H2O - air, Logam cair- merkuri! Keadaan cair biasanya dianggap sebagai peralihan antara padatan dan gas: gas tidak mempertahankan volume maupun bentuk, namun padatan mempertahankan keduanya.

Bentuk benda cair dapat ditentukan seluruhnya atau sebagian oleh fakta bahwa permukaannya berperilaku seperti membran elastis. Jadi, air bisa terkumpul dalam bentuk tetesan. Namun zat cair mampu mengalir bahkan di bawah permukaan stasionernya, dan ini juga berarti tidak dapat mempertahankan bentuknya ( bagian dalam tubuh cair) .

Molekul cair tidak mempunyai posisi tertentu, tetapi pada saat yang sama mereka tidak mempunyai kebebasan bergerak sepenuhnya. Ada daya tarik di antara mereka, cukup kuat untuk membuat mereka tetap dekat.

Suatu zat dalam keadaan cair berada dalam kisaran suhu tertentu, di bawahnya ia berubah menjadi padat (terjadi kristalisasi atau transformasi menjadi padat). keadaan amorf- kaca), lebih tinggi - menjadi gas (terjadi penguapan). Batas interval ini bergantung pada tekanan.

Biasanya, suatu zat dalam wujud cair hanya memiliki satu modifikasi. (Pengecualian yang paling penting adalah cairan kuantum dan kristal cair.) Oleh karena itu, dalam banyak kasus, cairan tidak hanya merupakan keadaan agregasi, tetapi juga fase termodinamika (fase cair).

Semua cairan biasanya dibagi menjadi cairan murni dan campuran. Beberapa campuran cair punya sangat penting seumur hidup: darah, air laut dll. Cairan dapat bertindak sebagai pelarut.
[sunting]
Sifat fisik zat cair
Ketidakstabilan

Sifat utama zat cair adalah fluiditas. Jika gaya eksternal diterapkan pada bagian cairan yang berada dalam kesetimbangan, maka aliran partikel cairan muncul ke arah penerapan gaya ini: cairan mengalir. Jadi, di bawah pengaruh gaya luar yang tidak seimbang, cairan tidak mempertahankan bentuk dan susunan relatif bagian-bagiannya, dan oleh karena itu mengambil bentuk wadah di mana ia berada.

Tidak seperti padatan plastik, cairan tidak memiliki batas luluh: cukup menerapkan gaya eksternal kecil agar cairan dapat mengalir.
Konservasi volume

Salah satu sifat khas suatu zat cair adalah ia mempunyai volume tertentu (tetap kondisi eksternal) . Cairan sangat sulit untuk dikompres secara mekanis karena, tidak seperti gas, hanya terdapat sedikit ruang antar molekul ruang bebas. Tekanan yang diberikan pada zat cair yang terbungkus dalam bejana diteruskan tanpa perubahan ke setiap titik dalam volume zat cair tersebut (hukum Pascal juga berlaku untuk gas). Fitur ini, bersama dengan kompresibilitasnya yang sangat rendah, digunakan dalam mesin hidrolik.

Zat cair pada umumnya bertambah volumenya (mengembang) jika dipanaskan dan mengecil volumenya (mengecil) jika didinginkan. Namun, ada pengecualian, misalnya air menyusut ketika dipanaskan, pada tekanan normal dan pada suhu dari 0 °C hingga sekitar 4 °C.
Viskositas

Selain itu, cairan (seperti gas) dicirikan oleh viskositas. Hal ini didefinisikan sebagai kemampuan untuk menahan pergerakan satu bagian relatif terhadap bagian lainnya - yaitu, sebagai gesekan internal.

Ketika lapisan cairan yang berdekatan bergerak relatif satu sama lain, tumbukan molekul pasti terjadi selain yang disebabkan oleh gerakan termal. Timbul kekuatan yang menghambat gerakan teratur. Dalam hal ini, energi kinetik dari gerakan teratur berubah menjadi energi panas - energi gerakan molekul yang kacau.

Cairan di dalam bejana, yang digerakkan dan dibiarkan sendiri, secara bertahap akan berhenti, tetapi suhunya akan meningkat.

Keadaan materi berbentuk gas

Polimer berasal dari alam (jaringan tumbuhan dan hewan) dan buatan (plastik, selulosa, fiberglass, dll.).

Seperti halnya molekul biasa, sistem makromolekul. pembentukan polimer cenderung ke keadaan yang paling mungkin - kesetimbangan stabil yang sesuai dengan minimum energi bebas. Oleh karena itu, pada prinsipnya polimer juga harus memiliki struktur kisi kristal. Namun, karena banyaknya dan kompleksitas makromolekul, hanya dalam beberapa kasus kristal makromolekul sempurna dapat diperoleh. Dalam kebanyakan kasus, polimer terdiri dari daerah kristal dan amorf.

