Mga puwersa ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga molekula. Istraktura ng mga gas, likido at solid na katawan
Istraktura ng mga gas, likido at solid.
Mga pangunahing prinsipyo ng molecular kinetic theory:
Ang lahat ng mga sangkap ay binubuo ng mga molekula, at ang mga molekula ay binubuo ng mga atomo,
ang mga atom at molekula ay patuloy na gumagalaw,
May mga puwersa ng pagkahumaling at pagtanggi sa pagitan ng mga molekula.
SA mga gas ang mga molekula ay gumagalaw nang magulo, ang mga distansya sa pagitan ng mga molekula ay malaki, ang mga puwersa ng molekular ay maliit, ang gas ay sumasakop sa buong volume na ibinigay dito.
SA mga likido ang mga molekula ay nakaayos sa isang maayos na paraan lamang sa mga maikling distansya, at sa malalaking distansya ang pagkakasunud-sunod (symmetry) ng pag-aayos ay nilabag - "short-range order". Ang mga puwersa ng molecular attraction ay nagpapanatili sa mga molekula na magkakalapit. Ang paggalaw ng mga molekula ay "tumalon" mula sa isang matatag na posisyon patungo sa isa pa (karaniwan ay nasa loob ng isang layer. Ipinapaliwanag ng paggalaw na ito ang pagkalikido ng isang likido. Ang isang likido ay walang hugis, ngunit may volume.
Ang mga solid ay mga sangkap na nagpapanatili ng kanilang hugis, nahahati sa mala-kristal at walang hugis. Mga mala-kristal na solido Ang mga katawan ay may kristal na sala-sala, sa mga node kung saan maaaring mayroong mga ion, molekula o atomo. Nag-o-oscillate ang mga ito sa mga matatag na posisyon ng equilibrium.. Ang mga kristal na sala-sala ay may regular na istraktura sa buong volume - "mahabang pagkakasunud-sunod" ng pag-aayos.
Amorphous na mga katawan panatilihin ang kanilang hugis, ngunit walang kristal na sala-sala at, bilang isang resulta, ay walang binibigkas na punto ng pagkatunaw. Ang mga ito ay tinatawag na mga frozen na likido, dahil sila, tulad ng mga likido, ay may isang "maikling hanay" na pagkakasunud-sunod ng molecular arrangement.
Mga puwersa ng interaksyon ng molekular
Ang lahat ng mga molekula ng isang sangkap ay nakikipag-ugnayan sa isa't isa sa pamamagitan ng mga puwersa ng pagkahumaling at pagtanggi. Katibayan ng pakikipag-ugnayan ng mga molekula: ang kababalaghan ng basa, paglaban sa compression at pag-igting, mababang compressibility ng mga solido at gas, atbp. Ang dahilan para sa pakikipag-ugnayan ng mga molekula ay ang mga electromagnetic na pakikipag-ugnayan ng mga sisingilin na particle sa isang sangkap. Paano ito ipaliwanag? Ang isang atom ay binubuo ng isang positibong sisingilin na nucleus at isang negatibong sisingilin na electron shell. Ang singil ng nucleus ay katumbas ng kabuuang singil ng lahat ng mga electron, kaya ang atom sa kabuuan ay neutral sa kuryente. Ang isang molekula na binubuo ng isa o higit pang mga atom ay neutral din sa kuryente. Isaalang-alang natin ang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga molekula gamit ang halimbawa ng dalawang nakatigil na molekula. Maaaring umiral ang mga puwersang gravitational at electromagnetic sa pagitan ng mga katawan sa kalikasan. Dahil ang masa ng mga molekula ay napakaliit, ang napapabayaang puwersa ng pakikipag-ugnayan ng gravitational sa pagitan ng mga molekula ay maaaring balewalain. Sa napakalaking distansya, wala ring electromagnetic na interaksyon sa pagitan ng mga molekula. Ngunit, habang ang distansya sa pagitan ng mga molekula ay bumababa, ang mga molekula ay nagsisimulang i-orient ang kanilang mga sarili sa paraang ang kanilang mga panig na nakaharap sa isa't isa ay magkakaroon ng mga singil ng iba't ibang mga palatandaan (sa pangkalahatan, ang mga molekula ay nananatiling neutral), at ang mga kaakit-akit na pwersa ay lumitaw sa pagitan ng mga molekula. Sa isang mas malaking pagbaba sa distansya sa pagitan ng mga molekula, ang mga salungat na pwersa ay lumitaw bilang isang resulta ng pakikipag-ugnayan ng mga negatibong sisingilin na mga shell ng elektron ng mga atomo ng mga molekula. Bilang isang resulta, ang molekula ay kumikilos sa pamamagitan ng kabuuan ng mga puwersa ng pagkahumaling at pagtanggi. Sa malalaking distansya, nangingibabaw ang puwersa ng pagkahumaling (sa layo na 2-3 diameter ng molekula, ang pagkahumaling ay pinakamataas), sa mga maikling distansya ay nananaig ang puwersa ng pagtanggi. Mayroong distansya sa pagitan ng mga molekula kung saan ang mga kaakit-akit na pwersa ay nagiging katumbas ng mga puwersang salungat. Ang posisyon na ito ng mga molekula ay tinatawag na posisyon ng matatag na ekwilibriyo. Ang mga molekula na matatagpuan sa layo mula sa isa't isa at konektado ng mga electromagnetic na pwersa ay may potensyal na enerhiya. Sa isang matatag na posisyon ng balanse, ang potensyal na enerhiya ng mga molekula ay minimal. Sa isang sangkap, ang bawat molekula ay nakikipag-ugnayan nang sabay-sabay sa maraming kalapit na mga molekula, na nakakaapekto rin sa halaga ng pinakamababang potensyal na enerhiya ng mga molekula. Bilang karagdagan, ang lahat ng mga molekula ng isang sangkap ay patuloy na gumagalaw, i.e. may kinetic energy. Kaya, ang istraktura ng isang sangkap at ang mga katangian nito (solid, likido at gas na katawan) ay tinutukoy ng relasyon sa pagitan ng pinakamababang potensyal na enerhiya ng pakikipag-ugnayan ng mga molekula at ang reserba ng kinetic energy ng thermal motion ng mga molekula.
