Los alcoholes se forman en estado sólido de agregación. ¿Qué es un estado de agregación? Estado de la materia

El conocimiento más común es sobre tres estados de agregación: líquido, sólido, gaseoso; a veces recuerdan al plasma, con menos frecuencia al líquido cristalino. Recientemente, se ha difundido en Internet una lista de 17 fases de la materia, extraída del famoso () Stephen Fry. Por eso, te las contamos con más detalle, porque… Deberías saber un poco más sobre la materia, aunque sólo sea para comprender mejor los procesos que ocurren en el Universo.

La lista de estados agregados de la materia que figura a continuación aumenta desde los estados más fríos hasta los más calientes, etc. puede continuarse. Al mismo tiempo, debe entenderse que desde el estado gaseoso (No. 11), el más "sin comprimir", a ambos lados de la lista, el grado de compresión de la sustancia y su presión (con algunas reservas para tales no estudiados). estados hipotéticos como cuántico, haz o débilmente simétrico) aumentan. Después del texto se muestra un gráfico visual de las transiciones de fase de la materia.

1. Cuántico- un estado de agregación de la materia, que se logra cuando la temperatura desciende al cero absoluto, como resultado de lo cual desaparecen los enlaces internos y la materia se desmorona en quarks libres.

2. Condensado de Bose-Einstein- un estado de agregación de materia, cuya base son los bosones, enfriados a temperaturas cercanas al cero absoluto (menos de una millonésima de grado por encima del cero absoluto). En un estado tan fuertemente enfriado, un número suficientemente grande de átomos se encuentran en sus estados cuánticos mínimos posibles y los efectos cuánticos comienzan a manifestarse a nivel macroscópico. Un condensado de Bose-Einstein (a menudo llamado condensado de Bose, o simplemente "beck") se produce cuando se enfría un elemento químico a temperaturas extremadamente bajas (normalmente justo por encima del cero absoluto, menos 273 grados Celsius). , es la temperatura teórica a la que todo deja de moverse).
Aquí es donde empiezan a sucederle cosas completamente extrañas a la sustancia. Los procesos que normalmente se observan sólo a nivel atómico ahora ocurren en escalas lo suficientemente grandes como para ser observados a simple vista. Por ejemplo, si coloca "de nuevo" en un vaso de laboratorio y proporciona la temperatura deseada, la sustancia comenzará a trepar por la pared y eventualmente saldrá por sí sola.
Aparentemente, estamos ante un intento inútil de una sustancia de reducir su propia energía (que ya se encuentra en el nivel más bajo de todos los posibles).
La desaceleración de los átomos utilizando equipos de enfriamiento produce un estado cuántico singular conocido como condensado de Bose o Bose-Einstein. Este fenómeno fue predicho en 1925 por A. Einstein, como resultado de una generalización del trabajo de S. Bose, donde se construyó la mecánica estadística para partículas que van desde fotones sin masa hasta átomos portadores de masa (se descubrió el manuscrito de Einstein, considerado perdido). en la biblioteca de la Universidad de Leiden en 2005). El resultado de los esfuerzos de Bose y Einstein fue el concepto de Bose de un gas sujeto a la estadística de Bose-Einstein, que describe la distribución estadística de partículas idénticas con espín entero llamadas bosones. Los bosones, que son, por ejemplo, partículas elementales individuales (fotones y átomos enteros), pueden estar entre sí en los mismos estados cuánticos. Einstein propuso que enfriar los átomos de bosones a temperaturas muy bajas haría que se transformaran (o, en otras palabras, se condensaran) al estado cuántico más bajo posible. El resultado de tal condensación será el surgimiento de una nueva forma de materia.
Esta transición se produce por debajo de la temperatura crítica, que es para un gas tridimensional homogéneo que consta de partículas que no interactúan y sin ningún grado de libertad interno.

3. Condensado de fermiones- un estado de agregación de una sustancia, similar al respaldo, pero diferente en estructura. A medida que se acercan al cero absoluto, los átomos se comportan de manera diferente dependiendo de la magnitud de su propio momento angular (espín). Los bosones tienen espines enteros, mientras que los fermiones tienen espines múltiplos de 1/2 (1/2, 3/2, 5/2). Los fermiones obedecen al principio de exclusión de Pauli, que establece que dos fermiones no pueden tener el mismo estado cuántico. No existe tal prohibición para los bosones y, por lo tanto, tienen la oportunidad de existir en un estado cuántico y formar así el llamado condensado de Bose-Einstein. El proceso de formación de este condensado es responsable de la transición al estado superconductor.
Los electrones tienen espín 1/2 y por tanto se clasifican como fermiones. Se combinan en pares (llamados pares de Cooper), que luego forman un condensado de Bose.
Los científicos estadounidenses intentaron obtener una especie de moléculas a partir de átomos de fermiones mediante un enfriamiento profundo. La diferencia con las moléculas reales era que no había ningún enlace químico entre los átomos: simplemente se movían juntos de manera correlacionada. El enlace entre átomos resultó ser incluso más fuerte que entre electrones en pares de Cooper. Los pares de fermiones resultantes tienen un espín total que ya no es múltiplo de 1/2, por lo tanto, ya se comportan como bosones y pueden formar un condensado de Bose con un único estado cuántico. Durante el experimento, se enfrió un gas de 40 átomos de potasio a 300 nanokelvins, mientras el gas se encerraba en una llamada trampa óptica. Luego se aplicó un campo magnético externo, con la ayuda del cual fue posible cambiar la naturaleza de las interacciones entre los átomos; en lugar de una fuerte repulsión, comenzó a observarse una fuerte atracción. Al analizar la influencia del campo magnético, fue posible encontrar un valor en el que los átomos comenzaron a comportarse como pares de electrones de Cooper. En la siguiente etapa del experimento, los científicos esperan obtener efectos de superconductividad para el condensado de fermiones.

4. Sustancia superfluida- un estado en el que una sustancia prácticamente no tiene viscosidad y, durante el flujo, no experimenta fricción con una superficie sólida. La consecuencia de esto es, por ejemplo, un efecto tan interesante como el “deslizamiento” completamente espontáneo del helio superfluido desde el recipiente a lo largo de sus paredes contra la fuerza de gravedad. Por supuesto, aquí no se viola la ley de conservación de la energía. En ausencia de fuerzas de fricción, el helio actúa únicamente mediante fuerzas de gravedad, las fuerzas de interacción interatómica entre el helio y las paredes del recipiente y entre los átomos de helio. Entonces, las fuerzas de interacción interatómica superan a todas las demás fuerzas combinadas. Como resultado, el helio tiende a extenderse lo más posible sobre todas las superficies posibles y, por lo tanto, "viaja" a lo largo de las paredes del recipiente. En 1938, el científico soviético Piotr Kapitsa demostró que el helio puede existir en estado superfluido.
Vale la pena señalar que muchas de las propiedades inusuales del helio se conocen desde hace bastante tiempo. Sin embargo, en los últimos años, este elemento químico nos ha ido mimando con efectos interesantes e inesperados. Así, en 2004, Moses Chan y Eun-Syong Kim de la Universidad de Pensilvania intrigaron al mundo científico con el anuncio de que habían logrado obtener un estado de helio completamente nuevo: un sólido superfluido. En este estado, algunos átomos de helio en la red cristalina pueden fluir alrededor de otros y, por tanto, el helio puede fluir a través de sí mismo. El efecto de la “superdureza” se predijo teóricamente en 1969. Y luego, en 2004, pareció haber una confirmación experimental. Sin embargo, experimentos posteriores y muy interesantes demostraron que no todo es tan simple, y tal vez esta interpretación del fenómeno, que antes se aceptaba como superfluidez del helio sólido, sea incorrecta.
El experimento de los científicos dirigidos por Humphrey Maris de la Universidad Brown de Estados Unidos fue simple y elegante. Los científicos colocaron un tubo de ensayo al revés en un tanque cerrado que contenía helio líquido. Congelaron parte del helio en el tubo de ensayo y en el depósito de tal manera que el límite entre líquido y sólido dentro del tubo de ensayo era más alto que en el depósito. En otras palabras, en la parte superior del tubo de ensayo había helio líquido, en la parte inferior había helio sólido, pasó suavemente a la fase sólida del depósito, encima del cual se vertió un poco de helio líquido, más bajo que el líquido. nivel en el tubo de ensayo. Si el helio líquido comenzara a filtrarse a través del helio sólido, entonces la diferencia de niveles disminuiría y entonces podemos hablar de helio sólido superfluido. Y, en principio, en tres de los 13 experimentos, la diferencia de niveles realmente disminuyó.

