DE 5 TILSTANDENE FOR AGGREGERING AV MATERIE - KJEMI - 2026

De aggregattilstander av materie er knyttet til det faktum at det kan foreligge i forskjellige tilstander, avhengig av tettheten som oppvises av molekylene som utgjør den. Vitenskapen om fysikk er en som er ansvarlig for å studere naturen og egenskapene til materie og energi i universet.

Materiebegrepet er definert som alt som utgjør universet (atomer, molekyler og ioner), som danner alle eksisterende fysiske strukturer. Tradisjonelle vitenskapelige undersøkelser vurderte aggregeringstilstandene som fullstendige som de som er representert i de tre kjente: faste, flytende eller gassformige.

Imidlertid er det to faser til som er blitt bestemt mer nylig, slik at de kan klassifiseres som sådan og tilsettes de tre opprinnelige tilstandene (det såkalte plasmaet, og Bose-Einstein-kondensatet).

Disse representerer former for materiell som er sjeldnere enn tradisjonelle, men som under de rette forhold viser iboende egenskaper og unike nok til å klassifiseres som tilstander av aggregering.

Tilstandsstaters aggregering

Fast

Metaller er solide

Når du snakker om materie i fast tilstand, kan det defineres som det der molekylene som komponerer det er samlet på en kompakt måte, noe som gir veldig lite rom mellom dem og gir en stiv karakter til strukturen.

Materialer i denne tilstanden av aggregering flyter således ikke fritt (som væsker) eller ekspanderer volumetrisk (som gasser), og for anvendelser av forskjellige anvendelser regnes de som ukomprimerbare stoffer.

I tillegg kan de ha krystallinske strukturer, som er organisert på en ryddig og regelmessig måte eller på en uordnet og uregelmessig måte, for eksempel amorfe strukturer.

I denne forstand er de faste stoffene ikke nødvendigvis homogene i sin struktur, og kan finne de som er kjemisk heterogene. De har muligheten til å gå direkte til flytende tilstand i en fusjonsprosess, så vel som å gå til gassformet tilstand ved sublimering.

Typer faste stoffer

Faste materialer er delt inn i en rekke klassifiseringer:

Metaller: er sterke og tette faste stoffer som vanligvis også er utmerkede ledere av elektrisitet (på grunn av deres frie elektroner) og varme (på grunn av deres termiske ledningsevne). De utgjør mye av det periodiske elementet, og kan forbindes med et annet metall eller ikke-metall for å danne legeringer. Avhengig av det aktuelle metallet, kan de finnes naturlig eller produseres kunstig.

mineraler

De er de faste stoffene som dannes naturlig gjennom geologiske prosesser som oppstår ved høyt trykk.

Mineraler blir katalogisert på en slik måte av sin krystallinske struktur med ensartede egenskaper, og de varierer enormt i type avhengig av materialet som diskuteres og dets opprinnelse. Denne typen faste stoffer finnes veldig ofte over hele jorden.

keramikk

De er faste stoffer som er laget av uorganiske og ikke-metalliske stoffer, vanligvis ved anvendelse av varme, og som har krystallinske eller halvkrystallinske strukturer.

Spesialiteten til denne typen materiale er at det kan spre høye temperaturer, påvirkninger og styrke, noe som gjør det til en utmerket komponent for avanserte teknologier innen luftfart, elektronisk og til og med militær felt.

Organiske faste stoffer

De er de faste stoffene som hovedsakelig er sammensatt av elementene karbon og hydrogen, og kan også ha nitrogen, oksygen, fosfor, svovel eller halogenmolekyler i strukturen.

Disse stoffene varierer enormt, med materialer som spenner fra naturlige og kunstige polymerer til parafinvoks som stammer fra hydrokarboner.

Komposittmaterialer

Det er de relativt moderne materialene som er utviklet ved sammenføyning av to eller flere faste stoffer, og skaper et nytt stoff med egenskaper for hver av komponentene, og utnytter dermed egenskapene deres for et materiale som er overlegen originalene. Eksempler på disse inkluderer armert betong og kompositt tre.

halvledere

De er oppkalt etter sin resistivitet og elektriske ledningsevne, som plasserer dem mellom metalliske ledere og ikke-metalliske induktorer. De brukes ofte innen moderne elektronikk og til å samle solenergi.