Istraktura at katangian ng solid, likido at gas na katawan
Ang istraktura ng mga katawan ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan ng mga particle ng katawan at ang likas na katangian ng kanilang thermal na paggalaw.
Solid
Ang mga solid ay may pare-parehong hugis at dami at halos hindi mapipigil. Ang pinakamababang potensyal na enerhiya ng pakikipag-ugnayan ng mga molekula ay mas malaki kaysa sa kinetic energy ng mga molekula. Malakas na pakikipag-ugnayan ng butil. Ang thermal motion ng mga molecule sa isang solid ay ipinahayag lamang sa pamamagitan ng vibrations ng mga particle (atoms, molecules) sa paligid ng stable equilibrium position.
Dahil sa malaking puwersa ng pagkahumaling, halos hindi mababago ng mga molekula ang kanilang posisyon sa bagay, ipinapaliwanag nito ang kawalan ng pagbabago ng dami at hugis ng mga solido. Karamihan sa mga solid ay may spatially ordered arrangement ng mga particle na bumubuo ng isang regular na kristal na sala-sala. Ang mga particle ng matter (atoms, molecules, ions) ay matatagpuan sa vertices - nodes ng crystal lattice. Ang mga node ng kristal na sala-sala ay nag-tutugma sa posisyon ng matatag na equilibrium ng mga particle. Ang ganitong mga solid ay tinatawag na crystalline.
likido
Ang mga likido ay may isang tiyak na dami, ngunit walang sariling hugis; kinukuha nila ang hugis ng sisidlan kung saan sila matatagpuan. Ang pinakamababang potensyal na enerhiya ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga molekula ay maihahambing sa kinetic energy ng mga molekula. Mahinang pakikipag-ugnayan ng butil. Ang thermal motion ng mga molekula sa isang likido ay ipinahayag sa pamamagitan ng mga vibrations sa paligid ng isang matatag na posisyon ng balanse sa loob ng volume na ibinigay sa molekula ng mga kapitbahay nito. Ang mga molekula ay hindi malayang gumagalaw sa buong dami ng isang sangkap, ngunit ang mga paglipat ng mga molekula sa mga kalapit na lugar ay posible. Ipinapaliwanag nito ang pagkalikido ng likido at ang kakayahang baguhin ang hugis nito.
Sa mga likido, ang mga molekula ay medyo mahigpit na nakagapos sa isa't isa sa pamamagitan ng mga puwersa ng pagkahumaling, na nagpapaliwanag ng invariance ng dami ng likido. Sa isang likido, ang distansya sa pagitan ng mga molekula ay humigit-kumulang katumbas ng diameter ng molekula. Kapag ang distansya sa pagitan ng mga molekula ay bumababa (compression ng likido), ang mga salungat na pwersa ay tumataas nang husto, kaya ang mga likido ay hindi mapipigil. Sa mga tuntunin ng kanilang istraktura at likas na paggalaw ng init, ang mga likido ay sumasakop sa isang intermediate na posisyon sa pagitan ng mga solido at gas. Kahit na ang pagkakaiba sa pagitan ng isang likido at isang gas ay mas malaki kaysa sa pagitan ng isang likido at isang solid. Halimbawa, sa panahon ng pagtunaw o pagkikristal, ang dami ng isang katawan ay nagbabago nang maraming beses na mas mababa kaysa sa panahon ng pagsingaw o condensation.
Ang mga gas ay walang pare-parehong dami at sinasakop ang buong dami ng sisidlan kung saan sila matatagpuan. Ang pinakamababang potensyal na enerhiya ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga molekula ay mas mababa kaysa sa kinetic energy ng mga molekula. Ang mga particle ng bagay ay halos hindi nakikipag-ugnayan. Ang mga gas ay nailalarawan sa pamamagitan ng kumpletong kaguluhan sa pag-aayos at paggalaw ng mga molekula.
Ang distansya sa pagitan ng mga molekula ng gas ay maraming beses na mas malaki kaysa sa laki ng mga molekula. Ang mga maliliit na kaakit-akit na puwersa ay hindi maaaring panatilihing malapit ang mga molekula sa isa't isa, kaya ang mga gas ay maaaring lumawak nang walang limitasyon. Ang mga gas ay madaling na-compress sa ilalim ng impluwensya ng panlabas na presyon, dahil ang mga distansya sa pagitan ng mga molekula ay malaki, at ang mga puwersa ng pakikipag-ugnayan ay bale-wala. Ang presyon ng gas sa mga dingding ng lalagyan ay nilikha ng mga epekto ng paglipat ng mga molekula ng gas.
Ang lahat ng walang buhay na bagay ay binubuo ng mga particle na maaaring magkaiba ang kilos. Ang istraktura ng mga gas, likido at solid na katawan ay may sariling mga katangian. Ang mga particle sa mga solid ay pinagsasama-sama sa pamamagitan ng pagiging napakalapit, na nagpapalakas sa kanila. Bilang karagdagan, maaari nilang mapanatili ang isang tiyak na hugis, dahil ang kanilang pinakamaliit na mga particle ay halos hindi gumagalaw, ngunit nanginginig lamang. Ang mga molekula sa mga likido ay medyo malapit sa isa't isa, ngunit maaari silang malayang gumalaw, kaya wala silang sariling hugis. Ang mga particle sa mga gas ay gumagalaw nang napakabilis at kadalasan ay mayroong maraming espasyo sa kanilang paligid, na nangangahulugang madali silang ma-compress.
Mga katangian at istraktura ng mga solido
Ano ang istruktura at katangian ng mga solido? Binubuo ang mga ito ng mga particle na matatagpuan malapit sa isa't isa. Hindi sila makagalaw at samakatuwid ang kanilang hugis ay nananatiling maayos. Ano ang mga katangian ng solid? Hindi ito nag-compress, ngunit kung ito ay pinainit, ang dami nito ay tataas sa pagtaas ng temperatura. Nangyayari ito dahil nagsisimulang mag-vibrate at gumagalaw ang mga particle, na nagiging sanhi ng pagbaba ng density.
