AINEEN AGGREGAATION 5 TILAA - KEMIA - 2026

Aineen aggregaation tilat kytketään tosiasiaan, että se voi esiintyä eri tiloissa, riippuen tiheydestä, jonka sitä muodostavat molekyylit osoittavat. Fysiikan tiede on vastuussa aineen ja energian luonteen ja ominaisuuksien tutkimisesta maailmankaikkeudessa.

Aineen käsite määritellään kaikkeksi, joka muodostaa maailmankaikkeuden (atomit, molekyylit ja ionit), joka muodostaa kaikki olemassa olevat fyysiset rakenteet. Perinteisissä tieteellisissä tutkimuksissa aineiden aggregaatiotilat pidettiin täydellisinä sellaisina kuin ne edustavat kolmea tunnettua: kiinteää, nestemäistä tai kaasumaista.

Viime aikoina on kuitenkin määritetty vielä kaksi vaihetta, joiden avulla ne voidaan luokitella sellaisiksi ja lisätä kolmeen alkuperäiseen tilaan (ns. Plasma ja Bose-Einstein -kondensaatti).

Ne edustavat perinteisiä harvinaisempia ainemuotoja, mutta joilla on oikeissa olosuhteissa luontaiset ominaisuudet ja riittävän ainutlaatuiset luokitellakseen aggregaatiotilaiksi.

Aineen aggregaation tilat

vankka

Metallit ovat kiinteitä

Kun puhutaan kiinteässä tilassa olevasta aineesta, se voidaan määritellä sellaiseksi, jossa sitä muodostavat molekyylit yhdistyvät tiiviisti, jättäen niiden välille hyvin vähän tilaa ja antamalla sen rakenteelle jäykän luonteen.

Siten aineet, jotka ovat tässä aggregaatiotilassa, eivät virtaa vapaasti (kuten nesteet) tai laajenevat tilavuudeltaan (kuten kaasut), ja niitä pidetään erilaisissa sovelluksissa tarkoituksiin puristamattomina aineina.

Lisäksi niillä voi olla kiteisiä rakenteita, jotka on järjestetty säännöllisesti ja säännöllisesti tai epäjärjestyksellisesti ja epäsäännöllisesti, kuten amorfisia rakenteita.

Tässä mielessä kiinteät aineet eivät ole välttämättä homogeenisia rakenteeltaan, koska ne pystyvät löytämään sellaisia, jotka ovat kemiallisesti heterogeenisiä. Heillä on kyky siirtyä suoraan nestemäiseen tilaan fuusioprosessissa, samoin kuin siirtyä kaasumaiseen tilaan sublimoimalla.

Kiintoaineiden tyypit

Kiinteät materiaalit on jaettu useisiin luokkiin:

Metallit: ovat niitä vahvoja ja tiheitä kiintoaineita, jotka ovat yleensä myös erinomaisia ​​sähkönjohtajia (niiden vapaiden elektronien takia) ja lämpöä (lämmönjohtavuutensa vuoksi). Ne muodostavat suuren osan jaksollisesta elementtitaulukosta, ja ne voidaan yhdistää toisen metallin tai ei-metallisen kanssa seosten muodostamiseksi. Kyseisestä metallista riippuen niitä voidaan löytää luonnostaan ​​tai valmistaa keinotekoisesti.

mineraalit

Ne ovat kiinteitä aineita, jotka muodostuvat luonnollisesti korkeassa paineessa tapahtuvien geologisten prosessien kautta.

Mineraalit on luetteloitu siten, että niiden kiteinen rakenne on tasalaatuisilla ominaisuuksilla, ja niiden tyyppi vaihtelee huomattavasti käsiteltävänä olevan materiaalin ja sen alkuperän mukaan. Tämän tyyppisiä kiinteitä aineita on hyvin yleisesti kaikkialla maapallolla.

Keramiikka

Ne ovat kiinteitä aineita, jotka on luotu epäorgaanisista ja ei-metallisista aineista, tyypillisesti lämmön avulla, ja joilla on kiteisiä tai puolikiteisiä rakenteita.

