En la naturaleza el agua se encuentra en tres estados:

estado sólido (nieve, granizo, hielo);
estado líquido (agua, niebla, rocío y lluvia);
estado gaseoso (vapor).

Desde pequeños, incluso en el colegio, estudian los diferentes estados físicos del agua: niebla, lluvia, granizo, nieve, hielo, etc. Hay uno que se estudia detalladamente en el colegio. Nos encontramos todos los días en la vida e influyen en nuestra vida. – este es el estado del agua a una determinada temperatura y presión, que se caracteriza dentro de un determinado intervalo.

Se debe aclarar los conceptos básicos del estado del agua, que el estado de niebla y el estado turbio no se refieren a la formación de gas. Aparecen durante la condensación. Esta es una propiedad única del agua que puede estar en tres estados de agregación diferentes. Tres estados del agua son vitales para el planeta; forman el ciclo hidrológico y aseguran el proceso de circulación del agua en la naturaleza. En la escuela muestran varios experimentos sobre evaporación y. En cualquier rincón de la naturaleza, el agua es considerada fuente de vida. Hay un cuarto estado, no menos importante: el agua Deryagin (versión rusa), o como se la llama comúnmente en este momento: agua de nanotubos (versión americana).

Estado sólido del agua.

Se conservan la forma y el volumen. A bajas temperaturas, la sustancia se congela y se vuelve sólida. Si la presión es alta, entonces se requiere una temperatura de solidificación más alta. Un sólido puede ser cristalino o amorfo. En un cristal, la posición de un átomo está estrictamente ordenada. Las formas de los cristales son naturales y se asemejan a un poliedro. En un cuerpo amorfo, los puntos están ubicados caóticamente y oscilan en ellos solo se mantiene un orden de corto alcance.

Estado liquido del agua

En estado líquido, el agua conserva su volumen, pero no conserva su forma. Con esto queremos decir que el líquido ocupa sólo una parte del volumen y puede fluir por toda la superficie. Al estudiar cuestiones del estado líquido en la escuela, debes entender que este es un estado intermedio entre un medio sólido y un medio gaseoso. Los líquidos se dividen en estados puros y mixtos. Algunas mezclas son muy importantes para la vida, como la sangre o el agua de mar. Los líquidos pueden actuar como disolventes.

Condición del gas

La forma y el volumen no se conservan. De otra forma, el estado gaseoso que se estudia en la escuela se llama vapor de agua. Los experimentos muestran claramente que el vapor es invisible, soluble en el aire y muestra humedad relativa. La solubilidad depende de la temperatura y la presión. El vapor saturado y el punto de rocío son indicadores de la concentración máxima. El vapor y la niebla son estados de agregación diferentes.

El cuarto estado de agregación es el plasma.

El estudio del plasma y los experimentos modernos comenzaron a abordarse un poco más tarde. El plasma es un gas total o parcialmente ionizado que se encuentra en estado de equilibrio a alta temperatura. En condiciones del suelo, se forma una descarga de gas. Las propiedades del plasma determinan su estado gaseoso, excepto que la electrodinámica juega un papel muy importante en todo esto. Entre los estados agregados, el plasma es el más común en el Universo. El estudio de las estrellas y el espacio interplanetario ha demostrado que las sustancias se encuentran en estado plasmático.

¿Cómo cambian los estados de agregación?

Cambiar el proceso de transición de un estado a otro:

- líquido - vapor (vaporización y ebullición);

- vapor - líquido (condensación);

- líquido - hielo (cristalización);

- hielo - líquido (derretiéndose);

- hielo - vapor (sublimación);

- vapor - hielo, formación de escarcha (desublimación).

El agua ha sido considerada un mineral terrestre natural interesante. Estas preguntas son complejas y requieren un estudio constante. El estado físico en la escuela se confirma mediante experimentos realizados y, si surgen dudas, los experimentos permiten comprender claramente el material enseñado en la lección. Cuando el líquido se evapora, el proceso puede comenzar desde cero grados. A medida que aumenta la temperatura, aumenta. La intensidad de esto se confirma mediante experimentos de ebullición a 100 grados. Las cuestiones sobre la evaporación se responden mediante la evaporación de la superficie de lagos, ríos e incluso de la tierra. Cuando se enfría, se produce un proceso de transformación inversa cuando se forma un líquido a partir de un gas. Este proceso se llama condensación, cuando se forman pequeñas gotas de nube a partir del vapor de agua en el aire.