Isa sa mga katangian ng solid ay ang pagkakaroon ng pare-parehong hugis. Kapag uminit ang solid, tumataas ang paggalaw ng mga particle. Ang mas mabilis na gumagalaw na mga particle ay nagbanggaan nang mas marahas, na nagiging sanhi ng bawat particle na itulak ang mga kapitbahay nito. Samakatuwid, ang pagtaas ng temperatura ay kadalasang nagreresulta sa pagtaas ng lakas ng katawan.
Kristal na istraktura ng mga solido
Ang mga intermolecular na puwersa ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga kalapit na molekula ng isang solid ay sapat na malakas upang panatilihin ang mga ito sa isang nakapirming posisyon. Kung ang pinakamaliit na mga particle na ito ay nasa isang napakaayos na pagsasaayos, kung gayon ang mga istrukturang ito ay karaniwang tinatawag na mala-kristal. Ang mga tanong ng panloob na pagkakasunud-sunod ng mga particle (mga atomo, ion, molekula) ng isang elemento o tambalan ay tinatalakay ng isang espesyal na agham - crystallography.
Partikular na interes din ang mga solid. Sa pamamagitan ng pag-aaral sa pag-uugali ng mga particle at kung paano ang mga ito ay nakabalangkas, maaaring ipaliwanag at mahulaan ng mga chemist kung paano kikilos ang ilang uri ng mga materyales sa ilalim ng ilang mga kundisyon. Ang pinakamaliit na particle ng isang solid ay nakaayos sa isang sala-sala. Ito ang tinatawag na regular na pag-aayos ng mga particle, kung saan ang iba't ibang mga kemikal na bono sa pagitan ng mga ito ay may mahalagang papel.
Ang teorya ng banda ng istraktura ng isang solidong katawan ay isinasaalang-alang ito bilang isang koleksyon ng mga atomo, na ang bawat isa, naman, ay binubuo ng isang nucleus at mga electron. Sa mala-kristal na istraktura, ang nuclei ng mga atomo ay matatagpuan sa mga node ng kristal na sala-sala, na kung saan ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang tiyak na spatial periodicity.
Ano ang istraktura ng isang likido?
Ang istraktura ng mga solido at likido ay magkatulad na ang mga particle na kung saan sila ay binubuo ay matatagpuan sa malapit na hanay. Ang pagkakaiba ay ang mga molekula ay malayang gumagalaw, dahil ang puwersa ng pagkahumaling sa pagitan nila ay mas mahina kaysa sa isang solidong katawan.
Anong mga katangian ang mayroon ang likido? Ang una ay pagkalikido, at ang pangalawa ay ang likido ay magkakaroon ng hugis ng lalagyan kung saan ito inilagay. Kung painitin mo ito, tataas ang volume. Dahil sa kalapitan ng mga particle sa isa't isa, ang likido ay hindi maaaring i-compress.
Ano ang istraktura at istraktura ng mga gas na katawan?
Ang mga particle ng gas ay random na nakaayos, ang mga ito ay napakalayo sa isa't isa na walang kaakit-akit na puwersa na maaaring lumabas sa pagitan nila. Ano ang mga katangian ng gas at ano ang istraktura ng mga gas na katawan? Bilang isang patakaran, ang gas ay pantay na pinupuno ang buong espasyo kung saan ito inilagay. Madali itong mag-compress. Ang bilis ng mga particle ng isang gas na katawan ay tumataas sa pagtaas ng temperatura. Kasabay nito, tumataas din ang presyon.
Ang istraktura ng mga gas, likido at solid na katawan ay nailalarawan sa pamamagitan ng iba't ibang mga distansya sa pagitan ng pinakamaliit na mga particle ng mga sangkap na ito. Ang mga particle ng gas ay mas malayo kaysa sa solid o likidong mga particle. Sa hangin, halimbawa, ang average na distansya sa pagitan ng mga particle ay halos sampung beses ang diameter ng bawat particle. Kaya, ang dami ng mga molekula ay sumasakop lamang ng halos 0.1% ng kabuuang dami. Ang natitirang 99.9% ay walang laman na espasyo. Sa kabaligtaran, ang mga particle ng likido ay pumupuno ng halos 70% ng kabuuang dami ng likido.
Ang bawat butil ng gas ay malayang gumagalaw sa isang tuwid na daan hanggang sa bumangga ito sa isa pang butil (gas, likido o solid). Ang mga particle ay karaniwang mabilis na gumagalaw, at pagkatapos ng dalawa sa kanila ay nagbanggaan, sila ay tumalbog sa isa't isa at nagpatuloy sa kanilang paglalakbay nang mag-isa. Ang mga banggaang ito ay nagbabago ng direksyon at bilis. Ang mga katangian ng mga particle ng gas ay nagpapahintulot sa mga gas na lumawak upang punan ang anumang hugis o volume.
Pagbabago ng estado
Ang istraktura ng mga gas, likido at solid na katawan ay maaaring magbago kung sila ay nalantad sa isang tiyak na panlabas na impluwensya. Maaari pa nga silang magbago sa estado ng isa't isa sa ilalim ng ilang partikular na kundisyon, gaya ng pag-init o paglamig.
![](https://i1.wp.com/fb.ru/misc/i/gallery/35703/953173.jpg)
- Pagsingaw. Ang istraktura at mga katangian ng mga likidong katawan ay nagpapahintulot sa kanila, sa ilalim ng ilang mga kundisyon, na magbago sa isang ganap na naiibang pisikal na estado. Halimbawa, kung hindi mo sinasadyang natapon ang gasolina habang nire-refuel ang iyong sasakyan, mabilis mong mapapansin ang masangsang na amoy nito. Paano ito nangyayari? Ang mga particle ay gumagalaw sa buong likido, sa kalaunan ay umaabot sa ibabaw. Ang kanilang nakadirekta na paggalaw ay maaaring dalhin ang mga molekula na ito sa kabila ng ibabaw papunta sa espasyo sa itaas ng likido, ngunit hihilahin sila pabalik ng gravity. Sa kabilang banda, kung ang isang butil ay gumagalaw nang napakabilis, maaari itong mahiwalay sa iba sa pamamagitan ng isang malaking distansya. Kaya, na may pagtaas sa bilis ng mga particle, na kadalasang nangyayari kapag pinainit, ang proseso ng pagsingaw ay nangyayari, iyon ay, ang conversion ng likido sa gas.
