Structura solidelor lichide și a corpurilor gazoase. Proprietățile și structura solidelor


Gazul (starea gazoasă) este o stare de agregare a unei substanțe, caracterizată prin legături foarte slabe între particulele sale constitutive (molecule, atomi sau ioni), precum și mobilitatea lor ridicată. Particulele de gaz se mișcă aproape liber și haotic în intervalele dintre ciocniri, timp în care are loc o schimbare bruscă a naturii mișcării lor. Starea gazoasă a unei substanțe în condițiile în care este posibilă existența unei faze lichide sau solide stabile a aceleiași substanțe se numește de obicei vapori. Ca și lichidele, gazele au fluiditate și rezistă la deformare. Spre deosebire de lichide, gazele nu au un volum fix și nu formează o suprafață liberă, dar tind să umple întregul volum disponibil (de exemplu, un vas).


Starea gazoasă este cea mai comună stare a materiei din Univers (materie interstelară, nebuloase, stele, atmosfere planetare etc.). Proprietățile chimice ale gazelor și ale amestecurilor lor sunt foarte diverse, de la gaze inerte cu activitate scăzută până la amestecuri de gaze explozive. Gazele includ uneori nu numai sisteme de atomi și molecule, ci și sisteme de alte particule, fotoni, electroni, particule browniene, precum și plasmă.




Lichidul este una dintre stările agregate ale materiei. Proprietatea principală a unui lichid, care îl deosebește de alte stări de agregare, este capacitatea de a-și schimba forma la infinit sub influența tensiunilor mecanice tangențiale, chiar și arbitrar de mici, păstrându-și practic volumul.


Lichidul este un corp fizic care are două proprietăți: Are fluiditate, datorită căreia nu are formă și ia forma vasului în care se află. Își schimbă puțin forma și volumul odată cu schimbările de presiune și temperatură, în care este similar cu un corp solid.


Starea lichidă este de obicei considerată intermediară între un solid și un gaz: un gaz nu păstrează nici volum, nici formă, dar un solid le păstrează pe ambele. Forma corpurilor lichide poate fi determinată în întregime sau parțial de faptul că suprafața lor se comportă ca o membrană elastică. Deci, apa se poate acumula în picături. Dar un lichid este capabil să curgă chiar și sub suprafața sa staționară și asta înseamnă și forme neconservate (ale părților interne ale unui corp lichid). Moleculele lichide nu au o poziție definită, dar în același timp nu au libertate totală de mișcare. Există o atracție între ei, suficient de puternică încât să-i țină aproape. O substanță în stare lichidă există într-un anumit interval de temperatură, sub care se transformă în stare solidă (se produce cristalizarea sau sticla se transformă în stare solidă amorfă), deasupra căreia se transformă în stare gazoasă (se produce evaporarea). Limitele acestui interval depind de presiune. De regulă, o substanță în stare lichidă are o singură modificare. (Cele mai importante excepții sunt lichidele cuantice și cristalele lichide.) Prin urmare, în majoritatea cazurilor, un lichid nu este doar o stare de agregare, ci și o fază termodinamică (fază lichidă). Toate lichidele sunt de obicei împărțite în lichide pure și amestecuri. Unele amestecuri de lichide sunt de mare importanță pentru viață: sânge, apă de mare etc. Lichidele pot acționa ca solvenți.


Formarea unei suprafețe libere și a tensiunii superficiale Datorită conservării volumului, un lichid este capabil să formeze o suprafață liberă. O astfel de suprafață este interfața dintre fazele unei substanțe date: pe de o parte există o fază lichidă, pe de altă parte o fază gazoasă (abur) și, eventual, alte gaze, de exemplu, aer. Dacă fazele lichide și gazoase ale aceleiași substanțe intră în contact, apar forțe care tind să reducă suprafața forței de tensiune superficială. Interfața se comportă ca o membrană elastică care tinde să se contracte. Tensiunea superficială poate fi explicată prin atracția dintre moleculele lichide. Fiecare moleculă atrage alte molecule și tinde să se „înconjure” cu ele, ceea ce înseamnă să părăsească suprafața. În consecință, suprafața tinde să scadă. Prin urmare, bulele de săpun și bulele tind să ia o formă sferică la fierbere: pentru un volum dat, o sferă are suprafața minimă. Dacă asupra unui lichid acţionează numai forţele de tensiune superficială, acesta va lua neapărat o formă sferică, de exemplu, picăturile de apă cu gravitate zero. Obiectele mici cu o densitate mai mare decât cea a lichidului sunt capabile să „plutească” pe suprafața lichidului, deoarece forța gravitației este mai mică decât forța care împiedică creșterea suprafeței.


