5 STAVŮ AGREGACE HMOTY - CHEMIE - 2025

Tyto stavy agregace hmoty jsou spojeny s tím, že mohou existovat v různých státech, v závislosti na hustotě vystavoval molekul, které ji tvoří. Věda o fyzice je ta, která je zodpovědná za studium povahy a vlastností hmoty a energie ve vesmíru.

Pojem hmoty je definován jako vše, co tvoří vesmír (atomy, molekuly a ionty), které tvoří všechny existující fyzické struktury. Tradiční vědecké výzkumy považovaly agregační stavy látek za úplné jako ty, které jsou zastoupeny ve třech známých: pevných, kapalných nebo plynných.

Existují však dvě další fáze, které byly stanoveny nověji, což umožňuje, aby byly klasifikovány jako takové a přidány do tří původních stavů (tzv. Plazma a Bose-Einsteinův kondenzát).

Představují formy hmoty vzácnější než ty tradiční, ale které za správných podmínek vykazují vnitřní vlastnosti a natolik jedinečné, aby mohly být klasifikovány jako stavy agregace.

Stavy hromadění hmoty

Pevný

Kovy jsou pevné

Když mluvíme o hmotě v pevném stavu, lze ji definovat jako molekulu, ve které jsou molekuly, které ji tvoří, kompaktně spojeny, ponechají mezi sebou velmi malý prostor a její struktuře poskytují rigidní charakter.

Materiály v tomto stavu agregace tedy netečou volně (jako kapaliny) nebo objemově expandují (jako plyny) a pro účely různých aplikací jsou považovány za nestlačitelné látky.

Kromě toho mohou mít krystalické struktury, které jsou uspořádány řádným a pravidelným způsobem nebo narušeným a nepravidelným způsobem, jako jsou amorfní struktury.

V tomto smyslu nejsou pevné látky ve své struktuře nutně homogenní, protože jsou schopny najít ty, které jsou chemicky heterogenní. Mají schopnost jít přímo do kapalného stavu ve fúzním procesu a také jít do plynného stavu sublimací.

Druhy pevných látek

Pevné materiály jsou rozděleny do několika klasifikací:

Kovy: jsou to silné a husté pevné látky, které jsou obvykle také vynikajícími vodiči elektřiny (díky svým volným elektronům) a tepla (kvůli jejich tepelné vodivosti). Oni tvoří hodně z periodické tabulky prvků, a moci být spojen s jiným kovem nebo nonmetal tvořit slitiny. V závislosti na daném kovu mohou být nalezeny přirozeně nebo uměle.

Minerály

Jsou to pevné látky, které se přirozeně vytvářejí geologickými procesy, ke kterým dochází při vysokém tlaku.

Minerály jsou katalogizovány způsobem krystalické struktury s jednotnými vlastnostmi a jejich typ se velmi liší v závislosti na diskutovaném materiálu a jeho původu. Tento typ pevné látky se velmi často vyskytuje po celé planetě Zemi.

Keramika

Jsou to pevné látky, které jsou vytvářeny z anorganických a nekovových látek, obvykle působením tepla, a které mají krystalické nebo semikrystalické struktury.

Specialitou tohoto typu materiálu je, že dokáže rozptylovat vysoké teploty, rázy a sílu, což z něj činí vynikající komponentu pro pokročilé technologie v leteckých, elektronických a dokonce i vojenských oborech.

Organické pevné látky

Jsou to tuhé látky, které se skládají hlavně z prvků uhlíku a vodíku a mohou mít ve své struktuře také molekuly dusíku, kyslíku, fosforu, síry nebo halogenu.

Tyto látky se velmi liší, s materiály od přírodních a umělých polymerů po parafinový vosk pocházející z uhlovodíků.

Kompozitní materiály

Jsou to ty relativně moderní materiály, které byly vyvinuty spojením dvou nebo více pevných látek, čímž se vytvořila nová látka s vlastnostmi každé z jejích složek, a tak využily svých vlastností pro materiál lepší než originály. Jejich příklady zahrnují železobeton a kompozitní dřevo.

Polovodiče

Oni jsou jmenováni pro jejich odpor a elektrickou vodivost, který umístí je mezi kovové vodiče a nekovové induktory. Často se používají v oblasti moderní elektroniky a akumulují sluneční energii.

Nanomateriály

Jsou to pevné látky mikroskopických rozměrů, což znamená, že mají odlišné vlastnosti než jejich větší verze. Nacházejí uplatnění ve specializovaných oborech vědy a techniky, například v oblasti skladování energie.

