Właściwości i budowa materii

Budowa materii

Starożytny filozof –

Demokryt z Abdery

uważał, że cały świat składa się

z atomów,

które są wieczne i niepodzielne

Dziś wiemy, że atom składa

się z jeszcze mniejszych cząsteczek

Atomy łączą się w cząsteczki

Zjawisko dyfuzji

Dyfuzja polega na samorzutnym mieszaniu się cząsteczek i atomów różnych substancji. Zachodzi ona pod wpływem ruchów cieplnych.

Najszybciej zachodzi ona oczywiście w gazach. Już niewielka ilość silnie pachnącej (albo obrzydliwie cuchnącej) substancji daje się wyczuć nosem po niedługim czasie od

zetknięcia z powietrzem. Po prostu cząsteczki owego zapachowego środka odrywają się od macierzystej powierzchni i mieszają się z powietrzem. Dalej są one roznoszone we

wszystkie strony, bo są chaotycznie popychane przez cząsteczki powietrza.

Co ciekawe, dyfuzja zachodzi nie tylko dla gazów i cieczy (co jest dość zrozumiałe, jako że cząsteczki w tych stanach skupienia wykonują intensywne

ruchy chaotyczne), ale nawet i w ciałach stałych. Jednak w tym ostatnim przypadku jej tempo jest bardzo powolne.

Stany skupienia

Są 3 podstawowe stany skupienia:

gazowy stały ciekły

Oraz:

plazma Kondensat Bosego-Einsteina

JAKIE SĄ RÓŻNICE I PODOBIEŃSTWA POMIĘDZY BUDOWĄ CIAŁ STAŁYCH, CIECZY I GAZÓW?

Najważniejsze ich podobieństwo to atomowa struktura: ciała stałe, ciecze, i gazy zbudowane są z atomów, które pozostają w ciągłym ruchu. Ruch ten

jest tym szybszy im wyższa jest temperatura.

Różnice pochodzą stąd, że w każdym z trzech stanów skupienia atomy są inaczej rozmieszczone.

W gazie atomy albo zbudowane z nich cząsteczki poruszają się dość swobodnie, od czasu do czasu zderzając się ze sobą lub ze ściankami

naczynia. Dlatego gaz umieszczony w naczyniu rozszerza się i wypełnia całkowicie jego objętość. Grad uderzeń atomów lub

cząsteczek w ścianki naczynia wytwarza ciśnienie działające na te ścianki.

W ciele stałym atomy są ułożone w bezpośrednim kontakcie ze sobą, tworząc uporządkowaną strukturę. Porządek ten byłby idealny w temperaturze zera absolutnego, która jednak nie jest osiągalna. W

rzeczywistości każdy atom wykonuje wokół swojego położenia równowagi ruch drgający, pozostając cały czas bardzo blisko tego

położenia. Inaczej mówiąc, każdy atom ma w ciele stałym stale tych samych sąsiadów. Dlatego ciało stałe zachowuje swój kształt i nie rozszerza się tak, jak gaz. Żeby zmienić kształt ciała stałego (na

przykład ugiąć sprężynę) trzeba przyłożyć do niego siłę. Bardzo trudno jednak zmniejszyć objętość ciała stałego - w odróżnieniu od gazu nie ma

w nim wiele miejsca między atomami, dlatego po przyłożeniu nawet bardzo wielkich ciśnień objętość ciała stałego zmniejsza się nieznacznie.

W cieczy sytuacja jest pośrednia: atomy (lub cząsteczki) pozostają w bezpośrednim kontakcie ze sobą podobnie, jak w ciele stałym, ale nie są ułożone sztywno jeden względem

drugiego. Mogą się względem siebie łatwo przesuwać, podobnie jak ziarnka suchego piasku w piaskownicy. Dlatego ciecz, podobnie jak piasek, przyjmuje kształt naczynia, w którym ją umieścimy. Nie dąży jednak do

całkowitego jego wypełnienia, jakby to zrobił gaz. Niektóre cząsteczki (atomy) opuszczają jednak ciecz i poruszają się w

pozostałej części naczynia, tworząc parę - substancję w stanie gazowym. Rozmieszczenie atomów w cieczy w

bezpośrednim kontakcie ze sobą powoduje, że jest ona, podobnie jak ciało stałe, trudno ściśliwa.

Co to są kryształy?

Kryształ - jest to ciało stałe, którego strukturę wewnętrzną cechuje uporządkowanie - cząsteczki jony i atomy nie mają swobody

przemieszczania się, gdyż zajmują ściśle określone miejsca w sieci przestrzennej i mogą jedynie drgać w obrębie zajmowanych przez siebie miejsc. Kryształy to ciała jednorodne. Posiadają symetrię

translacyjną, która odróżnia je od ciał bezpostaciowych np. szkła. Kryształy, które powstały w wyniku naturalnych, geologicznych procesów nazywamy minerałami.Wyróżniamy monokryształy i

polikryształy

Monokryształ, pojedynczy kryształ, bez defektów makroskopowych, lecz niekoniecznie ograniczony naturalnymi,

płaskimi ścianami.

Polikryształ, ciało polikrystaliczne, zbiór mikrokryształów lub mikrokrystalitów zorientowanych w różnych kierunkach