Evaporarea este trecerea treptată a unei substanțe de la o fază lichidă la o fază gazoasă (abur). În timpul mișcării termice, unele molecule părăsesc lichidul prin suprafața sa și devin vapori. În același timp, unele molecule trec înapoi din vapori în lichid. Dacă mai multe molecule părăsesc un lichid decât intră, atunci are loc evaporarea. Condensarea este un proces invers, trecerea unei substanțe de la o stare gazoasă la una lichidă. În acest caz, mai multe molecule trec în lichidul din vapori decât în ​​vaporii din lichid. Fierberea este procesul de vaporizare într-un lichid. La o temperatură suficient de ridicată, presiunea vaporilor devine mai mare decât presiunea din interiorul lichidului și acolo încep să se formeze bule de vapori care (în condițiile gravitației) plutesc spre vârf. Udarea este un fenomen de suprafață care apare atunci când un lichid intră în contact cu o suprafață solidă în prezența aburului, adică la interfețele celor trei faze. Miscibilitatea este capacitatea lichidelor de a se dizolva unele în altele. Un exemplu de lichide miscibile: apă și alcool etilic, un exemplu de lichide nemiscibile: apă și ulei lichid. Trecerea lichidelor de la o stare la alta



Teoria cinetică moleculară face posibilă înțelegerea de ce o substanță poate exista în stare gazoasă, lichidă și solidă.

Gaz.În gaze, distanța dintre atomi sau molecule din mediu este de multe ori mai mare decât dimensiunea moleculelor în sine (Fig. 10). De exemplu, la presiunea atmosferică volumul unui vas este de zeci de

de mii de ori mai mare decât volumul moleculelor de gaz din vas.

Gazele sunt ușor comprimate, deoarece atunci când un gaz este comprimat, doar distanța medie dintre molecule scade, dar moleculele nu se „strâng” unele pe altele (Fig. 11).

Moleculele se deplasează cu viteze enorme - sute de metri pe secundă - în spațiu. Când se ciocnesc, se aruncă unul în celălalt în direcții diferite, ca niște mingi de biliard.

Forțele de atractivitate slabe ale moleculelor de gaz nu sunt capabile să le țină una lângă alta. Prin urmare, gazele se pot extinde fără limită. Nu păstrează nici formă, nici volum.

Numeroase impacturi ale moleculelor pe pereții vasului creează presiunea gazului.

Lichide.În lichide, moleculele sunt situate aproape una de alta (Fig. 12). Prin urmare, o moleculă se comportă diferit într-un lichid decât într-un gaz. Prinsă, ca într-o cușcă, de alte molecule, „se rulează pe loc” (oscilează în jurul poziției de echilibru, ciocnind cu moleculele învecinate). Doar din când în când face un „salt”, spărgând „barele cuștii”, dar se găsește imediat într-o nouă „colivie” formată din noi vecini. Timpul de „viață stabilită” al unei molecule de apă, adică timpul de oscilații în jurul unei anumite poziții de echilibru, la temperatura camerei, este în medie s. Timpul unei oscilații este mult mai mic (s). Odată cu creșterea temperaturii, timpul de „viață stabilită” al moleculelor scade. Natura mișcării moleculare în lichide, stabilită pentru prima dată de fizicianul sovietic Ya I. Frenkel, ne permite să înțelegem proprietățile de bază ale lichidelor.

Moleculele lichidului sunt situate direct una lângă cealaltă. Prin urmare, atunci când încercați să modificați volumul lichidului, chiar și cu o cantitate mică, moleculele în sine încep să se deformeze (Fig. 13). Și asta necesită o putere foarte mare. Aceasta explică compresibilitatea scăzută a lichidelor

Lichidele, după cum se știe, sunt fluide, adică nu își păstrează forma. Acest lucru este explicat după cum urmează. Dacă lichidul nu curge, atunci salturile de molecule dintr-o poziție „sedentară” în alta apar cu aceeași frecvență în toate direcțiile (Fig. 12). Forța externă nu modifică semnificativ numărul de salturi moleculare pe secundă, dar salturile moleculelor dintr-o poziție „sedentară” în alta au loc predominant în direcția forței externe (Fig. 14). Acesta este motivul pentru care lichidul curge și ia forma unui recipient

Solide. Atomii sau moleculele solide, spre deosebire de lichide, vibrează în jurul anumitor poziții de echilibru. Adevărat, uneori moleculele își schimbă poziția de echilibru, dar acest lucru se întâmplă extrem de rar. Acesta este motivul pentru care solidele păstrează nu numai volumul, ci și forma.

