Alkohol terbentuk dalam keadaan agregasi padat. Apa yang dimaksud dengan keadaan agregasi? Keadaan materi

Pengetahuan yang paling umum adalah tentang tiga keadaan agregasi: cair, padat, gas; kadang-kadang mereka mengingat plasma, lebih jarang kristal cair. Baru-baru ini, daftar 17 fase materi, yang diambil dari () Stephen Fry yang terkenal, telah tersebar di Internet. Oleh karena itu, kami akan memberi tahu Anda lebih banyak tentangnya, karena... Anda harus tahu lebih banyak tentang materi, setidaknya untuk lebih memahami proses yang terjadi di Alam Semesta.

Daftar keadaan agregat materi yang diberikan di bawah ini meningkat dari keadaan terdingin ke terpanas, dan seterusnya. dapat dilanjutkan. Pada saat yang sama, harus dipahami bahwa dari keadaan gas (No. 11), yang paling “tidak terkompresi”, ke kedua sisi daftar, derajat kompresi zat dan tekanannya (dengan beberapa syarat untuk yang belum dipelajari) keadaan hipotetis seperti kuantum, balok, atau simetri lemah) meningkat.Setelah teks, grafik visual transisi fase materi ditampilkan.

1. Kuantum- keadaan agregasi materi, dicapai ketika suhu turun ke nol mutlak, akibatnya ikatan internal hilang dan materi terurai menjadi quark bebas.

2. Kondensat Bose-Einstein- keadaan agregasi materi, yang dasarnya adalah boson, didinginkan hingga suhu mendekati nol mutlak (kurang dari sepersejuta derajat di atas nol mutlak). Dalam keadaan yang sangat dingin, sejumlah besar atom berada dalam keadaan kuantum seminimal mungkin dan efek kuantum mulai muncul pada tingkat makroskopis. Kondensat Bose-Einstein (sering disebut kondensat Bose, atau hanya "beck") terjadi saat Anda mendinginkan suatu unsur kimia hingga suhu yang sangat rendah (biasanya tepat di atas nol mutlak, minus 273 derajat Celcius). , adalah suhu teoretis di mana segala sesuatu berhenti bergerak).
Di sinilah hal-hal aneh mulai terjadi pada substansi tersebut. Proses yang biasanya hanya diamati pada tingkat atom kini terjadi pada skala yang cukup besar untuk diamati dengan mata telanjang. Misalnya, jika Anda menempatkan “kembali” ke dalam gelas kimia laboratorium dan memberikan suhu yang diinginkan, zat tersebut akan mulai merayap ke atas dinding dan akhirnya keluar dengan sendirinya.
Rupanya, di sini kita berhadapan dengan upaya sia-sia suatu zat untuk menurunkan energinya sendiri (yang sudah berada pada tingkat terendah dari semua tingkat yang mungkin).
Memperlambat atom menggunakan peralatan pendingin menghasilkan keadaan kuantum tunggal yang dikenal sebagai kondensat Bose, atau Bose-Einstein. Fenomena ini diprediksi pada tahun 1925 oleh A. Einstein, sebagai hasil generalisasi karya S. Bose, di mana mekanika statistik dibangun untuk partikel mulai dari foton tak bermassa hingga atom bermassa (naskah Einstein, yang dianggap hilang, ditemukan) di perpustakaan Universitas Leiden pada tahun 2005). Hasil dari upaya Bose dan Einstein adalah konsep Bose tentang gas yang tunduk pada statistik Bose–Einstein, yang menggambarkan distribusi statistik partikel identik dengan putaran bilangan bulat yang disebut boson. Boson, misalnya, partikel elementer individu - foton, dan seluruh atom, dapat berada dalam keadaan kuantum yang sama satu sama lain. Einstein mengusulkan bahwa mendinginkan atom boson ke suhu yang sangat rendah akan menyebabkan atom tersebut bertransformasi (atau, dengan kata lain, berkondensasi) ke keadaan kuantum serendah mungkin. Akibat dari kondensasi tersebut adalah munculnya bentuk materi baru.
Transisi ini terjadi di bawah suhu kritis, yaitu untuk gas tiga dimensi homogen yang terdiri dari partikel-partikel yang tidak berinteraksi tanpa derajat kebebasan internal.

3. Kondensat fermion- keadaan agregasi suatu zat, mirip dengan pendukung, tetapi strukturnya berbeda. Saat mendekati nol mutlak, atom berperilaku berbeda tergantung pada besarnya momentum sudut (putaran). Boson memiliki putaran bilangan bulat, sedangkan fermion memiliki putaran yang kelipatannya 1/2 (1/2, 3/2, 5/2). Fermion mematuhi prinsip pengecualian Pauli, yang menyatakan bahwa tidak ada dua fermion yang memiliki keadaan kuantum yang sama. Tidak ada larangan seperti itu terhadap boson, dan oleh karena itu mereka memiliki peluang untuk berada dalam satu keadaan kuantum dan dengan demikian membentuk apa yang disebut kondensat Bose-Einstein. Proses pembentukan kondensat ini bertanggung jawab atas transisi ke keadaan superkonduktor.
Elektron mempunyai spin 1/2 dan oleh karena itu diklasifikasikan sebagai fermion. Mereka bergabung menjadi berpasangan (disebut pasangan Cooper), yang kemudian membentuk kondensat Bose.
Ilmuwan Amerika telah mencoba memperoleh sejenis molekul dari atom fermion dengan pendinginan mendalam. Perbedaannya dengan molekul sebenarnya adalah tidak ada ikatan kimia antar atom - mereka hanya bergerak bersama secara berkorelasi. Ikatan antar atom ternyata lebih kuat dibandingkan antar elektron pada pasangan Cooper. Pasangan fermion yang dihasilkan memiliki putaran total yang bukan lagi kelipatan 1/2, sehingga sudah berperilaku seperti boson dan dapat membentuk kondensat Bose dengan keadaan kuantum tunggal. Selama percobaan, gas atom kalium-40 didinginkan hingga 300 nanokelvin, sementara gas tersebut ditutup dalam perangkap optik. Kemudian medan magnet eksternal diterapkan, yang dengannya sifat interaksi antar atom dapat diubah - alih-alih tolakan yang kuat, tarikan yang kuat mulai diamati. Ketika menganalisis pengaruh medan magnet, dimungkinkan untuk menemukan besaran di mana atom mulai berperilaku seperti pasangan elektron Cooper. Pada percobaan tahap selanjutnya, para ilmuwan berharap mendapatkan efek superkonduktivitas untuk kondensat fermion.

4. Zat superfluida- keadaan di mana suatu zat hampir tidak memiliki viskositas, dan selama mengalir tidak mengalami gesekan dengan permukaan padat. Konsekuensi dari hal ini adalah, misalnya, efek yang menarik seperti “merangkak” helium superfluida secara spontan dari bejana di sepanjang dindingnya melawan gaya gravitasi. Tentu saja tidak ada pelanggaran hukum kekekalan energi di sini. Dengan tidak adanya gaya gesekan, helium hanya dipengaruhi oleh gaya gravitasi, gaya interaksi antar atom antara helium dan dinding bejana dan antara atom helium. Jadi, gaya interaksi antar atom melebihi gabungan semua gaya lainnya. Akibatnya, helium cenderung menyebar sebanyak mungkin ke semua permukaan, dan karenanya “bergerak” di sepanjang dinding bejana. Pada tahun 1938, ilmuwan Soviet Pyotr Kapitsa membuktikan bahwa helium bisa ada dalam keadaan superfluida.
Perlu dicatat bahwa banyak sifat helium yang tidak biasa telah diketahui selama beberapa waktu. Namun, dalam beberapa tahun terakhir, unsur kimia ini telah memanjakan kita dengan efek yang menarik dan tidak terduga. Jadi, pada tahun 2004, Moses Chan dan Eun-Syong Kim dari Universitas Pennsylvania membuat penasaran dunia ilmiah dengan pengumuman bahwa mereka telah berhasil memperoleh helium yang benar-benar baru - padatan superfluida. Dalam keadaan ini, beberapa atom helium dalam kisi kristal dapat mengalir mengelilingi atom lain, dan helium dapat mengalir melalui dirinya sendiri. Efek “kekerasan super” secara teori telah diprediksi pada tahun 1969. Dan kemudian pada tahun 2004 tampaknya ada konfirmasi eksperimental. Namun, eksperimen selanjutnya yang sangat menarik menunjukkan bahwa tidak semuanya sesederhana itu, dan mungkin interpretasi terhadap fenomena tersebut, yang sebelumnya dianggap sebagai superfluiditas helium padat, tidak benar.
Eksperimen para ilmuwan yang dipimpin oleh Humphrey Maris dari Brown University di AS sederhana dan elegan. Para ilmuwan menempatkan tabung reaksi terbalik dalam tangki tertutup berisi helium cair. Mereka membekukan sebagian helium di dalam tabung reaksi dan di dalam reservoir sedemikian rupa sehingga batas antara cairan dan padat di dalam tabung reaksi lebih tinggi daripada di dalam reservoir. Dengan kata lain, di bagian atas tabung reaksi terdapat helium cair, di bagian bawah terdapat helium padat, dengan lancar berpindah ke fase padat reservoir, di atasnya dituangkan sedikit helium cair - lebih rendah dari cairan. tingkat dalam tabung reaksi. Jika helium cair mulai bocor melalui helium padat, maka perbedaan kadarnya akan berkurang, dan kita bisa membicarakan helium superfluida padat. Dan prinsipnya, dalam tiga dari 13 percobaan, perbedaan kadar justru menurun.

