Агрегатные состояния веществ в солнечной системе


В школе, да и просто в обычной жизни мы привыкли называть три агрегатных состояния вещества: твёрдое тело, жидкость и газ (они всем известны). Иногда к этим агрегатным состояниям добавляют четвёртое основное – плазма. Плазма, кстати, самое распространённое состояние во Вселенной. Именно в этом состоянии находятся звёзды.

Плазма является ионизированным газом, который возникает на Земле при очень высоких температурах (больше 1000 K). Плазма содержит в себе не только электроны и ионы, что интересно, но и электромагнитное поле, а так её свойства по факту идентичны свойствам обычных газов.


Подразделяется также отдельным видом агрегатного состояния фазовый переход. Это то состояния вещества, когда оно переходит из одного состояния в другое. Это звучит немного странно, но рассмотрим же пример: плавим металлический слиток. Кристаллическая решётка твёрдого тела постепенно разрушается, и тело начинает переходить в жидкость, но в какой-то момент перед нами и не твёрдое тело, и не жидкость одновременно. Именно по этой причине учёные и рассматривают фазовый переход, как отдельное состояние вещества.

Сверхтекучесть являет собой способность вещества при очень низких температурах (абсолютный ноль) протекать через узкие щели без какого-либо трения! До недавних пор сверхтекучесть приписывалась только жидкому гелию, но наука не стоит на месте, поэтому ею открыты и другие вещества, способные проявлять такие же свойства.

Есть ещё среди агрегатных состояний конденсат Бозе-Эйнштейна. По факту это также сверхтекучесть, но только перед нами не жидкость, а бозе-газ (газ, состоящий из бозонов, охлаждённых до температуры, близкой к нулю). Любят они всё к нулю приводить!


Из интересных также имеется и нейтронное состояние, в корне отличающиеся от всех остальных. Это состояние характеризуется нейтронами. Мы берём тело – и оно состоит только из нейтронов. В лабораториях такого ещё создать не могут (не хватает давления), но данное агрегатное состояние существует внутри нейтронных звёзд. При огромном давлении протоны и электроны объединяются и образуют собой нейтроны, отсюда и нейтронное состояние.

Сверхкритический флюид – это состояние вещества, усреднённое между жидкостью и газом. Ни рыба, ни мясо, так сказать. Причём сверхкритический флюид обладает свойствами жидкого и газообразного состояния одновременно. При температуре и давлении, что выше критической точки данного вещества, мы и получаем сверхкритическое вещество. Своё применение в промышленности нашли сверхкритическая вода и сверхкритический диоксид углерода.

И даже в этой статье не описаны все агрегатные состояния вещества, а если и описаны, то очень поверхностно, не подробно, слегка. О, как велик и многогранен этот мир, полный различных форм, загадок и секретов!


А на этом я с вами не прощаюсь, на этом канале будут выходить ещё интересные публикации, поэтому не забудь лайкнуть эту статью и подписаться на «Почему?» Оставляйте свои комментарии с идеями, которые бы вам хотелось увидеть в следующий раз! До скорых встреч!

Источник: zen.yandex.com

Газообразное состояние

На молекулярном уровне газ представляет собой хаотически движущиеся, сталкивающиеся со стенками сосуда и между собой молекулы, которые друг с другом практически не взаимодействуют. Поскольку молекулы газа между собой не связаны, то газ заполняет весь предоставленный ему объем, взаимодействуя и изменяя направление только при ударах друг о друга.

К сожалению, невооруженным глазом и даже с помощью светового микроскопа увидеть молекулы газа невозможно. Однако газ можно потрогать. Конечно, если вы просто попробуете ловить молекулы газов, летающие вокруг, в ладони, то у вас ничего не получится. Но наверняка все видели (или делали это сами), как кто-то накачивал воздухом шину автомобиля или велосипеда, и из мягкой и сморщенной она становилась накачанной и упругой. А кажущуюся «невесомость» газов опровергнет опыт, описанный на странице 39 учебника «Химия 7 класс» под редакцией О.С. Габриеляна.