Există o altă diferență importantă între lichide și solide. Un lichid poate fi comparat cu o mulțime, ale cărei membri individuali se împinge neliniștit pe loc, iar un corp solid este ca o cohortă zveltă, ale cărei membri, deși nu stau în atenție (din cauza mișcării termice), se mențin medie anumite intervale între ele. Dacă conectați centrele pozițiilor de echilibru ale atomilor sau ionilor unui solid, obțineți o rețea spațială obișnuită, numită rețea cristalină. Figurile 15 și 16 arată rețelele cristaline de sare de masă și diamant. Ordinea internă în aranjarea atomilor în cristale duce la forme exterioare regulate din punct de vedere geometric. Figura 17 prezintă diamante Yakut.

O explicație calitativă a proprietăților de bază ale unei substanțe bazată pe teoria cinetică moleculară, așa cum ați văzut, nu este deosebit de dificilă. Totuși, teoria care stabilește relații cantitative între mărimile măsurate experimental (presiune, temperatură etc.) și proprietățile moleculelor înseși, numărul și viteza lor de mișcare, este foarte complexă. Ne vom limita la a lua în considerare teoria gazelor.

1. Oferiți dovezi pentru existența mișcării termice a moleculelor.

2. De ce mișcarea browniană este vizibilă numai pentru particulele de masă mică?

3. Care este natura forțelor moleculare? 4. Cum depind forțele de interacțiune dintre molecule de distanța dintre ele? 5. De ce două bare de plumb cu tăieturi netede și curate se lipesc împreună când sunt presate împreună? 6. Care este diferența dintre mișcarea termică a moleculelor de gaze, lichide și solide?


Structura gazelor, lichidelor și solidelor.

Principii de bază ale teoriei cinetice moleculare:

    Toate substanțele sunt formate din molecule, iar moleculele sunt formate din atomi,

    atomii și moleculele sunt în mișcare continuă,

    Există forțe de atracție și repulsie între molecule.

ÎN gazele moleculele se mișcă haotic, distanțele dintre molecule sunt mari, forțele moleculare sunt mici, gazul ocupă întregul volum care îi este furnizat.

ÎN lichide moleculele sunt aranjate ordonat doar la distanțe scurte, iar la distanțe mari este încălcată ordinea (simetria) aranjamentului - „ordine pe distanță scurtă”. Forțele de atracție moleculară mențin moleculele apropiate. Mișcarea moleculelor „sare” dintr-o poziție stabilă în alta (de obicei într-un singur strat. Această mișcare explică fluiditatea unui lichid. Un lichid nu are formă, dar are volum.

Solidele sunt substanțe care își păstrează forma, împărțite în cristaline și amorfe. Solide cristaline corpurile au o rețea cristalină, în nodurile căreia pot fi ioni, molecule sau atomi. Ele oscilează în raport cu pozițiile stabile de echilibru. Rețelele cristaline au o structură regulată pe întregul volum - „ordine pe distanță lungă”.

Corpuri amorfeîși păstrează forma, dar nu au o rețea cristalină și, ca urmare, nu au un punct de topire pronunțat. Ele sunt numite lichide înghețate, deoarece ele, ca și lichidele, au o ordine de aranjare moleculară „pe distanță scurtă”.