Keadaan cair dicirikan oleh fakta bahwa energi potensial tarik-menarik molekul sedikit melebihi energi kinetiknya dalam nilai absolut. Gaya tarik-menarik antar molekul dalam cairan memastikan bahwa molekul-molekul tersebut tertahan dalam volume cairan. Pada saat yang sama, molekul-molekul dalam cairan tidak terhubung satu sama lain melalui ikatan stabil yang stasioner, seperti pada kristal. Mereka dengan padat mengisi ruang yang ditempati oleh cairan, sehingga cairan praktis tidak dapat dimampatkan dan memiliki jumlah yang cukup kepadatan tinggi. Sekelompok molekul dapat mengubah posisi relatifnya, yang menjamin fluiditas cairan. Sifat zat cair untuk menahan aliran disebut viskositas. Cairan dicirikan oleh difusi dan gerak Brown, tetapi pada tingkat yang jauh lebih rendah dibandingkan gas.

Volume yang ditempati suatu zat cair dibatasi oleh permukaannya. Karena, untuk volume tertentu, sebuah bola memiliki luas permukaan minimum, cairan dalam keadaan bebas (misalnya, dalam kondisi tanpa bobot) berbentuk bola.

Cairan memiliki beberapa struktur, namun kurang menonjol dibandingkan strukturnya padatan. Sifat yang paling penting dari zat cair adalah sifat isotropi. Model fluida ideal yang sederhana belum tercipta.

Ada keadaan peralihan antara cairan dan kristal, yang disebut kristal cair. Ciri kristal cair dari sudut pandang molekuler adalah bentuk molekulnya yang memanjang dan berbentuk gelendong, yang mengarah pada sifat anisotropi.

Ada dua jenis kristal cair - nematics dan smectics. Smectics dicirikan oleh adanya lapisan molekul paralel yang berbeda satu sama lain dalam urutan strukturnya. Dalam nematika, keteraturan dijamin oleh orientasi molekul. Anisotropi sifat kristal cair menentukan sifat optik penting mereka. Kristal cair, misalnya, bisa transparan di satu arah dan buram di arah lain. Penting agar orientasi molekul kristal cair dan lapisannya dapat dengan mudah dikontrol oleh pengaruh eksternal (misalnya suhu, medan listrik dan magnet).

Keadaan materi berbentuk gas terjadi ketika

energi kinetik gerak termal molekul melebihi energi potensial koneksi mereka. Molekul-molekulnya cenderung menjauh satu sama lain. Gas tidak memiliki struktur, menempati seluruh volume yang disediakan, dan mudah dikompresi; Difusi terjadi dengan mudah dalam gas.

Sifat-sifat zat dalam wujud gas dijelaskan oleh teori kinetik gas. Postulat utamanya adalah sebagai berikut:

Semua gas terdiri dari molekul;

Ukuran molekul dapat diabaikan jika dibandingkan dengan jarak antar molekul;

Molekul terus-menerus berada dalam keadaan gerak kacau (Brownian);

Di antara tumbukan, molekul tetap bertahan kecepatan tetap gerakan; lintasan antar tumbukan berupa ruas garis lurus;

Tumbukan antara molekul dan molekul dengan dinding bejana bersifat lenting idealnya, yaitu. energi kinetik total molekul-molekul yang bertabrakan tetap tidak berubah.

Mari kita perhatikan model gas yang disederhanakan yang mematuhi postulat di atas. Gas seperti ini disebut gas ideal. Misalkan gas ideal terdiri dari N molekul identik, yang masing-masing mempunyai massa M, berada dalam bejana kubik dengan panjang rusuk aku(Gbr. 5.14). Molekul bergerak secara kacau; kecepatan rata-rata mereka<ay>. Untuk menyederhanakannya, mari kita bagi semua molekul menjadi tiga kelompok yang sama besar dan asumsikan bahwa molekul-molekul tersebut hanya bergerak dalam arah tegak lurus terhadap dua dinding bejana yang berlawanan (Gbr. 5.15).

Beras. 5.14.

Setiap molekul gas bergerak dengan kecepatan tertentu<ay> tentu saja tumbukan elastis dengan dinding kapal, akan merubah arah gerak ke arah sebaliknya tanpa merubah kecepatan. Momentum Molekuler<R> = M<ay> menjadi sama dengan - M<ay>. Perubahan momentum pada setiap tumbukan adalah jelas. Gaya yang bekerja pada tumbukan ini sama dengan F= -2M<ay>/Δ T. Perubahan total dalam momentum saat tumbukan dengan dinding semua N/3 molekul sama . Mari kita tentukan interval waktu Δ T, yang selama N/3 tumbukan akan terjadi: D t = 2//< v >. Maka nilai rata-rata gaya yang bekerja pada suatu dinding adalah

Tekanan R tentukan gas di dinding sebagai rasio gaya<F> ke area dinding aku 2:

Di mana V = aku 3 – volume kapal.

Jadi, tekanan gas berbanding terbalik dengan volumenya (ingat bahwa hukum ini ditetapkan secara empiris oleh Boyle dan Marriott).

Mari kita tulis ulang ekspresi (5.4) ke dalam bentuk

Berikut adalah energi kinetik rata-rata molekul gas. itu sebanding dengan suhu absolut T:

Di mana k– Konstanta Boltzmann.

