5 STAVOV AGREGÁCIE HMOTY - CHÉMIA - 2026

Tieto stavy agregácie hmoty sú spojené s tým, že môžu existovať v rôznych štátoch, v závislosti na hustote vystavoval molekúl, ktoré ju tvoria. Fyzika je veda, ktorá je zodpovedná za štúdium podstaty a vlastností hmoty a energie vo vesmíre.

Pojem hmoty je definovaný ako všetko, čo tvorí vesmír (atómy, molekuly a ióny), ktoré tvoria všetky existujúce fyzikálne štruktúry. Tradičné vedecké výskumy považovali agregačné stavy látok za úplné ako tie, ktoré sú zastúpené v troch známych: tuhých, kvapalných alebo plynných.

Existujú však ďalšie dve fázy, ktoré boli stanovené v poslednom čase, čo umožňuje ich klasifikáciu ako takú a pridanie do troch pôvodných stavov (tzv. Plazma a kondenzát Bose-Einstein).

Ide o formy, ktoré sú zriedkavejšie ako tradičné formy, ale ktoré za správnych podmienok vykazujú prirodzené vlastnosti a také jedinečné, že ich možno klasifikovať ako stav agregácie.

Stavy hromadenia hmoty

tuhý

Kovy sú tuhé

Keď sa hovorí o látke v pevnom stave, možno ju definovať ako molekulu, v ktorej sú molekuly, ktoré ju tvoria, kompaktne spojené, umožňujú medzi sebou veľmi malý priestor a poskytujú jej štruktúre rigidný charakter.

Materiály v tomto stave agregácie teda netečú voľne (ako kvapaliny) alebo objemovo expandujú (ako plyny) a na účely rôznych aplikácií sa považujú za nestlačiteľné látky.

Okrem toho môžu mať kryštalické štruktúry, ktoré sú usporiadané usporiadaným a pravidelným spôsobom alebo narušeným a nepravidelným spôsobom, napríklad amorfné štruktúry.

V tomto zmysle nie sú tuhé látky vo svojej štruktúre nevyhnutne homogénne, pretože sú schopné nájsť tie, ktoré sú chemicky heterogénne. Majú schopnosť ísť priamo do kvapalného stavu vo fúznom procese, ako aj ísť do plynného stavu pomocou sublimácie.

Druhy pevných látok

Pevné materiály sú rozdelené do niekoľkých klasifikácií:

Kovy: sú to silné a husté tuhé látky, ktoré sú zvyčajne tiež vynikajúcimi vodičmi elektriny (vďaka svojim voľným elektrónom) a tepla (kvôli svojej tepelnej vodivosti). Tvoria veľkú časť periodickej tabuľky prvkov a môžu byť spojené s iným kovom alebo nekovom za vzniku zliatin. V závislosti od príslušného kovu sa môžu vyskytovať prirodzene alebo umelo.

minerály

Sú to tuhé látky tvorené prirodzene geologickými procesmi, ktoré sa vyskytujú pri vysokom tlaku.

Minerály sú katalogizované takýmto spôsobom podľa svojej kryštalickej štruktúry s jednotnými vlastnosťami a ich typ sa veľmi líši v závislosti od diskutovaného materiálu a jeho pôvodu. Tento druh pevnej látky sa veľmi často vyskytuje na celej planéte Zem.

keramika

Sú to tuhé látky, ktoré sú tvorené z anorganických a nekovových látok, zvyčajne pôsobením tepla, a ktoré majú kryštalické alebo semikryštalické štruktúry.

Špecialitou tohto typu materiálu je, že dokáže rozptyľovať vysoké teploty, nárazy a sily, čo z neho robí vynikajúci komponent pre pokročilé technológie v oblasti letectva, elektroniky a dokonca aj vo vojenských oblastiach.

Organické pevné látky

Sú to tuhé látky, ktoré sa skladajú hlavne z prvkov uhlík a vodík a môžu mať tiež štruktúru dusíka, kyslíka, fosforu, síry alebo halogénu.

Tieto látky sa veľmi líšia, pozorujú sa materiály, ktoré zahŕňajú prírodné a umelé polyméry až parafínový vosk pochádzajúci z uhľovodíkov.

Kompozitné materiály

Sú to relatívne moderné materiály, ktoré boli vyvinuté spojením dvoch alebo viacerých tuhých látok, čím sa vytvorila nová látka s charakteristikami každej z jej zložiek, čím sa využili ich vlastnosti pre materiál nadradený originálom. Medzi príklady patrí železobetón a kompozitné drevo.