Un ejemplo sorprendente es el termómetro de mercurio, en el que el mercurio se presenta en estado líquido; a una temperatura de -39 grados, el mercurio se vuelve sólido; Es posible cambiar el estado de un cuerpo sólido, pero esto requerirá un esfuerzo adicional, por ejemplo al doblar un clavo. A menudo, los escolares hacen preguntas sobre cómo se le da forma a un cuerpo sólido. Esto se hace en fábricas y talleres especializados utilizando equipos especiales. Absolutamente cualquier sustancia puede existir en tres estados, incluida el agua, depende de las condiciones físicas. Cuando el agua pasa de un estado a otro, la disposición y el movimiento molecular cambia, pero la composición de la molécula no cambia. Las tareas experimentales te ayudarán a observar estados tan interesantes.

Introducción

1. El estado físico de la sustancia es gas.

2. El estado físico de la sustancia es líquido.

3.Estado de la materia – sólido

4. El cuarto estado de la materia es el plasma.

Conclusión

Lista de literatura usada

Introducción

Como sabes, muchas sustancias en la naturaleza pueden existir en tres estados: sólido, líquido y gaseoso.

La interacción entre partículas de una sustancia es más pronunciada en el estado sólido. La distancia entre las moléculas es aproximadamente igual a sus propios tamaños. Esto conduce a una interacción suficientemente fuerte que prácticamente imposibilita el movimiento de las partículas: oscilan alrededor de una determinada posición de equilibrio. Conservan su forma y volumen.

Las propiedades de los líquidos también se explican por su estructura. Las partículas de materia en los líquidos interactúan con menos intensidad que en los sólidos y, por lo tanto, pueden cambiar abruptamente su ubicación (los líquidos no conservan su forma), son fluidos.

Un gas es un conjunto de moléculas que se mueven aleatoriamente en todas direcciones, independientemente unas de otras. Los gases no tienen forma propia, ocupan todo el volumen que se les proporciona y se comprimen fácilmente.

Hay otro estado de la materia: el plasma.

El propósito de este trabajo es considerar los estados agregados de la materia existentes, para identificar todas sus ventajas y desventajas.

Para ello es necesario realizar y considerar los siguientes estados agregados:

2. líquidos

3.sólidos

3. Estado de la materia – sólido

Sólido, uno de los cuatro estados de agregación de una sustancia, diferente de otros estados de agregación (líquidos, gases, plasma) estabilidad de la forma y la naturaleza del movimiento térmico de los átomos que realizan pequeñas vibraciones alrededor de posiciones de equilibrio. Junto al estado cristalino del tórax, existe un estado amorfo, incluido el estado vítreo. Los cristales se caracterizan por un orden de largo alcance en la disposición de los átomos. No existe un orden de largo alcance en los cuerpos amorfos.

DEFINICIÓN

Sustancia Es una colección de una gran cantidad de partículas (átomos, moléculas o iones).

Las sustancias tienen una estructura compleja. Las partículas de la materia interactúan entre sí. La naturaleza de la interacción de las partículas de una sustancia determina su estado de agregación.

Tipos de estados de agregación

Se distinguen los siguientes estados de agregación: sólido, líquido, gaseoso, plasma.

En estado sólido, las partículas suelen combinarse formando una estructura geométrica regular. La energía de enlace de las partículas es mayor que la energía de sus vibraciones térmicas.

Si aumenta la temperatura corporal, aumenta la energía de las vibraciones térmicas de las partículas. A una determinada temperatura, la energía de las vibraciones térmicas se vuelve mayor que la energía de los enlaces. A esta temperatura, los enlaces entre partículas se rompen y se vuelven a formar. En este caso, las partículas realizan varios tipos de movimientos (oscilaciones, rotaciones, movimientos entre sí, etc.). Al mismo tiempo, todavía están en contacto entre sí. La estructura geométrica correcta está rota. La sustancia se encuentra en estado líquido.