Это происходит потому, что в замкнутый ограниченный объем шины попадает большое количество молекул, которым становится тесно, и они начинают чаще ударяться друг о друга и о стенки шины, а в результате суммарное воздействие миллионов молекул на стенки воспринимается нами как давление.

Но если газ занимает весь предоставленный ему объем, почему тогда он не улетает в космос и не распространяется по всей вселенной, заполняя межзвездное пространство? Значит, что-то все-таки удерживает и ограничивает газы атмосферой планеты?

Совершенно верно. И это — сила земного тяготения. Для того чтобы оторваться от планеты и улететь, молекулам нужно развить скорость, превышающую «скорость убегания» или вторую космическую скорость, а подавляющее большинство молекул движутся значительно медленнее.

Тогда возникает следующий вопрос: почему молекулы газов не падают на землю, а продолжают летать? Оказывается, благодаря солнечной энергии молекулы воздуха имеют солидный запас кинетической энергии, который позволяет им двигаться против сил земного притяжения.

Жидкое состояние


При повышении давления и/или снижении температуры газы можно перевести в жидкое состояние. Еще на заре ХIХ века английскому физику и химику Майклу Фарадею удалось перевести в жидкое состояние хлор и углекислый газ, сжимая их при очень низких температурах. Однако некоторые из газов не поддались ученым в то время, и, как оказалось, дело было не в недостаточном давлении, а в неспособности снизить температуру до необходимого минимума.

Жидкость, в отличие от газа, занимает определенный объем, однако она также принимает форму заполняемого сосуда ниже уровня поверхности. Наглядно жидкость можно представить как круглые бусины или крупу в банке. Молекулы жидкости находятся в тесном взаимодействии друг с другом, однако свободно перемещаются относительно друг друга.

Если на поверхности останется капля воды, через какое-то время она исчезнет. Но мы же помним, что благодаря закону сохранения массы-энергии, ничто не пропадает и не исчезает бесследно. Жидкость испарится, т.е. изменит свое агрегатное состояние на газообразное.

Испарение — это процесс преобразования агрегатного состояния вещества, при котором молекулы, чья кинетическая энергия превышает потенциальную энергию межмолекулярного взаимодействия, поднимаются с поверхности жидкости или твердого тела.


Испарение с поверхности твердых тел называется сублимацией или возгонкой. Наиболее простым способом наблюдать возгонку является использование нафталина для борьбы с молью. Если вы ощущаете запах жидкости или твердого тела, значит происходит испарение. Ведь нос как раз и улавливает ароматные молекулы вещества.

Жидкости окружают человека повсеместно. Свойства жидкостей также знакомы всем — это вязкость, текучесть. Когда заходит разговор о форме жидкости, то многие говорят, что жидкость не имеет определенной формы. Но так происходит только на Земле. Благодаря силе земного притяжения капля воды деформируется.

Однако многие видели как космонавты в условиях невесомости ловят водяные шарики разного размера. В условиях отсутствия гравитации жидкость принимает форму шара. А обеспечивает жидкости шарообразную форму сила поверхностного натяжения. Мыльные пузыри – отличный способ познакомиться с силой поверхностного натяжения на Земле.

Еще одно свойство жидкости — вязкость. Вязкость зависит от давления, химического состава и температуры. Большинство жидкостей подчиняются закону вязкости Ньютона, открытому в ХIХ веке. Однако есть ряд жидкостей с высокой вязкостью, которые при определенных условиях начинают вести себя как твердые тела и не подчиняются закону вязкости Ньютона. Такие растворы называются неньютоновскими жидкостями. Самый простой пример неньютоновской жидкости — взвесь крахмала в воде. Если воздействовать на неньютоновскую жидкость механическими усилиями, жидкость начнет принимать свойства твердых тел и вести себя как твердое тело.