Pag-uugali ng mga katawan sa iba't ibang pisikal na estado
Ang istraktura ng mga gas, likido, at solid ay higit sa lahat dahil sa ang katunayan na ang lahat ng mga sangkap na ito ay binubuo ng mga atomo, molekula o ion, ngunit ang pag-uugali ng mga particle na ito ay maaaring maging ganap na naiiba. Ang mga particle ng gas ay random na may pagitan mula sa isa't isa, ang mga likidong molekula ay malapit sa isa't isa, ngunit hindi sila mahigpit na nakabalangkas tulad ng sa isang solid. Ang mga particle ng gas ay nag-vibrate at gumagalaw sa mataas na bilis. Ang mga atomo at molekula ng isang likido ay nag-vibrate, gumagalaw, at dumadausdos sa isa't isa. Ang mga particle ng isang solidong katawan ay maaari ding mag-vibrate, ngunit ang paggalaw ay hindi katangian ng mga ito.
Mga tampok ng panloob na istraktura
Upang maunawaan ang pag-uugali ng bagay, kailangan mo munang pag-aralan ang mga tampok ng panloob na istraktura nito. Ano ang mga panloob na pagkakaiba sa pagitan ng granite, olive oil at helium sa isang lobo? Ang isang simpleng modelo ng istraktura ng bagay ay makakatulong sa pagsagot sa tanong na ito.
Ang modelo ay isang pinasimpleng bersyon ng isang tunay na bagay o sangkap. Halimbawa, bago magsimula ang aktwal na konstruksyon, ang mga arkitekto ay gumawa muna ng isang modelo ng proyekto sa pagtatayo. Ang ganitong pinasimple na modelo ay hindi kinakailangang magpahiwatig ng isang eksaktong paglalarawan, ngunit sa parehong oras maaari itong magbigay ng isang tinatayang ideya kung ano ang magiging isang partikular na istraktura.
Mga pinasimpleng modelo
Sa agham, gayunpaman, ang mga modelo ay hindi palaging pisikal na katawan. Ang huling siglo ay nakakita ng isang makabuluhang pagtaas sa pag-unawa ng tao tungkol sa pisikal na mundo. Gayunpaman, ang karamihan sa mga naipon na kaalaman at karanasan ay nakabatay sa sobrang kumplikadong mga konsepto, tulad ng mga pormula sa matematika, kemikal at pisikal.
Upang maunawaan ang lahat ng ito, kailangan mong maging sanay sa eksaktong at kumplikadong mga agham na ito. Ang mga siyentipiko ay nakabuo ng mga pinasimpleng modelo upang mailarawan, ipaliwanag, at mahulaan ang mga pisikal na phenomena. Ang lahat ng ito ay lubos na pinasimple ang pag-unawa kung bakit ang ilang mga katawan ay may pare-pareho ang hugis at dami sa isang tiyak na temperatura, habang ang iba ay maaaring baguhin ang mga ito, at iba pa.
Ang lahat ng bagay ay binubuo ng maliliit na particle. Ang mga particle na ito ay patuloy na gumagalaw. Ang dami ng paggalaw ay nauugnay sa temperatura. Ang pagtaas ng temperatura ay nagpapahiwatig ng pagtaas ng bilis ng paggalaw. Ang istraktura ng mga gas, likido at solid na mga katawan ay nakikilala sa pamamagitan ng kalayaan ng paggalaw ng kanilang mga particle, pati na rin sa kung gaano kalakas ang mga particle na naaakit sa isa't isa. Ang pisikal ay nakasalalay sa kanyang pisikal na kondisyon. Ang singaw ng tubig, likidong tubig at yelo ay may parehong mga kemikal na katangian, ngunit ang kanilang mga pisikal na katangian ay makabuluhang naiiba.
Mga gas. Sa mga gas, ang distansya sa pagitan ng mga atomo o molekula ay sa karaniwan ay maraming beses na mas malaki kaysa sa laki ng mga molekula mismo. Halimbawa, sa presyur sa atmospera ang dami ng isang sisidlan ay sampu-sampung libong beses na mas malaki kaysa sa dami ng mga molekula sa loob nito.
Ang mga gas ay madaling i-compress, at ang average na distansya sa pagitan ng mga molekula ay bumababa, ngunit ang mga molekula ay hindi nag-compress sa bawat isa.
Ang mga molekula ay gumagalaw sa napakalaking bilis - daan-daang metro bawat segundo - sa kalawakan. Kapag nabangga sila, tumalbog sila sa iba't ibang direksyon tulad ng mga bola ng bilyar. Ang mahinang kaakit-akit na puwersa ng mga molekula ng gas ay hindi kayang hawakan ang mga ito malapit sa isa't isa. Samakatuwid, ang mga gas ay maaaring lumawak nang walang limitasyon. Hindi nila pinapanatili ang hugis o dami. Maraming epekto ng mga molekula sa mga dingding ng sisidlan ang lumikha ng presyon ng gas.
Mga likido. Ang mga molekula ng likido ay matatagpuan halos malapit sa isa't isa, kaya ang isang molekula ng likido ay kumikilos nang iba kaysa isang molekula ng gas. Sa mga likido, mayroong tinatawag na short-range order, ibig sabihin, ang ordered arrangement ng mga molecule ay pinananatili sa mga distansyang katumbas ng ilang molekular diameters. Ang molekula ay nag-vibrate sa paligid ng posisyon nito, na nagbabanggaan sa mga kalapit na molekula. Paminsan-minsan lamang siyang gumagawa ng isa pang "tumalon", na nakapasok sa isang bagong posisyon ng balanse. Sa posisyong ito ng equilibrium, ang repulsive force ay katumbas ng kaakit-akit na puwersa, i.e. ang kabuuang puwersa ng pakikipag-ugnayan ng molekula ay zero. Ang oras ng naayos na buhay ng isang molekula ng tubig, ibig sabihin, ang oras ng mga oscillations nito sa paligid ng isang tiyak na posisyon ng equilibrium sa temperatura ng silid, ay nasa average na 10-11 s. Ang oras ng isang oscillation ay mas kaunti (10-12-10-13 s). Sa pagtaas ng temperatura, bumababa ang oras ng paninirahan ng mga molekula. Ang likas na katangian ng molecular motion sa mga likido, na unang itinatag ng Soviet physicist na si Ya.I. Frenkel, ay nagbibigay-daan sa iyo upang maunawaan ang mga pangunahing katangian ng mga likido. Ang mga molekula ng likido ay matatagpuan nang direkta sa tabi ng bawat isa. Habang bumababa ang lakas ng tunog, nagiging napakalaki ng mga puwersang salungat. Ipinapaliwanag nito ang mababang compressibility ng mga likido. Tulad ng alam mo, ang mga likido ay tuluy-tuloy, iyon ay, hindi nila pinapanatili ang kanilang hugis. Ito ay maaaring ipaliwanag sa ganitong paraan. Ang panlabas na puwersa ay hindi kapansin-pansing nagbabago sa bilang ng mga molecular jumps bawat segundo. Ngunit ang mga pagtalon ng mga molekula mula sa isang nakatigil na posisyon patungo sa isa pa ay nangyayari nang nakararami sa direksyon ng panlabas na puwersa (Larawan 8.8). Ito ang dahilan kung bakit umaagos ang likido at nagiging hugis ng lalagyan.