Semiconductors

Sú pomenované pre ich odpor a elektrickú vodivosť, ktorá ich stavia medzi kovové vodiče a nekovové induktory. Často sa používajú v oblasti modernej elektroniky a na akumuláciu slnečnej energie.

nanomateriály

Sú to pevné látky mikroskopických rozmerov, čo znamená, že majú odlišné vlastnosti ako ich väčšia verzia. Nachádzajú uplatnenie v špecializovaných vedných a technických odboroch, napríklad v oblasti skladovania energie.

biomateriály

Sú to prírodné a biologické materiály s komplexnými a jedinečnými vlastnosťami, ktoré sa líšia od všetkých ostatných tuhých látok v dôsledku ich pôvodu získaného miliónmi rokov vývoja. Skladajú sa z rôznych organických prvkov a môžu sa formovať a reformovať podľa vnútorných charakteristík, ktoré majú.

kvapalina

Kvapalina sa nazýva záležitosť, ktorá je takmer v nestlačiteľnom stave a ktorá zaberá objem nádoby, v ktorej sa nachádza.

Na rozdiel od pevných látok prúdia kvapaliny voľne na povrch, kde sú, ale nerozptyľujú objemovo podobné plyny; Z tohto dôvodu si udržiavajú prakticky konštantnú hustotu. Majú tiež schopnosť navlhčiť alebo zvlhčiť povrchy, ktorých sa dotýkajú v dôsledku povrchového napätia.

Kvapaliny sa riadia vlastnosťou známou ako viskozita, ktorá meria ich odolnosť proti deformácii strihom alebo pohybom.

Na základe ich správania s ohľadom na viskozitu a deformáciu môžu byť tekutiny klasifikované do newtonských a nenewtonských tekutín, aj keď to nebude v tomto článku podrobne diskutované.

Je dôležité poznamenať, že v normálnom stave sú v tomto stave agregácie iba dva prvky: bróm a ortuť a cézium, gálium, francium a rubídium sa za vhodných podmienok môžu ľahko dostať do kvapalného stavu.

Procesom tuhnutia sa môžu premieňať na pevný stav a varom sa môžu premieňať na plyny.

Druhy tekutín

Podľa ich štruktúry sú tekutiny rozdelené do piatich typov:

rozpúšťadlá

Predstavujú všetky tie bežné a neobvyklé kvapaliny, ktoré majú vo svojej štruktúre iba jeden typ molekúl. Rozpúšťadlá sú tie látky, ktoré slúžia na rozpustenie tuhých látok a iných tekutín vo vnútri, na vytvorenie nových typov kvapalín.

riešenie

Sú to kvapaliny vo forme homogénnej zmesi, ktoré sa vytvorili spojením rozpustenej látky a rozpúšťadla, pričom rozpustenou látkou môže byť pevná látka alebo iná kvapalina.

emulzie

Predstavujú sa ako kvapaliny, ktoré sa vytvorili zmiešaním dvoch typicky nemiešateľných kvapalín. Sú pozorované ako kvapalina suspendovaná v inej forme guľôčok a môžu byť nájdené vo forme W / O (voda v oleji) alebo O / W (olej vo vode), v závislosti od ich štruktúry.

vylúčenie

Suspenzie sú tie kvapaliny, v ktorých sú pevné častice suspendované v rozpúšťadle. Môžu sa tvoriť v prírode, ale najbežnejšie sa vyskytujú vo farmaceutickej oblasti.

Aerosólových sprejov

Vznikajú, keď plyn prechádza kvapalinou a prvý je dispergovaný v druhom. Tieto látky sú svojou povahou kvapalné s plynnými molekulami a môžu sa oddeliť so zvýšením teploty.

plynový

Plyn sa považuje za stav stlačiteľnej látky, v ktorom sú molekuly značne oddelené a rozptýlené a kde expandujú, aby obsadzovali objem nádoby, v ktorej sú obsiahnuté.

Tiež existuje niekoľko prvkov, ktoré sa prirodzene nachádzajú v plynnom stave a môžu sa spojiť s inými látkami za vzniku plynných zmesí.

Plyny môžu byť konvertované priamo na kvapaliny pomocou procesu kondenzácie a na pevné látky pomocou vzácneho procesu depozície. Okrem toho sa môžu zahriať na veľmi vysoké teploty alebo prejsť silným elektromagnetickým poľom, aby ich ionizovali a premenili ich na plazmu.

Vzhľadom na ich komplikovanú povahu a nestabilitu v závislosti od okolitých podmienok sa vlastnosti plynov môžu meniť v závislosti od tlaku a teploty, v ktorej sa nachádzajú, takže niekedy pracujete s plynmi za predpokladu, že sú „ideálne“.

Druhy plynov

Existujú tri typy plynov podľa ich štruktúry a pôvodu, ktoré sú opísané nižšie:

Elementárne živiny

Sú definované ako všetky tie prvky, ktoré sa nachádzajú v prírode v plynnom stave a za normálnych podmienok, ktoré sú pozorované na planéte Zem, ako aj na iných planétach.

V tomto prípade možno ako príklad uviesť kyslík, vodík, dusík a vzácne plyny, okrem chlóru a fluóru.

