe't de particulieren yn fêstigingen, yn fliissen en gassen arranzjearre binne. De lokaasje en de steat fan 'e molekulen fan in substansje hinget ôf fan har aggregate state.

Wat is in fêste lichem? Hoe dogge mikroparticles yn dy?

In fêste lichem is in steat fan in materiaal medium, it ûnderskiedende eigenskip dêr't it bewarjen fan 'e konstante foarm en de konstante natuer fan' e thermyske beweging fan mikrofoansilen, dy't unweardefende fluktuaasjes dwaan. De lichems kinne yn in fêste, floeibere en gasfaze steat wêze. Der is ek de fjirde steat, dy't moderne wittenskippers meikrije oan it oantal aggregaten - dit is it saneamde plasma.

Dus, yn it earste gefal hat elke substans in regel in konstante ûnferoarike foarm hat, en dit hat in wichtige ynfloed op hoe't de dieltsjes yn festigens arresteare binne. Op in mikroskopysk nivo kin sjoen wurde dat de atomen dy't in fêste foarm meitsje binne mei elkoar ferbûn troch gemyske ferbouwen en binne lizzend by de knooppunten fan 'e kristallklasse.

Mar der is in útsûndering - amorphous substanzen dy't yn in fêste steat binne, mar it oanwêzichheid fan in kristallklitter kin net rûke. It is dêrfoar dat wy de fraach beantwurdzje kinne hoe't de dieltsjes yn festigens arranzjearre binne. Fysika yn it earste gefal jout oan dat de atomen of molekulen yn 'e platen binne. Yn it twadde gefal is der lykwols gjin soart oarder, en sa'n substân is mear as in floeistof.

Fysika en de mooglike struktuer fan in solide

Yn dat gefal neamt de substansje har fermogen en, fansels, foarm. Dat is, om it lêste te feroarjen, it is nedich om ynspanningen te meitsjen, en it makket gjin spraak oft it in metaal objekt is, in stikje plastyk of plasticine. De reden leit yn syn molekulêre struktuer. En krekt, yn 't ynteraksje fan molekulen, wêrfan it lichem bestiet. Yn dit gefal sitte se meast sintraal. Dizze oanstelling fan molekulen is fan in weromkommende natuer. Dêrom binne de krêften fan wjergader tusken elk fan dizze komponinten tige grut.

Ynteraksje fan mikropartikelen ferklearret it aard fan har beweging. De foarm of fermogen fan sa'n solide lichem is swier om te korrizjearjen yn ien rjochting of in oar. Partikels fan in fêste lichem binne net yn steat omgean yn it volume fan in solide, mar kin allinich byinoar tichtby in bepaald punt yn romte. De molekulen fan 'e solide swakke swakke yn ferskate rjochtingen, mar se komme oerienlike, dy't har werombringe nei har oarspronklike steat. Dêrom binne dieltsjes yn fêstigingen lizzend, as regel, yn in string definiearre oarder.

Partikels en har lokaasje yn in solide

Fêste lichems kinne fan trije soarten binne: kristlik, amorph en kompositen. It is de gemyske komposysje dy't ynfloed hat op de ôfspraak fan dieltsjes yn fermidden.

Krystalline fêstigens hawwe in bestelde struktuer. Har molekulen of atomen foarmje in krystalline romtlike glês fan reguliere foarm. Sa is in fêste lichem yn in kristlike steat in definityf kristallklitter, dy't op 'en hichte beskiedende fysike eigenskippen beskiedt. Dit is it antwurd op hoe't de dieltsjes arranzjearre binne yn in solide.

Litte wy in foarbyld jaan: in protte jierren lyn yn Sint-Petersburch waard in stock fan wite glimke tinknoppen yn it pakhús opslein, dy't, doe't de temperatuer ferlege waard, har glans ferlern en wite fan wite oant griis. De knoppen wiene ferspraat yn in gripe puol. "Tin plague" - de saneamde "sykte", mar feitlik wie it in werstrukturearring fan 'e kristallstruktuer ûnder ynfloed fan' t leechtemperatuer. Tin yn 'e oergong fan' e wyt ferskaat oan 'e griis yn' e puol. Kristallen binne, op har plak, ferdield yn mono- en polykrystalen.