Forțele de interacțiune moleculară

Toate moleculele unei substanțe interacționează între ele prin forțe de atracție și repulsie. Dovezi ale interacțiunii moleculelor: fenomenul de umectare, rezistența la compresiune și tensiune, compresibilitatea scăzută a solidelor și gazelor etc. Motivul interacțiunii moleculelor este interacțiunile electromagnetice ale particulelor încărcate dintr-o substanță. Cum să explic asta? Un atom este format dintr-un nucleu încărcat pozitiv și un înveliș de electroni încărcat negativ. Sarcina nucleului este egală cu sarcina totală a tuturor electronilor, astfel încât atomul în ansamblu este neutru din punct de vedere electric. O moleculă constând din unul sau mai mulți atomi este, de asemenea, neutră din punct de vedere electric. Să luăm în considerare interacțiunea dintre molecule folosind exemplul a două molecule staționare. Între corpuri din natură pot exista forțe gravitaționale și electromagnetice. Deoarece masele moleculelor sunt extrem de mici, forțele neglijabile ale interacțiunii gravitaționale dintre molecule pot fi ignorate. La distanțe foarte mari nu există nicio interacțiune electromagnetică între molecule. Dar, pe măsură ce distanța dintre molecule scade, moleculele încep să se orienteze în așa fel încât părțile lor față în față vor avea sarcini de semne diferite (în general, moleculele rămân neutre), iar între molecule apar forțe atractive. Cu o scădere și mai mare a distanței dintre molecule, forțele de respingere apar ca urmare a interacțiunii învelișurilor de electroni încărcate negativ ale atomilor moleculelor. Ca rezultat, molecula este acționată de suma forțelor de atracție și repulsie. La distante mari predomina forta de atractie (la distanta de 2-3 diametre ale moleculei, atractia este maxima), la distante scurte predomina forta de repulsie. Există o distanță între molecule la care forțele de atracție devin egale cu forțele de respingere. Această poziție a moleculelor se numește poziția de echilibru stabil. Moleculele situate la distanță unele de altele și conectate prin forțe electromagnetice au energie potențială. Într-o poziție stabilă de echilibru, energia potențială a moleculelor este minimă. Într-o substanță, fiecare moleculă interacționează simultan cu multe molecule învecinate, ceea ce afectează și valoarea energiei potențiale minime a moleculelor. În plus, toate moleculele unei substanțe sunt în mișcare continuă, adică. au energie cinetică. Astfel, structura unei substanțe și proprietățile acesteia (corpi solid, lichid și gazos) sunt determinate de relația dintre energia potențială minimă de interacțiune a moleculelor și rezerva de energie cinetică a mișcării termice a moleculelor.

Structura și proprietățile corpurilor solide, lichide și gazoase

Structura corpurilor se explică prin interacțiunea particulelor corpului și prin natura mișcării lor termice.

Solid

Solidele au o formă și un volum constant și sunt practic incompresibile. Energia potențială minimă de interacțiune a moleculelor este mai mare decât energia cinetică a moleculelor. Interacțiune puternică cu particule. Mișcarea termică a moleculelor dintr-un solid este exprimată numai prin vibrațiile particulelor (atomi, molecule) în jurul unei poziții stabile de echilibru.

Datorită forțelor mari de atracție, moleculele practic nu își pot schimba poziția în materie, ceea ce explică invariabilitatea volumului și formei solidelor. Cele mai multe solide au un aranjament ordonat spațial de particule care formează o rețea cristalină obișnuită. Particulele de materie (atomi, molecule, ioni) sunt situate la vârfuri - nodurile rețelei cristaline. Nodurile rețelei cristaline coincid cu poziția de echilibru stabil al particulelor. Astfel de solide se numesc cristaline.

Lichid

Lichidele au un anumit volum, dar nu au o formă proprie ele iau forma vasului în care se află. Energia potențială minimă de interacțiune între molecule este comparabilă cu energia cinetică a moleculelor. Interacțiune slabă cu particule. Mișcarea termică a moleculelor dintr-un lichid este exprimată prin vibrații în jurul unei poziții stabile de echilibru în volumul furnizat moleculei de vecinii săi. Moleculele nu se pot mișca liber pe întregul volum al unei substanțe, dar sunt posibile tranzițiile moleculelor către locurile învecinate. Aceasta explică fluiditatea lichidului și capacitatea de a-și schimba forma.

În lichide, moleculele sunt destul de ferm legate între ele prin forțe de atracție, ceea ce explică invarianța volumului lichidului. Într-un lichid, distanța dintre molecule este aproximativ egală cu diametrul moleculei. Când distanța dintre molecule scade (comprimarea lichidului), forțele de respingere cresc brusc, astfel încât lichidele sunt incompresibile. În ceea ce privește structura lor și natura mișcării termice, lichidele ocupă o poziție intermediară între solide și gaze. Deși diferența dintre un lichid și un gaz este mult mai mare decât între un lichid și un solid. De exemplu, în timpul topirii sau cristalizării, volumul unui corp se modifică de multe ori mai puțin decât în ​​timpul evaporării sau condensării.

Gazele nu au un volum constant și ocupă întregul volum al vasului în care se află. Energia potențială minimă de interacțiune între molecule este mai mică decât energia cinetică a moleculelor. Particulele de materie practic nu interacționează. Gazele se caracterizează prin dezordine completă în aranjarea și mișcarea moleculelor.