Solids.
Ang mga atomo o molekula ng mga solid ay nag-vibrate sa paligid ng ilang mga posisyon ng ekwilibriyo, samakatuwid ang mga solido ay nagpapanatili hindi lamang ng lakas ng tunog, kundi pati na rin ng hugis.
Kung ikinonekta mo ang sentro ng equilibrium ng mga atomo o mga ion ng isang solid, makakakuha ka ng isang regular na spatial na sala-sala, na tinatawag na isang mala-kristal na sala-sala.
![](https://i0.wp.com/studwood.ru/imag_/43/173069/image012.jpg)
![](https://i1.wp.com/studwood.ru/imag_/43/173069/image013.jpg)
![](https://i1.wp.com/studwood.ru/imag_/43/173069/image014.jpg)
![](https://i1.wp.com/studwood.ru/imag_/43/173069/image015.jpg)
Mga mala-kristal na katawan.
Ang mga kristal ay mga solidong katawan na ang mga atomo o molekula ay sumasakop sa isang tiyak, maayos na posisyon sa kalawakan. Samakatuwid, ang mga kristal ay may mga patag na gilid. Halimbawa, ang isang butil ng ordinaryong table salt ay may mga patag na gilid na bumubuo ng mga tamang anggulo sa isa't isa.
Anisotropy ng mga kristal.
Ang tamang panlabas na hugis ay hindi lamang o kahit na ang pinakamahalagang kinahinatnan ng nakaayos na istraktura ng kristal. Ang pangunahing bagay ay ang pagtitiwala ng mga pisikal na katangian sa direksyon na pinili sa kristal. Halimbawa, ang isang piraso ng mika ay madaling nagdelaminate sa isang direksyon sa manipis na mga plato, ngunit ito ay mas mahirap na pilasin ito sa direksyon na patayo sa mga plato. Maraming mga kristal ang nagsasagawa ng init at kuryente sa iba't ibang direksyon. Ang mga optical na katangian ng mga kristal ay nakasalalay din sa direksyon. Kaya, ang isang kristal na kuwarts ay nagre-refract ng liwanag nang iba depende sa direksyon ng mga sinag dito. Ang pag-asa ng mga pisikal na katangian sa direksyon sa loob ng kristal ay tinatawag na anisotropy. Ang lahat ng mala-kristal na katawan ay anisotropic.
Mga solong kristal at polycrystal.
![](https://i0.wp.com/studwood.ru/imag_/43/173069/image016.jpg)
![](https://i0.wp.com/studwood.ru/imag_/43/173069/image017.jpg)
Ang mga metal ay may kristal na istraktura. Kung kukuha ka ng isang malaking piraso ng metal, kung gayon sa unang sulyap ang mala-kristal na istraktura nito ay hindi lilitaw sa anumang paraan alinman sa hitsura ng piraso o sa mga pisikal na katangian nito.
Karaniwan, ang isang metal ay binubuo ng isang malaking bilang ng mga maliliit na kristal na pinagsama-sama. Ang mga katangian ng bawat kristal ay nakasalalay sa direksyon, ngunit ang mga kristal ay random na nakatuon sa bawat isa. Bilang resulta, sa isang volume na makabuluhang mas malaki kaysa sa volume ng mga indibidwal na kristal, lahat ng direksyon sa loob ng mga metal ay pantay at ang mga katangian ng mga metal ay pareho sa lahat ng direksyon.
Ang isang solid na binubuo ng isang malaking bilang ng mga maliliit na kristal ay tinatawag na polycrystalline. Ang mga solong kristal ay tinatawag na mga solong kristal.
Ang Gases Gas (gaseous state) (mula sa Dutch gas) ay isang estado ng pagsasama-sama ng isang substance, na nailalarawan sa pamamagitan ng napakahina na mga bono sa pagitan ng mga constituent particle nito (molecules, atoms o ions), pati na rin ang kanilang mataas na mobility. Ang mga particle ng gas ay halos malayang gumagalaw at magulo sa mga pagitan sa pagitan ng mga banggaan, kung saan nangyayari ang isang matalim na pagbabago sa likas na katangian ng kanilang paggalaw. Ang gas na estado ng isang sangkap sa ilalim ng mga kondisyon kung saan posible ang pagkakaroon ng isang matatag na likido o solidong bahagi ng parehong sangkap ay karaniwang tinatawag na singaw. Tulad ng mga likido, ang mga gas ay may pagkalikido at lumalaban sa pagpapapangit. Hindi tulad ng mga likido, ang mga gas ay walang nakapirming dami at hindi bumubuo ng isang libreng ibabaw, ngunit may posibilidad na punan ang buong magagamit na dami (halimbawa, isang sisidlan).
Ang gas na estado ay ang pinakakaraniwang estado ng bagay sa Uniberso (interstellar matter, nebulae, bituin, planetary atmospheres, atbp.). Ang mga kemikal na katangian ng mga gas at ang kanilang mga pinaghalong ay lubhang magkakaibang - mula sa mababang-aktibong mga inert na gas hanggang sa mga paputok na pinaghalong gas. Ang mga gas kung minsan ay kinabibilangan ng hindi lamang mga sistema ng mga atomo at molekula, kundi pati na rin ang mga sistema ng iba pang mga particle - mga photon, electron, Brownian particle, pati na rin ang plasma.