Твёрдое состояние


Если у жидкости, в отличие от газа, молекулы движутся уже не хаотически, а вокруг определенных центров, то в твёрдом агрегатном состоянии вещества атомы и молекулы имеют четкую структуру и похожи на построенных солдат на параде. И благодаря кристаллической решетке твердые вещества занимают определенный объем и имеют постоянную форму.

Между твердыми и жидкими телами существует промежуточная группа аморфных веществ, представители которой с одной стороны за счет высокой вязкости долго сохраняют свою форму, а с другой – частицы в нем строго не упорядочены и находятся в особом конденсированном состоянии. К аморфным веществам относится целый ряд веществ: смола, стекло, янтарь, каучук, полиэтилен, поливинилхлорид, полимеры, сургуч, различные клеи, эбонит и пластмассы. Про аморфные тела подробно можно прочитать на странице 40 учебника «Химия 7 класс» под редакцией О.С. Габриеляна.

При определенных условиях вещества, находящиеся в агрегатном состоянии жидкости, могут переходить в твердое, а твердые тела, наоборот, при нагревании плавиться и переходить в жидкое.


Это происходит потому, что при нагревании увеличивается внутренняя энергия, соответственно молекулы начинают двигаться быстрее, а при достижении температуры плавления кристаллическая решетка начинает разрушаться и изменяется агрегатное состояние вещества. У большинства кристаллических тел объем увеличивается при плавлении, но есть исключения, например – лед, чугун.

В зависимости от вида частиц, образующих кристаллическую решетку твердого тела, выделяют следующую структуру:

  • молекулярную,

  • атомную,

  • ионную

  • металлическую.

У одних веществ изменение агрегатных состояний происходит легко, как, например, у воды, для других веществ нужны особые условия (давление, температура). Но в современной физике ученые выделяют еще одно независимое состояние вещества — плазма.

Плазма — ионизированный газ с одинаковой плотностью как положительных, так и отрицательных зарядов. В живой природе плазма есть на солнце, или при вспышке молнии. Северное сияние и даже привычный нам костер, согревающий своим теплом во время вылазки на природу, также относится к плазме.

Искусственно созданная плазма добавляет яркости любому городу. Огни неоновой рекламы — это всего лишь низкотемпературная плазма в стеклянных трубках. Привычные нам лампы дневного света тоже заполнены плазмой.


Плазму делят на низкотемпературную — со степенью ионизации около 1% и температурой до 100 тысяч градусов, и высокотемпературную — ионизация около 100% и температурой в 100 млн градусов (именно в таком состоянии находится плазма в звездах).

Низкотемпературная плазма в привычных нам лампах дневного света широко применяется в быту.

Высокотемпературная плазма используется в реакциях термоядерного синтеза и ученые не теряют надежду использовать ее в качестве замены атомной энергии, однако контроль в этих реакциях очень сложен. А неконтролируемая термоядерная реакция зарекомендовала себя как оружие колоссальной мощности, когда 12 августа 1953 года СССР испытал термоядерную бомбу.

Для проверки усвоения материала предлагаем небольшой тест.

1. Что не относится к агрегатным состояниям:

  • жидкость

  • газ

  • свет +

2. Вязкость ньютоновских жидкостей подчиняется:

  • закону Бойля-Мариотта

  • закону Архимеда

  • закону вязкости Ньютона +

3. Почему атмосфера Земли не улетает в открытый космос:

  • потому что молекулы газа не могут развить вторую космическую скорость

  • потому что на молекулы газа воздействует сила земного притяжения +

  • оба ответа правильные


4. Что не относится к аморфным веществам:

  • сургуч
  • стекло

  • железо +

5.При охлаждении объем увеличивается у:

  • янтаря

  • льда +

  • сахара


#ADVERTISING_INSERT#

Источник: rosuchebnik.ru

Относительно происхождения и формирования планет Солнечной системы существует немало гипотез. Остановлюсь на одной из них, так как она ближе всего к действительности. Ее высказал советский ученый, академик Василий Григорьевич Фесенков. Он предположил, что планеты могут иметь «солнечное происхождение».