Distanța dintre moleculele de gaz este de multe ori mai mare decât dimensiunea moleculelor. Forțele de atractivitate mici nu pot menține moleculele aproape unele de altele, astfel încât gazele se pot extinde fără limită. Gazele sunt ușor comprimate sub influența presiunii externe, deoarece distanțele dintre molecule sunt mari, iar forțele de interacțiune sunt neglijabile. Presiunea gazului pe pereții vasului este creată de impactul moleculelor de gaz în mișcare.

Scopul lecției: Luați în considerare caracteristicile și proprietățile structurale ale corpurilor gazoase, lichide și solide din punctul de vedere al teoriei cinetice moleculare.

Obiectivele lecției:

  1. Educational
  • Să contribuie la dobândirea de cunoștințe pe tema „Structura corpurilor gazoase, lichide și solide”;
  • Stabiliți natura dependenței forțelor de atracție și repulsie de distanța dintre molecule;
  • Învață să rezolvi problemele de calitate.
  1. De dezvoltare

Dezvolta:

  • observație, independență;
  • gandire logica
  • capacitatea de a aplica cunoștințele teoretice în practică;
  • promovează dezvoltarea vorbirii și gândirii
  1. Educational:
  • Formarea ideilor despre unitatea și interconectarea fenomenelor naturale.
  • Formați o atitudine pozitivă față de subiect

Tip de lecție: O lecție de învățare a materialelor noi.

Formatul lecției: combinate

Suport metodologic cuprinzător: Computer, ecran, proiector multimedia, prezentare autor, mostre de cristal, sarcini de testare.

Conexiuni interdisciplinare:

  • chimie
  • Informatica

În timpul orelor

  1. Etapa organizatorica

Profesor: Buna ziua. Napoleon I a mai spus: „Imaginația stăpânește lumea”. Și Democrit a susținut că „Nimic nu există în afară de atomi”.

  1. Etapa stabilirii scopurilor și obiectivelor lecției.

De acord! Lumea este uimitoare și diversă. Omul a încercat de mult să explice inexplicabilul, să vadă invizibilul, să audă inaudibilul. Privind în jurul său, a reflectat asupra naturii și a încercat să rezolve ghicitorile pe care i le punea aceasta.

Poetul rus Fiodor Ivanovici Tyutchev a scris.

Nu ceea ce crezi tu, natura:
Nici o distribuție, nici o față fără suflet -
Are suflet, are libertate,
Are dragoste, are limbaj.

Dar cu timpul, oamenii au început să înțeleagă că legea este cea care stă în fruntea a tot ceea ce ne înconjoară.

Desigur, întâlnești zilnic diverse fenomene fizice reglementate de lege și, în majoritatea cazurilor, poți prezice cum se vor termina. De exemplu, preziceți cum se vor încheia următoarele evenimente:

  • Dacă deschizi o sticlă de parfum, atunci...;
  • Dacă încălzești gheață, atunci...;
  • Dacă strângi strâns două bucăți de plastilină, atunci...;
  • Dacă scăpați o picătură de ulei pe apă, atunci...;
  • Dacă pui un termometru în apă fierbinte, atunci...

Profesor: Deci, în oferirea răspunsurilor, v-ați ghidat după anumite cunoștințe dobândite mai devreme. În fiecare zi observăm o gamă întreagă de obiecte din jurul nostru: mese, scaune, cărți, pixuri, caiete, mașini etc. Spune-mi, ni se par solide sau chiar așa sunt?

Student: Ei doar par.

Profesor: Atunci spune-mi, din ce constau toate substanțele?

Student: Fabricat din molecule sau atomi

Profesor: Ce credeți, moleculele diferitelor substanțe sunt sau nu la fel? Dovedește-o.

Student: Nu. Au compuși chimici diferiți.

Profesor: Gheața, apa și vaporii de apă sunt sau nu făcute din aceleași molecule?

Student: Da.

Profesor: De ce?

Student: Pentru că este aceeași substanță, dar într-o formă diferită

Profesor: Aici, băieți, ajungem la subiectul lecției noastre. Deschideți registrele de lucru, notați data și subiectul lecției noastre: „Structura corpurilor gazoase, lichide și solide”.

(Diapozitivul 2).

Nu există două obiecte complet identice în lume. Este imposibil să găsești două granule identice de nisip într-un munte de nisip sau două frunze identice pe un copac, dar moleculele aceleiași substanțe sunt exact aceleași. De exemplu, suntem obișnuiți să vedem apa în stare lichidă. Formula chimică a apei este H 2 O. În stare gazoasă este vapori de apă. (Care este formula chimică?). În stare solidă, este gheață sau zăpadă. Încă aceeași formulă chimică - H2O.