Substitusikan (5.6) ke (5.5), kita peroleh

Lebih mudah untuk beralih dari jumlah molekul N dengan jumlah mol N gas, kita ingat bahwa ( N A adalah bilangan Avogadro), dan kemudian

Di mana R = buku A - adalah konstanta gas universal.

Ekspresi (5.8) adalah persamaan keadaan gas ideal klasik untuk n mol. Persamaan ini, ditulis untuk massa sembarang M gas

Di mana M - masa molar gas, disebut persamaan Clapeyron-Mendeleev (lihat (5.3)).

Gas nyata mematuhi persamaan ini sampai batas tertentu. Faktanya adalah persamaan (5.8) dan (5.9) tidak memperhitungkan interaksi antarmolekul dalam gas nyata - gaya van der Waals.

Transisi fase. Suatu zat, bergantung pada kondisi di mana ia berada, dapat mengubah keadaan agregasinya, atau, seperti yang mereka katakan, berpindah dari satu fase ke fase lainnya. Transisi ini disebut transisi fase.

Sebagaimana disebutkan di atas, faktor yang paling penting, yang menentukan keadaan suatu zat adalah suhunya T, mencirikan energi kinetik rata-rata dari gerak termal molekul dan tekanan R. Oleh karena itu, keadaan materi dan transisi fase dianalisis menggunakan diagram keadaan, di mana nilainya diplot sepanjang sumbu T Dan R, dan setiap titik pada bidang koordinat menentukan keadaan suatu zat yang sesuai dengan parameter ini. Mari kita menganalisis diagram tipikal (Gbr. 5.16). kurva OA, AB, AK keadaan materi yang terpisah. Bila cukup suhu rendah Hampir semua zat berada dalam keadaan kristal padat.

Diagram ini menyoroti dua poin karakteristik: A Dan KE. Dot A disebut titik tripel; pada suhu yang sesuai ( T t) dan tekanan ( R r) mengandung gas, zat cair dan zat padat yang berada dalam kesetimbangan pada saat yang bersamaan.

Dot KE menunjukkan kondisi kritis. Pada titik ini (pada T kr dan R cr) perbedaan antara cair dan gas menghilang, mis. yang terakhir memiliki hal yang sama properti fisik.

Melengkung OA adalah kurva sublimasi (sublimasi); pada tekanan dan suhu yang sesuai, terjadi transisi gas-padat (gas-padat), melewati keadaan cair.

Dibawah tekanan R T< R < R Transisi dari wujud gas ke padat (dan sebaliknya) hanya dapat terjadi melalui fase cair.

Melengkung AK sesuai dengan penguapan (kondensasi). Pada tekanan dan suhu yang sesuai, transisi “cair – gas” (dan sebaliknya) terjadi.

Melengkung AB adalah kurva transisi cair-padat (peleburan dan kristalisasi). Kurva ini tidak ada habisnya, karena struktur wujud cair selalu berbeda dengan wujud kristal.

Sebagai ilustrasi, kami menyajikan bentuk permukaan wujud materi dalam variabel hal, v, t(Gbr. 5.17), dimana V- volume suatu zat

Huruf G, F, T menunjukkan luas permukaan yang titik-titiknya sesuai dengan wujud gas, cair atau padat, dan luasnya permukaan TG, Zh-T, T-Zh - keadaan dua fase. Jelasnya, jika kita memproyeksikan garis antarmuka antara fase ke bidang koordinat RT, kita memperoleh diagram fase (lihat Gambar 5.16).

Cairan kuantum - helium. Pada suhu biasa dalam benda makroskopik, karena gerakan termal yang kacau balau, efek kuantum tidak terlihat. Namun, dengan menurunnya suhu, efek ini dapat muncul dan terlihat secara makroskopis. Misalnya, kristal dicirikan oleh adanya getaran termal ion yang terletak di simpul kisi kristal. Ketika suhu menurun, amplitudo osilasi berkurang, tetapi bahkan ketika mendekati nol mutlak, osilasi, bertentangan dengan gagasan klasik, tidak berhenti.

Penjelasan mengenai efek ini berasal dari hubungan ketidakpastian. Penurunan amplitudo osilasi berarti penurunan area lokalisasi partikel, yaitu ketidakpastian koordinatnya. Menurut hubungan ketidakpastian, hal ini menyebabkan peningkatan ketidakpastian momentum. Jadi, “penghentian” suatu partikel dilarang oleh hukum mekanika kuantum.

Efek kuantum murni ini memanifestasikan dirinya dalam keberadaan zat yang tetap dalam keadaan cair bahkan pada suhu mendekati nol mutlak. Cairan “kuantum” tersebut adalah helium. Energi getaran titik nol cukup untuk menghancurkan kisi kristal. Namun pada tekanan sekitar 2,5 MPa, helium cair masih mengkristal.

Plasma. Pemberian energi yang signifikan kepada atom (molekul) suatu gas dari luar menyebabkan ionisasi, yaitu penguraian atom menjadi ion dan elektron bebas. Keadaan materi ini disebut plasma.