5. Zat superkeras- keadaan agregasi di mana materi bersifat transparan dan dapat “mengalir” seperti cairan, tetapi sebenarnya tidak memiliki viskositas. Cairan seperti itu telah dikenal selama bertahun-tahun; disebut superfluida. Faktanya adalah jika superfluida diaduk, ia akan bersirkulasi hampir selamanya, sedangkan fluida normal pada akhirnya akan menjadi tenang. Dua superfluida pertama diciptakan oleh para peneliti menggunakan helium-4 dan helium-3. Mereka didinginkan hingga hampir nol mutlak - minus 273 derajat Celcius. Dan dari helium-4, ilmuwan Amerika berhasil mendapatkan benda superpadat. Mereka mengompres helium beku dengan tekanan lebih dari 60 kali lipat, dan kemudian menempatkan gelas berisi zat tersebut pada piringan yang berputar. Pada suhu 0,175 derajat Celcius, piringan tersebut tiba-tiba mulai berputar lebih bebas, yang menurut para ilmuwan menunjukkan bahwa helium telah menjadi benda super.

6. Padat- keadaan agregasi suatu zat, yang dicirikan oleh kestabilan bentuk dan sifat pergerakan termal atom, yang melakukan getaran kecil di sekitar posisi kesetimbangan. Keadaan stabil padatan adalah kristal. Ada padatan dengan ikatan ionik, kovalen, logam, dan jenis ikatan antar atom lainnya, yang menentukan keragaman sifat fisiknya. Sifat kelistrikan dan beberapa sifat benda padat lainnya terutama ditentukan oleh sifat pergerakan elektron terluar atomnya. Berdasarkan sifat kelistrikannya, padatan dibedakan menjadi dielektrik, semikonduktor, dan logam; berdasarkan sifat kemagnetannya, padatan dibedakan menjadi diamagnetik, paramagnetik, dan benda dengan struktur magnet teratur. Studi tentang sifat-sifat benda padat telah menyatu menjadi bidang yang luas - fisika benda padat, yang perkembangannya didorong oleh kebutuhan teknologi.

7. Padatan amorf- keadaan agregasi suatu zat yang terkondensasi, ditandai dengan isotropi sifat fisik karena susunan atom dan molekul yang tidak teratur. Dalam padatan amorf, atom bergetar di sekitar titik-titik yang terletak secara acak. Berbeda dengan keadaan kristal, transisi dari padat amorf ke cair terjadi secara bertahap. Berbagai zat berada dalam keadaan amorf: kaca, resin, plastik, dll.

8. Kristal cair adalah keadaan agregasi spesifik suatu zat yang secara bersamaan menunjukkan sifat-sifat kristal dan cairan. Perlu segera dicatat bahwa tidak semua zat dapat berbentuk kristal cair. Namun, beberapa zat organik dengan molekul kompleks dapat membentuk keadaan agregasi tertentu - kristal cair. Keadaan ini terjadi ketika kristal zat tertentu meleleh. Ketika meleleh, fase kristal cair terbentuk, yang berbeda dari cairan biasa. Fase ini berada dalam kisaran dari suhu leleh kristal hingga suhu yang lebih tinggi, ketika dipanaskan hingga kristal cair berubah menjadi cairan biasa.
Apa perbedaan kristal cair dengan kristal cair dan kristal biasa, dan apa persamaannya? Seperti cairan biasa, kristal cair memiliki fluiditas dan mengikuti bentuk wadah tempatnya ditempatkan. Inilah perbedaannya dari kristal yang diketahui semua orang. Namun, terlepas dari sifat yang menyatukannya dengan cairan, ia memiliki sifat yang khas dari kristal. Ini adalah keteraturan dalam ruang molekul-molekul yang membentuk kristal. Benar, susunan ini tidak selengkap kristal biasa, namun demikian, hal ini secara signifikan mempengaruhi sifat kristal cair, yang membedakannya dari cairan biasa. Urutan spasial yang tidak lengkap dari molekul-molekul pembentuk kristal cair dimanifestasikan dalam kenyataan bahwa dalam kristal cair tidak ada keteraturan lengkap dalam susunan spasial pusat gravitasi molekul, meskipun mungkin ada keteraturan parsial. Artinya mereka tidak memiliki kisi kristal yang kaku. Oleh karena itu, kristal cair, seperti halnya cairan biasa, memiliki sifat fluiditas.
Sifat wajib kristal cair, yang membuatnya lebih dekat dengan kristal biasa, adalah adanya urutan orientasi spasial molekul. Urutan orientasi ini dapat terwujud, misalnya, dalam kenyataan bahwa semua sumbu panjang molekul dalam sampel kristal cair diorientasikan dengan cara yang sama. Molekul-molekul ini harus berbentuk memanjang. Selain urutan sumbu molekul yang paling sederhana, urutan orientasi molekul yang lebih kompleks dapat terjadi dalam kristal cair.
Tergantung pada jenis susunan sumbu molekulnya, kristal cair dibagi menjadi tiga jenis: nematik, smetik, dan kolesterik.
Penelitian tentang fisika kristal cair dan penerapannya saat ini sedang dilakukan secara luas di semua negara paling maju di dunia. Penelitian dalam negeri terkonsentrasi pada lembaga penelitian akademis dan industri dan memiliki tradisi panjang. Karya-karya V.K., yang diselesaikan pada tahun tiga puluhan di Leningrad, dikenal dan diakui secara luas. Fredericks ke V.N. Tsvetkova. Dalam beberapa tahun terakhir, studi cepat tentang kristal cair telah membuat para peneliti dalam negeri juga memberikan kontribusi yang signifikan terhadap pengembangan studi tentang kristal cair secara umum dan, khususnya, optik kristal cair. Jadi, karya I.G. Chistyakova, A.P. Kapustina, S.A. Brazovsky, S.A. Pikina, L.M. Blinov dan banyak peneliti Soviet lainnya dikenal luas oleh komunitas ilmiah dan menjadi dasar bagi sejumlah aplikasi teknis kristal cair yang efektif.
Keberadaan kristal cair sudah ada sejak lama, yakni pada tahun 1888, yakni hampir satu abad yang lalu. Meskipun para ilmuwan menemukan wujud materi ini sebelum tahun 1888, namun secara resmi ditemukan kemudian.
Orang pertama yang menemukan kristal cair adalah ahli botani Austria Reinitzer. Saat mempelajari zat baru kolesterol benzoat yang disintesisnya, ia menemukan bahwa pada suhu 145°C kristal zat ini meleleh, membentuk cairan keruh yang menghamburkan cahaya dengan kuat. Saat pemanasan berlanjut, setelah mencapai suhu 179°C, cairan menjadi jernih, yaitu mulai berperilaku optik seperti cairan biasa, misalnya air. Kolesteril benzoat menunjukkan sifat yang tidak diharapkan pada fase keruh. Saat memeriksa fase ini di bawah mikroskop polarisasi, Reinitzer menemukan bahwa fase ini menunjukkan birefringence. Artinya indeks bias cahaya, yaitu kecepatan cahaya dalam fase ini, bergantung pada polarisasi.

9. Cairan- keadaan agregasi suatu zat, menggabungkan ciri-ciri wujud padat (kekekalan volume, kekuatan tarik tertentu) dan wujud gas (variabilitas bentuk). Cairan dicirikan oleh keteraturan jarak pendek dalam susunan partikel (molekul, atom) dan perbedaan kecil dalam energi kinetik gerak termal molekul dan energi interaksi potensialnya. Gerakan termal molekul cairan terdiri dari osilasi di sekitar posisi kesetimbangan dan lompatan yang relatif jarang dari satu posisi kesetimbangan ke posisi kesetimbangan lainnya; fluiditas cairan berhubungan dengan hal ini.