Con un aumento adicional de temperatura, las fluctuaciones térmicas se intensifican, los enlaces entre partículas se debilitan aún más y prácticamente desaparecen. La sustancia se encuentra en estado gaseoso. El modelo más simple de la materia es un gas ideal, en el que se cree que las partículas se mueven libremente en cualquier dirección, interactúan entre sí sólo en el momento de la colisión y se cumplen las leyes del impacto elástico.

Podemos concluir que al aumentar la temperatura, una sustancia pasa de una estructura ordenada a un estado desordenado.

El plasma es una sustancia gaseosa formada por una mezcla de partículas neutras, iones y electrones.

Temperatura y presión en diferentes estados de la materia.

Los diferentes estados de agregación de una sustancia están determinados por la temperatura y la presión. La baja presión y la alta temperatura corresponden a gases. A bajas temperaturas, la sustancia suele estar en estado sólido. Las temperaturas intermedias se refieren a sustancias en estado líquido. Para caracterizar los estados agregados de una sustancia, a menudo se utiliza un diagrama de fases. Este es un diagrama que muestra la dependencia del estado de agregación de la presión y la temperatura.

La característica principal de los gases es su capacidad de expansión y compresibilidad. Los gases no tienen forma; toman la forma del recipiente en el que se colocan. El volumen de gas determina el volumen del recipiente. Los gases se pueden mezclar entre sí en cualquier proporción.

Los líquidos no tienen forma, pero tienen volumen. Los líquidos no se comprimen bien, sólo a alta presión.

Los sólidos tienen forma y volumen. En estado sólido pueden existir compuestos con enlaces metálicos, iónicos y covalentes.

Ejemplos de resolución de problemas

EJEMPLO 1

Ejercicio

Dibuja un diagrama de fases de estados para alguna sustancia abstracta. Explica su significado.

Solución

Hagamos un dibujo.

El diagrama de estado se muestra en la Fig. 1. Consta de tres regiones que corresponden al estado cristalino (sólido) de la materia, estado líquido y gaseoso. Estas áreas están separadas por curvas que indican los límites de procesos mutuamente inversos:

01 - fusión - cristalización;

02 - ebullición - condensación;

03 - sublimación - desublimación.

El punto de intersección de todas las curvas (O) es un punto triple. En este punto, una sustancia puede existir en tres estados de agregación. Si la temperatura de la sustancia está por encima de la temperatura crítica () (punto 2), entonces la energía cinética de las partículas es mayor que la energía potencial de su interacción, a tales temperaturas la sustancia se convierte en gas a cualquier presión; Del diagrama de fases queda claro que si la presión es mayor que , al aumentar la temperatura el sólido se funde. Después de la fusión, el aumento de la presión provoca un aumento del punto de ebullición. Si la presión es menor que , entonces un aumento en la temperatura del sólido conduce a su transición directamente al estado gaseoso (sublimación) (punto G).

EJEMPLO 2

Ejercicio

Explique qué distingue un estado de agregación de otro.

Solución

En diferentes estados de agregación, los átomos (moléculas) tienen diferentes disposiciones. Así, los átomos (moléculas o iones) de las redes cristalinas están dispuestos de manera ordenada y pueden realizar pequeñas vibraciones alrededor de posiciones de equilibrio. Las moléculas de gases se encuentran en un estado desordenado y pueden moverse a distancias considerables. Además, la energía interna de sustancias en diferentes estados de agregación (para las mismas masas de sustancia) a diferentes temperaturas es diferente. Los procesos de transición de un estado de agregación a otro van acompañados de un cambio de energía interna. Transición: sólido - líquido - gas, significa un aumento de la energía interna, ya que hay un aumento de la energía cinética del movimiento de las moléculas.