Ionisasi terjadi, misalnya, ketika gas menjadi sangat panas, yang menyebabkan peningkatan yang signifikan energi kinetik atom, selama pelepasan listrik dalam gas (dampak ionisasi oleh partikel bermuatan), ketika gas terkena radiasi elektromagnetik (autoionisasi). Plasma yang diperoleh pada suhu sangat tinggi disebut suhu tinggi.

Karena ion dan elektron dalam plasma dibawa tanpa kompensasi muatan listrik, pengaruh timbal balik mereka sangat signifikan. Di antara partikel plasma bermuatan tidak terjadi interaksi berpasangan (seperti dalam gas), melainkan interaksi kolektif. Oleh karena itu, plasma berperilaku seperti media elastis di mana berbagai osilasi dan gelombang mudah tereksitasi dan merambat.

Plasma aktif berinteraksi dengan medan listrik dan magnet. Plasma adalah wujud materi yang paling umum di alam semesta. Bintang terdiri dari plasma suhu tinggi, nebula dingin - dari plasma suhu rendah. Plasma suhu rendah yang terionisasi lemah ada di ionosfer bumi.

Referensi untuk Bab 5

1. Akhiezer A.I., Rekalo Ya.P. Partikel dasar. - M.: Nauka, 1986.

2. Azshlov A. Dunia karbon. - M.: Kimia, 1978.

3. Bronshtein M.P.Atom dan elektron. - M.: Nauka, 1980.

4. Benilovsky V.D Kristal cair yang menakjubkan ini. - M: Pencerahan, 1987.

5. Vlasov N. A. Antimateri. - M.: Atomizdat, 1966.

6. Christie R., Pitti A. Struktur materi: pengantar fisika modern. - M.: Nauka, 1969.

7. Krejci V. Dunia melalui kacamata fisika modern. - M.: Mkr, 1984.

8. Nambu E. Quark. - M.: Mir, 1984.

9. Okun L. B. α, β, γ, …,: pengenalan dasar fisika partikel elementer. - M.: Nauka, 1985.

10. Petrov Yu.I. Fisika partikel kecil. - M.: Nauka, 1982.

11. I, Purmal A.P. dkk Bagaimana zat diubah. - M.: Nauka, 1984.

12. Rosenthal I.M. Partikel dasar dan struktur alam semesta. - M.: Nauka, 1984.

13. Smorodinsky Ya.A. Partikel dasar. - M.: Pengetahuan, 1968.

Jenis pelajaran: digabungkan

Target

— pembentukan gambaran holistik tentang dunia dan kesadaran akan tempat seseorang di dalamnya berdasarkan kesatuan pengetahuan rasional-ilmiah dan pemahaman emosional dan nilai anak pengalaman pribadi komunikasi dengan manusia dan alam;

Masalah:

Apa yang dimaksud dengan benda, zat, partikel?

Tugas:

Membedakan benda, zat dan partikel,

Melakukan percobaan dengan menggunakan peralatan laboratorium

Hasil subjek

akan belajar

Cirikan konsep "tubuh", "zat", "partikel";

Membedakan benda dan zat serta mengklasifikasikannya.

Universal Kegiatan Pembelajaran(UUD)

Peraturan: menggunakan ucapan secara memadai untuk merencanakan dan mengatur aktivitas seseorang; mengubah masalah praktis menjadi kognitif.

Kognitif: mengajukan dan merumuskan masalah, memantau dan mengevaluasi proses dan hasil kegiatan (pengalaman); transfer informasi.

Komunikatif: biaya monolog, perdebatkan posisi Anda.

Hasil pribadi

Motivasi kegiatan belajar

Konsep dasar dan definisi

Benda, zat, partikel. Tubuh alami dan buatan. Zat padat, cair, gas

Memeriksa kesiapan mempelajari materi baru

Ingatlah ke dalam kelompok apa semua benda di sekitar kita dapat dibagi.

Lihatlah diagramnya. Badan dapat dibagi menjadi dua kelompok apa? Berikan contoh benda dari masing-masing kelompok.

Mempelajari materi baru

Barang apa pun, apa pun Makhluk hidup bisa disebut tubuh. Batu, segumpal gula, pohon, burung, kawat - ini adalah tubuh. Tidak mungkin untuk menyebutkan seluruh jenazah; jumlahnya tidak terhitung. Matahari, planet, dan bulan juga merupakan benda. Mereka disebut benda langit

ZAT

Tubuh terdiri dari zat. Sepotong gula adalah suatu tubuh, dan gula itu sendiri adalah suatu zat. Kawat aluminium adalah bodinya, aluminium adalah substansinya.

Ada benda yang dibentuk bukan oleh satu, tetapi oleh beberapa atau banyak zat. Tubuh makhluk hidup mempunyai komposisi yang sangat kompleks. Misalnya tumbuhan mengandung air, gula, pati dan zat lainnya. Tubuh hewan dan manusia dibentuk oleh banyak zat berbeda.