Ang mga gas ay maaaring lumawak nang walang hanggan. Hindi nila pinapanatili ang kanilang hugis o volume. Maraming epekto ng mga molekula sa mga dingding ng sisidlan ang lumikha ng presyon ng gas.
LIQUID Ang likido ay isa sa mga pinagsama-samang estado ng bagay. Ang pangunahing pag-aari ng isang likido, na nakikilala ito mula sa iba pang mga estado ng pagsasama-sama, ay ang kakayahang walang limitasyong baguhin ang hugis nito sa ilalim ng impluwensya ng tangential mechanical stresses, kahit na di-makatwirang maliit, habang halos pinapanatili ang dami nito.
Ang likido ay isang pisikal na katawan na may dalawang katangian: Ito ay may pagkalikido, dahil sa kung saan ito ay walang hugis at tumatagal ang hugis ng sisidlan kung saan ito matatagpuan. Ito ay nagbabago ng hugis at dami ng kaunti na may mga pagbabago sa presyon at temperatura, kung saan ito ay katulad ng isang solidong katawan.
Ang likidong estado ay karaniwang itinuturing na intermediate sa pagitan ng isang solid at isang gas: ang isang gas ay hindi nagpapanatili ng volume o hugis, ngunit ang isang solid ay nagpapanatili pareho. Ang hugis ng mga likidong katawan ay maaaring matukoy nang buo o bahagyang sa pamamagitan ng katotohanan na ang kanilang ibabaw ay kumikilos tulad ng isang nababanat na lamad. Kaya, ang tubig ay maaaring mangolekta sa mga patak. Ngunit ang isang likido ay may kakayahang dumaloy kahit sa ilalim ng nakatigil na ibabaw nito, at nangangahulugan din ito ng mga hindi napanatili na anyo (ng mga panloob na bahagi ng isang likidong katawan). Ang mga molekula ng likido ay walang tiyak na posisyon, ngunit sa parehong oras wala silang kumpletong kalayaan sa paggalaw. Mayroong isang atraksyon sa pagitan nila, sapat na malakas upang panatilihing malapit sila. Ang isang sangkap sa isang likidong estado ay umiiral sa isang tiyak na hanay ng temperatura, sa ibaba kung saan ito ay nagiging isang solidong estado (nagaganap ang crystallization o pagbabagong-anyo sa isang solid-state na amorphous na estado - salamin), sa itaas kung saan ito ay nagiging isang gas na estado (nagaganap ang pagsingaw). Ang mga hangganan ng agwat na ito ay nakasalalay sa presyon. Bilang isang patakaran, ang isang sangkap sa estado ng likido ay may isang pagbabago lamang. (Ang pinakamahalagang eksepsiyon ay ang mga quantum liquid at liquid crystals.) Samakatuwid, sa karamihan ng mga kaso, ang likido ay hindi lamang isang estado ng pagsasama-sama, kundi pati na rin isang thermodynamic phase (liquid phase). Ang lahat ng mga likido ay karaniwang nahahati sa mga purong likido at pinaghalong. Ang ilang mga pinaghalong likido ay may malaking kahalagahan para sa buhay: dugo, tubig dagat, atbp. Ang mga likido ay maaaring kumilos bilang mga solvents.
Pagbuo ng isang libreng ibabaw at pag-igting sa ibabaw Dahil sa pag-iingat ng lakas ng tunog, ang isang likido ay may kakayahang bumuo ng isang libreng ibabaw. Ang nasabing ibabaw ay ang interface sa pagitan ng mga phase ng isang naibigay na sangkap: sa isang gilid mayroong isang likidong bahagi, sa kabilang banda ay may gas na bahagi (singaw), at, marahil, iba pang mga gas, halimbawa, hangin. Kung ang likido at gas na mga phase ng parehong substansiya ay nakipag-ugnay, ang mga puwersa ay lumitaw na may posibilidad na bawasan ang lugar ng interface - mga puwersa ng pag-igting sa ibabaw. Ang interface ay kumikilos tulad ng isang nababanat na lamad na may posibilidad na kumukuha. Ang pag-igting sa ibabaw ay maaaring ipaliwanag sa pamamagitan ng pagkahumaling sa pagitan ng mga likidong molekula. Ang bawat molekula ay umaakit ng iba pang mga molekula, nagsisikap na "palibutan" ang sarili sa kanila, at samakatuwid ay umalis sa ibabaw. Alinsunod dito, ang ibabaw ay may posibilidad na bumaba. Samakatuwid, ang mga bula ng sabon at mga bula ay may posibilidad na magkaroon ng spherical na hugis kapag kumukulo: para sa isang partikular na volume, ang isang globo ay may pinakamababang lugar sa ibabaw. Kung ang mga puwersa ng pag-igting sa ibabaw ay kumikilos lamang sa isang likido, ito ay kinakailangang magkaroon ng isang spherical na hugis - halimbawa, ang tubig ay bumaba sa zero gravity. Ang mga maliliit na bagay na may densidad na mas malaki kaysa sa likido ay maaaring "lumulutang" sa ibabaw ng likido, dahil ang puwersa ng grabidad ay mas mababa kaysa sa puwersa na pumipigil sa pagtaas ng lugar sa ibabaw.