Nanomaterialer

De er faste stoffer med mikroskopiske dimensjoner, noe som betyr at de har andre egenskaper enn deres større versjon. De finner applikasjoner innen spesialiserte felt for vitenskap og teknologi, for eksempel innen energilagring.

biomaterialer

De er naturlige og biologiske materialer med komplekse og unike egenskaper, forskjellige fra alle andre faste stoffer på grunn av deres opprinnelse gitt gjennom millioner av år med evolusjon. De består av forskjellige organiske elementer, og kan dannes og reformeres i henhold til de iboende egenskapene de har.

Væske

Væske kalles en sak som er i en nesten ukomprimerbar tilstand, som opptar volumet av beholderen som den befinner seg i.

I motsetning til faste stoffer, flyter væsker fritt på overflaten der de er, men de ekspanderer ikke volumetisk som gasser; av denne grunn opprettholder de en praktisk talt konstant tetthet. De har også muligheten til å våte eller fukte overflatene de berører på grunn av overflatespenning.

Væsker styres av en egenskap kjent som viskositet, som måler deres motstand mot deformasjon ved skjær eller bevegelse.

Basert på deres oppførsel med hensyn til viskositet og deformasjon, kan væsker klassifiseres til Newtonsk og ikke-Newtonsk væske, selv om dette ikke vil bli diskutert i detalj i denne artikkelen.

Det er viktig å merke seg at det bare er to elementer som er i denne tilstanden av aggregering under normale forhold: brom og kvikksølv, og cesium, gallium, francium og rubidium kan også lett nå en flytende tilstand under tilstrekkelige forhold.

De kan gjøres om til en fast tilstand ved en størkningsprosess, samt transformeres til gasser ved å koke.

Typer væsker

I henhold til deres struktur er væsker delt inn i fem typer:

Løsemidler

Representanter for alle vanlige og uvanlige væsker med bare en type molekyler i strukturen, og løsemidler er de stoffene som tjener til å oppløse faste stoffer og andre væsker inni, for å danne nye væsketyper.

Solutions

De er væskene i form av en homogen blanding, som er blitt dannet ved sammenblanding av et løst stoff og et løsningsmiddel, idet det løste stoffet kan være et fast stoff eller en annen væske.

emulsjoner

De er representert som de væsker som er blitt dannet ved å blande to typisk ikke blandbare væsker. De blir observert som en væske suspendert i en annen i form av kuler, og kan finnes i form W / O (vann i olje) eller O / W (olje i vann), avhengig av deres struktur.

suspensjoner

Suspensjoner er de væsker som det er faste partikler suspendert i et løsningsmiddel. De kan dannes i naturen, men sees ofte på det farmasøytiske området.

Aerosol spray

De dannes når en gass føres gjennom en væske og den første spres i den andre. Disse stoffene er flytende i naturen med gassformede molekyler, og kan skilles ut med økning i temperatur.

Gass

En gass anses å være den tilstanden av komprimerbart materiale, der molekylene er betydelig adskilt og spredt, og hvor de ekspanderer for å oppta volumet av beholderen der de er inneholdt.

Det er også flere elementer som er naturlig gassformige og kan binde seg med andre stoffer for å danne gassformige blandinger.

Gasser kan omdannes direkte til væsker ved kondensasjonsprosessen og til faste stoffer ved den sjeldne avsettingsprosessen. I tillegg kan de varmes opp til veldig høye temperaturer eller føres gjennom et sterkt elektromagnetisk felt for å ionisere dem, og omdanne dem til plasma.

Med tanke på deres kompliserte natur og ustabilitet avhengig av miljøforhold, kan gassens egenskaper variere i henhold til trykket og temperaturen de finnes i, så noen ganger jobber du med gasser under antagelse at de er "ideelle."

Typer gasser

Det er tre typer gasser i henhold til deres struktur og opprinnelse, som er beskrevet nedenfor:

Elementære naturals

De er definert som alle elementene som finnes i gassform i naturen og under normale forhold, og blir observert både på planeten Jorden og på andre planeter.

I dette tilfellet kan oksygen, hydrogen, nitrogen og edle gasser, i tillegg til klor og fluor, benevnes som eksempler.

