ПЕТ СТАЊА АГРЕГАЦИЈЕ МАТЕРИЈЕ - ХЕМИЈА - 2025

У агрегатна стања материје су повезане са чињеницом да може постојати у различитим државама, зависно од густине изложене молекулима који га сачињавају. Наука о физици је одговорна за проучавање природе и својстава материје и енергије у универзуму.

Концепт материје је дефинисан као све што сачињава свемир (атоми, молекули и јони), што формира све постојеће физичке структуре. Традиционална научна истраживања сматрала су да су агрегациона стања материје комплетна као она која су представљена у три позната: чврста, течна или гасовита.

Међутим, постоје још две фазе које су утврђене у новије време, што им омогућава да се класификују као таква и додају у три изворна стања (тзв. Плазма и Босе-Ајнштајнов кондензат).

Они представљају облике материја ређе од традиционалних, али који под правим условима показују својствена својства и довољно јединствени да се класификују као стања агрегације.

Стања агрегације материје

Чврст

Метали су чврсти

Када говоримо о материји у чврстом стању, она се може дефинисати као она у којој се молекули који је сачињавају компактно обједињују, омогућавајући врло мало простора између њих и пружајући чврстом облику њеној структури.

Стога, материјали у овом стању агрегације не тече слободно (попут течности) или се шире волуметријски (попут гасова) и, у сврху различитих примена, сматрају се нестискивим материјама.

Поред тога, могу имати кристалне структуре, које су организоване уредно и редовно или на нередовит и неправилан начин, као што су аморфне структуре.

У том смислу, чврсте супстанце нису нужно хомогене у својој структури, да би могле да пронађу хемијски хетерогене. Имају способност да иду директно у течно стање у процесу фузије, као и да иду у гасовито стање сублимацијом.

Врсте чврстих материја

Чврсти материјали су подељени у више класификација:

Метали: су оне јаке и густе чврсте материје које су обично одлични проводници електричне енергије (због својих слободних електрона) и топлоте (због своје топлотне проводљивости). Они чине већи део елемената периодичне табеле и могу се спојити са другим металом или неметалом како би се формирале легуре. У зависности од метала о којем се ради, може се наћи природно или се вештачки производи.

Минерали

То су оне чврсте супстанце настале природним путем геолошких процеса који се одвијају под високим притиском.

Минерали се на такав начин каталогизирају по својој кристалној структури уједначених својстава и јако се разликују у зависности од материјала о коме се расправља и његовог порекла. Ова врста чврсте материје се врло често налази широм планете Земље.

Керамика

То су чврсте материје које се стварају од неорганских и неметалних супстанци, обично применом топлоте и које имају кристалне или полукристалне структуре.

Посебност ове врсте материјала је у томе што може да распрши високе температуре, ударе и силу, што га чини одличном компонентом за напредне технологије у ваздухопловној, електроничкој, па чак и војној области.

Органске чврсте супстанце

То су оне чврсте материје које се углавном састоје од елемената угљеника и водоника, а могу имати и молекуле азота, кисеоника, фосфора, сумпора или халогена у својој структури.

Ове материје се јако разликују, од материјала од природних и вештачких полимера до парафинског воска који потиче од угљоводоника.

Композитни материјали

То су они релативно модерни материјали који су развијени спајањем две или више чврстих материја, стварајући нову супстанцу с карактеристикама сваке од његових компоненти, чиме се користе њихова својства за материјал који је бољи од оригинала. Примери за то су армирани бетон и композитно дрво.

Полуводичи

Названи су по отпорности и електричној проводљивости, што их сврстава између металних проводника и неметалних индуктора. Често се користе у области савремене електронике и за акумулирање соларне енергије.

Наноматериалс

Они су чврсте микроскопске димензије, што значи да имају различита својства од веће верзије. Они проналазе апликације у специјализованим областима науке и технологије, као што су у области складиштења енергије.

Биоматериалс

Они су природни и биолошки материјали са сложеним и јединственим карактеристикама, различити од свих осталих чврстих састојака због свог порекла датих кроз милионе година еволуције. Они се састоје од различитих органских елемената и могу се формирати и реформисати у складу са унутрашњим карактеристикама које поседују.

Течност

Течност се назива материја која је у готово некомпресивном стању, а која заузима запремину контејнера у коме се налази.

За разлику од чврстих течности, течности слободно теку на површини где се налазе, али се не шире волуметријски као гасови; из тог разлога, они одржавају практично константну густину. Такође имају могућност влажења или влажења површина које додирују због површинске напетости.

Течностима управља својство познато као вискозност, које мери њихову отпорност на деформације смицањем или кретањем.

На основу њиховог понашања у погледу вискозности и деформације, течности се могу класификовати у невтонске и не-њутонске течности, мада о овоме неће бити детаљно речи у овом чланку.

Важно је напоменути да постоје само два елемента која се налазе у овом стању агрегације у нормалним условима: бром и жива, а цезијум, галијум, францијум и рубидијум могу под одговарајућим условима лако и достићи течно стање.

Они се процесом стврдњавања могу претворити у чврсто стање, али и преливањем у гасове.

Врсте течности

Текућина је према њиховој структури подељена у пет врста:

Растварачи

Представљајући све оне уобичајене и неуобичајене течности са само једном врстом молекула у својој структури, растварачи су оне супстанце које служе за растварање чврстих материја и других течности у унутрашњости, формирања нових врста течности.

Решења

То су течности у облику хомогене смеше, које су настале сједињењем растварача и растварача, при чему раствори могу бити чврста или друга течност.