Все верно. Планеты формируются из вещества, выбрасываемого звездой в процессе ее нагрева в результате радиоактивного распада тяжелых химических элементов в ее составе.

Планеты-гиганты отличаются от планет земной группы только огромной толщиной их атмосферы. Под ней должны существовать такие же твердые тела планет, как и планет земной группы.

Планеты земной группы – продукт выброса Солнца в более остывшем состоянии по сравнению с более ранним и более горячим состоянием, когда и произошел выброс вещества «для» планет-гигантов. Более раннее Солнце содержало больше тяжелых элементов. Следовательно, и вещество, из которого сформировались планеты-гиганты, содержало больше тяжелых элементов. Поэтому процессы радиоактивного распада в недрах планет-гигантов шли интенсивнее. В результате чего они накопили больше «энергии» – т. е. разогрелись сильнее. Поэтому их химические элементы находятся в более разреженном агрегатном состоянии.

Планеты земной группы сформировались из вещества, выброшенного Солнцем в более поздние эпохи его существования. Солнце к этому времени уже потеряло значительную часть своих тяжелых химических элементов – источник «энергии» – радиоактивно распавшихся до более легких элементов. Поэтому и вещество планет земной группы было менее богато тяжелыми элементами по сравнению с веществом «для» планет-гигантов. Отсюда – меньшая интенсивность процессов радиоактивного распада в планетах земной группы и меньше накопленной «энергии». И поэтому более плотное агрегатное состояние.

Все планеты нагреваются и остывают одновременно.

Нагреваются за счет высвобождения «энергии» в ходе процессов радиоактивного распада тяжелых элементов. А также за счет получения «энергии», излучаемой звездой в космическое пространство.

Остывают планеты по той же причине, что и все другие небесные объекты – за счет излучения «энергии» в космическое пространство.

Радиус всех планет возрастает к экватору и уменьшается к полюсам. И гравитационное поле к экватору уменьшается, а к полюсам возрастает. Причина – дополнительный нагрев химических элементов за счет «энергии», получаемой от Солнца. Солнечная «энергия» интегрируется в «щели» элементов, приводя к дополнительному экранированию ядер элементов и уменьшению их массы. Уменьшение массы элемента – это возрастание его Силы Притяжения и уменьшение Силы Отталкивания. Вот поэтому ближе к экватору планета сильнее «распухает» и ее гравитационное поле (Сила Притяжения) меньше.

Не только планеты, но и все другие небесные тела нагреваются и остывают одновременно.

Планеты по своему возрасту всегда моложе звезд. Звезды моложе ядер Галактик. Ядра Галактик – ядер Сверхгалактик. Ядра Сверхгалактик – ядер Сверхсверхгалактик. Более древние небесные тела со времен начала своего существования нагреваются сильнее более молодых, так как в их составе было еще много тяжелых химических элементов, которые не успели распасться. Новые тяжелые элементы во Вселенной сейчас уже не создаются. А все существующие возникли одновременно и поэтому начали распадаться одновременно

Процессы радиоактивного распада на Солнце протекают более интенсивно, чем на любом другом небесном теле нашей солнечной системы.

Первоначально, после отделения от ядра Галактики, наша солнечная система представляла собой одно тело. Планет еще не существовало. Это тело вращалось вокруг ядра Галактики по внутренним галактическим орбитам. Это тело – единое тело солнечной системы воспринимало излучения галактического ядра, вызванные происходящими в нем процессами радиоактивного распада. Эти процессы происходят там и сейчас.

Звезды рождаются в ходе вулканической активности в ядрах Галактик, планеты – в ходе вулканической активности в недрах звезд. Ядра Галактик рождаются из ядер Сверхгалактик. Однако луны, вращающиеся вокруг планет, не являются продуктом вулканической активности планет. Они представляют собой выбросы вещества звезд.

Солнце является основным первичным источником «света» в нашей солнечной системе. В недрах Луны процессы радиоактивного распада еще слабы и вся освобождающаяся «энергия» поглощается ее собственными элементами. Поэтому Луна светит отраженным и пропускаемым солнечным «светом».