5. Sustancia superdura- un estado de agregación en el que la materia es transparente y puede "fluir" como un líquido, pero en realidad carece de viscosidad. Estos líquidos se conocen desde hace muchos años y se denominan superfluidos. El hecho es que si se agita un superfluido, circulará casi para siempre, mientras que un fluido normal acabará calmándose. Los dos primeros superfluidos fueron creados por investigadores utilizando helio-4 y helio-3. Fueron enfriados hasta casi el cero absoluto: menos 273 grados Celsius. Y a partir del helio-4, los científicos estadounidenses lograron obtener un cuerpo supersólido. Comprimieron helio congelado con una presión más de 60 veces mayor y luego colocaron el vaso lleno con la sustancia en un disco giratorio. A una temperatura de 0,175 grados centígrados, el disco de repente empezó a girar más libremente, lo que, según los científicos, indica que el helio se ha convertido en un supercuerpo.

6. Sólido- un estado de agregación de una sustancia, caracterizado por la estabilidad de la forma y la naturaleza del movimiento térmico de los átomos, que realizan pequeñas vibraciones alrededor de posiciones de equilibrio. El estado estable de los sólidos es cristalino. Existen sólidos con enlaces iónicos, covalentes, metálicos y de otro tipo entre átomos, lo que determina la diversidad de sus propiedades físicas. Las propiedades eléctricas y algunas otras propiedades de los sólidos están determinadas principalmente por la naturaleza del movimiento de los electrones externos de sus átomos. Según sus propiedades eléctricas, los sólidos se dividen en dieléctricos, semiconductores y metales; según sus propiedades magnéticas, los sólidos se dividen en diamagnéticos, paramagnéticos y cuerpos con una estructura magnética ordenada. Los estudios de las propiedades de los sólidos se han fusionado en un gran campo: la física del estado sólido, cuyo desarrollo es estimulado por las necesidades de la tecnología.

7. Sólido amorfo- un estado condensado de agregación de una sustancia, caracterizado por la isotropía de las propiedades físicas debido a la disposición desordenada de átomos y moléculas. En los sólidos amorfos, los átomos vibran alrededor de puntos ubicados al azar. A diferencia del estado cristalino, la transición del estado sólido amorfo al líquido se produce de forma gradual. Diversas sustancias se encuentran en estado amorfo: vidrio, resinas, plásticos, etc.

8. Cristal líquido es un estado específico de agregación de una sustancia en el que exhibe simultáneamente las propiedades de un cristal y un líquido. Cabe señalar de inmediato que no todas las sustancias pueden estar en estado líquido cristalino. Sin embargo, algunas sustancias orgánicas con moléculas complejas pueden formar un estado de agregación específico: líquido cristalino. Este estado ocurre cuando los cristales de ciertas sustancias se derriten. Cuando se funden, se forma una fase líquida cristalina, que se diferencia de los líquidos ordinarios. Esta fase existe en el rango desde la temperatura de fusión del cristal hasta una temperatura más alta, a la que cuando se calienta el cristal líquido se convierte en un líquido normal.
¿En qué se diferencia un cristal líquido de uno líquido y uno ordinario y en qué se parece a ellos? Como un líquido común, un cristal líquido tiene fluidez y toma la forma del recipiente en el que se coloca. En esto se diferencia de los cristales conocidos por todos. Sin embargo, a pesar de esta propiedad, que lo une a un líquido, tiene una propiedad característica de los cristales. Este es el ordenamiento en el espacio de las moléculas que forman el cristal. Es cierto que este orden no es tan completo como en los cristales ordinarios, pero, sin embargo, afecta significativamente las propiedades de los cristales líquidos, lo que los distingue de los líquidos ordinarios. El orden espacial incompleto de las moléculas que forman un cristal líquido se manifiesta en el hecho de que en los cristales líquidos no existe un orden completo en la disposición espacial de los centros de gravedad de las moléculas, aunque puede haber un orden parcial. Esto significa que no tienen una red cristalina rígida. Por tanto, los cristales líquidos, como los líquidos ordinarios, tienen la propiedad de fluidez.
Una propiedad obligatoria de los cristales líquidos, que los acerca a los cristales ordinarios, es la presencia de un orden de orientación espacial de las moléculas. Este orden de orientación puede manifestarse, por ejemplo, en el hecho de que todos los ejes largos de las moléculas en una muestra de cristal líquido están orientados de la misma manera. Estas moléculas deben tener una forma alargada. Además del ordenamiento de ejes moleculares con nombre más simple, en un cristal líquido puede ocurrir un orden de orientación de moléculas más complejo.
Dependiendo del tipo de ordenamiento de los ejes moleculares, los cristales líquidos se dividen en tres tipos: nemáticos, esmécticos y colestéricos.
Actualmente se llevan a cabo investigaciones sobre la física de los cristales líquidos y sus aplicaciones en un amplio frente en todos los países más desarrollados del mundo. La investigación nacional se concentra en instituciones de investigación tanto académicas como industriales y tiene una larga tradición. Las obras de V.K., terminadas en los años treinta en Leningrado, se hicieron ampliamente conocidas y reconocidas. Fredericks a V.N. Tsvetkova. En los últimos años, el rápido estudio de los cristales líquidos ha visto a los investigadores nacionales también hacer una contribución significativa al desarrollo del estudio de los cristales líquidos en general y, en particular, de la óptica de los cristales líquidos. Así, las obras de I.G. Chistyakova, A.P. Kapustina, S.A. Brazovsky, S.A. Pikina, L.M. Blinov y muchos otros investigadores soviéticos son ampliamente conocidos por la comunidad científica y sirven como base para una serie de aplicaciones técnicas eficaces de los cristales líquidos.
La existencia de cristales líquidos se estableció hace mucho tiempo, concretamente en 1888, es decir, hace casi un siglo. Aunque los científicos encontraron este estado de la materia antes de 1888, se descubrió oficialmente más tarde.
El primero en descubrir los cristales líquidos fue el botánico austriaco Reinitzer. Mientras estudiaba la nueva sustancia benzoato de colesterilo que había sintetizado, descubrió que a una temperatura de 145°C los cristales de esta sustancia se funden, formando un líquido turbio que dispersa fuertemente la luz. A medida que continúa el calentamiento, al alcanzar una temperatura de 179°C, el líquido se vuelve claro, es decir, comienza a comportarse ópticamente como un líquido ordinario, por ejemplo agua. El benzoato de colesterol mostró propiedades inesperadas en la fase turbia. Al examinar esta fase bajo un microscopio polarizador, Reinitzer descubrió que presenta birrefringencia. Esto significa que el índice de refracción de la luz, es decir, la velocidad de la luz en esta fase, depende de la polarización.

9. Líquido- el estado de agregación de una sustancia, que combina las características de un estado sólido (conservación del volumen, cierta resistencia a la tracción) y de un estado gaseoso (variabilidad de forma). Los líquidos se caracterizan por un orden de corto alcance en la disposición de las partículas (moléculas, átomos) y una pequeña diferencia en la energía cinética del movimiento térmico de las moléculas y su energía potencial de interacción. El movimiento térmico de las moléculas de un líquido consiste en oscilaciones alrededor de posiciones de equilibrio y saltos relativamente raros de una posición de equilibrio a otra; esto está asociado a la fluidez del líquido.