Jadi, zat adalah bahan penyusun tubuh.

Membedakan padat, cair Dan zat berbentuk gas. Gula dan aluminium adalah contoh benda padat. Air adalah zat cair. Udara terdiri dari beberapa zat berbentuk gas (gas).

TubuhDanzat

Tubuh. Zat

Pengalaman. DariApaterdiri ataszat

Tiganegarazat

PARTIKEL

Pengalaman. Mari kita ambil tubuh yang dibentuk oleh satu zat - sepotong gula. Tempatkan dalam segelas air dan aduk. Awalnya gula terlihat jelas, namun lambat laun menjadi tidak terlihat. Mari kita cicipi cairannya. Dia manis. Artinya gulanya tidak hilang, tetap berada di gelas. Mengapa kita tidak melihatnya? Tebaklah.

Sepotong gula telah terpecah menjadi potongan-potongan kecil terlihat oleh mata partikel-partikel penyusunnya (terlarut), dan partikel-partikel ini bercampur dengan partikel-partikel air.

Kesimpulan: pengalaman membuktikan bahwa zat, dan karenanya benda, terdiri dari partikel.

Setiap zat terdiri dari partikel-partikel khusus yang berbeda ukuran dan bentuknya dengan partikel zat lain.

Para ilmuwan telah menemukan bahwa ada celah antar partikel. Pada benda padat celah ini sangat kecil, pada benda cair lebih besar, pada gas lebih besar lagi. Dalam zat apa pun, semua partikel terus bergerak.

Pemahaman dan pemahaman tentang pengetahuan yang diperoleh

Presentasi "Benda, zat, molekul"

TubuhDanzatsekitarkita

1.Periksa dengan buku teks Anda apakah pernyataan di bawah ini benar.

Benda apapun, makhluk hidup apapun bisa disebut tubuh.

Zat adalah bahan pembuat tubuh.

2. Pilih benda dari daftar terlebih dahulu, lalu zat. Uji diri Anda di Halaman Uji Mandiri.

Tapal kuda, kaca, besi, batu bata, gula, semangka, garam, kanji, batu.

3.Dengan menggunakan model, tunjukkan proses melarutkan sepotong gula dalam air.

4. Dengan menggunakan model, gambarkan susunan partikel pada zat padat, cair, dan gas.

Penerapan pengetahuan secara mandiri

Apa yang disebut dengan tubuh? Berikan contoh.

Apa itu zat? Berikan contoh. 3. Zat terdiri dari apa? Bagaimana cara membuktikannya? 4. Apa yang dapat Anda ceritakan tentang partikel?

Pekerjaan rumah. Tulis di kamus: benda, zat, partikel.

Sumber informasi:

Buku teks A. A. Pleshakov, buku kerja Dunia di sekitar kita, kelas 3 Moskow

"Pencerahan" 2014

Tuan rumah presentasi Dunia

Saat ini, keberadaan lebih dari 3 juta zat berbeda diketahui. Dan angka ini terus bertambah setiap tahun, karena ahli kimia sintetik dan ilmuwan lain terus-menerus melakukan eksperimen untuk mendapatkan senyawa baru yang memiliki beberapa sifat bermanfaat.

Beberapa zat merupakan penghuni alami, terbentuk secara alami. Separuh lainnya adalah buatan dan sintetis. Namun, baik dalam kasus pertama dan kedua, sebagian besar terdiri dari zat gas, contoh dan karakteristiknya akan kita bahas dalam artikel ini.

Keadaan agregat zat

Sejak abad ke-17, secara umum diterima bahwa semua senyawa yang diketahui mampu berada dalam tiga keadaan agregasi: zat padat, cair, dan gas. Namun, penelitian yang cermat dalam beberapa dekade terakhir di bidang astronomi, fisika, kimia, biologi luar angkasa, dan ilmu pengetahuan lainnya telah membuktikan bahwa ada bentuk lain. Ini adalah plasma.

Siapa dia? Ini sebagian atau seluruhnya, dan ternyata terdapat sebagian besar zat semacam itu di alam semesta. Jadi, dalam keadaan plasma ditemukan hal-hal berikut:

• materi antarbintang;
• materi kosmik;
• lapisan atas atmosfer;
• nebula;
• komposisi banyak planet;
• bintang.

Oleh karena itu, saat ini mereka mengatakan ada benda padat, cair, gas, dan plasma. Omong-omong, setiap gas dapat diubah secara artifisial ke keadaan ini jika gas tersebut mengalami ionisasi, yaitu dipaksa berubah menjadi ion.

Zat gas: contoh

Ada banyak sekali contoh zat yang dimaksud. Bagaimanapun, gas telah dikenal sejak abad ke-17, ketika Van Helmont, seorang ilmuwan alam, pertama kali memperolehnya karbon dioksida dan mulai mengeksplorasi sifat-sifatnya. Ngomong-ngomong, dia juga memberi nama pada kelompok senyawa ini, karena menurutnya gas adalah sesuatu yang tidak teratur, kacau, berhubungan dengan roh dan sesuatu yang tidak terlihat, tetapi berwujud. Nama ini telah mengakar di Rusia.