Prírodné zlúčeniny

Sú to plyny, ktoré sa v prírode vytvárajú biologickými procesmi a sú vyrobené z dvoch alebo viacerých prvkov. Zvyčajne sa skladajú z vodíka, kyslíka a dusíka, aj keď vo veľmi zriedkavých prípadoch sa môžu tvoriť aj vzácnymi plynmi.

umelý

Sú to plyny, ktoré človek vytvára z prírodných zlúčenín a ktoré sú vyrobené tak, aby vyhovovali potrebám človeka. Niektoré umelé plyny, ako sú chlórfluórované uhľovodíky, anestetiká a sterilizátory, môžu byť toxickejšie alebo znečisťujúce, ako sa pôvodne predpokladalo, preto existujú nariadenia, ktoré obmedzujú ich masívne použitie.

plazma

Tento stav agregácie hmoty bol prvýkrát opísaný v 20. rokoch 20. storočia a je charakterizovaný jeho neexistenciou na zemskom povrchu.

Vyskytuje sa iba vtedy, keď je neutrálny plyn vystavený pomerne silnému elektromagnetickému poľu a tvorí triedu ionizovaného plynu, ktorý je vysoko vodivý k elektrine, a ktorý je tiež dostatočne odlišný od ostatných existujúcich agregačných štátov, aby si zaslúžil vlastnú klasifikáciu ako štát. ,

Hmota v tomto stave môže byť deionizovaná, aby sa znova stala plynom, ale je to zložitý proces, ktorý si vyžaduje extrémne podmienky.

Predpokladá sa, že plazma predstavuje najhojnejší stav hmoty vo vesmíre; Tieto argumenty sú založené na existencii takzvanej „temnej hmoty“, ktorú navrhli kvantoví fyzici na vysvetlenie gravitačných javov vo vesmíre.

Druhy plazmy

Existujú tri typy plazmy, ktoré sú klasifikované iba podľa ich pôvodu; Stáva sa to dokonca v rámci rovnakej klasifikácie, pretože plazmy sa od seba veľmi líšia a poznať jednu nie je dostatočné na to, aby sme ich všetky spoznali.

umelý

Je to taká ľudská plazma, ako sú plazmidy nachádzajúce sa vo vnútri obrazoviek, žiariviek a neónových nápisov av raketových pohonných hmotách.

Pôda

Je to plazma, ktorá je nejakým spôsobom formovaná Zemou, čo jasne ukazuje, že sa vyskytuje hlavne v atmosfére alebo inom podobnom prostredí a že sa nevyskytuje na povrchu. Zahŕňa blesky, polárny vietor, ionosféru a magnetosféru.

priestor

Je to plazma, ktorá sa pozoruje vo vesmíre a vytvára štruktúry rôznych veľkostí, od niekoľkých metrov po obrovské predĺženie svetelných rokov.

Táto plazma sa pozoruje v hviezdach (vrátane nášho Slnka), v slnečnom vetre, medzihviezdnom a intergalaktickom médiu, ako aj v medzihviezdnych hmlovinách.

Kondenzát Bose-Einstein

Kondenzát Bose-Einstein je relatívne nový koncept. Má svoj pôvod v roku 1924, keď fyzici Albert Einstein a Satyendra Nath Bose predpovedali svoju existenciu všeobecne.

Tento stav sa opisuje ako zriedený plyn bozónov - elementárnych alebo zložených častíc, ktoré sú spojené s tým, že sú nosičmi energie - ktoré boli ochladené na teplotu veľmi blízku absolútnej nule (-273,15 K).

Za týchto podmienok bozóny zložky kondenzátu prechádzajú do svojho minimálneho kvantového stavu, čo spôsobuje, že majú vlastnosti jedinečných a konkrétnych mikroskopických javov, ktoré ich oddeľujú od normálnych plynov.

Molekuly kondenzátu BE vykazujú vlastnosti supravodivosti; to znamená, že neexistuje elektrický odpor. Môžu tiež vykazovať vlastnosti superfluidity, vďaka ktorým má látka nulovú viskozitu, takže môže v dôsledku trenia prúdiť bez straty kinetickej energie.

V dôsledku nestability a krátkej existencie látky v tomto stave sa stále skúma možné použitie týchto typov zlúčenín.

Preto sa okrem použitia v štúdiách, ktoré sa snažili spomaliť rýchlosť svetla, nedosiahlo veľa aplikácií pre tento typ látky. Existujú však náznaky, že môže pomôcť ľudstvu vo veľkom počte budúcich úloh.

Referencie

1. BBC. (SF). Stavy hmoty. Zdroj: bbc.com
2. Learning, L. (sf). Klasifikácia záležitosti. Zdroj:
3. LiveScience. (SF). Stavy hmoty. Zdroj: livescience.com
4. University, P. (sf). Stavy hmoty. Zdroj: chem.purdue.edu
5. Wikipedia. (SF). Stav hmoty. Zdroj: en.wikipedia.org