Biomateriály

Jsou to přírodní a biologické materiály se složitými a jedinečnými vlastnostmi, které se liší od všech ostatních pevných látek v důsledku jejich původu dané miliony let vývoje. Jsou tvořeny různými organickými prvky a mohou být formovány a reformovány podle vlastních charakteristik, které vlastní.

Kapalina

Kapalina se nazývá záležitost, která je v téměř nestlačitelném stavu, který zabírá objem nádoby, ve které se nachází.

Na rozdíl od pevných látek proudí tekutiny volně na povrch, kde jsou, ale nerozšiřují objemově jako plyny; z tohoto důvodu udržují prakticky konstantní hustotu. Mají také schopnost navlhčit nebo navlhčit povrchy, kterých se dotýkají v důsledku povrchového napětí.

Kapaliny se řídí vlastností známou jako viskozita, která měří jejich odolnost proti deformaci střihem nebo pohybem.

Na základě jejich chování s ohledem na viskozitu a deformaci mohou být kapaliny klasifikovány do newtonských a nenewtonských tekutin, ačkoli to nebude v tomto článku podrobně diskutováno.

Je důležité si uvědomit, že v tomto stavu agregace se za normálních podmínek vyskytují pouze dva prvky: brom a rtuť a cesium, gallium, francium a rubidium mohou také za vhodných podmínek snadno dosáhnout tekutého stavu.

Mohou být přeměněny na pevný stav procesem tuhnutí, a také mohou být přeměněny na plyny varem.

Druhy kapalin

Podle jejich struktury jsou tekutiny rozděleny do pěti typů:

Rozpouštědla

Představují všechny ty běžné a neobvyklé kapaliny s pouze jedním typem molekul ve své struktuře. Rozpouštědla jsou ty látky, které slouží k rozpuštění pevných látek a jiných kapalin uvnitř, za vzniku nových typů kapalin.

Řešení

Jsou to kapaliny ve formě homogenní směsi, které byly vytvořeny spojením solutu a rozpouštědla, solutem může být pevná látka nebo jiná kapalina.

Emulze

Jsou zastoupeny jako kapaliny, které byly vytvořeny smícháním dvou typicky nemísitelných kapalin. Jsou pozorovány jako kapalina suspendovaná v jiné formě globulí a lze je nalézt ve formě W / O (voda v oleji) nebo O / W (olej ve vodě), v závislosti na jejich struktuře.

Pozastavení

Suspenze jsou takové kapaliny, ve kterých jsou pevné částice suspendovány v rozpouštědle. Mohou být vytvořeny v přírodě, ale nejčastěji jsou vidět ve farmaceutické oblasti.

Aerosolové spreje

Vznikají, když plyn prochází kapalinou a první je rozptýlen ve druhém. Tyto látky jsou v přírodě kapalné s plynnými molekulami a mohou se oddělit se zvýšením teploty.

Plyn

Plyn je považován za stav stlačitelného materiálu, ve kterém jsou molekuly značně odděleny a rozptýleny a kde expandují, aby obsáhly objem nádoby, kde jsou obsaženy.

Také existuje několik prvků, které se přirozeně nacházejí v plynném stavu a mohou se spojovat s jinými látkami za vzniku plynných směsí.

Plyny mohou být přeměněny přímo na kapaliny procesem kondenzace a na pevné látky vzácným procesem depozice. Kromě toho mohou být zahřívány na velmi vysoké teploty nebo mohou projít silným elektromagnetickým polem, aby je ionizovaly a přeměňovaly na plazmu.

S ohledem na jejich komplikovanou povahu a nestabilitu v závislosti na okolních podmínkách se vlastnosti plynů mohou lišit v závislosti na tlaku a teplotě, ve které se nacházejí, takže někdy pracujete s plyny za předpokladu, že jsou "ideální".

Druhy plynů

Existují tři typy plynů podle jejich struktury a původu, které jsou popsány níže:

Elementární příroda

Jsou definovány jako všechny ty prvky, které se nacházejí v plynném stavu v přírodě a za normálních podmínek, které jsou pozorovány na planetě Zemi i na jiných planetách.

V tomto případě lze jako příklady jmenovat kromě chloru a fluoru také kyslík, vodík, dusík a vzácné plyny.