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Источник: esoterics.wikireading.ru


Коллоидная химия

Коллоидная химия


Агрегатные состояния вещества.


В этом разделе мы рассмотрим агрегатные состояния, в которых пребывает окружающая нас материя и силы взаимодействия между частицами вещества, свойственные каждому из агрегатных состояний.


Принято считать, что вещество может находиться в одном из трёх агрегатных состояниях:


1. Состояние твёрдого тела,

2. Жидкое состояние и

3. Газообразное состояние.


Часто выделяют четвёртое агрегатное состояние – плазму.

Иногда, состояние плазмы считают одним из видов газообразного состояния.



Для каждого агрегатного состояния характерны особенности в характере взаимодействия между частицами вещества, что влияет на его физические и химические свойства.


Каждое вещество может пребывать в разных агрегатных состояниях. При достаточно низких температурах все вещества находятся в твёрдом состоянии. Но по мере нагрева они становятся жидкостями, затем газами. При дальнейшем нагревании они ионизируются (атомы теряют часть своих электронов) и переходят в состояние плазмы.


Агрегатные состояния вещества


Газ


Газообразное состояние (от нидерл. gas, восходит к др.-греч. Χάος) характеризующееся очень слабыми связями между составляющими его частицами.


Образующие газ молекулы или атомы хаотически движутся и при этом преобладающую часть времени находятся на больших (в сравнении с их размерами) растояниях друг от друга. Вследствие этого силы взаимодействия между частицами газа пренебрежимо малы.



Агрегатные состояния вещества



Основной особенностью газа является то, что он заполняет все доступное пространство, не образуя поверхности. Газы всегда смешиваются. Газ — изотропное вещество, то есть его свойства не зависят от направления.


При отсутствии сил тяготения давление во всех точках газа одинаково. В поле сил тяготения плотность и давление не одинаковы в каждой точке, уменьшаясь с высотой. Соответственно, в поле сил тяжести смесь газов становится неоднородной. Тяжелые газы имеют тенденцию оседать ниже, а более легкие — подниматься вверх.


Газ имеет высокую сжимаемость — при увеличении давления возрастает его плотность. При повышении температуры расширяются.


При сжатии газ может перейти в жидкость, но конденсация происходит не при любой температуре, а при температуре, ниже критической температуры. Критическая температура является характеристикой конкретного газа и зависит от сил взаимодействия между его молекулами. Так, например, газ гелий можно ожижить только при температуре, ниже от 4,2 К.


Существуют газы, которые при охлаждении переходят в твердое тело, минуя жидкую фазу. Превращения жидкости в газ называется испарением, а непосредственное превращение твердого тела в газ — сублимацией.


Твёрдое тело


Состояние твёрдого тела в сравнении с другими агрегатными состояниями характеризуется стабильностью формы.


Различают кристаллические и аморфные твёрдые тела.


Кристаллическое состояние вещества


Стабильность формы твёрдых тел связана с тем, что большинство, находящихся в твёрдом состоянии имеет кристалическое строение.


В этом случае расстояния между частицами вещества малы, а силы взаимодействия между ними велики, что и определяет стабильность формы.


В кристаллическом строении многих твёрдых тел легко убедиться, расколов кусок вещества и рассмотрев полученный излом. Обычно на изломе (например, у сахара, серы, металлов и пр.) хорошо заметны расположенные под разными углами мелкие грани кристаллов, поблескивающие вследствии различного отражения ими света.


В тех случаях, когда кристаллы очень малы, кристаллическое строение вещества можно установить при помощи микроскопа.


Формы кристаллов


Каждое вещество образует кристаллы совершенно определённой формы.