Semua zat gas dapat diklasifikasi, maka akan lebih mudah untuk memberikan contoh. Memang sulit untuk mencakup seluruh keberagaman.

Menurut komposisinya, mereka dibedakan:

• sederhana,
• molekul kompleks.

Kelompok pertama mencakup kelompok yang terdiri dari atom-atom identik dalam jumlah berapa pun. Contoh : oksigen - O 2, ozon - O 3, hidrogen - H 2, klorin - CL 2, fluor - F 2, nitrogen - N 2 dan lain-lain.

• hidrogen sulfida - H 2 S;
• hidrogen klorida - HCL;
• metana - CH 4;
• belerang dioksida - SO 2;
• gas coklat - NO 2;
• freon - CF 2 CL 2;
• amonia - NH 3 dan lainnya.

Klasifikasi berdasarkan sifat zat

Anda juga dapat mengklasifikasikan jenis-jenis zat gas menurut kepunyaannya dalam dunia organik dan anorganik. Yaitu berdasarkan sifat atom-atom penyusunnya. Gas organik adalah:

• lima perwakilan pertama (metana, etana, propana, butana, pentana). Rumus umum C n H 2n+2 ;
• etilen - C 2 H 4;
• asetilena atau etilen - C 2 H 2;
• metilamin - CH 3 NH 2 dan lain-lain.

Klasifikasi lain yang dapat diterapkan pada senyawa yang dimaksud adalah pembagian berdasarkan partikel yang dikandungnya. Tidak semua zat gas terbuat dari atom. Contoh struktur yang mengandung ion, molekul, foton, elektron, partikel Brown, dan plasma juga mengacu pada senyawa dalam keadaan agregasi ini.

Sifat-sifat gas

Sifat-sifat zat dalam keadaan yang ditinjau berbeda dengan sifat-sifat senyawa padat atau cair. Soalnya sifat zat gas itu istimewa. Partikel-partikelnya mudah dan cepat bergerak, zat secara keseluruhan bersifat isotropik, yaitu sifat-sifatnya tidak ditentukan oleh arah pergerakan struktur-struktur yang termasuk dalam komposisinya.

Sifat fisik terpenting zat gas dapat diidentifikasi, yang akan membedakannya dari semua bentuk keberadaan materi lainnya.

1. Ini adalah hubungan yang tidak dapat dilihat, dikendalikan, atau dirasakan dengan cara manusia biasa. Untuk memahami sifat-sifat dan mengidentifikasi gas tertentu, mereka mengandalkan empat parameter yang menggambarkan semuanya: tekanan, suhu, jumlah zat (mol), volume.
2. Berbeda dengan zat cair, gas mampu menempati seluruh ruang tanpa bekas, hanya dibatasi oleh ukuran bejana atau ruangan.
3. Semua gas mudah bercampur satu sama lain, dan senyawa ini tidak memiliki antarmuka.
4. Ada perwakilan yang lebih ringan dan lebih berat, sehingga di bawah pengaruh gravitasi dan waktu, pemisahan mereka dapat dilihat.
5. Difusi adalah salah satunya properti yang paling penting koneksi ini. Kemampuan untuk menembus zat lain dan menjenuhkannya dari dalam, sambil melakukan gerakan yang tidak teratur sepenuhnya dalam strukturnya.
6. Gas nyata listrik tidak dapat menghantarkan arus, tetapi jika kita berbicara tentang zat yang dijernihkan dan terionisasi, maka konduktivitasnya meningkat tajam.
7. Kapasitas panas dan konduktivitas termal gas rendah dan bervariasi antar spesies.
8. Viskositas meningkat dengan meningkatnya tekanan dan suhu.
9. Ada dua opsi untuk transisi interfase: penguapan - cairan berubah menjadi uap, sublimasi - zat padat, melewati zat cair, menjadi gas.

Ciri khas uap dari gas sejati adalah bahwa uap, dalam kondisi tertentu, mampu berubah menjadi fase cair atau padat, sedangkan uap tidak. Perlu juga diperhatikan bahwa senyawa tersebut mampu menahan deformasi dan bersifat cair.

Sifat-sifat zat gas ini memungkinkannya untuk digunakan secara luas berbagai bidang ilmu pengetahuan dan teknologi, industri dan ekonomi Nasional. Selain itu, karakteristik khusus bersifat individual untuk setiap perwakilan. Kami hanya mempertimbangkan fitur-fitur yang umum untuk semua struktur nyata.

Kompresibilitas

Pada suhu yang berbeda, dan juga di bawah pengaruh tekanan, gas dapat memampatkan, meningkatkan konsentrasinya dan mengurangi volume yang ditempati. Pada suhu tinggi mereka mengembang, pada suhu rendah mereka menyusut.

Perubahan juga terjadi di bawah tekanan. Kepadatan zat gas meningkat dan, ketika titik kritis tercapai, yang berbeda untuk setiap perwakilan, transisi ke keadaan agregasi lain dapat terjadi.