10. Cairan superkritis(SCF) adalah keadaan agregasi suatu zat di mana perbedaan antara fase cair dan gas menghilang. Zat apa pun yang suhu dan tekanannya melebihi titik kritisnya adalah fluida superkritis. Sifat-sifat suatu zat dalam keadaan superkritis merupakan perantara antara sifat-sifatnya dalam fasa gas dan cair. Jadi, SCF memiliki massa jenis yang tinggi, mendekati cairan, dan viskositas yang rendah, seperti gas. Koefisien difusi dalam hal ini mempunyai nilai perantara antara zat cair dan gas. Zat dalam keadaan superkritis dapat digunakan sebagai pengganti pelarut organik dalam proses laboratorium dan industri. Air superkritis dan karbon dioksida superkritis paling diminati dan tersebar luas karena sifat-sifat tertentu.
Salah satu sifat terpenting dari keadaan superkritis adalah kemampuannya untuk melarutkan zat. Dengan mengubah suhu atau tekanan fluida, Anda dapat mengubah sifat-sifatnya dalam rentang yang luas. Dengan demikian, dimungkinkan untuk memperoleh fluida yang sifat-sifatnya mendekati cairan atau gas. Dengan demikian, kemampuan melarutkan suatu cairan meningkat seiring dengan meningkatnya massa jenis (pada suhu konstan). Karena massa jenis meningkat seiring dengan meningkatnya tekanan, perubahan tekanan dapat mempengaruhi kemampuan melarutkan fluida (pada suhu konstan). Dalam hal suhu, ketergantungan sifat-sifat fluida agak lebih kompleks - pada kepadatan konstan, kemampuan melarutkan fluida juga meningkat, tetapi mendekati titik kritis, sedikit peningkatan suhu dapat menyebabkan penurunan tajam. dalam kepadatan, dan, karenanya, kemampuan melarutkan. Fluida superkritis bercampur satu sama lain tanpa batas, sehingga ketika titik kritis campuran tercapai, sistem akan selalu berfasa tunggal. Perkiraan suhu kritis campuran biner dapat dihitung sebagai rata-rata aritmatika dari parameter kritis zat Tc(campuran) = (fraksi mol A) x TcA + (fraksi mol B) x TcB.

11. Berbentuk gas- (Gaz Perancis, dari bahasa Yunani chaos - chaos), keadaan agregasi suatu zat di mana energi kinetik gerak termal partikelnya (molekul, atom, ion) secara signifikan melebihi energi potensial interaksi di antara mereka, dan oleh karena itu partikel-partikel bergerak bebas, mengisi secara seragam seluruh volume yang diberikan padanya tanpa adanya medan luar.

12. Plasma- (dari bahasa Yunani plasma - terpahat, berbentuk), keadaan materi yang merupakan gas terionisasi di mana konsentrasi muatan positif dan negatif sama (quasi-netralitas). Sebagian besar materi di alam semesta berada dalam bentuk plasma: bintang, nebula galaksi, dan medium antarbintang. Di dekat Bumi, plasma ada dalam bentuk angin matahari, magnetosfer, dan ionosfer. Plasma suhu tinggi (T ~ 106 - 108K) dari campuran deuterium dan tritium sedang dipelajari dengan tujuan menerapkan fusi termonuklir terkendali. Plasma suhu rendah (T Ј 105K) digunakan dalam berbagai perangkat pelepasan gas (laser gas, perangkat ion, generator MHD, plasmatron, mesin plasma, dll.), serta dalam teknologi (lihat Metalurgi plasma, Pengeboran plasma, Plasma teknologi).

13. Materi yang merosot— adalah tahap peralihan antara plasma dan neutronium. Ia diamati pada katai putih dan memainkan peran penting dalam evolusi bintang. Ketika atom terkena suhu dan tekanan yang sangat tinggi, atom kehilangan elektronnya (menjadi gas elektron). Dengan kata lain, mereka terionisasi seluruhnya (plasma). Tekanan gas tersebut (plasma) ditentukan oleh tekanan elektron. Jika kepadatannya sangat tinggi, semua partikel akan dipaksa mendekat satu sama lain. Elektron dapat berada dalam keadaan dengan energi tertentu, dan tidak ada dua elektron yang memiliki energi yang sama (kecuali spinnya berlawanan). Jadi, dalam gas padat, semua tingkat energi yang lebih rendah dipenuhi elektron. Gas seperti ini disebut degenerasi. Dalam keadaan ini, elektron menunjukkan tekanan elektron yang merosot, yang melawan gaya gravitasi.

14. Neutronium- keadaan agregasi yang dilalui materi pada tekanan sangat tinggi, yang masih belum dapat dicapai di laboratorium, tetapi ada di dalam bintang neutron. Selama transisi ke keadaan neutron, elektron suatu zat berinteraksi dengan proton dan berubah menjadi neutron. Akibatnya, materi dalam keadaan neutron seluruhnya terdiri dari neutron dan memiliki kepadatan setara nuklir. Suhu zat tidak boleh terlalu tinggi (dalam energi setara, tidak lebih dari seratus MeV).
Dengan peningkatan suhu yang kuat (ratusan MeV ke atas), berbagai meson mulai lahir dan musnah dalam keadaan neutron. Dengan peningkatan suhu lebih lanjut, terjadi pelepasan, dan zat tersebut masuk ke dalam keadaan plasma kuark-gluon. Ia tidak lagi terdiri dari hadron, tetapi quark dan gluon yang terus-menerus lahir dan menghilang.

15. Plasma kuark-gluon(kromoplasma) - keadaan agregasi materi dalam fisika energi tinggi dan fisika partikel elementer, di mana materi hadronik berpindah ke keadaan yang mirip dengan keadaan di mana elektron dan ion ditemukan dalam plasma biasa.
Biasanya, materi dalam hadron berada dalam keadaan tidak berwarna (“putih”). Artinya, quark dengan warna berbeda saling meniadakan. Keadaan serupa terjadi pada materi biasa - ketika semua atom netral secara listrik, yaitu,
muatan positif di dalamnya dikompensasi oleh muatan negatif. Pada suhu tinggi, ionisasi atom dapat terjadi, di mana muatan dipisahkan, dan zat tersebut, seperti yang mereka katakan, “kuasi-netral.” Artinya, seluruh awan materi secara keseluruhan tetap netral, namun masing-masing partikelnya tidak lagi netral. Tampaknya, hal yang sama juga dapat terjadi pada materi hadronik - pada energi yang sangat tinggi, warna dilepaskan dan menjadikan zat tersebut “tak berwarna”.
Agaknya, materi Alam Semesta berada dalam keadaan plasma kuark-gluon pada saat-saat pertama setelah Big Bang. Sekarang plasma quark-gluon dapat terbentuk dalam waktu singkat melalui tumbukan partikel berenergi sangat tinggi.
Plasma quark-gluon diproduksi secara eksperimental di akselerator RHIC di Laboratorium Nasional Brookhaven pada tahun 2005. Suhu plasma maksimum sebesar 4 triliun derajat Celcius diperoleh di sana pada bulan Februari 2010.

16. Zat aneh- keadaan agregasi di mana materi dikompresi hingga nilai kepadatan maksimum; materi dapat berbentuk “sup quark”. Satu sentimeter kubik materi dalam keadaan ini akan berbobot miliaran ton; selain itu, ia akan mengubah zat normal apa pun yang bersentuhan dengannya menjadi bentuk “aneh” yang sama dengan melepaskan sejumlah besar energi.
Energi yang dapat dilepaskan ketika inti bintang berubah menjadi "materi aneh" akan menyebabkan ledakan "quark nova" yang sangat dahsyat - dan, menurut Leahy dan Uyed, inilah yang diamati para astronom pada bulan September 2006.
Proses pembentukan zat ini dimulai dengan supernova biasa, yang berubah menjadi bintang masif. Akibat ledakan pertama, terbentuklah bintang neutron. Namun, menurut Leahy dan Uyed, ia tidak bertahan lama - karena rotasinya tampaknya diperlambat oleh medan magnetnya sendiri, ia mulai menyusut lebih jauh lagi, membentuk gumpalan “materi aneh”, yang menyebabkan keruntuhan yang merata. lebih kuat selama ledakan supernova biasa, pelepasan energi - dan lapisan luar materi bekas bintang neutron, terbang ke ruang sekitarnya dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya.

