Заттың жалпы жағдайы

Заттың физикалық немесе жиынтық күйі белгілі бір жағдайларда (қысымы мен температурасы) ерекше қасиеттері бойынша сипатталады. Яғни қатты, сұйық немесе газ тәрізді болуы мүмкін. Заттың жалпы жағдайының өзгеруі оның физикалық қасиеттерінің (тығыздық, энтропия, еркін энергия) өзгеруіне әкеледі. Қатты күйде бола отырып, ол бекітілген көлем мен пішінді сақтай алады. Бірдей көлемі бар сұйықтыққа өтіп, ыдысқа немесе контейнерге бейімделу формасын өзгертеді. Газ тәрізді зат, бұл зат тек қана форманы ғана емес, көлемін де сақтамайды, өйткені кеңейтіп, бүкіл кеңістікті толтырады.

Мысалы, судың жиынтық күйі қатты, сұйық немесе газ тәрізді болуы мүмкін. Бұл жағдайда химиялық формула (H2O) және молекуланың құрамы (екі сутегі атомы және бір оттегі атомы) өзгермейді. 0 ° C және одан төмен температурада қатты күйде және мұз деп аталады. 0 ° С мен 99.944 ° С-дан түссіз (шағын көлемде) мөлдір сұйықтық, иісі жоқ және дәмі жоқ. 99,944 ° C температурасында газ фазасына өтеді және су буы деп аталады . Бұл мысал көрсеткендей, заттардың жиынтық жағдайы өзгеретін сыртқы жағдайлармен өзгереді. Бұл жағдайда өзгермейтін сыртқы қысыммен, бірақ температураның өзгеруімен, мұз 0 ° C температурада ериді және 99.944 ° C температурада буға айналады және буға буланып кетеді.

Су, әр түрлі жиынтық күйде бола отырып, оның қасиеттерінде ерекшеленеді деп айтуға болады. Мұздың тығыздығы 0,917 г / см3, сұйық су 0,9982 г / см3 стандартты жағдайларда, су буы (сондай-ақ стандартты жағдайларда) 0,001 г / см3-ден аз. Мұздың балқу нүктесінде (судың мұздату нүктесі) судың динамикалық тұтқырлығы : μ = 1,793 · 103 Па · с, судың динамикалық тұтқырлығы: μ = 1,003 · 10ˉ³ Па · с. Осылайша, фазалық ауысу кезінде заттың және оның қасиеттерінің жиынтық жағдайы өзгереді. Бұл өтпелі температура кристаллизация температурасына (сұйықтық қаттылейді) тең болатын балқу нүктесі (сұйық зат болып табылады) және қайнау нүктесі (сұйықтық газға өтеді) конденсация температурасына тең (газ сұйықтыққа айналады) сипатталады.

Заттың жалпы күйі оның құрамына да байланысты екенін атап өткен жөн. Сонымен, мысалы, бірдей сыртқы шарттарда әртүрлі заттар олардың қасиеттерінде ерекшеленеді. Стандартты жағдайларда су H2O сұйықтық болып табылады. Сутегі H2 және O2 оттегі - бұл газдар. Iron Fe - бұл қатты ( балқу температурасы 1538,9 ° C, қайнау температурасы 2860,9 ° C). Бірақ әртүрлі заттар үшін бірдей жиынтық күйі кейбір ұқсастықтар болуы мүмкін.

Мысалы, салыстырмалы түрде шағын молекулалық күштер газдарға тән. Сондықтан олардың молекулалары бір-бірінен үлкен қашықтықта орналасқан. Нәтижесінде газдар қатты келісімге келуі мүмкін. Газдардың молекулалары үнемі жылжиды және қозғалыс хаотикалық. Бұл газ тәріздес заттардың толық көлемін біркелкі толтыру мүмкіндігін түсіндіреді: газдар олар орналасқан контейнердің пішіні мен көлемін алады.

Газ тәрізді және қатты заттардың сұйықтығы аралық орналасуды алады. Температураның өсуімен олар газға ұқсайды және температураның төмендеуімен олар қатты заттарға ұқсайды. Сұйықтықтардың молекулалары олардың арасында тартымды күшіне байланысты тығыз орналасқан. Рентгенологиялық зерттеулер кристалды құрылымға ұқсайтын кейбір рудемиялардың бар екенін көрсетті.

Қатты заттар әрқашан белгілі бір пішіндер мен көлемдерде болады. Оларды өзгерту үшін күш жұмсауға тура келеді, өйткені молекулалар, атомдар мен иондар тығыз байланысты. Қатты заттардың бөліктері еркін қозғала алмайды, өйткені олар өзара орналасуды сақтайды және тепе-теңдік орталықтарында реттелген тербелістерді орындайды. Қатты заттардың екі жағдайы белгілі - аморфты және кристалды. Олардың соңғы кристалдары олар үшін пішінмен сипатталады. Мысалы, натрий хлориді NaCl кристалдары текше пішінін, KNO3 калий нитраты - призмасы және т.б. Аморфты молекулалардың құрылымы кездейсоқ біріктірілген молекулалар. Белгілі бір температурада ериді кристалдық заттардан айырмашылығы аморфты балқу нүктелерінің кең спектрі сипатталады. Кейде олар өте жоғары тұтқыр сұйықтық ретінде қарастырылады. Қандай зат өзгергенде, оны кристалды және аморфтық күйде де алуға болады.

Заттың жалпы жағдайы кейде плазма немесе сұйық кристалдар ретінде сипатталады. Бірақ бұл дұрыс түсінік емес. Сұрақ бөлек және егжей-тегжейлі зерттеуді талап етеді, сондықтан осы мақалада бұл жағдайға ешқандай әсер етілмейді.