Tämän tyyppisen materiaalin erikoisuus on se, että se voi hajottaa korkeat lämpötilat, iskut ja voiman, mikä tekee siitä erinomaisen komponentin edistyneelle tekniikalle ilmailun, elektroniikan ja jopa sotilasalueilla.

Orgaaniset kiinteät aineet

Ne ovat kiinteitä aineita, jotka koostuvat pääosin hiilestä ja vedystä, ja niiden rakenteessa voi olla myös typpi-, happi-, fosfori-, rikki- tai halogeenimolekyylejä.

Nämä aineet vaihtelevat valtavasti, ja materiaalit vaihtelevat luonnollisista ja keinotekoisista polymeereistä hiilivedyistä peräisin olevaan parafiinivahaan.

Komposiitti materiaalit

Ne ovat suhteellisen moderneja materiaaleja, jotka on kehitetty yhdistämällä kaksi tai useampia kiinteitä aineita, luomalla uusi aine, jolla on kummankin komponentin ominaisuudet, ja hyödyntäen siten niiden ominaisuuksia alkuperäistä parempi materiaalilla. Esimerkkejä näistä ovat teräsbetoni ja komposiittipuu.

Puolijohteet

Ne on nimetty resistiivisyydestään ja sähkönjohtavuudestaan, joka sijoittaa ne metallisten johtimien ja ei-metallisten induktorien väliin. Niitä käytetään usein modernin elektroniikan alalla ja aurinkoenergian keräämiseen.

nanomateriaalit

Ne ovat mikroskooppisten kiinteiden aineiden kiinteitä aineita, mikä tarkoittaa, että niillä on erilaiset ominaisuudet kuin niiden suuremmalla versiolla. He löytävät sovelluksia erityisillä tieteen ja tekniikan aloilla, kuten energian varastointiin.

biomateriaalit

Ne ovat luonnollisia ja biologisia materiaaleja, joilla on monimutkaisia ​​ja ainutlaatuisia ominaisuuksia, jotka eroavat kaikista muista kiinteistä aineista johtuen niiden alkuperästä miljoonien vuosien evoluution aikana. Ne koostuvat erilaisista orgaanisista alkuaineista, ja ne voidaan muotoilla ja muokata niiden ominaispiirteiden mukaan.

neste

Nestettä kutsutaan aineeksi, joka on melkein puristamaton tilassa ja joka vie sen säiliön tilavuuden, jossa se sijaitsee.

Toisin kuin kiinteät aineet, nesteet virtaavat vapaasti pinnalla, missä ne ovat, mutta ne eivät laajene tilavuudeltaan kuten kaasut; tästä syystä ne pitävät käytännöllisesti vakiona tiheyden. Niillä on myös kyky kostuttaa tai kostuttaa pintoja, joihin he koskettavat pintajännityksen vuoksi.

Nesteitä säätelee ominaisuus, joka tunnetaan nimellä viskositeetti, joka mittaa niiden resistenssiä muodonmuutokselle leikkauksen tai liikkeen avulla.

Nesteet voidaan luokitella newtonilaisiin ja muihin kuin Newtonin nesteisiin käyttäytymisensä suhteen viskositeetin ja muodonmuutoksen suhteen, vaikka tätä ei kuitenkaan käsitelläkaan yksityiskohtaisesti tässä artikkelissa.

On tärkeätä huomata, että tässä aggregaatiotilassa tavanomaisissa olosuhteissa on vain kaksi elementtiä: bromi ja elohopea, ja cesium, gallium, francium ja rubidium voivat myös helposti saavuttaa nestemäisen tilan riittävissä olosuhteissa.

Ne voidaan muuttaa kiinteään tilaan jähmettämisprosessilla, samoin kuin muuntaa kaasuiksi keittämällä.