17. Zat yang sangat simetris- ini adalah zat yang dikompresi sedemikian rupa sehingga mikropartikel di dalamnya berlapis satu sama lain, dan tubuh itu sendiri runtuh ke dalam lubang hitam. Istilah "simetri" dijelaskan sebagai berikut: Mari kita ambil wujud agregat materi yang diketahui semua orang di sekolah - padat, cair, gas. Untuk lebih pastinya, mari kita anggap kristal ideal tak hingga sebagai benda padat. Ada yang tertentu, yang disebut simetri diskrit sehubungan dengan transfer. Ini berarti bahwa jika Anda memindahkan kisi kristal dengan jarak yang sama dengan interval antara dua atom, tidak ada yang berubah di dalamnya - kristal akan berhimpitan dengan dirinya sendiri. Jika kristal dicairkan, maka simetri cairan yang dihasilkan akan berbeda: akan bertambah. Dalam sebuah kristal, hanya titik-titik yang berjauhan satu sama lain pada jarak tertentu, yang disebut simpul kisi kristal, di mana atom-atom identik berada, yang setara.
Cairan itu homogen di seluruh volumenya, semua titiknya tidak dapat dibedakan satu sama lain. Ini berarti bahwa cairan dapat dipindahkan dengan jarak sembarang (dan bukan hanya beberapa jarak diskrit, seperti pada kristal) atau diputar dengan sudut sembarang (yang tidak dapat dilakukan pada kristal sama sekali) dan cairan akan berhimpitan dengan dirinya sendiri. Derajat simetrinya lebih tinggi. Gas bahkan lebih simetris: cairan menempati volume tertentu di dalam bejana dan terdapat asimetri di dalam bejana di mana terdapat cairan dan titik-titik di mana tidak ada cairan. Gas menempati seluruh volume yang diberikan padanya, dan dalam pengertian ini, semua titiknya tidak dapat dibedakan satu sama lain. Meski begitu, di sini lebih tepat jika kita berbicara bukan tentang titik, melainkan tentang unsur-unsur kecil, melainkan unsur makroskopis, karena pada tataran mikroskopis masih terdapat perbedaan. Di beberapa titik pada waktu tertentu terdapat atom atau molekul, sementara di titik lain tidak ada. Simetri hanya diamati secara rata-rata, baik pada beberapa parameter volume makroskopis atau seiring waktu.
Namun masih belum ada simetri instan pada tingkat mikroskopis. Jika suatu zat dikompresi dengan sangat kuat, hingga tekanan yang tidak dapat diterima dalam kehidupan sehari-hari, dikompresi sehingga atom-atomnya hancur, cangkangnya saling menembus, dan inti atom mulai bersentuhan, simetri muncul pada tingkat mikroskopis. Semua inti atom identik dan saling menempel, tidak hanya terdapat jarak antar atom, tetapi juga jarak antar inti, dan zat menjadi homogen (zat aneh).
Namun ada juga tingkat submikroskopis. Inti terdiri dari proton dan neutron yang bergerak di dalam inti. Ada juga jarak di antara keduanya. Jika Anda terus menekan sehingga inti atom hancur, maka nukleon akan saling menekan dengan kuat. Kemudian, pada tingkat submikroskopis, akan muncul simetri yang tidak ada bahkan di dalam inti biasa.
Dari apa yang telah dikatakan, kita dapat melihat kecenderungan yang sangat pasti: semakin tinggi suhu dan semakin besar tekanan, semakin simetris zat tersebut. Berdasarkan pertimbangan tersebut, suatu zat yang dikompresi hingga maksimum disebut sangat simetris.

18. Materi yang simetris lemah- suatu keadaan yang sifat-sifatnya berlawanan dengan materi yang sangat simetris, terdapat di alam semesta awal pada suhu yang mendekati suhu Planck, mungkin 10-12 detik setelah Big Bang, ketika gaya kuat, lemah, dan elektromagnetik mewakili satu kekuatan super. Dalam keadaan ini, suatu zat dikompresi sedemikian rupa sehingga massanya berubah menjadi energi, yang mulai mengembang, yaitu mengembang tanpa batas. Energi untuk memperoleh kekuatan super secara eksperimental dan mentransfer materi ke fase ini dalam kondisi terestrial masih belum mungkin dicapai, meskipun upaya serupa telah dilakukan di Large Hadron Collider untuk mempelajari alam semesta awal. Karena tidak adanya interaksi gravitasi pada gaya super yang membentuk zat ini, gaya super tersebut tidak cukup simetris dibandingkan dengan gaya supersimetris yang memuat keempat jenis interaksi tersebut. Oleh karena itu, keadaan agregasi ini mendapat nama seperti itu.

19. Zat sinar- ini sebenarnya bukan lagi materi, melainkan energi dalam bentuknya yang murni. Namun, keadaan agregasi hipotetis inilah yang akan terjadi pada benda yang telah mencapai kecepatan cahaya. Hal ini juga dapat diperoleh dengan memanaskan benda hingga suhu Planck (1032K), yaitu mempercepat molekul suatu zat hingga kecepatan cahaya. Sebagai berikut dari teori relativitas, ketika kecepatan mencapai lebih dari 0,99 detik, massa benda mulai bertambah jauh lebih cepat dibandingkan dengan percepatan “normal”; selain itu, benda memanjang, memanas, yaitu mulai memancar dalam spektrum inframerah. Ketika melewati ambang batas 0,999 detik, tubuh berubah secara radikal dan memulai transisi fase cepat hingga ke keadaan sinar. Sebagai berikut dari rumus Einstein, secara keseluruhan, pertambahan massa zat akhir terdiri dari massa-massa yang dipisahkan dari benda dalam bentuk radiasi termal, sinar-X, optik, dan lainnya, yang energinya masing-masing dijelaskan oleh suku berikutnya dalam rumus. Jadi, benda yang mendekati kecepatan cahaya akan mulai memancarkan cahaya di semua spektrum, bertambah panjang dan melambat seiring waktu, menipis hingga panjang Planck, yaitu, setelah mencapai kecepatan c, benda akan berubah menjadi panjang tak terhingga dan berkas tipis, bergerak dengan kecepatan cahaya dan terdiri dari foton yang tidak memiliki panjang, dan massanya yang tak terhingga akan diubah seluruhnya menjadi energi. Oleh karena itu, zat tersebut disebut sinar.

Presentasi dengan topik "Alkohol" dalam kimia dalam format powerpoint. Presentasi untuk anak sekolah berisi 12 slide yang dari sudut pandang kimia membahas tentang alkohol, sifat fisiknya, dan reaksi dengan hidrogen halida.

Fragmen dari presentasi

Dari sejarah

Tahukah Anda hal itu pada abad ke-4. SM e. tahukah orang cara membuat minuman yang mengandung etil alkohol? Anggur diproduksi dengan memfermentasi jus buah dan beri. Namun, mereka belajar mengekstrak komponen yang memabukkan darinya jauh di kemudian hari. Pada abad ke-11 alkemis mendeteksi uap zat mudah menguap yang dilepaskan saat anggur dipanaskan.

Properti fisik

• Alkohol rendah adalah cairan yang sangat larut dalam air, tidak berwarna, dan tidak berbau.
• Alkohol yang lebih tinggi adalah zat padat yang tidak larut dalam air.

Ciri-ciri sifat fisik: keadaan agregasi

• Metil alkohol (perwakilan pertama dari rangkaian alkohol homolog) adalah cairan. Mungkinkah ia memiliki berat molekul yang tinggi? TIDAK. Jauh lebih sedikit dibandingkan karbon dioksida. Lalu apa itu?
• Ternyata intinya ada pada ikatan hidrogen yang terbentuk antara molekul alkohol dan mencegah molekul individu terbang menjauh.

Ciri sifat fisik: kelarutan dalam air

• Alkohol yang lebih rendah larut dalam air, alkohol yang lebih tinggi tidak larut. Mengapa?
• Ikatan hidrogen terlalu lemah untuk menahan molekul alkohol, yang memiliki porsi besar yang tidak larut, di antara molekul air.

Ciri sifat fisik: kontraksi

• Mengapa orang tidak pernah menggunakan volume, melainkan massa saja ketika menyelesaikan soal perhitungan?
• Campurkan 500 ml alkohol dan 500 ml air. Kami mendapatkan 930 ml larutan. Ikatan hidrogen antara molekul alkohol dan air begitu kuat sehingga volume total larutan berkurang, “kompresi” (dari bahasa Latin contractio - kompresi).

Apakah alkohol bersifat asam?

• Alkohol bereaksi dengan logam alkali. Dalam hal ini, atom hidrogen dari gugus hidroksil digantikan oleh logam. Sepertinya asam.
• Tetapi sifat asam alkohol terlalu lemah, sangat lemah sehingga alkohol tidak mempengaruhi indikatornya.

Persahabatan dengan polisi lalu lintas.

• Apakah alkohol bersahabat dengan polisi lalu lintas? Tapi bagaimana caranya!
• Pernahkah Anda dihentikan oleh inspektur polisi lalu lintas? Pernahkah Anda bernapas ke dalam tabung?
• Jika kurang beruntung, alkohol akan mengalami reaksi oksidasi sehingga menyebabkan warnanya berubah dan Anda harus membayar denda.

Kami memberi air 1

Penghapusan air - dehidrasi dapat terjadi secara intramolekul jika suhunya lebih dari 140 derajat. Ini membutuhkan katalis - asam sulfat pekat.

Kembalikan air 2

Jika suhu diturunkan dan katalis tetap, maka akan terjadi dehidrasi antarmolekul.

Reaksi dengan hidrogen halida.

Reaksi ini bersifat reversibel dan memerlukan katalis - asam sulfat pekat.

Menjadi teman atau tidak berteman dengan alkohol.

Pertanyaan yang menarik. Alkohol adalah xenobiotik - zat yang tidak ditemukan dalam tubuh manusia, namun mempengaruhi fungsi vitalnya. Itu semua tergantung dosisnya.