Емулзије

Они су представљени као течне течности које су настале мешањем две типично непомирљиве течности. Посматрају се као течност суспендована унутар друге у облику глобуса, а може се наћи и у облику В / О (вода у уљу) или О / В (уље у води), зависно од њихове структуре.

Суспензије

Суспензије су оне течности у којима постоје чврсте честице суспендиране у растварачу. Они се могу формирати у природи, али најчешће се виде у фармацеутском пољу.

Аеросол спрејеви

Они настају када гас прође кроз течност, а први се распрши у другом. Ове супстанце су течне природе са гасовитим молекулама и могу се одвојити с повећањем температуре.

Гасни

Гасом се сматра оно стање компресобилних материја, у коме се молекули знатно раздвајају и распршују, и где се шире, како би заузели запремину контејнера у коме се налазе.

Такође, постоји неколико елемената који се природно налазе у гасовитом стању и могу се придружити другим тварима да би формирали гасовите смеше.

Гасови се могу директно претворити у течности поступком кондензације, а у чврсте материје ретким процесом таложења. Поред тога, они се могу загрејати до веома високих температура или проћи кроз снажно електромагнетно поље да би их јонизовали, претварајући их у плазму.

С обзиром на њихову компликовану природу и нестабилност у зависности од услова околине, својства гасова могу да варирају у зависности од притиска и температуре у којој се налазе, па понекад радите са гасовима под претпоставком да су "идеални".

Врсте гасова

Постоје три врсте гасова према њиховој структури и пореклу, које су доле описане:

Елементал натуралс

Они су дефинисани као сви они елементи који се налазе у плиновитом стању у природи и у нормалним условима, који се посматрају како на планети Земљи, тако и на другим планетима.

У овом случају, кисеоник, водоник, азот и племенити гасови, поред хлора и флуора, могу бити наведени као примери.

Природна једињења

То су гасови који у биолошким процесима настају у природи и састоје се од два или више елемената. Обично се састоје од водоника, кисеоника и азота, мада се у веома ретким случајевима могу формирати и племенити гасови.

Вештачко

То су они гасови које је човек створио од природних једињења, направљених да задовоље потребе које човек има. Одређени вештачки гасови, као што су хлоро-флуоро-угљеоници, средства за анестезију и стериланси, могу бити токсичнији или загађујући него што се претходно мислило, тако да постоје прописи који ограничавају њихову масовну употребу.

Плазма

Ово стање агрегације материје је први пут описано 1920-их и карактерише га непостојање на земљиној површини.

Појављује се само када је неутрални гас подвргнут прилично јаком електромагнетном пољу, формирајући класу јонизованог гаса који је високо проводљив у електрицитету, а који се такође довољно разликује од осталих постојећих стања агрегације да би заслужио сопствену класификацију државе. .

Материја у овом стању може се деионизовати да би поново постала гас, али то је сложен процес који захтева екстремне услове.

Претпоставља се да плазма представља најобилније стање материје у универзуму; Ови аргументи се заснивају на постојању такозване „мрачне материје“, коју су предложили квантни физичари да објасне гравитационе појаве у свемиру.

Врсте плазме

Постоје три врсте плазме које су класификоване само по пореклу; То се дешава чак и унутар исте класификације, јер се плазме међусобно јако разликују, а познавање једног није довољно да би их сви знали.

Вештачко

Ради се о плазми коју је створио човек, попут оне која се налази у екранима, флуоресцентним лампама и неонским знаковима и ракетним горивима.

Земљиште

То је плазма која на неки или други начин формира Земљу, чиме је јасно да се јавља углавном у атмосфери или другим сличним окружењима и да се не појављује на површини. То укључује муње, поларни ветар, ионосферу и магнетосферу.

Свемир

То је она плазма која се посматра у простору, формирајући структуре различитих величина, које варирају од неколико метара до огромних продужења светлосних година.

Ова плазма је примећена у звездама (укључујући и наше Сунце), у сунчевом ветру, међузвезданој и интергалактичкој средини, као и међузвездним маглицама.

Босе-Ајнштајнов кондензат

Кондензат Босе-Ајнштајн релативно је нови концепт. Своје порекло потиче 1924. године, када су физичари Алберт Еинстеин и Сатиендра Натх Босе предвидели његово постојање на општи начин.

Ово стање материје је описано као разблажени гас бозона - елементарних или композитних честица које су повезане са енергетским носачима - који су охлађени на температуре врло близу апсолутне нуле (-273,15 К).

Под тим условима, компонентни бозони кондензата прелазе у своје минимално квантно стање, због чега представљају својства јединствених и одређених микроскопских појава које их раздвајају од нормалних гасова.

Молекули БЕ кондензата показују карактеристике суперпроводљивости; односно недостаје електрични отпор. Такође могу да показују карактеристике суперфлуидности, због чега супстанца има нулту вискозност, тако да може да тече без губитка кинетичке енергије услед трења.

Због нестабилности и кратког постојања материје у овом стању, могуће примене ових врста једињења се још проучавају.

Због тога, поред коришћења у студијама које су покушале да успоре брзину светлости, није постигнуто много примена за ову врсту супстанци. Међутим, постоје показатељи да то може помоћи човечанству у великом броју будућих улога.

Референце

1. ББЦ. (сф) Стања материје. Преузето са ббц.цом
2. Учење, Л. (сф). Класификација материје. Преузето са течаја.луменлеарнинг.цом
3. ЛивеСциенце. (сф) Стања материје. Преузето са лифециенце.цом
4. Универзитет, П. (сф). Стања материје. Преузето са цхем.пурдуе.еду
5. Википедиа. (сф) Стање материје. Преузето са ен.википедиа.орг