5-ТЕ СЪСТОЯНИЯ НА АГРЕГАЦИЯ НА МАТЕРИЯТА - ХИМИЯ - 2025

Състоянията на агрегация на материята са свързани с факта, че тя може да съществува в различни състояния, в зависимост от плътността, проявена от молекулите, които я съставят. Науката за физиката е тази, която отговаря за изучаването на природата и свойствата на материята и енергията във Вселената.

Понятието на материята се дефинира като всичко, което изгражда Вселената (атоми, молекули и йони), което формира всички съществуващи физически структури. Традиционните научни изследвания смятат състоянията на агрегация на материята за пълни като тези, представени в трите известни: твърди, течни или газообразни.

Има обаче още две фази, които са определени по-скоро, което им позволява да бъдат класифицирани като такива и добавени към трите първоначални състояния (т. Нар. Плазма и кондензат Бозе-Айнщайн).

Те представляват форми на материя по-редки от традиционните, но които при правилните условия показват присъщи свойства и достатъчно уникални, за да бъдат класифицирани като състояния на агрегация.

Събиране на материята

твърд

Металите са твърди

Когато говорим за материя в твърдо състояние, тя може да бъде определена като тази, в която молекулите, които я съставят, са обединени по компактен начин, което позволява много малко пространство между тях и осигурява строг характер на нейната структура.

По този начин материалите в това състояние на агрегация не текат свободно (като течности) или се разширяват обемно (като газове) и за целите на различни приложения се считат за некомпресивни вещества.

В допълнение, те могат да имат кристални структури, които са организирани по подреден и редовен начин или по безреден и неправилен начин, като аморфни структури.

В този смисъл, твърдите вещества не са непременно хомогенни по своята структура, като могат да намерят тези, които са химически хетерогенни. Те имат способността да преминават директно в течно състояние в процес на сливане, както и да преминават в газообразно състояние чрез сублимация.

Видове твърди вещества

Твърдите материали са разделени на редица класификации:

Метали: са тези силни и плътни твърди частици, които обикновено са също отлични проводници на електричество (поради свободните им електрони) и топлина (поради тяхната топлопроводимост). Те съставляват голяма част от периодичната таблица от елементи и могат да бъдат съединени с друг метал или неметал, за да образуват сплави. В зависимост от въпросния метал, те могат да бъдат намерени естествено или произведени по изкуствен начин.

полезни изкопаеми

Те са онези твърди вещества, образувани естествено чрез геоложки процеси, които протичат при високо налягане.

Минералите са описани по такъв начин чрез кристалната си структура с еднакви свойства и те варират изключително много в зависимост от материала, който се обсъжда, и неговия произход. Този вид твърдо вещество се среща много често по цялата планета Земя.

керамика

Те са твърди вещества, които са създадени от неорганични и неметални вещества, обикновено чрез прилагане на топлина и които имат кристални или полукристални структури.

Специалността на този тип материали е, че той може да разсейва високите температури, удари и сила, което го прави отличен компонент за модерни технологии в авиационната, електронната и дори военната област.

Органични твърди вещества

Те са тези твърди вещества, които са съставени главно от елементите въглерод и водород, а също могат да имат молекули азот, кислород, фосфор, сяра или халоген в структурата си.

Тези вещества варират значително, като материалите варират от естествени и изкуствени полимери до парафинов восък, произхождащ от въглеводороди.

Композитни материали

Те са онези сравнително модерни материали, които са разработени чрез съединяване на две или повече твърди частици, създавайки ново вещество с характеристики на всеки от неговите компоненти, като по този начин се възползват от свойствата им за материал, превъзхождащ оригиналите. Примери за това включват стоманобетон и композитно дърво.

Полупроводници

Те са наречени заради тяхното съпротивление и електрическа проводимост, което ги поставя между метални проводници и неметални индуктори. Те често се използват в областта на съвременната електроника и за натрупване на слънчева енергия.