Разнообразие кристаллических форм может быть сведено к семи группам:


1. Триклинная (параллелепипед),

2. Моноклинная (призма с параллелограммом в основании),

3. Ромбическая (прямоугольный параллелепипед),

4. Тетрагональная (прямоугольный параллелепипед с квадратом в основании),

5. Тригональная,

6. Гексагональная (призма с основанием правильного центрированного
    шестиугольника),

7. Кубическая (куб).



Сингонии


Многие вещества, в частности железо, медь, алмаз, хлорид натрия кристализуются в кубической системе. Простейшими формами этой системы являются куб, октаэдр, тетраэдр.


Магний, цинк, лёд, кварц кристализуются в гексагональной системе. Основные формы этой системы – шестигранные призмы и бипирамида.


Природные кристаллы, а также кристаллы, получаемые искусственным путём, редко в точности соответствуют теоретическим формам. Обычно при затвердевании расплавленного вещества кристаллы срастаются вместе и потому форма каждого из них оказывается не вполне правильной.


Однако как бы неравномерно не происходило развитие кристалла, как бы ни была искажена его форма, углы, под которыми сходятся грани кристалла у одного и того же вещества остаются постоянными.


Анизотропия


Особенности кристаллических тел не ограничиваются только формой кристаллов. Хотя вещество в кристалле совершенно однородно, многие из его физических свойств – прочность, теплопроводность, отношение к свету и др. – не всегда одинаковы по различным направлениям внутри кристалла. Эта важная особенность кристаллических веществ называется анизотропией.


Внутреннее строение кристаллов. Кристаллические решётки.


Внешняя форма кристалла отражает его внутреннее строение и обусловлена правильным расположением частиц, составляющих кристалл, — молекул, атомов или ионов.


Это расположение можно представить в виде кристаллической решётки – пространственного каркаса, образованного пересекающимися прямыми линиями. В точках пересечения линий – узлах решётки – лежат центры частиц.



Алмаз и графит


В зависимости от природы частиц, находящихся в узлах кристаллической решётки, и от того, какие силы взаимодействия между ними преобладают в данном кристалле, различают следующие виды кристаллических решёток:


1. молекулярные,

2. атомные,

3. ионные и

4. металлические.


Молекулярные и атомные решётки присущи веществам с ковалентной связью, ионные – ионным соединениям, металические – металам и их сплавам.


  • Атомные кристаллические решётки

  • В узлах атомных решёток находятся атомы. Они связаны друг с другом ковалентной связью.


    Веществ, обладающих атомными решётками, сравнительно мало. К ним принадлежат алмаз, кремний и некоторые неорганические соединения.


    Эти вещества характеризуются высокой твёрдостью, они тугоплавки и нерастворимы практически ни в каких растворителях. Такие их свойства объясняются прочностью ковалентной связи.


  • Молекулярные кристаллические решётки

  • В узлах молекулярных решёток находятся молекулы. Они связаны друг с другом межмолекулярными силами.


    Веществ с молекулярной решёткой очень много. К ним принадлежат неметаллы, за исключением углерода и кремния, все органические соединения с неионной связью и многие неорганические соединения.


    Силы межмолекулярного взаимодействия значительно слабее сил ковалентной связи, поэтому молекулярные кристаллы имеют небольшую твёрдость, легкоплавки и летучи.


  • Ионные кристаллические решётки

  • В узлах ионных решёток располагаются, чередуясь положительно и отрицательно заряженные ионы. Они связаны друг с другом силами электростатического притяжения.


    К соединениям с ионной связью, образующим ионные решётки, относится большинство солей и небольшое число оксидов.


    По прочности ионные решётки уступают атомным, но превышают молекулярные.


    Ионные соединения имеют сравнительно высокие температуры плавления. Летучесть их в большинстве случаев не велика.


  • Металлические кристаллические решётки

  • В узлах металлических решёток находятся атомы металла, между которыми свободно движутся общие для этих атомов электроны.



    Металл


    Наличием свободных электронов в кристаллических решётках металлов можно объяснить их многие свойства: пластичность, ковкость, металлический блеск, высокую электро- и теплопроводность


    Существуют вещества, в кристаллах которых значительную роль играют два рода взаимодействия между частицами. Так, в графите атомы углерода связаны друг с другом в одних направлениях ковалентной связью, а в других – металлической. Поэтому решётку графита можно рассматривать и как атомную, и как металлическую.