10. fluido supercrítico(SCF) es un estado de agregación de una sustancia en el que desaparece la diferencia entre las fases líquida y gaseosa. Cualquier sustancia a una temperatura y presión superiores a su punto crítico es un fluido supercrítico. Las propiedades de una sustancia en estado supercrítico son intermedias entre sus propiedades en las fases gaseosa y líquida. Por tanto, el SCF tiene una densidad alta, cercana a la de un líquido, y una viscosidad baja, como la de los gases. El coeficiente de difusión en este caso tiene un valor intermedio entre líquido y gas. Las sustancias en estado supercrítico pueden utilizarse como sustitutos de los disolventes orgánicos en procesos industriales y de laboratorio. El agua supercrítica y el dióxido de carbono supercrítico han recibido el mayor interés y distribución debido a determinadas propiedades.
Una de las propiedades más importantes del estado supercrítico es la capacidad de disolver sustancias. Al cambiar la temperatura o la presión del fluido, puede cambiar sus propiedades en un amplio rango. Por tanto, es posible obtener un fluido cuyas propiedades se acerquen a las de un líquido o un gas. Por tanto, la capacidad de disolución de un fluido aumenta al aumentar la densidad (a temperatura constante). Dado que la densidad aumenta al aumentar la presión, cambiar la presión puede influir en la capacidad de disolución del fluido (a una temperatura constante). En el caso de la temperatura, la dependencia de las propiedades del fluido es algo más compleja: a una densidad constante, la capacidad de disolución del fluido también aumenta, pero cerca del punto crítico, un ligero aumento de la temperatura puede provocar una caída brusca. en densidad y, en consecuencia, en la capacidad de disolución. Los fluidos supercríticos se mezclan entre sí sin límite, por lo que cuando se alcanza el punto crítico de la mezcla, el sistema siempre será monofásico. La temperatura crítica aproximada de una mezcla binaria se puede calcular como la media aritmética de los parámetros críticos de las sustancias Tc(mix) = (fracción molar A) x TcA + (fracción molar B) x TcB.

11. gaseoso- (gas francés, del griego caos - caos), un estado de agregación de una sustancia en el que la energía cinética del movimiento térmico de sus partículas (moléculas, átomos, iones) excede significativamente la energía potencial de las interacciones entre ellas y, por lo tanto, las partículas se mueven libremente, llenando uniformemente, en ausencia de campos externos, todo el volumen que se les proporciona.

12. plasma- (del griego plasma - esculpido, moldeado), un estado de la materia que es un gas ionizado en el que las concentraciones de cargas positivas y negativas son iguales (cuasi-neutralidad). La gran mayoría de la materia del Universo se encuentra en estado de plasma: estrellas, nebulosas galácticas y el medio interestelar. Cerca de la Tierra, el plasma existe en forma de viento solar, magnetosfera e ionosfera. Se está estudiando el plasma de alta temperatura (T ~ 106 - 108K) a partir de una mezcla de deuterio y tritio con el objetivo de implementar una fusión termonuclear controlada. El plasma de baja temperatura (T Ј 105K) se utiliza en diversos dispositivos de descarga de gas (láseres de gas, dispositivos de iones, generadores MHD, plasmatrones, motores de plasma, etc.), así como en tecnología (ver Metalurgia del plasma, Perforación con plasma, Plasma tecnología) .

13. Materia degenerada— es una etapa intermedia entre el plasma y el neutronio. Se observa en enanas blancas y juega un papel importante en la evolución de las estrellas. Cuando los átomos se someten a temperaturas y presiones extremadamente altas, pierden sus electrones (se convierten en gas de electrones). Es decir, están completamente ionizados (plasma). La presión de dicho gas (plasma) está determinada por la presión de los electrones. Si la densidad es muy alta, todas las partículas se ven obligadas a acercarse unas a otras. Los electrones pueden existir en estados con energías específicas y no hay dos electrones que puedan tener la misma energía (a menos que sus espines sean opuestos). Por tanto, en un gas denso, todos los niveles de energía inferiores están llenos de electrones. Este gas se llama degenerado. En este estado, los electrones presentan una presión electrónica degenerada, que contrarresta las fuerzas de gravedad.

14. Neutronio- un estado de agregación al que pasa la materia a una presión ultraalta, que aún es inalcanzable en el laboratorio, pero que existe dentro de las estrellas de neutrones. Durante la transición al estado de neutrones, los electrones de una sustancia interactúan con los protones y se convierten en neutrones. Como resultado, la materia en el estado de neutrones está formada enteramente por neutrones y tiene una densidad del orden de la nuclear. La temperatura de la sustancia no debe ser demasiado alta (en equivalente energético, no más de cien MeV).
Con un fuerte aumento de temperatura (cientos de MeV y más), varios mesones comienzan a nacer y aniquilarse en el estado de neutrones. Con un aumento adicional de la temperatura, se produce la desconfinación y la sustancia pasa al estado de plasma de quarks-gluones. Ya no se compone de hadrones, sino de quarks y gluones que nacen y desaparecen constantemente.

15. Plasma de quarks-gluones(cromoplasma): un estado de agregación de materia en física de altas energías y física de partículas elementales, en el que la materia hadrónica pasa a un estado similar al estado en el que se encuentran los electrones y los iones en el plasma ordinario.
Normalmente, la materia de los hadrones se encuentra en el llamado estado incoloro (“blanco”). Es decir, los quarks de diferentes colores se anulan entre sí. Un estado similar existe en la materia ordinaria: cuando todos los átomos son eléctricamente neutros, es decir,
las cargas positivas en ellos son compensadas por las negativas. A altas temperaturas puede producirse una ionización de los átomos, durante la cual las cargas se separan y la sustancia se vuelve, como suele decirse, "casi neutra". Es decir, toda la nube de materia en su conjunto permanece neutral, pero sus partículas individuales dejan de ser neutrales. Aparentemente, lo mismo puede suceder con la materia hadrónica: a energías muy altas, se libera color y hace que la sustancia sea "casi incolora".
Presumiblemente, la materia del Universo se encontraba en un estado de plasma de quarks y gluones en los primeros momentos después del Big Bang. Ahora el plasma de quarks y gluones se puede formar durante un corto período de tiempo durante colisiones de partículas de muy altas energías.
El plasma de quarks-gluones se produjo experimentalmente en el acelerador RHIC del Laboratorio Nacional Brookhaven en 2005. En febrero de 2010 se alcanzó allí la temperatura máxima del plasma de 4 billones de grados Celsius.

16. Sustancia extraña- un estado de agregación en el que la materia se comprime hasta valores máximos de densidad; puede existir en forma de “sopa de quarks”. Un centímetro cúbico de materia en este estado pesará miles de millones de toneladas; además, transformará cualquier sustancia normal con la que entre en contacto en la misma forma “extraña” con la liberación de una importante cantidad de energía.
La energía que puede liberarse cuando el núcleo de la estrella se convierte en "materia extraña" dará lugar a una explosión superpoderosa de una "nova quark" y, según Leahy y Uyed, esto es exactamente lo que observaron los astrónomos en septiembre de 2006.
El proceso de formación de esta sustancia comenzó con una supernova ordinaria, en la que se convirtió una estrella masiva. Como resultado de la primera explosión se formó una estrella de neutrones. Pero, según Leahy y Uyed, no duró mucho: como su rotación parecía ralentizada por su propio campo magnético, comenzó a encogerse aún más, formando un cúmulo de "materia extraña", que condujo a una reducción uniforme. más poderoso durante una explosión de supernova ordinaria, la liberación de energía y las capas externas de materia de la antigua estrella de neutrones, volando hacia el espacio circundante a una velocidad cercana a la velocidad de la luz.