Nestetyypit

Nesteet jaetaan rakenteensa mukaan viiteen tyyppiin:

liuottimet

Edustaen kaikkia niitä tavallisia ja epätavallisia nesteitä, joiden rakenteessa on vain yhden tyyppisiä molekyylejä, liuottimet ovat aineita, joiden tehtävänä on liuottaa kiinteitä aineita ja muita nesteitä sisäpuolella, jolloin muodostuu uudentyyppisiä nesteitä.

ratkaisut

Ne ovat nesteitä homogeenisen seoksen muodossa, jotka on muodostettu liuenneen ja liuottimen yhdistyessä, liuenneen aineen ollessa kykenevä olemaan kiinteä tai muu neste.

emulsiot

Ne esitetään nesteinä, jotka on muodostettu sekoittamalla kahta tyypillisesti sekoittumatonta nestettä. Niitä havaitaan nesteenä, jotka ovat suspendoituneet toisiinsa globaalien muodossa, ja niitä voidaan löytää muodossa W / O (vesi öljyssä) tai O / W (öljy vedessä) niiden rakenteesta riippuen.

suspensiot

Suspensiot ovat nesteitä, joissa on kiinteitä hiukkasia, jotka on suspendoitu liuottimeen. Niitä voidaan muodostaa luonnossa, mutta niitä havaitaan yleisimmin lääkealalla.

Aerosolisuihkeet

Ne muodostuvat, kun kaasua johdetaan nesteen läpi ja ensimmäinen dispergoituu toiseen. Nämä aineet ovat luonteeltaan nestemäisiä kaasumaisten molekyylien kanssa ja voivat erota lämpötilan noustessa.

kaasu

Kaasuna pidetään puristuvan aineen tilaa, jossa molekyylit ovat huomattavasti erotettuina ja dispergoituneina ja joissa ne laajenevat täyttääkseen säiliön tilavuuden, jossa ne ovat.

Lisäksi on olemassa useita elementtejä, joita esiintyy luonnollisesti kaasumaisessa tilassa ja jotka voivat liittyä muiden aineiden kanssa muodostaen kaasumaisia ​​seoksia.

Kaasut voidaan muuttaa suoraan nesteiksi kondensoitumisprosessin avulla ja kiinteiksi aineiksi harvinaisella laskeutumisprosessilla. Lisäksi ne voidaan kuumentaa erittäin korkeisiin lämpötiloihin tai viedä voimakkaan sähkömagneettisen kentän läpi niiden ionisoimiseksi, muuttaen ne plasmaksi.

Koska kaasujen monimutkaisuus ja epävakaus riippuvat ympäristöolosuhteista, kaasujen ominaisuudet voivat vaihdella niiden löytämän paineen ja lämpötilan mukaan, joten työskentelet joskus kaasujen kanssa olettaen, että ne ovat "ihanteellisia".

Kaasutyypit

Kaasuja on kolmen tyyppisiä rakenteensa ja alkuperänsä mukaan, jotka kuvataan alla:

Alkuperäiset luonnonmateriaalit

Ne määritellään kaikiksi elementeiksi, joita esiintyy luontaisessa ja normaaleissa olosuhteissa kaasumaisessa tilassa ja joita havaitaan planeetalla Maapallo sekä muilla planeetoilla.

Tässä tapauksessa happea, vetyä, typpeä ja jalokaasuja voidaan kloorin ja fluorin lisäksi kutsua esimerkeiksi.

Luonnolliset yhdisteet

Ne ovat kaasuja, jotka muodostuvat luonnossa biologisten prosessien avulla ja jotka koostuvat kahdesta tai useammasta elementistä. Ne koostuvat yleensä vedystä, hapesta ja typestä, vaikka hyvin harvoissa tapauksissa ne voidaan muodostaa myös jalokaasuilla.

Keinotekoinen

Ne ovat niitä kaasuja, jotka ihminen on luonut luonnollisista yhdisteistä ja jotka on valmistettu vastaamaan ihmisen tarpeita. Tietyt keinotekoiset kaasut, kuten kloorifluorihiilivedyt, anestesia-aineet ja sterilointiaineet, voivat olla myrkyllisempiä tai saastuttavampia kuin aiemmin ajateltiin, joten niiden määrän rajoittamiseksi on annettu säännöksiä.

plasma

Tätä aineen aggregaation tilaa kuvataan ensimmäistä kertaa 1920-luvulla, ja sille on ominaista se, ettei sitä ole maan pinnalla.