1. Alkohol adalah nutrisi yang memberi energi pada tubuh. Pada Abad Pertengahan, tubuh menerima sekitar 25% energinya melalui konsumsi alkohol.
2. Alkohol merupakan obat yang memiliki efek desinfektan dan antibakteri.
3. Alkohol merupakan racun yang mengganggu proses biologis alami, merusak organ dalam dan jiwa, serta menyebabkan kematian jika dikonsumsi berlebihan.

Pertanyaan tentang apa yang dimaksud dengan keadaan agregasi, apa ciri dan sifat benda padat, cair dan gas dibahas dalam beberapa kursus pelatihan. Ada tiga wujud materi klasik, dengan ciri strukturalnya masing-masing. Pemahaman mereka merupakan poin penting dalam memahami ilmu kebumian, makhluk hidup, dan aktivitas industri. Pertanyaan-pertanyaan ini dipelajari oleh fisika, kimia, geografi, geologi, kimia fisik dan disiplin ilmu lainnya. Zat yang, dalam kondisi tertentu, berada dalam salah satu dari tiga tipe dasar dapat berubah seiring dengan kenaikan atau penurunan suhu dan tekanan. Mari kita pertimbangkan kemungkinan transisi dari satu keadaan agregasi ke keadaan agregasi lainnya, seperti yang terjadi di alam, teknologi, dan kehidupan sehari-hari.

Apa yang dimaksud dengan keadaan agregasi?

Kata asal Latin "aggrego" yang diterjemahkan ke dalam bahasa Rusia berarti "bergabung". Istilah ilmiah mengacu pada keadaan tubuh, substansi yang sama. Keberadaan zat padat, gas, dan zat cair pada suhu dan tekanan tertentu serta berbeda-beda merupakan ciri khas seluruh cangkang bumi. Selain tiga keadaan dasar agregasi, ada juga keadaan agregasi keempat. Pada suhu tinggi dan tekanan konstan, gas berubah menjadi plasma. Untuk lebih memahami apa yang dimaksud dengan keadaan agregasi, perlu diingat partikel terkecil yang menyusun zat dan benda.

Diagram di atas menunjukkan: a - gas; b—cairan; c adalah benda padat. Dalam gambar seperti itu, lingkaran menunjukkan unsur-unsur struktur zat. Ini adalah simbol; faktanya, atom, molekul, dan ion bukanlah bola padat. Atom terdiri dari inti bermuatan positif di mana elektron bermuatan negatif bergerak dengan kecepatan tinggi. Pengetahuan tentang struktur mikroskopis materi membantu untuk lebih memahami perbedaan yang ada antara berbagai bentuk agregat.

Gagasan tentang mikrokosmos: dari Yunani Kuno hingga abad ke-17

Informasi pertama tentang partikel penyusun tubuh fisik muncul di Yunani Kuno. Pemikir Democritus dan Epicurus memperkenalkan konsep atom. Mereka percaya bahwa partikel terkecil yang tidak dapat dibagi lagi dari berbagai zat memiliki bentuk, ukuran tertentu, dan mampu bergerak serta berinteraksi satu sama lain. Atomisme menjadi ajaran Yunani kuno yang paling maju pada masanya. Namun perkembangannya melambat pada Abad Pertengahan. Sejak itu para ilmuwan dianiaya oleh Inkuisisi Gereja Katolik Roma. Oleh karena itu, hingga zaman modern, belum ada konsep yang jelas tentang wujud materi. Baru setelah abad ke-17 ilmuwan R. Boyle, M. Lomonosov, D. Dalton, A. Lavoisier merumuskan ketentuan teori atom-molekul, yang tidak kehilangan signifikansinya hingga saat ini.

Atom, molekul, ion - partikel mikroskopis dari struktur materi

Terobosan signifikan dalam memahami dunia mikro terjadi pada abad ke-20, ketika mikroskop elektron ditemukan. Dengan mempertimbangkan penemuan-penemuan yang dibuat oleh para ilmuwan sebelumnya, kita bisa mendapatkan gambaran yang koheren tentang dunia mikro. Teori-teori yang menggambarkan keadaan dan perilaku partikel-partikel terkecil suatu materi cukup kompleks; teori-teori tersebut berkaitan dengan bidang Untuk memahami ciri-ciri berbagai keadaan agregat materi, cukup mengetahui nama dan ciri-ciri partikel struktural utama yang terbentuk. zat yang berbeda.

1. Atom adalah partikel yang tidak dapat dibagi secara kimia. Mereka terawetkan dalam reaksi kimia, namun hancur dalam reaksi nuklir. Logam dan banyak zat berstruktur atom lainnya memiliki keadaan agregasi padat dalam kondisi normal.
2. Molekul adalah partikel yang dipecah dan dibentuk dalam reaksi kimia. oksigen, air, karbon dioksida, belerang. Keadaan fisik oksigen, nitrogen, sulfur dioksida, karbon, oksigen dalam kondisi normal berbentuk gas.
3. Ion adalah partikel bermuatan yang menjadi atom dan molekul ketika mereka memperoleh atau kehilangan elektron—partikel mikroskopis bermuatan negatif. Banyak garam mempunyai struktur ionik, misalnya garam meja, besi sulfat, dan tembaga sulfat.

Ada zat yang partikelnya terletak di ruang angkasa dengan cara tertentu. Posisi timbal balik atom, ion, dan molekul yang teratur disebut kisi kristal. Biasanya, kisi kristal ionik dan atom merupakan karakteristik padatan, sedangkan kisi molekuler merupakan karakteristik cairan dan gas. Berlian dibedakan dari kekerasannya yang tinggi. Kisi kristal atomnya dibentuk oleh atom karbon. Tetapi grafit lunak juga terdiri dari atom-atom unsur kimia ini. Hanya saja letaknya berbeda di ruang angkasa. Keadaan agregasi belerang yang biasa adalah padat, tetapi pada suhu tinggi zat tersebut berubah menjadi cairan dan massa amorf.

Zat dalam keadaan agregasi padat

Padatan dalam kondisi normal mempertahankan volume dan bentuknya. Misalnya sebutir pasir, sebutir gula, garam, sebongkah batu atau logam. Jika gula dipanaskan, zat tersebut mulai meleleh, berubah menjadi cairan kental berwarna coklat. Mari kita hentikan pemanasan dan kita akan menjadi padat kembali. Artinya, salah satu syarat utama peralihan benda padat menjadi cair adalah pemanasannya atau peningkatan energi dalam partikel-partikel zat tersebut. Keadaan padat agregasi garam yang digunakan dalam makanan juga dapat diubah. Namun untuk melelehkan garam meja diperlukan suhu yang lebih tinggi dibandingkan saat memanaskan gula. Faktanya adalah gula terdiri dari molekul, dan garam meja terdiri dari ion bermuatan yang tertarik satu sama lain lebih kuat. Padatan dalam bentuk cair tidak mempertahankan bentuknya karena kisi kristalnya hancur.

Keadaan agregat cair garam pada saat peleburan dijelaskan oleh putusnya ikatan antara ion-ion dalam kristal. Partikel bermuatan yang dapat membawa muatan listrik dilepaskan. Garam cair menghantarkan listrik dan bersifat konduktor. Dalam industri kimia, metalurgi, dan teknik, padatan diubah menjadi cairan untuk menghasilkan senyawa baru atau membentuknya berbeda. Paduan logam telah tersebar luas. Ada beberapa cara untuk memperolehnya terkait dengan perubahan keadaan agregasi bahan baku padat.

Cairan adalah salah satu keadaan dasar agregasi

Jika Anda menuangkan 50 ml air ke dalam labu alas bulat, Anda akan melihat bahwa zat tersebut akan segera berbentuk wadah kimia. Namun begitu kita menuangkan air dari labu, cairan tersebut akan langsung menyebar ke permukaan meja. Volume air akan tetap sama - 50 ml, tetapi bentuknya akan berubah. Ciri-ciri yang tercantum adalah ciri-ciri keberadaan materi dalam bentuk cair. Banyak zat organik berbentuk cair: alkohol, minyak nabati, asam.

Susu adalah emulsi, yaitu cairan yang mengandung tetesan lemak. Sumber daya cair yang berguna adalah minyak. Itu diekstraksi dari sumur menggunakan rig pengeboran di darat dan di laut. Air laut juga merupakan bahan baku industri. Perbedaannya dengan air tawar di sungai dan danau terletak pada kandungan zat terlarutnya, terutama garam. Ketika menguap dari permukaan reservoir, hanya molekul H 2 O yang masuk ke dalam bentuk uap, zat terlarut tetap ada. Metode untuk memperoleh zat bermanfaat dari air laut dan metode pemurniannya didasarkan pada sifat ini.

Ketika garam benar-benar hilang, air suling diperoleh. Mendidih pada suhu 100°C dan membeku pada suhu 0°C. Air garam mendidih dan berubah menjadi es pada suhu lain. Misalnya, air di Samudra Arktik membeku pada suhu permukaan 2 °C.