17. Sustancia fuertemente simétrica.- Se trata de una sustancia comprimida hasta tal punto que las micropartículas de su interior se superponen y el cuerpo mismo colapsa en un agujero negro. El término "simetría" se explica de la siguiente manera: tomemos los estados agregativos de la materia que todos conocen en la escuela: sólido, líquido, gaseoso. Para ser más precisos, consideremos un cristal infinito ideal como un sólido. En la transferencia existe una cierta simetría, la llamada discreta. Esto significa que si mueves la red cristalina una distancia igual al intervalo entre dos átomos, nada cambiará en ella: el cristal coincidirá consigo mismo. Si el cristal se funde, la simetría del líquido resultante será diferente: aumentará. En un cristal, sólo eran equivalentes los puntos alejados entre sí a determinadas distancias, los llamados nodos de la red cristalina, en los que se encontraban átomos idénticos.
El líquido es homogéneo en todo su volumen, todos sus puntos son indistinguibles entre sí. Esto significa que los líquidos pueden desplazarse en cualquier distancia arbitraria (y no solo algunas discretas, como en un cristal) o rotarse en cualquier ángulo arbitrario (lo que no se puede hacer en absoluto en los cristales) y coincidirá consigo mismo. Su grado de simetría es mayor. El gas es aún más simétrico: el líquido ocupa un cierto volumen en el recipiente y hay una asimetría dentro del recipiente donde hay líquido y puntos donde no lo hay. El gas ocupa todo el volumen que se le suministra y, en este sentido, todos sus puntos son indistinguibles entre sí. Aún así, aquí sería más correcto hablar no de puntos, sino de elementos pequeños, pero macroscópicos, porque a nivel microscópico todavía hay diferencias. En algunos puntos de un momento dado hay átomos o moléculas, mientras que en otros no. La simetría se observa sólo en promedio, ya sea en algunos parámetros de volumen macroscópicos o en el tiempo.
Pero todavía no existe una simetría instantánea a nivel microscópico. Si una sustancia se comprime con mucha fuerza, a presiones que son inaceptables en la vida cotidiana, se comprime de modo que los átomos se trituran, sus capas se penetran entre sí y los núcleos comienzan a tocarse, surge la simetría a nivel microscópico. Todos los núcleos son idénticos y están presionados entre sí, no solo existen distancias interatómicas, sino también internucleares, y la sustancia se vuelve homogénea (sustancia extraña).
Pero también hay un nivel submicroscópico. Los núcleos están formados por protones y neutrones que se mueven dentro del núcleo. También hay algo de espacio entre ellos. Si continúa comprimiendo para que los núcleos queden aplastados, los nucleones se presionarán fuertemente entre sí. Luego, a nivel submicroscópico, aparecerá la simetría, que no existe ni siquiera dentro de los núcleos ordinarios.
De lo dicho se desprende una tendencia muy definida: cuanto mayor es la temperatura y mayor la presión, más simétrica se vuelve la sustancia. Según estas consideraciones, una sustancia comprimida al máximo se denomina altamente simétrica.

18. Materia débilmente simétrica- un estado opuesto a la materia fuertemente simétrica en sus propiedades, presente en el Universo temprano a una temperatura cercana a la de Planck, quizás 10-12 segundos después del Big Bang, cuando las fuerzas fuerte, débil y electromagnética representaban una única superfuerza. En este estado, la sustancia se comprime hasta tal punto que su masa se convierte en energía, que comienza a inflarse, es decir, a expandirse indefinidamente. Aún no es posible obtener energías para obtener superpotencia experimentalmente y transferir materia a esta fase en condiciones terrestres, aunque se hicieron intentos de este tipo en el Gran Colisionador de Hadrones para estudiar el universo primitivo. Debido a la ausencia de interacción gravitacional en la superfuerza que forma esta sustancia, la superfuerza no es suficientemente simétrica en comparación con la fuerza supersimétrica que contiene los 4 tipos de interacciones. Por lo tanto, este estado de agregación recibió tal nombre.

19. Sustancia de rayos- Esto, de hecho, ya no es materia, sino energía en su forma pura. Sin embargo, es precisamente este hipotético estado de agregación el que adoptará un cuerpo que haya alcanzado la velocidad de la luz. También se puede obtener calentando el cuerpo a la temperatura de Planck (1032K), es decir, acelerando las moléculas de la sustancia a la velocidad de la luz. Como se desprende de la teoría de la relatividad, cuando la velocidad alcanza más de 0,99 s, la masa del cuerpo comienza a crecer mucho más rápido que con la aceleración "normal"; además, el cuerpo se alarga, se calienta, es decir, comienza a irradian en el espectro infrarrojo. Al cruzar el umbral de 0,999 s, el cuerpo cambia radicalmente y comienza una rápida transición de fase hasta el estado de rayo. Como se desprende de la fórmula de Einstein, tomada en su totalidad, la masa creciente de la sustancia final consta de masas separadas del cuerpo en forma de radiación térmica, de rayos X, óptica y de otro tipo, cuya energía de cada una de las cuales se describe mediante la siguiente término de la fórmula. Así, un cuerpo que se acerque a la velocidad de la luz comenzará a emitir en todos los espectros, crecerá en longitud y disminuirá con el tiempo, adelgazándose hasta la longitud de Planck, es decir, al alcanzar la velocidad c, el cuerpo se convertirá en un cuerpo infinitamente largo y haz delgado, que se mueve a la velocidad de la luz y está formado por fotones que no tienen longitud, y su masa infinita se convertirá completamente en energía. Por lo tanto, dicha sustancia se llama rayo.

Presentación sobre el tema "Alcoholes" en química en formato powerpoint. La presentación para escolares contiene 12 diapositivas que, desde un punto de vista químico, hablan sobre los alcoholes, sus propiedades físicas y las reacciones con los haluros de hidrógeno.

Fragmentos de la presentación

De la historia

¿Sabías que allá por el siglo IV? antes de Cristo mi. ¿Sabía la gente cómo preparar bebidas que contienen alcohol etílico? El vino se producía fermentando jugos de frutas y bayas. Sin embargo, aprendieron a extraer el componente intoxicante mucho más tarde. En el siglo XI Los alquimistas detectaron vapores de una sustancia volátil que se liberaba cuando se calentaba el vino.

Propiedades físicas

• Los alcoholes inferiores son líquidos muy solubles en agua, incoloros e inodoros.
• Los alcoholes superiores son sustancias sólidas que son insolubles en agua.

Característica de las propiedades físicas: estado de agregación.

• El alcohol metílico (el primer representante de la serie homóloga de alcoholes) es un líquido. ¿Quizás tiene un alto peso molecular? No. Mucho menos que el dióxido de carbono. ¿Entonces que es eso?
• Resulta que la cuestión está en los enlaces de hidrógeno que se forman entre las moléculas de alcohol y evitan que las moléculas individuales se vayan volando.

Característica de las propiedades físicas: solubilidad en agua.

• Los alcoholes inferiores son solubles en agua, los alcoholes superiores son insolubles. ¿Por qué?
• Los enlaces de hidrógeno son demasiado débiles para mantener la molécula de alcohol, que tiene una gran porción insoluble, entre las moléculas de agua.

Característica de las propiedades físicas: contracción.

• ¿Por qué la gente nunca utiliza el volumen, sino sólo la masa, al resolver problemas de cálculo?
• Mezclar 500 ml de alcohol y 500 ml de agua. Obtenemos 930 ml de solución. Los enlaces de hidrógeno entre las moléculas de alcohol y agua son tan fuertes que el volumen total de la solución disminuye, su "compresión" (del latín contraktio - compresión).

¿Los alcoholes son ácidos?

• Los alcoholes reaccionan con los metales alcalinos. En este caso, el átomo de hidrógeno del grupo hidroxilo se sustituye por un metal. Parece ácido.
• Pero las propiedades ácidas de los alcoholes son demasiado débiles, tan débiles que los alcoholes no afectan los indicadores.

Amistad con la policía de tránsito.

• ¿Los alcoholes son amigables con la policía de tránsito? ¡Pero cómo!
• ¿Alguna vez lo ha detenido un inspector de la policía de tránsito? ¿Alguna vez has respirado por un tubo?
• Si no tienes suerte, el alcohol sufre una reacción de oxidación, lo que hace que cambie de color y tengas que pagar una multa.

Le damos agua 1

Eliminación de agua: la deshidratación puede ser intramolecular si la temperatura es superior a 140 grados. Esto requiere un catalizador: ácido sulfúrico concentrado.

Devolver agua 2

Si se reduce la temperatura y el catalizador permanece igual, se producirá deshidratación intermolecular.

Reacción con haluros de hidrógeno.

Esta reacción es reversible y requiere un catalizador: ácido sulfúrico concentrado.

Ser amigos o no ser amigos del alcohol.

Interesante pregunta. El alcohol es un xenobiótico: sustancias que no se encuentran en el cuerpo humano, pero que afectan sus funciones vitales. Todo depende de la dosis.

1. Alcohol Es un nutriente que proporciona energía al cuerpo. En la Edad Media, el cuerpo recibía alrededor del 25% de su energía a través del consumo de alcohol.
2. El alcohol es un medicamento que tiene un efecto desinfectante y antibacteriano.
3. El alcohol es un veneno que altera los procesos biológicos naturales, destruye los órganos internos y la psique y provoca la muerte si se consume en exceso.