Cualquier sustancia está formada por moléculas y sus propiedades físicas dependen de cómo están ordenadas las moléculas y de cómo interactúan entre sí. En la vida ordinaria observamos tres estados agregados de la materia: sólido, líquido y gaseoso.

Por ejemplo, el agua puede estar en estado sólido (hielo), líquido (agua) y gaseoso (vapor).

Gas se expande hasta llenar todo el volumen que se le ha asignado. Si consideramos un gas a nivel molecular, veremos moléculas corriendo aleatoriamente y chocando entre sí y con las paredes del recipiente, que, sin embargo, prácticamente no interactúan entre sí. Si aumenta o disminuye el volumen del recipiente, las moléculas se redistribuirán uniformemente en el nuevo volumen.

A diferencia del gas, a una temperatura dada ocupa un volumen fijo, pero también toma la forma de un recipiente lleno, pero sólo por debajo del nivel de su superficie. A nivel molecular, es más fácil pensar en un líquido como moléculas esféricas que, aunque están en estrecho contacto entre sí, pueden girar libremente unas alrededor de otras, como cuentas redondas en un frasco. Vierta líquido en un recipiente y las moléculas se esparcirán rápidamente y llenarán la parte inferior del volumen del recipiente, como resultado el líquido tomará su forma, pero no se extenderá por todo el volumen del recipiente.

Sólido tiene forma propia y no se extiende por todo el volumen del recipientey no toma su forma. A nivel microscópico, los átomos están unidos entre sí mediante enlaces químicos y sus posiciones entre sí son fijas. Al mismo tiempo, pueden formar estructuras rígidas y ordenadas (redes cristalinas) y un desorden desordenado (cuerpos amorfos) (esta es precisamente la estructura de los polímeros, que parecen pasta enredada y pegajosa en un cuenco).

Anteriormente se describieron tres estados agregativos clásicos de la materia. Existe, sin embargo, un cuarto estado, que los físicos tienden a clasificar como agregado. Este es un estado de plasma. El plasma se caracteriza por la eliminación parcial o total de los electrones de sus órbitas atómicas, mientras que los propios electrones libres permanecen dentro de la sustancia.

Podemos observar cambios en los estados agregados de la materia con nuestros propios ojos en la naturaleza. El agua de la superficie de los embalses se evapora y se forman nubes. Así es como el líquido se convierte en gas. En invierno, el agua de los embalses se congela y pasa a un estado sólido, y en primavera se derrite nuevamente y vuelve a estar líquida. ¿Qué les sucede a las moléculas de una sustancia cuando pasa de un estado a otro? ¿Están cambiando? ¿Son las moléculas de hielo, por ejemplo, diferentes de las moléculas de vapor? La respuesta es clara: no. Las moléculas siguen siendo absolutamente las mismas. Su energía cinética cambia y, en consecuencia, las propiedades de la sustancia.

La energía de las moléculas de vapor es lo suficientemente alta como para separarse en diferentes direcciones y, cuando se enfría, el vapor se condensa en líquido y las moléculas todavía tienen suficiente energía para moverse casi libremente, pero no la suficiente para liberarse de la atracción de otras moléculas. y volar lejos. Al enfriarse aún más, el agua se congela, se vuelve sólida y la energía de las moléculas ya no es suficiente ni siquiera para moverse libremente dentro del cuerpo. Vibran alrededor de un lugar, sostenidas por las fuerzas de atracción de otras moléculas.

Estado	Propiedades
Gaseoso	1. La capacidad de adquirir el volumen y la forma de un vaso. 2. Compresibilidad. 3. Difusión rápida (movimiento caótico de moléculas). 4. E cinética.
	> potencial E 1. La capacidad de adoptar la forma de aquella parte del vaso que ocupa la sustancia. 2. No expandirse para llenar el recipiente. 3. Baja compresibilidad. 4. Difusión lenta. 5. Fluidez.
	6. E cinética. = E potencial 1. La capacidad de mantener la forma y el volumen característicos. 2. Baja compresibilidad (bajo presión). 3. Difusión muy lenta debido a movimientos oscilatorios de partículas.< Е потенц.