Keadaan fisik merkuri dalam kondisi normal adalah cair. Logam berwarna abu-abu keperakan ini biasa digunakan untuk mengisi termometer medis. Saat dipanaskan, kolom merkuri naik skalanya dan zatnya memuai. Mengapa alkohol diwarnai dengan cat merah dan bukan merkuri? Hal ini dijelaskan oleh sifat-sifat logam cair. Pada suhu beku 30 derajat, keadaan agregasi merkuri berubah, zat menjadi padat.

Jika termometer medis rusak dan air raksa tumpah, berbahaya untuk mengambil bola perak dengan tangan Anda. Menghirup uap merkuri berbahaya, zat ini sangat beracun. Dalam kasus seperti itu, anak-anak perlu meminta bantuan orang tua dan orang dewasa.

Keadaan gas

Gas tidak dapat mempertahankan volume atau bentuknya. Mari kita isi labu sampai penuh dengan oksigen (rumus kimianya adalah O2). Begitu kita membuka labu, molekul-molekul zat akan mulai bercampur dengan udara di dalam ruangan. Hal ini terjadi karena gerak Brown. Bahkan ilmuwan Yunani kuno Democritus percaya bahwa partikel materi selalu bergerak. Dalam padatan, dalam kondisi normal, atom, molekul, dan ion tidak mempunyai kesempatan untuk meninggalkan kisi kristal atau melepaskan diri dari ikatan dengan partikel lain. Hal ini hanya mungkin terjadi bila sejumlah besar energi disuplai dari luar.

Dalam cairan, jarak antar partikel sedikit lebih besar dibandingkan pada padatan; mereka memerlukan lebih sedikit energi untuk memutus ikatan antarmolekul. Misalnya, oksigen dalam keadaan cair hanya diamati ketika suhu gas turun hingga −183 °C. Pada suhu −223 °C, molekul O 2 membentuk padatan. Ketika suhu naik melebihi nilai ini, oksigen berubah menjadi gas. Dalam bentuk inilah ia ditemukan dalam kondisi normal. Perusahaan industri mengoperasikan instalasi khusus untuk memisahkan udara atmosfer dan memperoleh nitrogen dan oksigen darinya. Pertama, udara didinginkan dan dicairkan, lalu suhu dinaikkan secara bertahap. Nitrogen dan oksigen berubah menjadi gas dalam kondisi berbeda.

Atmosfer bumi mengandung 21% volume oksigen dan 78% nitrogen. Zat-zat ini tidak ditemukan dalam bentuk cair di lapisan gas planet ini. Oksigen cair berwarna biru muda dan digunakan untuk mengisi silinder bertekanan tinggi untuk digunakan dalam pengaturan medis. Dalam industri dan konstruksi, gas cair dibutuhkan untuk menjalankan banyak proses. Oksigen dibutuhkan untuk pengelasan gas dan pemotongan logam, dan dalam kimia untuk reaksi oksidasi zat anorganik dan organik. Jika Anda membuka katup tabung oksigen, tekanannya berkurang dan cairan berubah menjadi gas.

Propana cair, metana dan butana banyak digunakan dalam kegiatan energi, transportasi, industri dan rumah tangga. Zat-zat ini diperoleh dari gas alam atau selama perengkahan (pemisahan) bahan baku minyak bumi. Campuran karbon cair dan gas memainkan peran penting dalam perekonomian banyak negara. Namun cadangan minyak dan gas alam sudah sangat menipis. Menurut para ilmuwan, bahan mentah ini akan bertahan selama 100-120 tahun. Sumber energi alternatif adalah aliran udara (angin). Sungai yang berarus deras dan pasang surut di tepi laut dan samudera digunakan untuk mengoperasikan pembangkit listrik.

Oksigen, seperti gas lainnya, dapat berada pada keadaan agregasi keempat, mewakili plasma. Transisi yang tidak biasa dari keadaan padat ke gas merupakan ciri khas kristal yodium. Zat ungu tua mengalami sublimasi - berubah menjadi gas, melewati wujud cair.

Bagaimana transisi terjadi dari satu bentuk materi agregat ke bentuk materi lainnya?

Perubahan keadaan agregasi zat tidak berhubungan dengan transformasi kimia, ini adalah fenomena fisik. Ketika suhu meningkat, banyak zat padat yang meleleh dan berubah menjadi cairan. Peningkatan suhu lebih lanjut dapat menyebabkan penguapan, yaitu zat menjadi gas. Di alam dan perekonomian, transisi semacam itu merupakan karakteristik salah satu zat utama di Bumi. Es, cair, uap adalah keadaan air dalam kondisi eksternal yang berbeda. Senyawanya sama, rumusnya H 2 O. Pada suhu 0 ° C ke bawah nilai tersebut, air mengkristal, yaitu berubah menjadi es. Ketika suhu naik, kristal yang dihasilkan hancur - es mencair, dan air cair diperoleh kembali. Ketika dipanaskan, penguapan terbentuk - transformasi air menjadi gas - bahkan pada suhu rendah. Misalnya, genangan air yang membeku berangsur-angsur hilang karena airnya menguap. Bahkan dalam cuaca dingin, cucian basah mengering, tetapi proses ini memakan waktu lebih lama dibandingkan pada hari yang panas.

Semua transisi air dari satu keadaan ke keadaan lain sangat penting bagi sifat bumi. Fenomena atmosfer, iklim dan cuaca berhubungan dengan penguapan air dari permukaan Samudra Dunia, perpindahan uap air dalam bentuk awan dan kabut ke daratan, dan curah hujan (hujan, salju, hujan es). Fenomena ini menjadi dasar siklus air dunia di alam.

Bagaimana keadaan agregat belerang berubah?

Dalam kondisi normal, belerang berbentuk kristal mengkilat cerah atau bubuk kuning muda, yaitu zat padat. Keadaan fisik belerang berubah ketika dipanaskan. Pertama, ketika suhu naik hingga 190 °C, zat kuning meleleh, berubah menjadi cairan bergerak.

Jika Anda dengan cepat menuangkan belerang cair ke dalam air dingin, Anda akan mendapatkan massa amorf berwarna coklat. Dengan pemanasan lebih lanjut, lelehan belerang menjadi semakin kental dan menjadi gelap. Pada suhu di atas 300 °C, keadaan agregasi belerang berubah lagi, zat memperoleh sifat cair dan menjadi bergerak. Transisi ini timbul karena kemampuan atom suatu unsur untuk membentuk rantai dengan panjang yang berbeda-beda.

Mengapa zat dapat mempunyai wujud fisik yang berbeda?

Keadaan agregasi belerang, suatu zat sederhana, berbentuk padat dalam kondisi biasa. Sulfur dioksida adalah gas, asam sulfat adalah cairan berminyak yang lebih berat dari air. Berbeda dengan asam klorida dan asam nitrat, asam ini tidak mudah menguap; molekul tidak menguap dari permukaannya. Keadaan agregasi apa yang dimiliki belerang plastik, yang diperoleh dengan memanaskan kristal?

Dalam bentuk amorfnya, zat tersebut memiliki struktur cair, dengan sedikit fluiditas. Tapi belerang plastik secara bersamaan mempertahankan bentuknya (sebagai benda padat). Ada kristal cair yang memiliki sejumlah sifat khas padatan. Jadi, keadaan suatu zat dalam kondisi yang berbeda bergantung pada sifat, suhu, tekanan, dan kondisi eksternal lainnya.

Ciri-ciri apa saja yang terdapat pada struktur benda padat?

Perbedaan yang ada antara keadaan agregat dasar suatu materi dijelaskan oleh interaksi antara atom, ion, dan molekul. Misalnya, mengapa wujud padat menyebabkan kemampuan benda mempertahankan volume dan bentuk? Dalam kisi kristal logam atau garam, partikel struktural tertarik satu sama lain. Dalam logam, ion bermuatan positif berinteraksi dengan apa yang disebut “gas elektron”, yaitu kumpulan elektron bebas dalam sepotong logam. Kristal garam muncul karena tarikan partikel bermuatan berlawanan - ion. Jarak antara unit struktural padatan di atas jauh lebih kecil daripada ukuran partikel itu sendiri. Dalam hal ini, gaya tarik-menarik elektrostatis bekerja, memberikan kekuatan, tetapi tolakan tidak cukup kuat.

Untuk menghancurkan keadaan padat agregasi suatu zat, upaya harus dilakukan. Logam, garam, dan kristal atom meleleh pada suhu yang sangat tinggi. Misalnya besi menjadi cair pada suhu di atas 1538 °C. Tungsten bersifat tahan api dan digunakan untuk membuat filamen pijar untuk bola lampu. Ada paduan yang menjadi cair pada suhu di atas 3000 °C. Banyak di Bumi yang berada dalam kondisi padat. Bahan mentah ini diekstraksi menggunakan teknologi di pertambangan dan penggalian.