En varios cursos de formación se tratan cuestiones sobre qué es un estado de agregación, qué características y propiedades tienen los sólidos, líquidos y gases. Hay tres estados clásicos de la materia, con sus propios rasgos estructurales característicos. Su comprensión es un punto importante para comprender las ciencias de la Tierra, los organismos vivos y las actividades industriales. Estas cuestiones son estudiadas por la física, la química, la geografía, la geología, la química física y otras disciplinas científicas. Las sustancias que, bajo ciertas condiciones, se encuentran en uno de los tres tipos básicos de estado pueden cambiar con un aumento o disminución de la temperatura y la presión. Consideremos posibles transiciones de un estado de agregación a otro, tal como ocurren en la naturaleza, la tecnología y la vida cotidiana.

¿Qué es un estado de agregación?

La palabra de origen latino "aggrego" traducida al ruso significa "unirse". El término científico se refiere al estado de un mismo cuerpo, sustancia. La existencia de sólidos, gases y líquidos a determinadas temperaturas y diferentes presiones es característica de todas las capas de la Tierra. Además de los tres estados básicos de agregación, existe también un cuarto. A temperatura elevada y presión constante, el gas se convierte en plasma. Para comprender mejor qué es un estado de agregación, es necesario recordar las partículas más pequeñas que forman sustancias y cuerpos.

El diagrama de arriba muestra: a - gas; b—líquido; c es un cuerpo sólido. En tales imágenes, los círculos indican los elementos estructurales de las sustancias. Este es un símbolo; de hecho, los átomos, las moléculas y los iones no son bolas sólidas. Los átomos están formados por un núcleo cargado positivamente alrededor del cual se mueven a gran velocidad electrones cargados negativamente. El conocimiento sobre la estructura microscópica de la materia ayuda a comprender mejor las diferencias que existen entre las distintas formas de agregados.

Ideas sobre el microcosmos: de la Antigua Grecia al siglo XVII

La primera información sobre las partículas que forman los cuerpos físicos apareció en la Antigua Grecia. Los pensadores Demócrito y Epicuro introdujeron el concepto de átomo. Creían que estas partículas indivisibles más pequeñas de diferentes sustancias tienen una forma, ciertos tamaños y son capaces de moverse e interactuar entre sí. El atomismo se convirtió en la enseñanza más avanzada de la antigua Grecia para su época. Pero su desarrollo se frenó en la Edad Media. Desde entonces los científicos fueron perseguidos por la Inquisición de la Iglesia Católica Romana. Por tanto, hasta los tiempos modernos, no existía un concepto claro de cuál era el estado de la materia. Sólo después del siglo XVII los científicos R. Boyle, M. Lomonosov, D. Dalton y A. Lavoisier formularon las disposiciones de la teoría atómico-molecular, que hoy no han perdido su importancia.

Átomos, moléculas, iones: partículas microscópicas de la estructura de la materia.

Un avance significativo en la comprensión del micromundo se produjo en el siglo XX, cuando se inventó el microscopio electrónico. Teniendo en cuenta los descubrimientos realizados anteriormente por los científicos, fue posible elaborar una imagen coherente del micromundo. Las teorías que describen el estado y comportamiento de las partículas más pequeñas de la materia son bastante complejas; se relacionan con el campo de Para comprender las características de los diferentes estados agregados de la materia, basta con conocer los nombres y características de las principales partículas estructurales que la forman. diferentes sustancias.

1. Los átomos son partículas químicamente indivisibles. Se conservan en reacciones químicas, pero se destruyen en reacciones nucleares. Los metales y muchas otras sustancias de estructura atómica tienen un estado sólido de agregación en condiciones normales.
2. Las moléculas son partículas que se descomponen y se forman en reacciones químicas. oxígeno, agua, dióxido de carbono, azufre. El estado físico del oxígeno, nitrógeno, dióxido de azufre, carbono y oxígeno en condiciones normales es gaseoso.
3. Los iones son las partículas cargadas en las que se convierten los átomos y las moléculas cuando ganan o pierden electrones: partículas microscópicas cargadas negativamente. Muchas sales tienen una estructura iónica, por ejemplo la sal de mesa, el sulfato de hierro y el sulfato de cobre.

Hay sustancias cuyas partículas se ubican en el espacio de una determinada manera. La posición mutua ordenada de átomos, iones y moléculas se llama red cristalina. Por lo general, las redes cristalinas iónicas y atómicas son características de los sólidos, y las moleculares, de líquidos y gases. El diamante se distingue por su gran dureza. Su red cristalina atómica está formada por átomos de carbono. Pero el grafito blando también está formado por átomos de este elemento químico. Solo ellos están ubicados de manera diferente en el espacio. El estado de agregación habitual del azufre es sólido, pero a altas temperaturas la sustancia se convierte en una masa líquida y amorfa.

Sustancias en estado sólido de agregación.

Los sólidos en condiciones normales conservan su volumen y forma. Por ejemplo, un grano de arena, un grano de azúcar, sal, un trozo de roca o de metal. Si calientas el azúcar, la sustancia comienza a derretirse y se convierte en un líquido marrón viscoso. Dejemos de calentar y obtendremos un sólido nuevamente. Esto significa que una de las principales condiciones para la transición de un sólido a líquido es su calentamiento o un aumento de la energía interna de las partículas de la sustancia. También se puede cambiar el estado sólido de agregación de la sal, que se utiliza como alimento. Pero para derretir la sal de mesa se necesita una temperatura más alta que cuando se calienta el azúcar. El hecho es que el azúcar se compone de moléculas y la sal de mesa, de iones cargados que se atraen más entre sí. Los sólidos en forma líquida no conservan su forma porque las redes cristalinas se destruyen.

El estado líquido agregado de la sal al fundirse se explica por la ruptura de los enlaces entre los iones de los cristales. Se liberan partículas cargadas que pueden transportar cargas eléctricas. Las sales fundidas conducen la electricidad y son conductores. En las industrias química, metalúrgica y de ingeniería, los sólidos se convierten en líquidos para producir nuevos compuestos o darles formas diferentes. Las aleaciones metálicas se han generalizado. Existen varias formas de obtenerlos, asociadas a cambios en el estado de agregación de las materias primas sólidas.

El líquido es uno de los estados básicos de agregación.

Si vierte 50 ml de agua en un matraz de fondo redondo, notará que la sustancia inmediatamente tomará la forma de un recipiente químico. Pero tan pronto como saquemos el agua del matraz, el líquido se esparcirá inmediatamente por la superficie de la mesa. El volumen de agua seguirá siendo el mismo: 50 ml, pero su forma cambiará. Las características enumeradas son características de la forma líquida de existencia de la materia. Muchas sustancias orgánicas son líquidas: alcoholes, aceites vegetales, ácidos.

La leche es una emulsión, es decir, un líquido que contiene gotitas de grasa. Un recurso líquido útil es el petróleo. Se extrae de pozos mediante plataformas de perforación en tierra y en el océano. El agua de mar es también una materia prima para la industria. Su diferencia con el agua dulce de ríos y lagos radica en el contenido de sustancias disueltas, principalmente sales. Cuando se evapora de la superficie de los depósitos, solo las moléculas de H 2 O pasan al estado de vapor, las sustancias disueltas permanecen. En esta propiedad se basan los métodos para obtener sustancias útiles del agua de mar y los métodos para su purificación.

Cuando se eliminan por completo las sales se obtiene agua destilada. Hierve a 100°C y se congela a 0°C. Las salmueras hierven y se convierten en hielo a otras temperaturas. Por ejemplo, el agua del océano Ártico se congela a una temperatura superficial de 2 °C.

El estado físico del mercurio en condiciones normales es líquido. Este metal de color gris plateado se utiliza habitualmente para llenar termómetros médicos. Cuando se calienta, la columna de mercurio sube en la escala y la sustancia se expande. ¿Por qué se utiliza alcohol teñido con pintura roja y no mercurio? Esto se explica por las propiedades del metal líquido. En heladas de 30 grados, el estado de agregación del mercurio cambia y la sustancia se vuelve sólida.

Si el termómetro médico se rompe y el mercurio se derrama, entonces es peligroso recoger las bolas de plata con las manos. Es perjudicial inhalar vapor de mercurio, esta sustancia es muy tóxica. En tales casos, los niños deben pedir ayuda a sus padres y adultos.