Ilmuwan utama yang berkontribusi pada pengembangan studi tentang gas

Ada banyak orang seperti itu, karena studi tentang gas merupakan proses yang memakan waktu dan memakan waktu lama. Mari kita fokus pada hal yang paling banyak kepribadian terkenal yang berhasil membuat penemuan paling signifikan.

1. membuat penemuan pada tahun 1811. Tidak peduli gas apa, yang utama adalah kapan kondisi yang sama Satu volume mengandung jumlah yang sama dalam hal jumlah molekul. Ada nilai terhitung yang dinamai menurut nama ilmuwan. Ini sama dengan 6,03 * 10 23 molekul untuk 1 mol gas apa pun.
2. Fermi - menciptakan teori gas kuantum ideal.
3. Gay-Lussac, Boyle-Marriott - nama ilmuwan yang menciptakan persamaan kinetik dasar untuk perhitungan.
4. Robert Boyle.
5. John Dalton.
6. Jacques Charles dan banyak ilmuwan lainnya.

Struktur zat gas

Yang paling Fitur utama dalam konstruksi kisi kristal zat yang dimaksud, di dalam simpulnya terdapat atom atau molekul yang dihubungkan satu sama lain melalui ikatan kovalen lemah. Gaya Van der Waals juga terdapat pada ion, elektron, dan sistem kuantum lainnya.

Oleh karena itu, jenis utama struktur kisi gas adalah:

• atom;
• molekuler.

Sambungan-sambungan di dalamnya mudah putus, sehingga sambungan-sambungan tersebut tidak mempunyai bentuk yang tetap, melainkan memenuhi seluruh volume spasial. Hal ini juga menjelaskan kurangnya konduktivitas listrik dan konduktivitas termal yang buruk. Tetapi gas memiliki isolasi termal yang baik, karena melalui difusi, mereka mampu menembus padatan dan menempati ruang cluster bebas di dalamnya. Pada saat yang sama, udara tidak melewatinya, panas tertahan. Ini adalah dasar untuk penggunaan gabungan gas dan padatan untuk keperluan konstruksi.

Zat sederhana di antara gas

Kita telah membahas di atas gas mana yang termasuk dalam kategori ini berdasarkan struktur dan strukturnya. Ini adalah mereka yang terdiri dari atom yang identik. Banyak contoh yang dapat diberikan, karena sebagian besar dari semuanya adalah non-logam tabel periodik dalam kondisi normal ia berada dalam keadaan agregasi seperti ini. Misalnya:

• fosfor putih - salah satu elemen ini;
• nitrogen;
• oksigen;
• fluor;
• klorin;
• helium;
• neon;
• argon;
• kripton;
• xenon.

Molekul gas-gas ini dapat berupa monoatomik (gas mulia) atau poliatomik (ozon - O 3). Jenis ikatannya adalah kovalen nonpolar, dalam banyak kasus ikatannya cukup lemah, tetapi tidak semuanya. sel kristal jenis molekul, yang memungkinkan zat-zat ini dengan mudah berpindah dari satu keadaan agregasi ke yang lain. Misalnya, yodium dalam kondisi normal berbentuk kristal ungu tua dengan kilau logam. Namun, ketika dipanaskan, mereka menyublim menjadi awan gas ungu cerah - I 2.

Omong-omong, zat apa pun, termasuk logam, bisa berada dalam bentuk gas dalam kondisi tertentu.

Senyawa kompleks yang bersifat gas

Tentu saja, gas-gas tersebut merupakan mayoritas. Berbagai kombinasi atom dalam molekul, disatukan oleh ikatan kovalen dan interaksi van der Waals, memungkinkan terbentuknya ratusan perwakilan berbeda dari keadaan agregasi yang dipertimbangkan.

Contohnya yaitu zat kompleks di antara gas dapat terdapat semua senyawa yang terdiri dari dua atau lebih unsur berbeda. Ini mungkin termasuk:

• propana;
• butana;
• asetilen;
• amonia;
• silan;
• fosfin;
• metana;
• karbon disulfida;
• sulfur dioksida;
• gas coklat;
• freon;
• etilen dan lain-lain.

Kisi kristal tipe molekuler. Banyak perwakilan mudah larut dalam air, membentuk asam yang sesuai. Kebanyakan Senyawa tersebut merupakan bagian penting dari sintesis kimia yang dilakukan di industri.

Metana dan homolognya

Kadang-kadang konsep umum“gas” mengacu pada mineral alami, yang merupakan keseluruhan campuran produk gas yang sebagian besar bersifat organik. Ini mengandung zat seperti:

• metana;
• etana;
• propana;
• butana;
• etilen;
• asetilen;
• pentana dan beberapa lainnya.

Dalam industri, bahan ini sangat penting karena merupakan campuran propana-butana gas domestik, tempat orang memasak makanan, yang digunakan sebagai sumber energi dan panas.

Banyak diantaranya digunakan untuk sintesis alkohol, aldehida, asam dan lain-lain bahan organik. Konsumsi tahunan gas alam berjumlah triliunan meter kubik, dan ini cukup beralasan.