Atunci apare întrebarea: dacă moleculele aceleiași substanțe sunt exact aceleași, atunci de ce această substanță poate fi în stări diferite de agregare?

Aceasta este întrebarea la care tu și cu mine va trebui să răspundem astăzi în clasă. (Diapozitivul 3)

Există patru stări ale materiei:

  • Solid
  • Lichid
  • Gazos
  • Plasma

Astăzi vom vorbi despre trei dintre ele. În primul rând, să ne familiarizăm cu conceptul de tranziție de fază. (Diapozitivul 4)

Tranziția de fază este trecerea unui sistem de la o stare de agregare la alta. În timpul unei tranziții de fază, orice mărime fizică se modifică brusc (densitate, energie internă)

Realizarea stării de agregare a unei substanțe depinde de raportul dintre energia cinetică și potențială a moleculelor incluse în compoziția sa.

  1. Etapa de explicare a noului material

Pe mesele din fața ta sunt note justificative. (Anexa 3) . Ce simbolizează fiecare desen? (diferite stări de agregare)

Un nor este o stare gazoasă a unei substanțe, o sticlă este o stare lichidă, un cub este o stare solidă. Vom analiza pas cu pas structura corpurilor gazoase, lichide și solide. Ne vom nota concluziile în caiete.

  1. GAZE (Diapozitivul 6, 10)

Distanța dintre atomi sau molecule din gaze este, în medie, de multe ori mai mare decât dimensiunea moleculelor în sine. Gazele sunt ușor comprimate, iar distanța medie dintre molecule scade, dar moleculele nu se comprimă unele pe altele. Moleculele se mișcă cu viteze enorme - sute de metri pe secundă. Când se ciocnesc, se aruncă unul pe celălalt în direcții diferite. Forțele de atractivitate slabe ale moleculelor de gaz nu sunt capabile să le țină una lângă alta. Prin urmare, gazele se pot extinde fără limită. Nu păstrează nici formă, nici volum.

Numeroase impacturi ale moleculelor pe pereții vasului creează presiunea gazului.

  1. LICHIDE (Diapozitivele 11, 14)

Moleculele lichide sunt situate aproape una de alta, astfel încât o moleculă lichidă se comportă diferit de o moleculă de gaz. Prinsă, ca într-o „cușcă”, de alte molecule, „se rulează pe loc” (oscilează în jurul poziției de echilibru, ciocnind cu moleculele învecinate). Numai din când în când face un „sărit”, spărgând „bariile cuștii”, dar se găsește imediat într-o nouă celulă formată din noi vecini. Durata de viață stabilită a unei molecule de apă, adică timpul de oscilații în jurul unei poziții specifice de echilibru la temperatura camerei, este în medie de 10 -11 s. Timpul unei oscilații este mult mai mic (10 -12 -10 -13 s). Odată cu creșterea temperaturii, timpul de rezidență al moleculelor scade.

Moleculele lichide sunt situate direct una lângă alta. Când încercați să modificați volumul unui lichid (chiar și cu o cantitate mică), moleculele înseși încep să se deformeze, acest lucru necesită forțe foarte mari. Aceasta explică compresibilitatea scăzută a lichidelor.

După cum știți, lichidele sunt fluide, adică nu își păstrează forma, iau forma unui vas.

Natura mișcării moleculare în lichide, stabilită pentru prima dată de fizicianul sovietic Ya I. Frenkel, ne permite să înțelegem proprietățile de bază ale lichidelor. (Anexa 5)

  1. SOLIDE. (Diapozitivul 15)

Atomii sau moleculele solide, spre deosebire de atomii și moleculele de lichide, vibrează în jurul anumitor poziții de echilibru. Adevărat, uneori moleculele își schimbă poziția de echilibru, dar acest lucru se întâmplă rar. Acesta este motivul pentru care solidele păstrează nu numai volumul, ci și forma.

Există o altă diferență importantă între lichide și solide.

Un lichid poate fi comparat cu o mulțime de oameni, în care indivizii individuali se împodobesc neliniștit pe loc, iar un corp solid este ca o cohortă zveltă a acelorași indivizi care, deși nu stau în atenție, mențin în medie anumite intervale între ei. . Dacă conectați centrele pozițiilor de echilibru ale atomilor sau ionilor unui solid, obțineți o rețea spațială obișnuită, numită rețea cristalină.

Desenele înfățișează rețele de cristal de sare de masă și diamant. Ordinea internă în aranjarea atomilor în cristale duce la forme geometrice exterioare regulate.