Untuk memisahkan satu ion saja dari kristal, sejumlah besar energi harus dikeluarkan. Tapi cukup melarutkan garam dalam air agar kisi kristalnya hancur! Fenomena ini disebabkan oleh sifat menakjubkan air sebagai pelarut polar. Molekul H 2 O berinteraksi dengan ion garam, menghancurkan ikatan kimia di antara mereka. Jadi, pelarutan bukanlah sekadar pencampuran zat-zat yang berbeda, melainkan interaksi fisikokimia di antara zat-zat tersebut.

Bagaimana molekul cair berinteraksi?

Air dapat berwujud cair, padat, dan gas (uap). Ini adalah keadaan dasar agregasi dalam kondisi normal. Molekul air terdiri dari satu atom oksigen yang terikat dengan dua atom hidrogen. Terjadi polarisasi ikatan kimia dalam molekul, dan muatan negatif parsial muncul pada atom oksigen. Hidrogen menjadi kutub positif dalam molekul, tertarik oleh atom oksigen dari molekul lain. Ini disebut “ikatan hidrogen”.

Keadaan agregasi cair dicirikan oleh jarak antara partikel struktural yang sebanding dengan ukurannya. Daya tariknya ada, tetapi lemah sehingga air tidak dapat mempertahankan bentuknya. Penguapan terjadi karena rusaknya ikatan-ikatan yang terjadi pada permukaan cairan bahkan pada suhu kamar.

Apakah interaksi antarmolekul ada dalam gas?

Keadaan gas suatu zat berbeda dari cair dan padat dalam beberapa parameter. Terdapat celah besar antara partikel struktural gas, jauh lebih besar daripada ukuran molekul. Dalam hal ini, kekuatan tarik-menarik tidak bertindak sama sekali. Keadaan agregasi gas merupakan karakteristik zat yang ada di udara: nitrogen, oksigen, karbon dioksida. Pada gambar di bawah, kubus pertama berisi gas, kubus kedua berisi cairan, dan kubus ketiga berisi benda padat.

Banyak cairan mudah menguap; molekul-molekul suatu zat terlepas dari permukaannya dan terbang ke udara. Misalnya, jika Anda membawa kapas yang dicelupkan ke dalam amonia ke lubang botol asam klorida yang terbuka, asap putih akan muncul. Reaksi kimia antara asam klorida dan amonia terjadi tepat di udara, menghasilkan amonium klorida. Pada keadaan agregasi manakah zat ini berada? Partikelnya yang membentuk asap putih adalah kristal garam padat yang sangat kecil. Eksperimen ini harus dilakukan di bawah tenda; zatnya beracun.

Kesimpulan

Keadaan agregasi gas dipelajari oleh banyak fisikawan dan kimiawan terkemuka: Avogadro, Boyle, Gay-Lussac, Clayperon, Mendeleev, Le Chatelier. Para ilmuwan telah merumuskan hukum yang menjelaskan perilaku zat gas dalam reaksi kimia ketika kondisi eksternal berubah. Pola terbuka tidak hanya dimasukkan dalam buku pelajaran fisika dan kimia sekolah dan universitas. Banyak industri kimia didasarkan pada pengetahuan tentang perilaku dan sifat zat dalam keadaan agregasi yang berbeda.