    Графит


    Во многих неорганических соединениях, например, в BeO, ZnS, CuCl, связь между частицами, находящимися в узлах решётки, является частично ионной, а частично ковалентной. Поэтому решётки подобных соединений можно рассматривать как промежуточные между ионными и атомными.


    Аморфное состояние вещества


    Свойства аморфных веществ


    Среди твёрдых тел встречаются такие, в изломе которых нельзя обнаружить никаких признаков кристаллов. Например, если расколоть кусок обыкновенного стекла, то его излом окажется гладким и, в отличие от изломов кристаллов, ограничен не плоскими, а овальными поверхностями.


    Подобная же картина наблюдается при раскалывании кусков смолы, клея и некоторых других веществ. Такое состояние вещества называется аморфным.


    Различие между кристаллическими и аморфными телами особенно резко проявляется в их отношении к нагреванию.


    В то время как кристаллы каждого вещества плавятся при строго определённой температуре и при той же температуре происходит переход из жидкого состояния в твёрдое, аморфные тела не имеют постоянной температуры плавления. При нагревании аморфное тело постепенно размягчается, начинает растекаться и, наконец, становится совсем жидким. При охлаждении оно также постепенно затвердевает.


    В связи с отсутствием определённой температуры плавления аморфные тела обладают другой способностью: многие из них подобно жидкостям текучи, т.е. при длительном действии сравнительно небольших сил они постепенно изменяют свою форму. Например, кусок смолы, положенный на плоскую поверхность, в теплом помещении на несколько недель растекается, принимая форму диска.


    Строение аморфных веществ


    Различие между кристаллическим и аморфным состоянием вещества состоит в следующем.


    Упорядоченное расположение частиц в кристалле, отражаемое элементарной ячейкой, сохраняется на больших участках кристаллов, а в случае хорошо образованных кристаллов – во всём их объёме.


    В аморфных телах упорядоченность в расположении частиц наблюдается только на очень малых участках. Кроме того, в ряде аморфных тел даже эта местная упорядоченность носит лишь приблизительный характер.



    Кристаллическое и аморфное состояние вещества



    Это различие можно коротко сформулировать следующим образом:


    • структура кристаллов характеризуется дальним порядком,
    • структура аморфных тел – ближним.


    Примеры аморфных веществ.


    К стабильно-аморфным веществам принадлежат стекла (искусственные и вулканические), естественные и искусственные смолы, клеи, парафин, воск и др.


    Переход из аморфного состояния в кристаллическое.


    Некоторые вещества могут находиться как в кристаллическом, так и в аморфном состоянии. Диоксид кремния SiO2 встречается в природе в виде хорошо образованных кристаллов кварца, а также в аморфном состоянии (минерал кремень).


    При этом кристаллическое состояние всегда более устойчиво. Поэтому самопроизвольный переход из кристаллического вещества в аморфное невозможен, а обратное превращение – самопроизвольный переход из аморфного состояния в кристаллическое – возможно и иногда наблюдается.


    Примером такого превращения служит расстеклование – самопроизволная кристаллизация стекла при повышенных температурах, сопровождающаяся его разрушением.


    Аморфное состояние многих веществ получается при высокой скорости затвердевания (остывания) жидкого расплава.


    У металлов и сплавов аморфное состояние формируется, как правило, если расплав охлаждается за время порядка долей-десятков миллисекунд. Для стёкол достаточно намного меньшей скорости охлаждения.


    Кварц (SiO2) также имеет низкую скорость кристаллизации. Поэтому отлитые из него изделия получаются аморфными. Однако природный кварц, имевший сотни и тысячи лет для кристаллизации при остывании земной коры или глубинных слоёв вулканов, имеет крупнокристаллическое строение, в отличие от вулканического стекла, застывшего на поверхности и поэтому аморфного.