Așadar, a sosit momentul să răspundem la întrebarea pusă la începutul lecției: ce determină ca aceeași substanță să poată fi în diferite stări de agregare?

Elevul răspunde: De la distanța dintre particule, de la forțele de interacțiune, adică de la modul în care sunt localizate moleculele, cum se mișcă și cum interacționează între ele.

  1. Etapa de consolidare a materialului acoperit. Jocul „Ce stare este aceasta?”

Se acordă nota „5” elevului care a obținut cele mai multe puncte.

  1. Etapa de testare a cunoștințelor dobândite în lecție. Test. (Anexa 4)
  2. Etapa finală.

Acum să rezumam munca noastră în lecția de astăzi. Ce nou ai învățat la lecție? Ce note ai primit?

  1. Teme pentru acasă:§ 62, răspundeți la întrebările de după paragraf, completați tabelul. (Diapozitivul 38)

Profesor:

Poți rezolva ghicitori pentru totdeauna.
Universul este infinit.
Mulțumim tuturor pentru lecție,
Și principalul lucru este că va fi folosit pentru utilizare ulterioară!

Literatură:

  1. G.V. Markina, Editura Uchitel, Volgograd, 97
  2. V.A. Volkov, Moscova „Waco”, 2006 Pentru a ajuta un profesor de școală
  3. Resurse de internet
  4. G.Ya. Myakishev, fizica, Moscova -2007.
  5. CD „Lecții și teste electronice”

Structura gazelor, lichidelor și solidelor.

Principii de bază ale teoriei cinetice moleculare:

    Toate substanțele sunt formate din molecule, iar moleculele sunt formate din atomi,

    atomii și moleculele sunt în mișcare continuă,

    Există forțe de atracție și repulsie între molecule.

ÎN gazele moleculele se mișcă haotic, distanțele dintre molecule sunt mari, forțele moleculare sunt mici, gazul ocupă întregul volum care îi este furnizat.

ÎN lichide moleculele sunt aranjate ordonat doar la distanțe scurte, iar la distanțe mari este încălcată ordinea (simetria) aranjamentului - „ordine pe distanță scurtă”. Forțele de atracție moleculară mențin moleculele apropiate. Mișcarea moleculelor „sare” dintr-o poziție stabilă în alta (de obicei într-un singur strat. Această mișcare explică fluiditatea unui lichid. Un lichid nu are formă, dar are volum.

Solidele sunt substanțe care își păstrează forma, împărțite în cristaline și amorfe. Solide cristaline corpurile au o rețea cristalină, în nodurile căreia pot fi ioni, molecule sau atomi. Ele oscilează în raport cu pozițiile stabile de echilibru. Rețelele cristaline au o structură regulată pe întregul volum - „ordine pe distanță lungă”.

Corpuri amorfeîși păstrează forma, dar nu au o rețea cristalină și, ca urmare, nu au un punct de topire pronunțat. Ele sunt numite lichide înghețate, deoarece ele, ca și lichidele, au o ordine de aranjare moleculară „pe distanță scurtă”.

Forțele de interacțiune moleculară

Toate moleculele unei substanțe interacționează între ele prin forțe de atracție și repulsie. Dovezi ale interacțiunii moleculelor: fenomenul de umectare, rezistența la compresiune și tensiune, compresibilitatea scăzută a solidelor și gazelor etc. Motivul interacțiunii moleculelor este interacțiunile electromagnetice ale particulelor încărcate dintr-o substanță. Cum să explic asta? Un atom este format dintr-un nucleu încărcat pozitiv și un înveliș de electroni încărcat negativ. Sarcina nucleului este egală cu sarcina totală a tuturor electronilor, astfel încât atomul în ansamblu este neutru din punct de vedere electric. O moleculă constând din unul sau mai mulți atomi este, de asemenea, neutră din punct de vedere electric. Să luăm în considerare interacțiunea dintre molecule folosind exemplul a două molecule staționare. Între corpuri din natură pot exista forțe gravitaționale și electromagnetice. Deoarece masele moleculelor sunt extrem de mici, forțele neglijabile ale interacțiunii gravitaționale dintre molecule pot fi ignorate. La distanțe foarte mari nu există nicio interacțiune electromagnetică între molecule. Dar, pe măsură ce distanța dintre molecule scade, moleculele încep să se orienteze în așa fel încât părțile lor față în față vor avea sarcini de semne diferite (în general, moleculele rămân neutre), iar între molecule apar forțe atractive. Cu o scădere și mai mare a distanței dintre molecule, forțele de respingere apar ca urmare a interacțiunii învelișurilor de electroni încărcate negativ ale atomilor moleculelor. Ca rezultat, molecula este acționată de suma forțelor de atracție și repulsie. La distante mari predomina forta de atractie (la distanta de 2-3 diametre ale moleculei, atractia este maxima), la distante scurte predomina forta de repulsie. Există o distanță între molecule la care forțele de atracție devin egale cu forțele de respingere. Această poziție a moleculelor se numește poziția de echilibru stabil. Moleculele situate la distanță unele de altele și conectate prin forțe electromagnetice au energie potențială. Într-o poziție stabilă de echilibru, energia potențială a moleculelor este minimă. Într-o substanță, fiecare moleculă interacționează simultan cu multe molecule învecinate, ceea ce afectează și valoarea energiei potențiale minime a moleculelor. În plus, toate moleculele unei substanțe sunt în mișcare continuă, adică. au energie cinetică. Astfel, structura unei substanțe și proprietățile acesteia (corpi solid, lichid și gazos) sunt determinate de relația dintre energia potențială minimă de interacțiune a moleculelor și rezerva de energie cinetică a mișcării termice a moleculelor.