“Alkohol” Dari sejarah  Tahukah Anda hal itu terjadi pada abad ke-4. SM e. tahukah orang cara membuat minuman yang mengandung etil alkohol? Anggur diproduksi dengan memfermentasi jus buah dan beri. Namun, mereka belajar mengekstrak komponen yang memabukkan darinya jauh di kemudian hari. Pada abad ke-11 ahli alkimia menangkap uap zat mudah menguap yang dilepaskan ketika anggur dipanaskan Definisi Alkohol (alkohol usang) adalah senyawa organik yang mengandung satu atau lebih gugus hidroksil (hidroksil, OH) yang terikat langsung pada atom karbon dalam radikal hidrokarbon  Rumus umum dari alkohol adalah CxHy(OH) n Rumus umum alkohol jenuh monohidrat CnH2n+1OH Klasifikasi alkohol Berdasarkan jumlah gugus hidroksil CxHy(OH)n Alkohol monohidrat CH3 - CH2 - CH2 OH Glikol dihidrat CH3 - CH - CH2 OH OH Gliserol triatomik CH2 - CH - CH2 OH OH OH Klasifikasi alkohol Oleh Berdasarkan sifat radikal radikal hidrokarbon hidrokarbon CxHy(OH)n CxHy(OH)n Batas Batas CH3 CH3 –– CH CH2 CH2 2 ––CH 2 OH OH Tak Jenuh Tak Jenuh CH CH2 = CH CH––CH CH2 2 = 2 OH OH Aromatik CH CH2 OH 2 Aromatik --OH Tata nama alkohol Perhatikan tabel dan buatlah kesimpulan tentang tata nama alkohol NOMENKLATUR DAN ISOMERITAS Saat membentuk nama alkohol, a (generik ) akhiran ditambahkan pada nama hidrokarbon yang sesuai dengan alkohol. Angka setelah akhiran menunjukkan posisi gugus hidroksil pada rantai utama: 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 JENIS ISOMERITAS 1. Isomerisme posisi gugus fungsi (propanol–1 dan propanol–2) 2. Isomerisme kerangka karbon CH3-CH2-CH2-CH2-OH butanol-1 CH3-CH -CH2-OH | CH3 2-metilpropanol-1 3. Isomerisme antarkelas - alkohol bersifat isomer terhadap eter: CH3-CH2-OH etanol CH3-O-CH3 dimetil eter Kesimpulan  Nama alkohol monohidrat terbentuk dari nama hidrokarbon yang mempunyai rantai karbon terpanjang mengandung gugus hidroksil dengan menambahkan akhiran -ol  Untuk alkohol polihidrat, sebelum akhiran -ol dalam bahasa Yunani (-di-, -tri-, ...) ditunjukkan jumlah gugus hidroksilnya  Contoh: CH3-CH2-OH etanol Jenis isomerisme alkohol Struktural 1. Rantai karbon 2. Posisi gugus fungsi SIFAT FISIK  Alkohol yang lebih rendah (C1-C11) adalah cairan yang mudah menguap dengan bau yang menyengat  Alkohol yang lebih tinggi (C12- dan lebih tinggi) adalah padatan dengan bau yang menyenangkan SIFAT FISIK Nama Rumus Pl. g/cm3 tpl.C tboil.C Metil 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 Butil CH3CH2CH2CH2OH 0,8 10 -90 118 Fitur sifat fisik: keadaan agregasi Metil alkohol (perwakilan pertama dari rangkaian alkohol homolog) berbentuk cair. Mungkinkah ia memiliki berat molekul yang tinggi? TIDAK. Jauh lebih sedikit dibandingkan karbon dioksida. Lalu apa itu? R – O … H – O …H – O H R R Ternyata yang terpenting adalah ikatan hidrogen yang terbentuk antara molekul alkohol dan mencegah molekul individu terbang menjauh Ciri sifat fisik: kelarutan dalam air Alkohol yang lebih rendah larut dalam air, alkohol yang lebih tinggi alkohol tidak larut. Mengapa? CH3 – O…H – O…N – O N H CH3 Bagaimana jika radikalnya besar? CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – O ... H – O H H Ikatan hidrogen terlalu lemah untuk menahan molekul alkohol, yang memiliki sebagian besar bagian yang tidak larut, di antara molekul air Ciri sifat fisik: kontraksi Mengapa volume tidak pernah digunakan saat menyelesaikan soal perhitungan?tetapi hanya berdasarkan massa? Campurkan 500 ml alkohol dan 500 ml air. Kami mendapatkan 930 ml larutan. Ikatan hidrogen antara molekul alkohol dan air begitu kuat sehingga volume total larutan berkurang, “kompresi” (dari bahasa Latin contractio - kompresi). Perwakilan alkohol tertentu Alkohol monohidrat - metanol Cairan tidak berwarna dengan titik didih 64C, bau khas Lebih ringan dari air. Terbakar dengan nyala api yang tidak berwarna.  Digunakan sebagai pelarut dan bahan bakar pada mesin pembakaran internal Metanol adalah racun  Efek toksik metanol didasarkan pada kerusakan pada sistem saraf dan pembuluh darah. Menelan 5-10 ml metanol menyebabkan keracunan parah, dan 30 ml atau lebih menyebabkan kematian Alkohol monohidrat - etanol Cairan tidak berwarna dengan bau khas dan rasa terbakar, titik didih 78C. Lebih ringan dari air. Bercampur dengannya dalam hubungan apa pun. Mudah terbakar, terbakar dengan nyala api kebiruan yang berpijar lemah. Persahabatan dengan polisi lalu lintas Apakah alkohol berteman dengan polisi lalu lintas? Tapi bagaimana caranya! Pernahkah Anda dihentikan oleh inspektur polisi lalu lintas? Pernahkah Anda bernapas ke dalam tabung? Jika Anda kurang beruntung, maka terjadi reaksi oksidasi alkohol, di mana warnanya berubah, dan Anda harus membayar denda. Pertanyaan yang menarik. Alkohol adalah xenobiotik - zat yang tidak ditemukan dalam tubuh manusia, namun mempengaruhi fungsi vitalnya. Itu semua tergantung dosisnya. 1. Alkohol adalah nutrisi yang memberi energi pada tubuh. Pada Abad Pertengahan, tubuh menerima sekitar 25% energinya melalui konsumsi alkohol; 2. Alkohol adalah obat yang mempunyai efek desinfektan dan antibakteri; 3. Alkohol adalah racun yang mengganggu proses biologis alami, merusak organ dalam dan jiwa, serta jika dikonsumsi berlebihan dapat menyebabkan kematian.Penggunaan etanol  Etil alkohol digunakan dalam pembuatan berbagai minuman beralkohol;  Dalam pengobatan untuk pembuatan ekstrak tanaman obat, serta untuk desinfeksi;  Dalam kosmetik dan wewangian, etanol merupakan pelarut untuk parfum dan lotion.Efek berbahaya dari etanol  Pada awal keracunan, struktur korteks serebral menderita; aktivitas pusat otak yang mengendalikan perilaku ditekan: kendali rasional atas tindakan hilang, dan sikap kritis terhadap diri sendiri menurun. I. P. Pavlov menyebut kondisi ini sebagai "kerusuhan subkorteks"  Dengan kandungan alkohol yang sangat tinggi dalam darah, aktivitas pusat motorik otak terhambat, fungsi otak kecil terutama terpengaruh - orang tersebut benar-benar kehilangan orientasi Berbahaya efek etanol  Perubahan struktur otak yang disebabkan oleh keracunan alkohol selama bertahun-tahun, hampir tidak dapat diubah, dan bahkan setelah lama tidak minum alkohol, perubahan tersebut tetap ada. Jika seseorang tidak dapat berhenti, maka penyimpangan organik dan mental dari norma meningkat.Efek berbahaya dari etanol  Alkohol memiliki efek yang sangat buruk pada pembuluh darah otak. Pada awal keracunan, mereka membesar, aliran darah di dalamnya melambat, yang menyebabkan kemacetan di otak. Kemudian, selain alkohol, produk berbahaya dari pemecahannya yang tidak lengkap mulai menumpuk di dalam darah, terjadi kejang yang tajam, terjadi penyempitan pembuluh darah, dan komplikasi berbahaya berkembang, seperti stroke otak, yang menyebabkan kecacatan parah dan bahkan kematian. PERTANYAAN UNTUK REVISI 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Satu wadah tanpa label berisi air, dan wadah lainnya berisi alkohol. Apakah mungkin menggunakan indikator untuk mengenalinya? Siapa yang mendapat kehormatan mendapatkan alkohol murni? Apakah alkohol bisa berbentuk padat? Berat molekul metanol adalah 32, dan karbon dioksida adalah 44. Buatlah kesimpulan tentang keadaan agregasi alkohol. Campurkan satu liter alkohol dan satu liter air. Tentukan volume campuran tersebut. Bagaimana cara menipu inspektur polisi lalu lintas? Bisakah alkohol absolut anhidrat mengeluarkan air? Apa itu xenobiotik dan apa hubungannya dengan alkohol? JAWABAN 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Tidak mungkin. Indikator tidak mempengaruhi alkohol dan larutan berairnya. Tentu saja, para alkemis. Mungkin jika alkohol ini mengandung 12 atom karbon atau lebih. Tidak ada kesimpulan yang dapat ditarik dari data ini. Ikatan hidrogen antar molekul alkohol, mengingat rendahnya berat molekul molekul-molekul ini, membuat titik didih alkohol menjadi sangat tinggi. Volume campurannya tidak akan menjadi dua liter, tetapi jauh lebih kecil, sekitar 1 liter - 860 ml. Jangan minum saat mengemudi. Mungkin jika Anda memanaskannya dan menambahkan konsentrasi. asam sulfat. Jangan malas dan ingat semua yang Anda dengar tentang alkohol, putuskan sendiri berapa dosis Anda……. dan apakah itu diperlukan sama sekali????? Alkohol polihidrat etilen glikol  Etilen glikol adalah perwakilan dari alkohol dihidrat jenuh - glikol;  Nama glikol diberikan karena rasa manis dari banyak perwakilan seri ini (Yunani “glikos” - manis);  Etilen glikol adalah cairan manis dengan rasa manis, tidak berbau, dan beracun. Bercampur baik dengan air dan alkohol, higroskopis Aplikasi etilen glikol  Sifat penting dari etilen glikol adalah kemampuannya untuk menurunkan titik beku air, itulah sebabnya zat ini banyak digunakan sebagai komponen antibeku mobil dan cairan antibeku;  Digunakan untuk memproduksi lavsan (serat sintetis berharga) Etilen glikol adalah racun  Dosis yang menyebabkan keracunan etilen glikol yang fatal sangat bervariasi - dari 100 hingga 600 ml. Menurut sejumlah penulis, dosis mematikan bagi manusia adalah 50-150 ml. Angka kematian akibat etilen glikol sangat tinggi dan menyumbang lebih dari 60% dari seluruh kasus keracunan;  Mekanisme efek toksik etilen glikol belum cukup dipelajari hingga saat ini. Etilen glikol cepat diserap (termasuk melalui pori-pori kulit) dan bersirkulasi dalam darah tidak berubah selama beberapa jam, mencapai konsentrasi maksimumnya setelah 2-5 jam. Kemudian kandungannya di dalam darah berangsur-angsur berkurang, dan terfiksasi di jaringan.Gliserin alkohol polihidrat  Gliserin adalah alkohol jenuh trihidrat. Cairan tidak berwarna, kental, higroskopis, berasa manis. Dapat larut dengan air dalam perbandingan berapa pun, merupakan pelarut yang baik. Bereaksi dengan asam nitrat membentuk nitrogliserin. Dengan asam karboksilat membentuk lemak dan minyak CH2 – CH – CH2 OH OH OH Aplikasi gliserin  Digunakan dalam     produksi bahan peledak nitrogliserin; Saat mengolah kulit; Sebagai komponen dari beberapa perekat; Dalam produksi plastik, gliserin digunakan sebagai bahan pemlastis; Dalam produksi kembang gula dan minuman (sebagai bahan tambahan makanan E422) Reaksi kualitatif terhadap alkohol polihidrat Reaksi kualitatif terhadap alkohol polihidrat  Reaksi terhadap alkohol polihidrat adalah interaksinya dengan endapan tembaga (II) hidroksida yang baru diperoleh, yang larut membentuk a solusi biru-ungu cerah Tugas Isi kartu kerja untuk pelajaran;  Jawab soal tes;  Memecahkan teka-teki silang  Lembar kerja untuk pelajaran “Alkohol”  Rumus umum alkohol Sebutkan zat-zatnya:  CH3OH  CH3-CH2-CH2-CH2-OH  CH2(OH)-CH2(OH)  Tuliskan rumus strukturnya propanol-2  Apa definisi atomisitas alkohol?  Sebutkan kegunaan etanol  Alkohol apa yang digunakan dalam industri makanan?  Alkohol apa yang menyebabkan keracunan fatal jika 30 ml masuk ke dalam tubuh?  Bahan apa yang digunakan sebagai cairan antibeku?  Bagaimana membedakan alkohol polihidrat dari alkohol monohidrat? Metode pembuatan Laboratorium  Hidrolisis haloalkana: R-CL+NaOH R-OH+NaCL  Hidrasi alkena: CH2=CH2+H2O C2H5OH  Hidrogenasi senyawa karbonil Industri  Sintesis metanol dari gas sintesis CO+2H2 CH3-OH (at tekanan tinggi, suhu tinggi dan katalis seng oksida)  Hidrasi alkena  Fermentasi glukosa: C6H12O6 2C2H5OH+2CO2 Sifat kimia I. Reaksi dengan putusnya ikatan RO–H  Alkohol bereaksi dengan logam alkali dan alkali tanah, membentuk seperti garam senyawa - alkoholat 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  Interaksi dengan asam organik (reaksi esterifikasi) mengarah pada pembentukan ester. CH COОH + HOC H  CH COОC H (etil asetat (etil asetat)) + H O 3 2 5 3 2 5 2 II. Reaksi yang melibatkan pemutusan ikatan R–OH Dengan hidrogen halida: R–OH + HBr  R–Br + H2O III. Reaksi oksidasi Alkohol terbakar: 2С3H7ОH + 9O2  6СO2 + 8H2O Di bawah aksi zat pengoksidasi:  alkohol primer diubah menjadi aldehida, alkohol sekunder menjadi keton IV. Dehidrasi Terjadi bila dipanaskan dengan reagen penghilang air (conc. H2SO4). 1. Dehidrasi intramolekul menghasilkan alkena CH3–CH2–OH  CH2=CH2 + H2O 2. Dehidrasi antarmolekul menghasilkan eter R-OH + H-O–R  R–O–R(eter) + H2O