Naturlige forbindelser

De er gasser som dannes i naturen av biologiske prosesser og er laget av to eller flere elementer. De består vanligvis av hydrogen, oksygen og nitrogen, selv om de i veldig sjeldne tilfeller også kan dannes med edle gasser.

Kunstig

De er de gassene som er skapt av mennesker fra naturlige forbindelser, laget for å imøtekomme behovene som mennesket har. Enkelte kunstige gasser som klorfluorkarboner, anestesimidler og steriliseringsmidler kan være mer giftige eller forurensende enn tidligere antatt, så det er forskrifter som begrenser deres enorme bruk.

Plasma

Denne tilstanden av aggregering av materie ble beskrevet for første gang på 1920-tallet og er preget av at den ikke eksisterer på jordoverflaten.

Det vises først når en nøytral gass blir utsatt for et ganske sterkt elektromagnetisk felt, og danner en klasse av ionisert gass som er meget ledende for elektrisitet, og som også er tilstrekkelig forskjellig fra de andre eksisterende aggregeringstatene til å fortjener sin egen klassifisering som en tilstand. .

Materiell i denne tilstanden kan avioniseres for å bli en gass igjen, men det er en kompleks prosess som krever ekstreme forhold.

Det antas at plasma representerer den mest rikholdige tilstanden i universet; Disse argumentene er basert på eksistensen av den såkalte “mørke materien”, foreslått av kvantefysikere for å forklare gravitasjonsfenomener i rommet.

Typer plasma

Det er tre typer plasma, som bare klassifiseres etter deres opprinnelse; Dette skjer selv innenfor samme klassifisering, siden plasmer er veldig forskjellige fra hverandre og det å vite at man ikke er nok til å kjenne dem alle.

Kunstig

Det er den menneskeskapte plasma, slik som de som finnes inne i skjermer, lysrør og neonskilt, og i rakettdrivmidler.

Land

Det er plasmaet som dannes på en eller annen måte av jorden, noe som gjør det klart at det hovedsakelig forekommer i atmosfæren eller andre lignende miljøer, og at det ikke forekommer på overflaten. Den inkluderer lyn, den polare vinden, ionosfæren og magnetosfæren.

Rom

Det er det plasmaet som blir observert i rommet, og danner strukturer i forskjellige størrelser, som varierer fra noen få meter til enorme forlengelser av lysår.

Dette plasmaet observeres i stjerner (inkludert vår sol), i solvinden, det interstellare og intergalaktiske mediet, i tillegg til den interstellare tåken.

Bose-Einstein kondensat

Bose-Einstein-kondensatet er et relativt nytt konsept. Det har sitt opphav i 1924, da fysikerne Albert Einstein og Satyendra Nath Bose spådde dens eksistens på en generell måte.

Denne tilstanden er beskrevet som en fortynnet gass av bosoner - elementære eller sammensatte partikler som er assosiert med å være energibærere - som er blitt avkjølt til temperaturer veldig nær absolutt null (-273,15 K).

Under disse forholdene passerer kondensatets komponentbosoner til deres minste kvantetilstand, og får dem til å presentere egenskaper av unike og spesielle mikroskopiske fenomener som skiller dem fra normale gasser.

Molekylene i et BE-kondensat viser kjennetegn på superledelse; det vil si at det er fravær av elektrisk motstand. De kan også vise overflødighetsegenskaper, noe som gjør at stoffet har en viskositet på null, slik at det kan flyte uten tap av kinetisk energi på grunn av friksjon.

På grunn av ustabiliteten og den korte eksistensen av materie i denne tilstanden, studeres fortsatt mulige bruksområder for disse typer forbindelser.

Dette er grunnen til at det i tillegg til å bli brukt i studier som prøvde å redusere lysets hastighet, ikke er oppnådd mange bruksområder for denne typen stoff. Imidlertid er det indikasjoner på at det kan hjelpe menneskeheten i et stort antall fremtidige roller.

referanser

1. BBC. (SF). Tingenes tilstand. Hentet fra bbc.com
2. Læring, L. (sf). Klassifisering av materie. Hentet fra kurs.lumenlearning.com
3. Livescience. (SF). Tingenes tilstand. Hentet fra livescience.com
4. University, P. (sf). Tingenes tilstand. Hentet fra chem.purdue.edu
5. Wikipedia. (SF). Når det gjelder. Hentet fra en.wikipedia.org