Наноматериали

Те са твърди частици с микроскопични размери, което означава, че имат различни свойства от по-голямата им версия. Те намират приложение в специализирани области на науката и технологиите, като например в областта на съхранението на енергия.

биоматериали

Те са естествени и биологични материали със сложни и уникални характеристики, различни от всички останали твърди частици поради произхода си, дадени през милиони години еволюция. Те са съставени от различни органични елементи и могат да се формират и реформират според присъщите характеристики.

течност

Течността се нарича материя, която е в почти некомпресивно състояние, която заема обема на контейнера, в който се намира.

За разлика от твърдите вещества, течностите текат свободно по повърхността, където са, но не се разширяват обемно като газове; поради тази причина те поддържат практически постоянна плътност. Те също имат способността да намокрят или овлажняват повърхностите, които докосват поради повърхностно напрежение.

Течностите се управляват от свойство, известно като вискозитет, което измерва тяхната устойчивост на деформация чрез срязване или движение.

Въз основа на поведението им по отношение на вискозитета и деформациите, течностите могат да бъдат класифицирани в нютонови и неньютонови течности, въпреки че това няма да бъде обсъдено подробно в тази статия.

Важно е да се отбележи, че има само два елемента, които се намират в това състояние на агрегация при нормални условия: бром и живак, а цезият, галият, францият и рубидият също могат лесно да достигнат течно състояние при адекватни условия.

Те могат да бъдат превърнати в твърдо състояние чрез процес на втвърдяване, както и да се трансформират в газове чрез варене.

Видове течности

Според структурата си течностите се делят на пет вида:

разтворители

Представлявайки всички онези обичайни и нечести течности със само един тип молекули в структурата си, разтворителите са тези вещества, които служат за разтваряне на твърди вещества и други течности вътре, за да образуват нови видове течност.

Solutions

Те са онези течности под формата на хомогенна смес, които са образувани от съединението на разтворител и разтворител, като разтвореното вещество може да бъде твърда или друга течност.

Емулсии

Те са представени като онези течности, които са се образували чрез смесване на две типично несмешими течности. Те се наблюдават като течност, суспендирана вътре в друга под формата на глобули и могат да бъдат открити под формата W / O (вода в масло) или O / W (масло във вода), в зависимост от тяхната структура.

Спиране

Суспензиите са тези течности, в които има твърди частици, суспендирани в разтворител. Те могат да се образуват в природата, но най-често се наблюдават във фармацевтичната област.

Аерозолни спрейове

Те се образуват при преминаване на газ през течност и първото се диспергира във второто. Тези вещества са с течен характер с газообразни молекули и могат да се разделят с повишаване на температурата.

Газ

Газ се счита за това състояние на сгъваеми вещества, при което молекулите са значително разделени и диспергирани и където те се разширяват, за да заемат обема на контейнера, където се съдържат.

Също така има няколко елемента, които се намират в газообразно състояние по естествен начин и могат да се съединят с други вещества, за да образуват газообразни смеси.

Газовете могат да бъдат преобразувани директно в течности чрез процеса на кондензация, а в твърди частици чрез редкия процес на отлагане. Освен това те могат да се нагряват до много високи температури или да преминат през силно електромагнитно поле, за да ги йонизират, превръщайки ги в плазма.

С оглед на сложния им характер и нестабилност в зависимост от условията на околната среда, свойствата на газовете могат да варират в зависимост от налягането и температурата, в които се намират, така че понякога работите с газове, при условие че са "идеални".

Видове газове

Има три вида газове според тяхната структура и произход, които са описани по-долу:

Елементални натурали

Те се определят като всички онези елементи, които се намират в газообразно състояние в природата и при нормални условия, наблюдават се на планетата Земя, както и на други планети.

В този случай, кислород, водород, азот и благородни газове, в допълнение към хлора и флуора, могат да бъдат посочени като примери.