Oksigen dan karbon dioksida

Zat gas apa yang paling tersebar luas dan dikenal bahkan oleh siswa kelas satu? Jawabannya jelas - oksigen dan karbon dioksida. Bagaimanapun, mereka adalah peserta langsung dalam pertukaran gas yang terjadi pada semua makhluk hidup di planet ini.

Diketahui bahwa berkat oksigen kehidupan dapat terjadi, karena hanya beberapa spesies yang dapat hidup tanpa oksigen. bakteri anaerob. Dan karbon dioksida adalah produk yang dibutuhkan“nutrisi” bagi seluruh tumbuhan yang menyerapnya guna melaksanakan proses fotosintesis.

DENGAN titik kimia penglihatan tentang oksigen dan karbon dioksida - zat penting untuk melakukan sintesis senyawa. Yang pertama adalah zat pengoksidasi kuat, yang kedua lebih sering merupakan zat pereduksi.

Halogen

Ini adalah sekelompok senyawa yang atom-atomnya merupakan partikel zat gas, terikat berpasangan satu sama lain karena ikatan kovalen. ikatan non-polar. Namun, tidak semua halogen berbentuk gas. Brom dalam kondisi biasa berbentuk cair, dan yodium merupakan padatan yang mudah disublimasikan. Fluor dan klorin merupakan zat beracun yang berbahaya bagi kesehatan makhluk hidup, merupakan oksidator kuat dan digunakan secara luas dalam sintesis.

Di alam, zat ditemukan dalam tiga wujud: padat, cair, dan gas. Misalnya, air bisa berwujud padat (es), cair (air), dan gas (uap air). Dalam termometer yang Anda kenal, air raksa berbentuk cair. Terdapat uap merkuri di atas permukaan, dan pada suhu -39 C, merkuri berubah menjadi padat.

Di negara bagian yang berbeda, zat memiliki properti yang berbeda. Sebagian besar benda di sekitar kita terbuat dari benda padat. Ini adalah rumah, mobil, peralatan, dll. Bentuk benda padat dapat diubah, tetapi hal ini membutuhkan usaha. Misalnya, untuk menekuk kuku, Anda perlu mengerahkan tenaga yang cukup besar.

Dalam kondisi normal, sulit untuk menekan atau meregangkan benda padat.

Untuk memberikan makanan padat bentuk yang diinginkan dan volume di pabrik dan pabrik, mereka diproses pada mesin khusus: mesin bubut, planer, penggiling.

Benda padat mempunyai bentuk dan volume tersendiri.

Berbeda dengan benda padat, zat cair mudah berubah bentuk. Mereka mengambil bentuk kapal tempat mereka berada.

Misalnya susu yang mengisi botol berbentuk seperti botol. Saat dituang ke dalam gelas, bentuknya seperti gelas (Gbr. 13). Namun, ketika berubah bentuk, cairan tersebut mempertahankan volumenya.

Dalam kondisi normal, hanya tetesan kecil cairan yang memiliki bentuknya sendiri - berbentuk bola. Ini adalah, misalnya, tetesan air hujan atau tetesan yang menjadi aliran cairan.

Produksi benda dari kaca cair didasarkan pada sifat cairan yang mudah berubah bentuk (Gbr. 14).

Cairan dengan mudah berubah bentuk namun tetap mempertahankan volumenya.

Udara yang kita hirup merupakan zat berbentuk gas atau gas. Karena sebagian besar gas tidak berwarna dan transparan, maka gas tersebut tidak terlihat.

Kehadiran udara bisa dirasakan saat berdiri di depan jendela kereta api yang terbuka. Keberadaannya pada ruang sekitar dapat dirasakan jika terdapat aliran udara pada ruangan tersebut, dan juga dapat dibuktikan dengan eksperimen sederhana.

Jika gelas dibalik dan dicelupkan ke dalam air, air tidak akan masuk ke gelas karena berisi udara. Sekarang mari kita turunkan corong ke dalam air, yang dihubungkan dengan selang karet ke tabung kaca (Gbr. 15). Udara dari corong akan mulai keluar melalui tabung ini.

Ini dan banyak contoh serta eksperimen lainnya menegaskan bahwa ada udara di ruang sekitarnya.

Gas, tidak seperti cairan, mudah mengubah volumenya. Saat kita meremas bola tenis, kita mengubah volume udara yang mengisi bola tersebut. Suatu gas yang ditempatkan dalam wadah tertutup menempati seluruh wadah. Anda tidak dapat mengisi setengah botol dengan gas seperti yang Anda bisa lakukan dengan cairan.

Gas tidak mempunyai bentuk dan volume yang tetap. Mereka mengambil bentuk wadah dan mengisi penuh volume yang disediakan untuk mereka.

1. Tiga wujud materi apa yang kamu ketahui? 2. Sebutkan sifat-sifat benda padat. 3. Sebutkan sifat-sifat zat cair. 4. Sifat apa saja yang dimiliki gas?