DE 5 TILSTANDE OM AGGREGERING AF STOF - KEMI - 2025

De aggregationstilstande af stof er knyttet til det faktum, at det kan eksistere i forskellige tilstande, afhængigt af densiteten udvises af de molekyler, der indgår heri. Videnskaben om fysik er en, der er ansvarlig for at studere arten og egenskaberne af stof og energi i universet.

Begrebet stof defineres som alt, der udgør universet (atomer, molekyler og ioner), der danner alle eksisterende fysiske strukturer. Traditionelle videnskabelige undersøgelser betragtede aggregeringstilstandene for materiel som de repræsenterede i de tre kendte: faste, flydende eller luftformige.

Imidlertid er der to mere faser, der er blevet bestemt for nylig, hvilket gør det muligt for dem at klassificeres som sådan og tilføjes til de tre originale tilstande (det såkaldte plasma og Bose-Einstein-kondensatet).

Disse repræsenterer former for stof, der er sjældnere end traditionelle, men som under de rette forhold viser iboende egenskaber og unikke nok til at klassificeres som tilstande af sammenlægning.

Stater med sammenhæng af materie

Solid

Metaller er faste

Når man taler om stof i en fast tilstand, kan det defineres som det, hvor molekylerne, der sammensætter det, er samlet på en kompakt måde, hvilket giver meget lidt plads mellem dem og giver en stiv karakter til dens struktur.

Materialer i denne tilstand af aggregering flyder således ikke frit (som væsker) eller ekspanderer volumetrisk (som gasser), og til forskellige anvendelsesformål betragtes de som ukomprimerbare stoffer.

Derudover kan de have krystallinske strukturer, som er organiseret på en ordnet og regelmæssig måde eller på en uorden og uregelmæssig måde, såsom amorfe strukturer.

I denne forstand er de faste stoffer ikke nødvendigvis homogene i deres struktur og er i stand til at finde dem, der er kemisk heterogene. De har evnen til at gå direkte til den flydende tilstand i en fusionsproces, såvel som at gå til den gasformige tilstand ved sublimering.

Typer af faste stoffer

Faste materialer er opdelt i en række klassificeringer:

Metaller: er de stærke og tætte faste stoffer, der også normalt er fremragende ledere af elektricitet (på grund af deres frie elektroner) og varme (på grund af deres termiske ledningsevne). De udgør meget af den periodiske tabel med elementer og kan forbindes med et andet metal eller ikke-metalform til dannelse af legeringer. Afhængigt af det pågældende metal kan de findes naturligt eller fremstilles kunstigt.

Mineraler

Det er de faste stoffer, der dannes naturligt gennem geologiske processer, der forekommer ved højt tryk.

Mineraler er katalogiseret på en sådan måde af deres krystallinske struktur med ensartede egenskaber, og de varierer enormt i type afhængigt af det materiale, der diskuteres og dets oprindelse. Denne type fast stof findes meget ofte over hele jorden.

Keramik

Det er faste stoffer, der dannes fra uorganiske og ikke-metalliske stoffer, typisk ved anvendelse af varme, og som har krystallinske eller halvkrystallinske strukturer.

Specialiteten ved denne type materiale er, at det kan sprede høje temperaturer, påvirkninger og kraft, hvilket gør det til en fremragende komponent til avancerede teknologier inden for luftfart, elektronisk og endda militær felt.

Organiske faste stoffer

Det er de faste stoffer, der hovedsageligt er sammensat af elementerne kulstof og brint, og de kan også have nitrogen, ilt, fosfor, svovl eller halogenmolekyler i deres struktur.

Disse stoffer varierer enormt med materialer, der spænder fra naturlige og kunstige polymerer til paraffinvoks fra kulbrinter.

Kompositmaterialer

Det er disse relativt moderne materialer, der er udviklet ved sammenføjning af to eller flere faste stoffer, hvilket skaber et nyt stof med egenskaber for hver af dets komponenter, hvorved de drager fordel af deres egenskaber til et materiale, der er bedre end originaler. Eksempler på disse inkluderer armeret beton og sammensat træ.

Halvledere

De er navngivet efter deres resistivitet og elektriske ledningsevne, som placerer dem mellem metalliske ledere og ikke-metalliske induktorer. De bruges ofte inden for moderne elektronik og til at akkumulere solenergi.