Přírodní sloučeniny

Jsou to plyny, které se v přírodě vytvářejí biologickými procesy a jsou vyrobeny ze dvou nebo více prvků. Obvykle se skládají z vodíku, kyslíku a dusíku, i když ve velmi vzácných případech mohou být tvořeny také ušlechtilými plyny.

Umělý

Jsou to plyny vytvořené člověkem z přírodních sloučenin, vyrobené tak, aby vyhovovaly potřebám člověka. Některé umělé plyny, jako jsou chlorfluoruhlovodíky, anesteziologická činidla a sterilanty, mohou být toxičtější nebo znečišťující, než se dříve myslelo, proto existují předpisy omezující jejich masivní použití.

Plazma

Tento stav agregace hmoty byl poprvé popsán ve 20. letech 20. století a je charakterizován jeho neexistencí na zemském povrchu.

Objevuje se pouze tehdy, když je neutrální plyn vystaven poměrně silnému elektromagnetickému poli a vytváří třídu ionizovaného plynu, který je vysoce vodivý k elektřině a který je také dostatečně odlišný od ostatních existujících agregačních států, aby si zasloužil vlastní klasifikaci jako stát..

Hmota v tomto stavu může být deionizována, aby se znovu stala plynem, ale je to složitý proces, který vyžaduje extrémní podmínky.

Předpokládá se, že plazma představuje nejhojnější stav hmoty ve vesmíru; Tyto argumenty jsou založeny na existenci tzv. „Temné hmoty“, kterou navrhli kvantoví fyzici k vysvětlení gravitačních jevů ve vesmíru.

Druhy plazmy

Existují tři typy plazmy, které jsou klasifikovány pouze podle původu; To se děje i ve stejné klasifikaci, protože plazmy se od sebe velmi liší a vědět, že jedna z nich nestačí znát všechny.

Umělý

Je to ta umělá plazma, jako jsou ty, které se nacházejí uvnitř obrazovek, zářivek a neonových značek a v raketových pohonných hmotách.

Přistát

Je to plazma, která je nějakým způsobem utvořena Zemí, což jasně ukazuje, že se vyskytuje hlavně v atmosféře nebo jiném podobném prostředí a že se nevyskytuje na povrchu. Zahrnuje blesky, polární vítr, ionosféru a magnetosféru.

Prostor

Je to plazma, která je pozorována ve vesmíru a vytváří struktury různých velikostí, od několika metrů po obrovské prodloužení světelných let.

Tato plazma je kromě hvězdných mlhovin pozorována ve hvězdách (včetně našeho Slunce), ve slunečním větru, mezihvězdném a mezigalaktickém médiu.

Kondenzát Bose-Einstein

Kondenzát Bose-Einstein je relativně nový koncept. Má svůj původ v roce 1924, kdy fyzici Albert Einstein a Satyendra Nath Bose obecně předpovídali její existenci.

Tento stav hmoty je popisován jako zředěný plyn bosonů - elementárních nebo složených částic, které jsou spojeny s tím, že jsou nosiči energie - které byly ochlazeny na teploty velmi blízké absolutní nule (-273,15 K).

Za těchto podmínek bosony složky kondenzátu přecházejí do svého minimálního kvantového stavu, což způsobuje, že vykazují vlastnosti jedinečných a konkrétních mikroskopických jevů, které je oddělují od normálních plynů.

Molekuly kondenzátu BE vykazují vlastnosti supravodivosti; to znamená, že neexistuje elektrický odpor. Mohou také vykazovat vlastnosti superfluidity, díky čemuž má látka nulovou viskozitu, takže díky tření může vytéct bez ztráty kinetické energie.

Vzhledem k nestabilitě a krátké existenci hmoty v tomto stavu se stále zkoumají možná použití těchto typů sloučenin.

To je důvod, proč kromě toho, že byly použity ve studiích, které se pokusily zpomalit rychlost světla, nebylo u tohoto typu látky dosaženo mnoho aplikací. Existují však náznaky, že může pomoci lidstvu ve velkém počtu budoucích rolí.

Reference

1. BBC. (sf). Státy hmoty. Citováno z bbc.com
2. Learning, L. (sf). Klasifikace hmoty. Citováno z kurzů.lumenlearning.com
3. LiveScience. (sf). Státy hmoty. Citováno z livescience.com
4. University, P. (sf). Státy hmoty. Citováno z chem.purdue.edu
5. Wikipedia. (sf). Stav hmoty. Citováno z en.wikipedia.org