4. Sin rotación.

5. E cinética. El estado de agregación de una sustancia está determinado por las fuerzas que actúan entre las moléculas, la distancia entre las partículas y la naturaleza de su movimiento. EN duro En este estado, las partículas ocupan una determinada posición entre sí. Tiene baja compresibilidad y resistencia mecánica, ya que las moléculas no tienen libertad de movimiento, sino sólo vibraciones. Las moléculas, átomos o iones que forman un sólido se llaman unidades estructurales. Los sólidos se dividen en ).

amorfo y cristalino

(Tabla 27

Tabla 33

Características comparativas de sustancias amorfas y cristalinas.

Sustancia

Característica

Amorfo

1. Orden de disposición de partículas de corto alcance.

4. Inestabilidad termodinámica (gran reserva de energía interna).

4. Difusión lenta.

Ejemplos: ámbar, vidrio, polímeros orgánicos, etc.

Cristalino

1. Orden de disposición de partículas de largo alcance.

2. Anisotropía de propiedades físicas.

3. Punto de fusión específico.

4. Estabilidad termodinámica (baja reserva interna de energía).

5. Hay elementos de simetría.

Ejemplos: metales, aleaciones, sales sólidas, carbono (diamante, grafito), etc.

Las sustancias cristalinas se funden a una temperatura (Tm) estrictamente definida, las sustancias amorfas no tienen un punto de fusión claramente definido; cuando se calientan, se ablandan (caracterizado por un intervalo de ablandamiento) y pasan a un estado líquido o viscoso. La estructura interna de las sustancias amorfas se caracteriza por una disposición aleatoria de moléculas. . El estado cristalino de una sustancia presupone la correcta disposición en el espacio de las partículas que forman el cristal y la formación. cristalino (espacial)rejillas. La característica principal de los cuerpos cristalinos es su anisotropía - disimilitud de propiedades (conductividad térmica y eléctrica, resistencia mecánica, velocidad de disolución, etc.) en diferentes direcciones, mientras que los cuerpos amorfos isotrópico .

Sólidocristales- formaciones tridimensionales caracterizadas por una estricta repetibilidad del mismo elemento estructural (celda unitaria) en todas las direcciones. Celda unitaria- representa el volumen más pequeño de un cristal en forma de paralelepípedo, repetido en el cristal un número infinito de veces.

Parámetros básicos de la red cristalina.:

Energía de la red cristalina (E cr. , kJ/mol) – Esta es la energía que se libera durante la formación de 1 mol de un cristal a partir de micropartículas (átomos, moléculas, iones) que se encuentran en estado gaseoso y separadas entre sí a una distancia que impide su interacción.

Constante de red ( d , [ A 0 ]) – la distancia más pequeña entre el centro de dos partículas en un cristal conectadas por un enlace químico.

Número de coordinación (c.n.) – el número de partículas que rodean la partícula central en el espacio, conectadas a ella por un enlace químico.

Los puntos en los que se ubican las partículas cristalinas se llaman nodos de red cristalina

A pesar de la variedad de formas de cristales, se pueden clasificar. Se introdujo la sistematización de las formas cristalinas. AV. gadolín(1867), se basa en las características de su simetría. De acuerdo con la forma geométrica de los cristales, son posibles los siguientes sistemas (sistemas): cúbico, tetragonal, ortorrómbico, monoclínico, triclínico, hexagonal y romboédrico (Fig. 18).

Una misma sustancia puede tener diferentes formas cristalinas, que se diferencian en su estructura interna y, por tanto, en sus propiedades físicas y químicas. Este fenómeno se llama polimorfismo . isomorfismo – Dos sustancias de diferente naturaleza forman cristales de la misma estructura. Estas sustancias pueden reemplazarse entre sí en la red cristalina, formando cristales mixtos.

Arroz. 18. Sistemas cristalinos básicos.

Dependiendo del tipo de partículas ubicadas en los nodos de la red cristalina y del tipo de enlaces entre ellas, los cristales son de cuatro tipos: iónico, atómico, molecular y metálico.(arroz . 19).