Estado gaseoso

Los gases no pueden mantener ni su volumen ni su forma. Llenemos el matraz hasta arriba con oxígeno (su fórmula química es O2). En cuanto abrimos el matraz, las moléculas de la sustancia empezarán a mezclarse con el aire de la habitación. Esto ocurre debido al movimiento browniano. Incluso el antiguo científico griego Demócrito creía que las partículas de materia están en constante movimiento. En los sólidos, en condiciones normales, los átomos, moléculas e iones no tienen la oportunidad de salir de la red cristalina ni de liberarse de enlaces con otras partículas. Esto sólo es posible cuando se suministra una gran cantidad de energía desde el exterior.

En los líquidos, la distancia entre las partículas es ligeramente mayor que en los sólidos; se requiere menos energía para romper los enlaces intermoleculares. Por ejemplo, el estado líquido del oxígeno se observa sólo cuando la temperatura del gas desciende a -183 °C. A -223 °C, las moléculas de O 2 forman un sólido. Cuando la temperatura supera estos valores, el oxígeno se convierte en gas. Es en esta forma que se encuentra en condiciones normales. Las empresas industriales operan instalaciones especiales para separar el aire atmosférico y obtener de él nitrógeno y oxígeno. Primero, el aire se enfría y se licua, y luego se aumenta gradualmente la temperatura. El nitrógeno y el oxígeno se convierten en gases en diferentes condiciones.

La atmósfera terrestre contiene un 21% en volumen de oxígeno y un 78% de nitrógeno. Estas sustancias no se encuentran en forma líquida en la capa gaseosa del planeta. El oxígeno líquido es de color azul claro y se utiliza para llenar cilindros a alta presión para uso en entornos médicos. En la industria y la construcción se necesitan gases licuados para llevar a cabo muchos procesos. El oxígeno es necesario para soldar con gas y cortar metales, y en química para las reacciones de oxidación de sustancias orgánicas e inorgánicas. Si abres la válvula de un cilindro de oxígeno, la presión disminuye y el líquido se convierte en gas.

El propano, el metano y el butano licuados se utilizan ampliamente en la energía, el transporte, la industria y las actividades domésticas. Estas sustancias se obtienen del gas natural o durante el craqueo (división) de materias primas de petróleo. Las mezclas de carbono líquido y gaseoso desempeñan un papel importante en las economías de muchos países. Pero las reservas de petróleo y gas natural están gravemente agotadas. Según los científicos, esta materia prima durará entre 100 y 120 años. Una fuente alternativa de energía es el flujo de aire (viento). Para el funcionamiento de las centrales eléctricas se utilizan ríos de corriente rápida y mareas en las orillas de mares y océanos.

El oxígeno, como otros gases, puede encontrarse en el cuarto estado de agregación, que representa el plasma. La inusual transición del estado sólido al gaseoso es un rasgo característico del yodo cristalino. La sustancia de color púrpura oscuro sufre sublimación: se convierte en gas, sin pasar por el estado líquido.

¿Cómo se realizan las transiciones de una forma agregada de materia a otra?

Los cambios en el estado agregado de sustancias no están asociados con transformaciones químicas, son fenómenos físicos. A medida que aumenta la temperatura, muchos sólidos se derriten y se convierten en líquidos. Un aumento adicional de temperatura puede provocar la evaporación, es decir, el estado gaseoso de la sustancia. En la naturaleza y la economía, tales transiciones son características de una de las principales sustancias de la Tierra. El hielo, el líquido y el vapor son estados del agua en diferentes condiciones externas. El compuesto es el mismo, su fórmula es H 2 O. A una temperatura de 0 ° C y por debajo de este valor, el agua cristaliza, es decir, se convierte en hielo. A medida que aumenta la temperatura, los cristales resultantes se destruyen: el hielo se derrite y se vuelve a obtener agua líquida. Cuando se calienta, se forma evaporación (la transformación del agua en gas) incluso a bajas temperaturas. Por ejemplo, los charcos helados desaparecen gradualmente porque el agua se evapora. Incluso en climas helados, la ropa mojada se seca, pero este proceso lleva más tiempo que en un día caluroso.

Todas las transiciones enumeradas del agua de un estado a otro son de gran importancia para la naturaleza de la Tierra. Los fenómenos atmosféricos, el clima y el tiempo están asociados con la evaporación del agua de la superficie del Océano Mundial, la transferencia de humedad en forma de nubes y niebla a la tierra y las precipitaciones (lluvia, nieve, granizo). Estos fenómenos forman la base del ciclo mundial del agua en la naturaleza.

¿Cómo cambian los estados agregados del azufre?

En condiciones normales, el azufre son cristales brillantes o un polvo de color amarillo claro, es decir, es una sustancia sólida. El estado físico del azufre cambia cuando se calienta. En primer lugar, cuando la temperatura sube a 190 °C, la sustancia amarilla se funde y se convierte en un líquido móvil.

Si vierte rápidamente azufre líquido en agua fría, obtendrá una masa amorfa de color marrón. A medida que se calienta más, el azufre fundido se vuelve cada vez más viscoso y se oscurece. A temperaturas superiores a 300 °C, el estado de agregación del azufre vuelve a cambiar, la sustancia adquiere las propiedades de un líquido y se vuelve móvil. Estas transiciones surgen debido a la capacidad de los átomos de un elemento para formar cadenas de diferentes longitudes.

¿Por qué las sustancias pueden estar en diferentes estados físicos?

El estado de agregación del azufre, una sustancia simple, es sólido en condiciones normales. El dióxido de azufre es un gas, el ácido sulfúrico es un líquido aceitoso más pesado que el agua. A diferencia de los ácidos clorhídrico y nítrico, no es volátil; las moléculas no se evaporan de su superficie. ¿Qué estado de agregación tiene el azufre plástico, que se obtiene calentando cristales?

En su forma amorfa, la sustancia tiene la estructura de un líquido, con una fluidez insignificante. Pero el azufre plástico conserva al mismo tiempo su forma (como sólido). Hay cristales líquidos que tienen una serie de propiedades características de los sólidos. Por tanto, el estado de una sustancia en diferentes condiciones depende de su naturaleza, temperatura, presión y otras condiciones externas.

¿Qué características existen en la estructura de los sólidos?

Las diferencias existentes entre los estados agregados básicos de la materia se explican por la interacción entre átomos, iones y moléculas. Por ejemplo, ¿por qué el estado sólido de la materia conduce a la capacidad de los cuerpos para mantener el volumen y la forma? En la red cristalina de un metal o de una sal, las partículas estructurales se atraen entre sí. En los metales, los iones cargados positivamente interactúan con lo que se llama un "gas de electrones", una colección de electrones libres en una pieza de metal. Los cristales de sal surgen debido a la atracción de partículas con carga opuesta: los iones. La distancia entre las unidades estructurales de sólidos mencionadas anteriormente es mucho menor que el tamaño de las partículas mismas. En este caso, actúa la atracción electrostática, imparte fuerza, pero la repulsión no es lo suficientemente fuerte.

Para destruir el estado sólido de agregación de una sustancia se debe hacer un esfuerzo. Los metales, las sales y los cristales atómicos se funden a temperaturas muy altas. Por ejemplo, el hierro se vuelve líquido a temperaturas superiores a 1538 °C. El tungsteno es refractario y se utiliza para fabricar filamentos incandescentes para bombillas. Hay aleaciones que se vuelven líquidas a temperaturas superiores a 3000 °C. Muchos en la Tierra se encuentran en estado sólido. Estas materias primas se extraen mediante tecnología en minas y canteras.

Para separar incluso un ion de un cristal, se debe gastar una gran cantidad de energía. ¡Pero basta con disolver sal en agua para que la red cristalina se desintegre! Este fenómeno se explica por las asombrosas propiedades del agua como disolvente polar. Las moléculas de H 2 O interactúan con los iones de sal, destruyendo el enlace químico entre ellos. Así, la disolución no es una simple mezcla de diferentes sustancias, sino una interacción fisicoquímica entre ellas.

¿Cómo interactúan las moléculas líquidas?

El agua puede ser líquida, sólida y gaseosa (vapor). Estos son sus estados básicos de agregación en condiciones normales. Las moléculas de agua constan de un átomo de oxígeno al que están unidos dos átomos de hidrógeno. Se produce la polarización del enlace químico en la molécula y aparece una carga negativa parcial en los átomos de oxígeno. El hidrógeno se convierte en el polo positivo de la molécula, atraído por el átomo de oxígeno de otra molécula. Esto se llama "enlace de hidrógeno".