Se ilmenee vain, kun neutraalille kaasulle altistuu melko voimakas sähkömagneettinen kenttä, joka muodostaa ionisoidun kaasun luokan, joka on erittäin sähköä johtava, ja joka on myös riittävän erilainen muista olemassa olevista aggregaatiotiloista, jotta se voi luokitella oman tilansa..

Tässä tilassa olevasta aineesta voidaan deionisoitua jälleen kaasua, mutta se on monimutkainen prosessi, joka vaatii äärimmäisiä olosuhteita.

On oletettu, että plasma edustaa maailmankaikkeuden runsainta ainetilaa; Nämä väitteet perustuvat ns. ”Pimeän aineen” olemassaoloon, jonka kvantfyysikot ovat ehdottaneet selittääkseen avaruuden gravitaatioilmiöitä.

Plasmatyypit

Plasmaa on kolme tyyppiä, jotka luokitellaan vain alkuperän perusteella; Tämä tapahtuu jopa samassa luokituksessa, koska plasmat ovat hyvin erilaisia ​​toisistaan ​​ja yhden tunteminen ei riitä kaikkien tuntemiseen.

Keinotekoinen

Se on se ihmisen tekemä plasma, kuten ne, joita löytyy näytöistä, loistelampuista ja neonmerkeistä sekä rakettien räjähteistä.

Maa

Maapallon muodostaa plasma jollain tavalla tai toisella, mikä tekee selväksi, että se esiintyy pääasiassa ilmakehässä tai muissa vastaavissa ympäristöissä eikä sitä esiinny pinnalla. Se sisältää salaman, polaarisen tuulen, ionosfäärin ja magnetosfäärin.

tila

Se on se plasma, jota havaitaan avaruudessa ja joka muodostaa erikokoisia rakenteita, jotka vaihtelevat muutamasta metristä valtavien valovuosien pidentymiseen.

Tätä plasmaa tarkkaillaan tähtiin (mukaan lukien aurinkoomme), aurinkotuulissa, tähtienvälisessä ja galaktienvälisessä väliaineessa, tähtienvälisen sumun lisäksi.

Bose-Einstein -kondensaatti

Bose-Einstein-kondensaatti on suhteellisen uusi käsite. Se sai alkunsa vuonna 1924, kun fyysikot Albert Einstein ja Satyendra Nath Bose ennustivat sen olemassaoloa yleisesti.

Tätä aineen tilaa kuvataan laimennettuna bosonien - elementti- tai komposiittihiukkasten, jotka liittyvät energian kantajina - kaasuna, joka on jäähdytetty lämpötilaan, joka on hyvin lähellä absoluuttista nollaa (-273,15 K).

Näissä olosuhteissa kondensaatin komponenttibosonit siirtyvät minimikvanssitilaansa, aiheuttaen niille ainutlaatuisten ja erityisten mikroskooppisten ilmiöiden ominaisuudet, jotka erottavat ne normaaleista kaasuista.

BE-kondensaatin molekyylit osoittavat suprajohtavuuden ominaisuuksia; ts. sähkövastusta ei ole. Ne voivat myös osoittaa ylijäämäominaisuuksia, mikä tekee aineesta viskositeetin nolla, joten se voi virrata menettämättä kineettistä energiaa.

Aineen epävakauden ja lyhyen olemassaolon takia tässä tilassa tämän tyyppisten yhdisteiden mahdollisia käyttötapoja tutkitaan edelleen.

Tästä syystä tämän tyyppisille aineille ei ole saavutettu monia sovelluksia sen lisäksi, että niitä käytetään tutkimuksissa, joissa yritettiin hidastaa valon nopeutta. On kuitenkin viitteitä siitä, että se voi auttaa ihmiskuntaa monissa tulevissa rooleissa.

Viitteet

1. BBC. (SF). Aineen tilat. Haettu osoitteesta bbc.com
2. Learning, L. (sf). Aineiden luokittelu. Haettu kursseilta.lumenlearning.com
3. LiveScience. (SF). Aineen tilat. Haettu sivustosta livescience.com
4. University, P. (sf). Aineen tilat. Haettu osoitteesta chem.purdue.edu
5. Wikipedia. (SF). Asia. Haettu osoitteesta en.wikipedia.org