Nanomaterialer

De er faste stoffer med mikroskopiske dimensioner, hvilket betyder, at de har forskellige egenskaber end deres større version. De finder anvendelse inden for specialiserede områder af videnskab og teknologi, såsom inden for energilagring.

biomaterialer

De er naturlige og biologiske materialer med komplekse og unikke egenskaber, der er forskellige fra alle andre faste stoffer på grund af deres oprindelse, der er givet gennem millioner af års udvikling. De består af forskellige organiske elementer og kan dannes og reformeres i henhold til de iboende egenskaber, de besidder.

Væske

Væske kaldes et spørgsmål, der er i en næsten ukomprimerbar tilstand, der optager volumen af ​​den beholder, hvori den er placeret.

I modsætning til faste stoffer flyder væsker frit på overfladen, hvor de er, men de ekspanderer ikke volumetrisk som gasser; af denne grund opretholder de en praktisk talt konstant densitet. De har også evnen til at fugtige eller fugtige de overflader, de berører på grund af overfladespænding.

Væsker styres af en egenskab kendt som viskositet, som måler deres modstand mod deformation ved forskydning eller bevægelse.

Baseret på deres opførsel med hensyn til viskositet og deformation kan væsker klassificeres i Newtonske og ikke-Newtonian væsker, selvom dette ikke vil blive drøftet detaljeret i denne artikel.

Det er vigtigt at bemærke, at der kun er to elementer, der er i denne tilstand af aggregering under normale forhold: brom og kviksølv, og cæsium, gallium, francium og rubidium kan også let nå en flydende tilstand under passende forhold.

De kan omdannes til en fast tilstand ved en størkningsproces og omdannes til gasser ved kogning.

Typer væsker

I henhold til deres struktur er væsker opdelt i fem typer:

opløsningsmidler

Opløsningsmidler er de stoffer, der tjener til at opløse faste stoffer og andre væsker inden for at danne nye væsketyper, der repræsenterer alle de almindelige og ualmindelige væsker med kun en type molekyle i deres struktur.

Løsninger

Det er disse væsker i form af en homogen blanding, der er dannet ved sammenblanding af et opløst stof og et opløsningsmiddel, idet det opløste stof er i stand til at være et fast stof eller en anden væske.

emulsioner

De er repræsenteret som de væsker, der er dannet ved at blande to typisk ikke blandbare væsker. De observeres som en væske suspenderet i en anden i form af kugler og kan findes i W / O (vand i olie) eller O / W (olie i vand) form, afhængigt af deres struktur.

Karantæner

Suspensioner er de væsker, hvori der er faste partikler, der er suspenderet i et opløsningsmiddel. De kan dannes i naturen, men ses hyppigst inden for det farmaceutiske område.

Aerosol spray

De dannes, når en gas ledes gennem en væske, og den første dispergeres i den anden. Disse stoffer er flydende i naturen med gasformige molekyler og kan adskilles med stigning i temperatur.

Gas

En gas anses for at være den tilstand af komprimerbar substans, hvor molekylerne er betydeligt adskilt og spredt, og hvor de udvides til at optage volumenet af beholderen, hvor de er indeholdt.

Der er også adskillige elementer, der findes i gasformig tilstand naturligt og kan forenes med andre stoffer til dannelse af gasformige blandinger.

Gasser kan omdannes direkte til væsker ved hjælp af kondensationsprocessen og til faste stoffer ved den sjældne afsætningsproces. Derudover kan de opvarmes til meget høje temperaturer eller ledes gennem et stærkt elektromagnetisk felt for at ionisere dem og omdanne dem til plasma.

I betragtning af deres komplicerede art og ustabilitet afhængigt af miljøforholdene, kan gassernes egenskaber variere afhængigt af det tryk og temperatur, som de findes i, så nogle gange arbejder du med gasser under antagelsen af, at de er "ideelle."

Typer af gasser

Der er tre typer gasser i henhold til deres struktur og oprindelse, som er beskrevet nedenfor:

Elementære naturals

De er defineret som alle de elementer, der findes i en gasformig tilstand i naturen og under normale forhold, der observeres på planeten Jorden såvel som på andre planeter.

I dette tilfælde kan ilt, brint, nitrogen og ædelgasser udover chlor og fluor benævnes som eksempler.