El estado líquido de agregación se caracteriza por distancias entre partículas estructurales comparables a sus tamaños. La atracción existe, pero es débil, por lo que el agua no conserva su forma. La vaporización se produce debido a la destrucción de enlaces que se produce en la superficie del líquido incluso a temperatura ambiente.

¿Existen interacciones intermoleculares en los gases?

El estado gaseoso de una sustancia se diferencia del líquido y del sólido en varios parámetros. Existen grandes espacios entre las partículas estructurales de los gases, mucho mayores que el tamaño de las moléculas. En este caso, las fuerzas de atracción no actúan en absoluto. El estado de agregación gaseoso es característico de las sustancias presentes en el aire: nitrógeno, oxígeno, dióxido de carbono. En la imagen de abajo, el primer cubo está lleno de gas, el segundo de líquido y el tercero de sólido.

Muchos líquidos son volátiles; las moléculas de la sustancia se desprenden de su superficie y se elevan al aire. Por ejemplo, si acerca un hisopo de algodón humedecido en amoníaco a la abertura de una botella abierta de ácido clorhídrico, aparece humo blanco. Se produce una reacción química entre el ácido clorhídrico y el amoníaco directamente en el aire y se produce cloruro de amonio. ¿En qué estado de agregación se encuentra esta sustancia? Sus partículas que forman el humo blanco son diminutos cristales sólidos de sal. Este experimento debe realizarse bajo una capota, las sustancias son tóxicas.

Conclusión

El estado de agregación del gas fue estudiado por muchos físicos y químicos destacados: Avogadro, Boyle, Gay-Lussac, Clayperon, Mendeleev, Le Chatelier. Los científicos han formulado leyes que explican el comportamiento de las sustancias gaseosas en reacciones químicas cuando cambian las condiciones externas. Los patrones abiertos no sólo se incluyeron en los libros de texto escolares y universitarios sobre física y química. Muchas industrias químicas se basan en el conocimiento sobre el comportamiento y las propiedades de sustancias en diferentes estados de agregación.