Природни съединения

Те са газове, които се образуват в природата чрез биологични процеси и са изградени от два или повече елемента. Те обикновено се състоят от водород, кислород и азот, въпреки че в много редки случаи могат да се образуват и с благородни газове.

изкуствен

Те са онези газове, създадени от човека от естествени съединения, направени да задоволят нуждите, които човек има. Някои изкуствени газове, като хлорофлуоровъглеводороди, анестезиологични агенти и стериланти, могат да бъдат по-токсични или замърсяващи, отколкото се смяташе досега, така че има правила, които да ограничат масовата им употреба.

плазма

Това състояние на агрегация на материята е описано за първи път през 20-те години на миналия век и се характеризира с несъществуването си на земната повърхност.

Той се появява само когато неутрален газ е подложен на доста силно електромагнитно поле, образувайки клас йонизиран газ, който е силно проводим на електричество, и той също е достатъчно различен от другите съществуващи агрегационни състояния, за да заслужи собствената си класификация като състояние., Материята в това състояние може да бъде дейонизирана, за да се превърне отново в газ, но това е сложен процес, който изисква екстремни условия.

Предполага се, че плазмата представлява най-изобилното състояние на материята във Вселената; Тези аргументи се основават на съществуването на така наречената „тъмна материя“, предложена от квантовите физици за обяснение на гравитационните явления в космоса.

Видове плазма

Има три вида плазма, които са класифицирани само по произход; Това се случва дори в една и съща класификация, тъй като плазмите са много различни една от друга и познаването на един не е достатъчно, за да знаем всички тях.

изкуствен

Той е, че плазмата, създадена от човека, като тези, открити вътре в екрани, флуоресцентни лампи и неонови знаци и в ракетни горива.

Земя

Това е плазмата, която се образува по някакъв или друг начин от Земята, като става ясно, че се среща главно в атмосферата или други подобни среди и че не се появява на повърхността. Тя включва светкавици, полярния вятър, йоносферата и магнитосферата.

пространство

Това е онази плазма, която се наблюдава в космоса, образувайки структури с различни размери, вариращи от няколко метра до огромни разширения на светлинните години.

Тази плазма се наблюдава при звезди (включително нашето Слънце), в слънчевия вятър, междузвездната и междугалактичната среда, в допълнение към междузвездни мъглявини.

Кондензат Бозе-Айнщайн

Кондензатът Bose-Ainstein е сравнително скорошна концепция. Той произхожда през 1924 г., когато физиците Алберт Айнщайн и Сатиендра Нат Бозе предсказват съществуването му по общ начин.

Това състояние на материята се описва като разреден газ от бозони - елементарни или съставни частици, които са свързани с енергийни носители - които са били охладени до температури, много близки до абсолютна нула (-273,15 К).

При тези условия компонентните бозони на кондензата преминават в своето минимално квантово състояние, което ги кара да представят свойства на уникални и особени микроскопични явления, които ги отделят от нормалните газове.

Молекулите на BE кондензат показват характеристики на свръхпроводимост; т. е. липсва електрическо съпротивление. Те могат също така да показват характеристики на свръхтечност, поради което веществото има нулев вискозитет, така че може да протича без загуба на кинетична енергия поради триене.

Поради нестабилността и краткото съществуване на материята в това състояние, възможните приложения за тези видове съединения все още се изучават.

Ето защо, освен че се използва в проучвания, които се опитват да забавят скоростта на светлината, не са постигнати много приложения за този вид вещества. Има обаче признаци, че това може да помогне на човечеството в голям брой бъдещи роли.

Препратки

1. Би Би Си. (SF). Състояния на материята. Извлечено от bbc.com
2. Учене, Л. (ср.). Класификация на въпроса Извлечено отurs.lumenlearning.com
3. LiveScience. (SF). Състояния на материята. Извлечено от lifecience.com
4. Университет, П. (ср.). Състояния на материята. Извлечено от chem.purdue.edu
5. Wikipedia. (SF). Състояние на въпроса. Извлечено от en.wikipedia.org