Naturlige forbindelser

Det er gasser, der dannes i naturen af ​​biologiske processer og er lavet af to eller flere elementer. De består normalt af brint, ilt og nitrogen, skønt de i meget sjældne tilfælde også kan dannes med ædelgasser.

Kunstig

Det er de gasser, der er skabt af mennesker fra naturlige forbindelser, der er skabt til at imødekomme de behov, som mennesket har. Visse kunstige gasser, såsom chlorfluorcarboner, anæstesimidler og steriliseringsmidler, kan være mere giftige eller forurenende end tidligere antaget, så der er regler, der begrænser deres massive anvendelse.

Plasma

Denne tilstand af aggregering af stof blev beskrevet for første gang i 1920'erne og er kendetegnet ved dens manglende eksistens på jordoverfladen.

Det ser kun ud, når en neutral gas udsættes for et ret stærkt elektromagnetisk felt og danner en klasse af ioniseret gas, der er meget ledende for elektricitet, og som også er tilstrækkeligt forskellig fra de andre eksisterende aggregeringsstater til at fortjener sin egen klassificering som en tilstand..

Materiale i denne tilstand kan deioniseres for at blive en gas igen, men det er en kompleks proces, der kræver ekstreme forhold.

Det antages, at plasma repræsenterer den mest rigelige stoftilstand i universet; Disse argumenter er baseret på eksistensen af ​​den såkaldte ”mørke stof”, foreslået af kvantefysikere til at forklare gravitationsfænomener i rummet.

Typer af plasma

Der er tre typer plasma, som kun klassificeres efter deres oprindelse; Dette sker selv inden for den samme klassificering, da plasmer er meget forskellige fra hinanden, og at vide, at man ikke er nok til at kende dem alle.

Kunstig

Det er det menneskeskabte plasma, såsom dem der findes inde i skærme, lysstofrør og neonskilt og i raketdrivmidler.

Jord

Det er plasmaet, der dannes på en eller anden måde af Jorden, hvilket gør det klart, at det hovedsageligt forekommer i atmosfæren eller andre lignende miljøer, og at det ikke forekommer på overfladen. Det inkluderer lyn, den polære vind, ionosfæren og magnetosfæren.

Plads

Det er det plasma, der observeres i rummet og danner strukturer i forskellige størrelser, der varierer fra et par meter til enorme forlængelser af lysår.

Dette plasma observeres i stjerner (inklusive vores sol), i solvinden, det interstellære og intergalaktiske medium, ud over de interstellære nebler.

Bose-Einstein kondensat

Bose-Einstein-kondensatet er et relativt nyt koncept. Det har sin oprindelse i 1924, da fysikerne Albert Einstein og Satyendra Nath Bose forudsagde dens eksistens på en generel måde.

Denne stoftilstand beskrives som en fortyndet gas af bosoner - elementære eller sammensatte partikler, der er forbundet med at være energibærere - som er blevet afkølet til temperaturer meget tæt på absolut nul (-273,15 K).

Under disse betingelser passerer kondensatets komponenter i deres minimale kvantetilstand, hvilket får dem til at præsentere egenskaber ved unikke og særlige mikroskopiske fænomener, der adskiller dem fra normale gasser.

Molekylerne i et BE-kondensat viser karakteristika for superledningsevne; der er en mangel på elektrisk modstand. De kan også vise superfluiditetskarakteristika, hvilket gør, at stoffet har en nulviskositet, så det kan flyde uden tab af kinetisk energi på grund af friktion.

På grund af ustabiliteten og den korte eksistens af stof i denne tilstand undersøges de mulige anvendelser for disse typer af forbindelser stadig.

Dette er grunden til, at ud over at blive brugt i undersøgelser, der forsøgte at nedsætte lysets hastighed, er der ikke opnået mange anvendelser til denne type stof. Der er dog indikationer på, at det kan hjælpe menneskeheden i et stort antal fremtidige roller.

Referencer

1. BBC. (Sf). State of Matter. Hentet fra bbc.com
2. Learning, L. (sf). Klassificering af spørgsmål. Hentet fra kurser.lumenlearning.com
3. LiveScience. (Sf). State of Matter. Hentet fra livescience.com
4. University, P. (sf). State of Matter. Hentet fra chem.purdue.edu
5. Wikipedia. (Sf). Status for spørgsmål. Hentet fra en.wikipedia.org