Ang paglipat ng mga likido mula sa isang estado patungo sa isa pang Pagsingaw ay ang unti-unting paglipat ng isang sangkap mula sa isang likido patungo sa isang gas na bahagi (singaw). Sa panahon ng paggalaw ng init, ang ilang mga molekula ay umaalis sa likido sa ibabaw nito at nagiging singaw. Kasabay nito, ang ilang mga molekula ay bumalik mula sa singaw patungo sa likido. Kung mas maraming molekula ang nag-iiwan ng likido kaysa pumasok, pagkatapos ay magaganap ang pagsingaw. Ang condensation ay isang baligtad na proseso, ang paglipat ng isang sangkap mula sa isang gas na estado sa isang likido. Sa kasong ito, mas maraming molekula ang pumapasok sa likido mula sa singaw kaysa sa singaw mula sa likido. Ang pagkulo ay ang proseso ng pagsingaw sa loob ng isang likido. Sa isang sapat na mataas na temperatura, ang presyon ng singaw ay nagiging mas mataas kaysa sa presyon sa loob ng likido, at ang mga bula ng singaw ay nagsisimulang mabuo doon, na (sa ilalim ng mga kondisyon ng grabidad) ay lumulutang sa itaas. Ang basa ay isang hindi pangkaraniwang bagay sa ibabaw na nangyayari kapag ang isang likido ay nakipag-ugnay sa isang solidong ibabaw sa pagkakaroon ng singaw, iyon ay, sa mga interface ng tatlong yugto. Ang miscibility ay ang kakayahan ng mga likido na matunaw sa bawat isa. Isang halimbawa ng mga natutunaw na likido: tubig at ethyl alcohol, isang halimbawa ng mga hindi nahahalo na likido: tubig at likidong langis.
Ang solid ay isa sa apat na estado ng pagsasama-sama ng bagay, na naiiba sa ibang mga estado ng pagsasama-sama (mga likido, mga gas, plasma) sa katatagan ng hugis nito at ang likas na katangian ng thermal motion ng mga atomo na nagsasagawa ng maliliit na oscillations sa paligid ng mga posisyon ng equilibrium.
Ginagawang posible ng molecular kinetic theory na maunawaan kung bakit ang isang substance ay maaaring nasa iba't ibang estado ng pagsasama-sama: gaseous, liquid at solid.
Ang panlabas na natatanging tampok ng mga estadong ito ay ang compressibility (pagbabago ng volume) at pagkalikido (pagpapanatili ng hugis).
Mula sa punto ng view ng molecular kinetic theory, ang mga estado ng pagsasama-sama ay naiiba sa halaga ng average na distansya sa pagitan ng mga molekula at ang likas na katangian ng paggalaw ng mga molekula na nauugnay sa bawat isa.
Sa pamamagitan ng pagtaas ng temperatura ng isang gas sa isang nakapirming presyon, ang isang bahagyang at pagkatapos ay ganap na ionized na plasma ay maaaring makuha, kadalasang itinuturing na ikaapat na estado ng bagay. Sa pagtaas ng presyon, ang bagay ay maaaring pumunta sa ikalimang - neutron - estado, na natanto sa kalikasan sa anyo ng mga neutron na bituin.
Batay sa MCT, isasaalang-alang natin ang mga pagkakaiba at pagkakatulad ng thermal motion ng mga particle ng mga gas, likido at solid.
Ang mga gas ay mga katawan kung saan halos malayang gumagalaw ang mga molekula sa pagitan ng mga banggaan, kung saan ang kalikasan ng kanilang paggalaw ay kapansin-pansing nagbabago. Ayon sa MCT, ang mga molekula ng gas ay matatagpuan mula sa isa't isa sa mga distansyang lumalampas sa laki ng mga molekula mismo ng ilang beses. Sa kasong ito, ang mga kaakit-akit na pwersa ay maliit na, samakatuwid, nakikilahok sa magulong paggalaw, ang mga molekula ng gas ay maaaring lumayo sa anumang distansya. Sinasakop ng gas ang dami ng isang sisidlan ng anumang laki. Maaari itong makabuluhang i-compress sa ilalim ng impluwensya ng mga panlabas na puwersa.
Halimbawa, ang dami ng isang sisidlan ay maaaring sampu-sampung libong beses na mas malaki kaysa sa dami ng mga molekula sa loob nito.
Ang mga gas ay madaling ma-compress kung ang average na distansya sa pagitan ng mga molekula ay bumababa, ngunit ang hugis ng molekula ay hindi nagbabago. Ang mga molekula, na gumagalaw sa kalawakan sa napakalaking bilis - daan-daang metro bawat segundo, ay nagbabanggaan, pagkatapos ay tumalbog sa iba't ibang direksyon tulad ng mga bola ng bilyar. Ang mahinang kaakit-akit na puwersa ng mga molekula ng gas ay hindi kayang hawakan ang mga ito malapit sa isa't isa.
Samakatuwid, ang mga gas ay maaaring lumawak nang walang limitasyon. Hindi nila pinapanatili ang hugis o dami.
Maraming epekto ng mga molekula sa mga dingding ng sisidlan ang lumikha ng presyon ng gas. Ang isang halimbawa nito ay isang lobo. Hindi ito mapapalaki sa isang panig. Ang gas o hangin sa bola ay kumakalat sa buong volume.
Paano mo mahuhusgahan ang konsentrasyon ng mga molekula sa loob ng bola? Ang mas maraming gas sa loob ng bola, mas siksik ito ay napalaki, i.e. nagiging mas nababanat.
Ang mga likido ay mga katawan na nabuo sa pamamagitan ng mga sangkap sa isang estado kung saan ang hugis ng katawan ay hindi pinananatili sa ilalim ng impluwensya ng gravity o isang maliit na pagkarga. Gayunpaman, ang likido ay mahirap i-compress kahit na sa ilalim ng makabuluhang pwersa.
Ang mga molekula ng likido ay hindi bumubuo ng isang pare-parehong spatial na istraktura; matatagpuan mula sa isa't isa sa mga distansya na maihahambing sa laki ng mga molekula mismo, halos malapit sa isa't isa, kaya ang isang likidong molekula ay kumikilos nang iba kaysa sa isang molekula ng gas. Ang likas na katangian ng paggalaw ng mga molekulang ito ay isang hanay ng mga oscillations na nauugnay sa posisyon ng balanse, bilang isang resulta ng mga banggaan sa mga kalapit na molekula, i.e. pansamantalang nakaupo na posisyon, na kahalili ng mga pagtalon sa isang bagong nakaupo na posisyon.