Ienfâldich kristallen en polykrystalen

Monokrystalen (tafelssalder) binne ienige homogene kristallen dy't fertsjintwurdige wurde troch in kontinuierle kristallklitter yn 'e foarm fan reguliere polygons. Polykrystalen (sân, sûker, metalen, stiennen) binne kristlike lichems dy't groeid binne fan lytse, bysûndere plakken. Yn kristallen wurdt in fenomeen lykas anisotropy beoardield.

Amorfous: in spesjale saak

Amorphe lichems (harsens, pear, glês, berneboek) hawwe gjin strikte strangige oarder yn 'e oanstelling fan' e dieltsjes. Dit is in net-standert gefal fan 'e oarder wêryn de dieltsjes yn' e festigingen binne. Yn dit gefal is it fenomenen fan isotropy beoardield, de fysike eigenskippen fan amorphous lichems binne itselde yn alle rjochtingen. By hege temperatueren wurde se te ferlykjen mei viskoske flakten, en by leech temperatueren binne se te ferlykjen mei fermidden. As se úthâlde oan eksterne effekten hawwe se simultaneel elastyske eigenskippen, dat se brek meitsje yn miniatuerpartijen lykas fêste lichems, en floeiendheid: se begjinne as flakten ûnder lange termyn-effekten. Se hawwe gjin definitive ûntbining en krystallisearringtemperatuer. As waarm wurde, amorpe lichems ferwiderje.

Foarbylden fan amorpe stoffen

Nim bygelyks gewoane sûker en fynst it arranzjemint fan dieltsjes yn fêste wizen yn ferskate gefallen op har foarbyld. Yn dit gefal kin itselde materiaal wêze yn kristalline of amorphyske foarm. As it molke sûker stadichoan friest, foarmje de molekulen sels rigen - kristallen (lûke sûker, of granulearre sûker). As molke sûker bygelyks yn kâld wetter fergiet, krijt snijliging tige fluch, en de dieltsjes hawwe gjin tiid om de krekte rigen te foarmjen - de melt sil harden sûnder it meitsjen fan kristallen. Dus it feroaret sûkerbonke (dit is net-kristalline sûker).

Mar nei in skoft kin sokke substân weromkomst wurde, wurde de dieltsjes yn 'e rige rigen sammele. As it suksesapparaat in pear moanne lizze sil, sil it begjinne mei in losse laach te behâlden. Sa ferskine op it oerflak fan de kristallen. Foar sûker sil de perioade ferskate moannen wêze, en foar de stien - miljoenen jierren. In unyk foarbyld is carbon. Graphite is in kristlike karbon, syn struktuer is lizze. In diamant is it hurdste mineral op ierde, fêst te meitsjen fan glês en siedstiennen, it wurdt brûkt foar drilling en polisearring. Yn dit gefal is de substansje ien - carbon, mar de funksje is de fermogen om ferskillende kristalline foarmen te foarmjen. Dit is in oare antwurd op hoe't de dieltsjes yn in fêste oarder binne.

Resultaten. Fermelding

De struktuer en ôfspraak fan dieltsjes yn fêstigingen hinget ôf fan 'e soarte fan substân wêryn't de substân heart. As de substans kristalline is, sil de ôfspraak fan mikropartikelen besteld wurde. Amorphe struktueren hawwe net sa'n funksje. Mar kompositeiten kinne hearre as de earste en de twadde groep.

Yn ien gefal behannelet de flüssigens lykwols lykwols in fêste (op in leechtemperatuer dy't ticht by de temperatuer fan 'e kristallisaasje), mar it kin ek as gas dwaan (sa't it oprint). Dêrom sjogge wy yn dit oersjoch materiaal, hoe't partikulieren net allinich yn fermidden sitte, mar ek yn oare basis-aggregate staten fan mate.