    Жидкости


    Жидкость – промежуточное состояние между твёрдым телом и газом.


    Жидкое состояние является промежуточным между газообразным и кристаллическим. По одним свойствам жидкости близки к газам, по другим – к твёрдым телам.


    С газами жидкости сближает, прежде всего, их изотропность и текучесть. Последняя обуславливает способность жидкости легко изменять свою форму.


    Однако высокая плотность и малая сжимаемость жидкостей приближает их к твёрдым телам.


    Способность жидкостей легко изменять свою форму говорит об отсутствии в них жёстких сил межмолекулярного взаимодействия.


    В то же время низкая сжимаемость жидкостей, обусловливающая способность сохранять постоянный при данной температуре объём, указывает на присутствие хотя и не жёстких, но всё же значительных сил взаимодействия между частицами.


    Соотношение потенциальной и кинетической энергии.


    Для каждого агрегатного состояния характерно своё соотношение между потенциальной и кинетической энергиями частиц вещества.


    У твёрдых тел средняя потенциальная энергия частиц больше их средней кинетической энергии. Поэтому в твёрдых телах частицы занимают определённые положения друг относительно друга и лишь колеблются относительно этих положений.


    Для газов соотношение энергий обратное, вследствии чего молекулы газов всегда находятся в состоянии хаотического движения и силы сцепления между молекулами практически отсутствуют, так что газ всегда занимает весь предоставленный ему объём.


    В случае жидкостей кинетическая и потенциальная энергия частиц приблизительно одинаковы, т.е. частицы связаны друг с другом, но не жёстко. Поэтому жидкости текучи, но имеют постоянный при данной температуре объём.


    Стуктуры жидкостей и аморфных тел схожи.


    В результате применения к жидкостям методов структурного анализа установлено, что по структуре жидкости подобны аморфным телам. В большинстве жидкостей наблюдается ближний порядок – число ближайших соседей у каждой молекулы и их взаимное расположение приблизительно одинаковы во всём объёме жидкости.


    Степень упорядоченности частиц у различных жидкостей различна. Кроме того, она изменяется при изменении температуры.


    При низких температурах, незначительно превышающих температуру плавления данного вещества, степень упорядоченности расположения частиц данной жидкости велика.


    С ростом температуры она падает и по мере нагревания свойства жидкости всё больше и больше приближаются к свойствам газа. При достижении критической температуры различие между жидкостью и газом исчезает.


    Вследствии сходства во внутренней структуре жидкостей и аморфных тел последние часто рассматриваются как жидкости с очень высокой вязкостью, а к твёрдым телам относят только вещества в кристаллическом состоянии.


    Уподобляя аморфные тела жидкостям, следует, однако, помнить, что в аморфных телах в отличие от обычных жидкостей частицы имеют незначительную подвижность – такую же как в кристаллах.


    Оглавление


    Органическая химия

    Биохимия

    Косметическая химия


    Коллоидная химия


    • Три агрегатных состояния
       вещества

    • Силы межмолекулярного
       взаимодействия

    Свойства жидкостей.

    • Характеристика жидкого
       состояния вещества.

    • Поверхностное натяжение
       жидкости.

    Растворы.

    • Понятие раствора.

    • Гидраты и сольваты.

    Дисперсные системы. Коллоиды.

    • Дисперсные системы.
       Определение.
       Классификация:

           — Суспензии,
           — Эмульсии,
           — Пены,
           — Золи,
           — Гели.

    • Адсорбция.

    • Коллоидные частицы.
           — Виды коллоидных частиц.
           — Строение коллоидной
             мицеллы.

    • Коагуляция коллоидных
       растворов.

    • Стабилизация
       коллоидных растворов.

    • Эмульсии и эмульгаторы.

    • Взаимодействие
       «воды» и «масла».

    Источник: xn—-7sbb4aandjwsmn3a8g6b.xn--p1ai


    You May Also Like

    About the Author: admind

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

    Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.