“Alcoholes” De la historia  ¿Sabías que allá por el siglo IV? antes de Cristo mi. ¿Sabía la gente cómo preparar bebidas que contienen alcohol etílico? El vino se producía fermentando jugos de frutas y bayas. Sin embargo, aprendieron a extraer el componente intoxicante mucho más tarde. En el siglo XI Los alquimistas capturaron vapores de una sustancia volátil que se liberaba cuando se calentaba el vino. Definición  Los alcoholes (alcoholes obsoletos) son compuestos orgánicos que contienen uno o más grupos hidroxilo (hidroxilo, OH) unidos directamente al átomo de carbono en el radical hidrocarburo.  La fórmula general de alcoholes es CxHy(OH)n Fórmula general de alcoholes saturados monohídricos CnH2n+1OH Clasificación de alcoholes Por el número de grupos hidroxilo CxHy(OH)n Alcoholes monohídricos CH3 - CH2 - CH2 OH Glicoles dihídricos CH3 - CH - CH2 OH OH Glicerol triatómico CH2 - CH - CH2 OH OH OH Clasificación de alcoholes Por Por la naturaleza del hidrocarburo radical radical hidrocarburo CxHy(OH)n CxHy(OH)n Límite Límite CH3 CH3 –– CH CH2 CH2 2 ––CH 2 OH OH Insaturado Insaturado CH CH2 = CH CH––CH CH2 2 = 2 OH OH Aromático Aromático CH CH2 OH 2 --OH Nomenclatura de alcoholes Mire la tabla y saque una conclusión sobre la nomenclatura de alcoholes NOMENCLATURA E ISOMERIDAD Al formar los nombres de los alcoholes, a (genérico ) se añade el sufijo al nombre del hidrocarburo correspondiente al alcohol. Los números después del sufijo indican la posición del grupo hidroxilo en la cadena principal: H | H- C – O H | H metanol H H H |3 |2 |1 H- C – C – C -OH | | | H H H propanol-1 H H H | 1 | 2 |3 H - C – C – C -H | | | H OH H propanol -2 TIPOS DE ISOMERIDAD 1. Isomería de la posición del grupo funcional (propanol–1 y propanol–2) 2. Isomería del esqueleto carbonado CH3-CH2-CH2-CH2-OH butanol-1 CH3-CH -CH2-OH | CH3 2-metilpropanol-1 3. Isomería entre clases: los alcoholes son isoméricos a los éteres: CH3-CH2-OH etanol CH3-O-CH3 dimetiléter Conclusión  Los nombres de los alcoholes monohídricos se forman a partir del nombre del hidrocarburo con la cadena de carbono más larga. que contiene un grupo hidroxilo añadiendo el sufijo -ol  Para alcoholes polihídricos, antes del sufijo -ol en griego (-di-, -tri-, ...) se indica el número de grupos hidroxilo  Por ejemplo: CH3-CH2-OH etanol Tipos de isomería de alcoholes Estructural 1. Cadena de carbono 2. Posiciones del grupo funcional PROPIEDADES FÍSICAS  Los alcoholes inferiores (C1-C11) son líquidos volátiles con un olor acre  Los alcoholes superiores (C12- y superiores) son sólidos con un olor agradable PROPIEDADES FÍSICAS Nombre Fórmula Pl. g/cm3 tpl.C tebullición.C Metilo CH3OH 0,792 -97 64 Etil C2H5OH 0,790 -114 78 Propil CH3CH2CH2OH 0,804 -120 92 Isopropil CH3-CH(OH)-CH3 0,786 -88 82 Butilo CH3CH2CH2CH2OH 0,8 10 - 90 118 Características de propiedades físicas: estado de agregación El alcohol metílico (el primer representante de la serie homóloga de alcoholes) es un líquido. ¿Quizás tiene un alto peso molecular? No. Mucho menos que el dióxido de carbono. ¿Entonces que es eso? R – O … H – O …H – O H R R Resulta que se trata de los enlaces de hidrógeno que se forman entre las moléculas de alcohol y evitan que las moléculas individuales salgan volando. Característica de las propiedades físicas: solubilidad en agua Los alcoholes inferiores son solubles en agua, los superiores los alcoholes son insolubles. ¿Por qué? CH3 – O…H – O…N – O N H CH3 ¿Qué pasa si el radical es grande? CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – O ... H – O H H Los enlaces de hidrógeno son demasiado débiles para mantener una molécula de alcohol, que tiene una gran parte insoluble, entre las moléculas de agua Característica de las propiedades físicas: contracción ¿Por qué nunca se usa el volumen cuando ¿Resolver problemas de cálculo?, ¿pero sólo por masa? Mezclar 500 ml de alcohol y 500 ml de agua. Obtenemos 930 ml de solución. Los enlaces de hidrógeno entre las moléculas de alcohol y agua son tan fuertes que el volumen total de la solución disminuye, su "compresión" (del latín contraktio - compresión). Ciertos representantes de los alcoholes Alcohol monohídrico - metanol  Líquido incoloro con un punto de ebullición de 64 ° C, un olor característico Más ligero que el agua. Arde con una llama incolora.  Se utiliza como disolvente y combustible en motores de combustión interna. El metanol es un veneno.  El efecto tóxico del metanol se basa en daños al sistema nervioso y vascular. La ingestión de 5-10 ml de metanol provoca una intoxicación grave y 30 ml o más provoca la muerte. Alcohol monohídrico - etanol  Líquido incoloro con olor característico y sabor a quemado, punto de ebullición 78 ° C. Más ligero que el agua. Se mezcla con ella en cualquier relación. Fácilmente inflamable, arde con una llama azulada que brilla débilmente. Amistad con la policía de tránsito ¿Los alcoholes son amigos de la policía de tránsito? ¡Pero cómo! ¿Alguna vez lo ha detenido un inspector de la policía de tránsito? ¿Alguna vez has respirado por un tubo? Si no tienes suerte, se produjo una reacción de oxidación del alcohol, durante la cual el color cambió y tuviste que pagar una multa. Interesante pregunta. El alcohol es un xenobiótico: sustancias que no se encuentran en el cuerpo humano, pero que afectan sus funciones vitales. Todo depende de la dosis. 1. El alcohol es un nutriente que proporciona energía al cuerpo. En la Edad Media, el cuerpo recibía alrededor del 25% de su energía a través del consumo de alcohol; 2. El alcohol es un medicamento que tiene efecto desinfectante y antibacteriano; 3. El alcohol es un veneno que altera los procesos biológicos naturales, destruye los órganos internos y la psique y, si se consume en exceso, provoca la muerte Uso de etanol  El alcohol etílico se utiliza en la preparación de diversas bebidas alcohólicas;  En medicina para la preparación de extractos de plantas medicinales, así como para la desinfección;  En cosmética y perfumería, el etanol es un disolvente para perfumes y lociones Efectos nocivos del etanol  Al inicio de la intoxicación, las estructuras de la corteza cerebral sufren; Se suprime la actividad de los centros cerebrales que controlan la conducta: se pierde el control racional sobre las acciones y disminuye la actitud crítica hacia uno mismo. I. P. Pavlov llamó a esta condición "un disturbio de la subcorteza"  Con un contenido de alcohol muy alto en la sangre, se inhibe la actividad de los centros motores del cerebro, la función del cerebelo se ve afectada principalmente: la persona pierde por completo la orientación. Nocivo efectos del etanol  Los cambios en la estructura del cerebro causados ​​por muchos años de intoxicación por alcohol, casi son irreversibles, e incluso después de una abstinencia prolongada de beber alcohol, persisten. Si una persona no puede parar, entonces aumentan las desviaciones orgánicas y, por lo tanto, mentales de la norma Efectos nocivos del etanol  El alcohol tiene un efecto extremadamente adverso sobre los vasos sanguíneos del cerebro. Al comienzo de la intoxicación, se expanden, el flujo sanguíneo en ellos se ralentiza, lo que provoca congestión en el cerebro. Luego, cuando, además del alcohol, los productos nocivos de su descomposición incompleta comienzan a acumularse en la sangre, se produce un espasmo agudo, se produce vasoconstricción y se desarrollan complicaciones peligrosas, como accidentes cerebrovasculares, que provocan una discapacidad grave e incluso la muerte. PREGUNTAS DE REVISIÓN 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Un recipiente sin etiqueta contiene agua y el otro contiene alcohol. ¿Es posible utilizar un indicador para reconocerlos? ¿A quién le corresponde el honor de obtener alcohol puro? ¿Puede el alcohol ser un sólido? El peso molecular del metanol es 32 y el dióxido de carbono es 44. Saque una conclusión sobre el estado de agregación del alcohol. Mezclar un litro de alcohol y un litro de agua. Determinar el volumen de la mezcla. ¿Cómo engañar a un inspector de la policía de tránsito? ¿Puede el alcohol absoluto anhidro desprender agua? ¿Qué son los xenobióticos y cómo se relacionan con los alcoholes? RESPUESTAS 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Es imposible. Los indicadores no afectan a los alcoholes ni a sus soluciones acuosas. Por supuesto, alquimistas. Quizás si este alcohol contiene 12 átomos de carbono o más. No se puede sacar ninguna conclusión de estos datos. Los enlaces de hidrógeno entre las moléculas de alcohol, dado el bajo peso molecular de estas moléculas, hacen que el punto de ebullición del alcohol sea anormalmente alto. El volumen de la mezcla no será de dos litros, sino mucho menor, aproximadamente 1 litro - 860 ml. No beba mientras conduce. Tal vez si lo calientas y le agregas conc. ácido sulfúrico. No seas perezoso y recuerda todo lo que escuchaste sobre el alcohol, decide por ti mismo de una vez por todas cuál es tu dosis……. ¿Y es necesario????? Alcohol polihídrico etilenglicol  El etilenglicol es un representante de los alcoholes dihídricos saturados: glicoles;  El nombre glicoles se le dio debido al sabor dulce de muchos representantes de la serie (del griego “glicos” - dulce);  El etilenglicol es un líquido almibarado de sabor dulce, inodoro y venenoso. Se mezcla bien con agua y alcohol, higroscópico Aplicación de etilenglicol  Una propiedad importante del etilenglicol es la capacidad de reducir el punto de congelación del agua, razón por la cual la sustancia se usa ampliamente como componente de anticongelantes y líquidos anticongelantes para automóviles;  Se utiliza para producir lavsan (una valiosa fibra sintética). El etilenglicol es un veneno.  Las dosis que causan una intoxicación mortal por etilenglicol varían ampliamente: de 100 a 600 ml. Según varios autores, la dosis letal para los humanos es de 50 a 150 ml. La tasa de mortalidad debida al etilenglicol es muy alta y representa más del 60% de todos los casos de intoxicación;  El mecanismo del efecto tóxico del etilenglicol no ha sido suficientemente estudiado hasta la fecha. El etilenglicol se absorbe rápidamente (incluso a través de los poros de la piel) y circula en la sangre sin cambios durante varias horas, alcanzando su concentración máxima después de 2 a 5 horas. Luego su contenido en la sangre disminuye gradualmente y se fija en los tejidos. Alcohol polihídrico glicerina  La glicerina es un alcohol saturado trihídrico. Líquido incoloro, viscoso, higroscópico y de sabor dulce. Miscible con agua en cualquier proporción, un buen disolvente. Reacciona con ácido nítrico para formar nitroglicerina. Con ácidos carboxílicos forma grasas y aceites CH2 – CH – CH2 OH OH OH Aplicaciones de la glicerina  Utilizada en     producción de explosivos de nitroglicerina; Al procesar cuero; Como componente de algunos adhesivos; En la producción de plásticos se utiliza glicerina como plastificante; En la producción de confitería y bebidas (como aditivo alimentario E422) Reacción cualitativa a alcoholes polihídricos Reacción cualitativa a alcoholes polihídricos  La reacción a los alcoholes polihídricos es su interacción con un precipitado recién obtenido de hidróxido de cobre (II), que se disuelve para formar un solución azul violeta brillante Tareas Complete la tarjeta de trabajo para la lección;  Responder las preguntas del examen;  Resolver el crucigrama  Hoja de trabajo para la lección “Alcoholes”  Fórmula general de los alcoholes Nombrar las sustancias:  CH3OH  CH3-CH2-CH2-CH2-OH  CH2(OH)-CH2(OH)  Escribir la fórmula estructural de propanol-2  ¿Cuál es la definición de atomicidad del alcohol?  Enumerar las aplicaciones del etanol  ¿Qué alcoholes se utilizan en la industria alimentaria?  ¿Qué alcohol causa una intoxicación fatal cuando ingresan 30 ml al cuerpo?  ¿Qué sustancia se utiliza como líquido anticongelante?  ¿Cómo distinguir el alcohol polihídrico del alcohol monohídrico? Métodos de preparación Laboratorio  Hidrólisis de haloalcanos: R-CL+NaOH R-OH+NaCL  Hidratación de alquenos: CH2=CH2+H2O C2H5OH  Hidrogenación de compuestos carbonílicos Industrial  Síntesis de metanol a partir de gas de síntesis CO+2H2 CH3-OH (a presión elevada, alta temperatura y catalizador de óxido de zinc)  Hidratación de alquenos  Fermentación de glucosa: C6H12O6 2C2H5OH+2CO2 Propiedades químicas I. Reacciones con ruptura del enlace RO-H  Los alcoholes reaccionan con metales alcalinos y alcalinotérreos, formando sales similares compuestos - alcoholatos 2СH CH CH OH + 2Na  2CH CH CH ONa + H  2CH CH OH + Ca  (CH CH O) Ca + H  3 2 3 2 2 3 3 2 2 2 2 2 2  Interacción con ácidos orgánicos (reacción de esterificación) conduce a la formación de ésteres. CH COОH + HOC H  CH COОCH (acetato de etilo (acetato de etilo)) + H O 3 2 5 3 2 5 2 II. Reacciones que implican la ruptura del enlace R–OH Con haluros de hidrógeno: R–OH + HBr  R–Br + H2O III. Reacciones de oxidación Los alcoholes se queman: 2С3H7ОH + 9O2  6СO2 + 8H2O Bajo la acción de agentes oxidantes:  los alcoholes primarios se convierten en aldehídos, los alcoholes secundarios en cetonas IV. La deshidratación ocurre cuando se calienta con reactivos que eliminan agua (H2SO4 concentrado). 1. La deshidratación intramolecular conduce a la formación de alquenos CH3–CH2–OH  CH2=CH2 + H2O 2. La deshidratación intermolecular da éteres R-OH + H-O–R  R–O–R(éter) + H2O