Sa mga likido, mayroong tinatawag na short-range order, ibig sabihin, ang ordered arrangement ng mga molecule ay pinananatili sa mga distansyang katumbas ng ilang molekular diameters. Ang molekula ay nag-o-oscillates sa paligid ng posisyon ng balanse nito: dito ang repulsive na puwersa ay katumbas ng kaakit-akit na puwersa, ibig sabihin, ang kabuuang puwersa ng pakikipag-ugnayan ng molekula ay zero. Ang oras ng sedentary na buhay ng isang molekula ng tubig: ang oras ng mga oscillations nito sa paligid ng isang tiyak na posisyon ng equilibrium sa temperatura ng silid ay nasa average na 10-11 s. Ang oras ng isang oscillation ay mas mababa sa 10-12-10-13 s. Sa pagtaas ng temperatura, bumababa ang oras ng paninirahan ng mga molekula.
Ang kalikasan ng molecular motion sa mga likido ay unang itinatag ng Soviet physicist na si Yakov Ilyich Frenkel. Ang mga resulta ng kanyang trabaho ay nagpapahintulot sa amin na maunawaan ang mga pangunahing katangian ng mga likido.
Ang mga molekula ng likido ay matatagpuan nang direkta sa tabi ng bawat isa. Habang bumababa ang lakas ng tunog, nagiging napakalaki ng mga puwersang salungat. Ipinapaliwanag nito ang mababang compressibility ng mga likido.
Ang mga likido ay tuluy-tuloy, iyon ay, hindi nila pinapanatili ang kanilang hugis, dahil ang panlabas na puwersa ay hindi kapansin-pansing nagbabago sa bilang ng mga molekular na paglukso bawat segundo. Ngunit ang mga pagtalon ng mga molekula mula sa isang nakatigil na posisyon patungo sa isa pa ay nangyayari nang nakararami sa direksyon ng pagkilos ng panlabas na puwersa. Ito ang dahilan kung bakit umaagos ang likido at nagiging hugis ng lalagyan.
Ang solid ay isang estado ng pagsasama-sama ng isang sangkap, na nailalarawan sa pamamagitan ng katatagan ng hugis sa ilalim ng makabuluhang mga pagkarga (maihahambing sa mga epekto ng gravity) at thermal na paggalaw ng mga atomo sa anyo ng maliliit na vibrations sa paligid ng mga posisyon ng equilibrium (kaya ang paglitaw ng mga deformation sa ilalim lamang ng malaki. panlabas na pwersa). Bilang karagdagan, ang distansya sa pagitan ng mga molekula ay maihahambing sa laki ng mga molekula mismo, at kapag na-compress, ang mga salungat na puwersa ay lumitaw sa pagitan nila (kaya ang hindi pagkakacompress ng mga solido).
Ang mga atomo o molekula ng mga solido, hindi katulad ng mga atomo at molekula ng mga likido, ay nag-vibrate sa paligid ng ilang partikular na posisyon ng equilibrium. Para sa kadahilanang ito, ang mga solido ay nagpapanatili hindi lamang dami, kundi pati na rin ang hugis. Ang potensyal na enerhiya ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga solidong molekula ay higit na malaki kaysa sa kanilang kinetic energy.
May isa pang mahalagang pagkakaiba sa pagitan ng mga likido at solid. Ang isang likido ay maihahambing sa isang pulutong ng mga tao, kung saan ang mga indibidwal ay hindi mapakali na naghahabulan sa kanilang kinalalagyan, at ang isang solidong katawan ay katulad ng parehong pulutong ng mga tao na, bagama't hindi sila nakatayo sa atensyon, ay nagpapanatili sa karaniwang ilang mga distansya sa pagitan nila. Kung ikinonekta mo ang mga sentro ng mga posisyon ng equilibrium ng mga atomo o mga ion ng isang solid, makakakuha ka ng isang regular na spatial na sala-sala, na tinatawag na isang mala-kristal na sala-sala.
Ang mga guhit ay naglalarawan ng mga kristal na sala-sala ng table salt at brilyante. Ang panloob na pagkakasunud-sunod sa pag-aayos ng mga atomo sa mga kristal ay humahantong sa regular na panlabas na mga geometric na hugis.
May mga mala-kristal at walang hugis na solido.
Sa mga amorphous na katawan, ang mga atom ay nag-vibrate sa paligid ng mga random na matatagpuan na mga punto, ang pagkakasunud-sunod nito ay sinusunod lamang sa mga distansya na maihahambing sa mga interatomic.
Sa mga kristal, ang periodicity sa lokasyon ng mga puntong ito ay sinusunod para sa mga di-makatwirang malayong atomo.
Mula sa punto ng view ng MCT, ang mga pag-aari na ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng ordered arrangement ng mga atoms (molecules) sa katawan. Ang kaayusan na ito ay hindi nagbabago sa loob ng mahabang panahon.
Ang kristal ay isang solid na may tatlong-dimensional na periodic atomic o molekular na istraktura. Karaniwan ang gayong katawan ay may hugis ng isang regular na simetriko polyhedron. Ang malalaking solong kristal ay tinatawag na solong kristal. Ang mga solong kristal na may iba't ibang laki ay matatagpuan sa kalikasan: mula sa napakalaking mga kristal na kuwarts (hanggang sa ilang daang kilo) hanggang sa maliliit (nagkakalat ng mga kristal na brilyante). Ang isang natatanging katangian ng mga mala-kristal na katawan ay:
1) anisotropy ng mga solong kristal (dependence ng mga katangian sa direksyon); halimbawa, kung naglagay ka ng garapon na salamin, madali mo itong madurog sa pamamagitan ng pagtayo dito. Gayunpaman, kung ibababa mo ang garapon, madali nitong susuportahan ang iyong timbang;
2) ang pagkakaroon ng isang nakapirming temperatura ng pagkatunaw.
Ang isang amorphous na katawan ay walang ordered (crystalline) na istraktura ng mga molekula; nananatili lamang ang hugis nito dahil sa kahirapan ng paglipat ng mga molekula na may kaugnayan sa bawat isa.
Kapag pinainit, unti-unting lumalambot ang amorphous na katawan. Ang mekanikal, thermal at iba pang mga katangian ay pareho sa lahat ng direksyon ng naturang katawan.
Ang amorphous state ay katangian ng mga molekula na may malaking haba kumpara sa nakahalang laki ng mga molekula mismo (organic polymers, baso). Sa matagal na pagkakalantad sa mababang puwersa, ang mga amorphous na katawan, tulad ng mga likido, ay nagpapakita ng pagkalikido.