Structura și proprietățile corpurilor solide, lichide și gazoase

Structura corpurilor se explică prin interacțiunea particulelor corpului și prin natura mișcării lor termice.

Solid

Solidele au o formă și un volum constant și sunt practic incompresibile. Energia potențială minimă de interacțiune a moleculelor este mai mare decât energia cinetică a moleculelor. Interacțiune puternică cu particule. Mișcarea termică a moleculelor dintr-un solid este exprimată numai prin vibrațiile particulelor (atomi, molecule) în jurul unei poziții stabile de echilibru.

Datorită forțelor mari de atracție, moleculele practic nu își pot schimba poziția în materie, ceea ce explică invariabilitatea volumului și formei solidelor. Cele mai multe solide au un aranjament ordonat spațial de particule care formează o rețea cristalină obișnuită. Particulele de materie (atomi, molecule, ioni) sunt situate la vârfuri - nodurile rețelei cristaline. Nodurile rețelei cristaline coincid cu poziția de echilibru stabil al particulelor. Astfel de solide se numesc cristaline.

Lichid

Lichidele au un anumit volum, dar nu au o formă proprie ele iau forma vasului în care se află. Energia potențială minimă de interacțiune între molecule este comparabilă cu energia cinetică a moleculelor. Interacțiune slabă cu particule. Mișcarea termică a moleculelor dintr-un lichid este exprimată prin vibrații în jurul unei poziții stabile de echilibru în volumul furnizat moleculei de vecinii săi. Moleculele nu se pot mișca liber pe întregul volum al unei substanțe, dar sunt posibile tranzițiile moleculelor către locurile învecinate. Aceasta explică fluiditatea lichidului și capacitatea de a-și schimba forma.

În lichide, moleculele sunt destul de ferm legate între ele prin forțe de atracție, ceea ce explică invarianța volumului lichidului. Într-un lichid, distanța dintre molecule este aproximativ egală cu diametrul moleculei. Când distanța dintre molecule scade (comprimarea lichidului), forțele de respingere cresc brusc, astfel încât lichidele sunt incompresibile. În ceea ce privește structura lor și natura mișcării termice, lichidele ocupă o poziție intermediară între solide și gaze. Deși diferența dintre un lichid și un gaz este mult mai mare decât între un lichid și un solid. De exemplu, în timpul topirii sau cristalizării, volumul unui corp se modifică de multe ori mai puțin decât în ​​timpul evaporării sau condensării.

Gazele nu au un volum constant și ocupă întregul volum al vasului în care se află. Energia potențială minimă de interacțiune între molecule este mai mică decât energia cinetică a moleculelor. Particulele de materie practic nu interacționează. Gazele se caracterizează prin dezordine completă în aranjarea și mișcarea moleculelor.

Distanța dintre moleculele de gaz este de multe ori mai mare decât dimensiunea moleculelor. Forțele de atractivitate mici nu pot menține moleculele aproape unele de altele, astfel încât gazele se pot extinde fără limită. Gazele sunt ușor comprimate sub influența presiunii externe, deoarece distanțele dintre molecule sunt mari, iar forțele de interacțiune sunt neglijabile. Presiunea gazului pe pereții vasului este creată de impactul moleculelor de gaz în mișcare.