De 5 staten van materiële aggregatie

de staten van aggregatie van materie ze zijn verbonden met het feit dat het in verschillende toestanden kan bestaan, afhankelijk van de dichtheid die wordt vertoond door de moleculen waaruit het bestaat. De natuurkundige wetenschap is er een die verantwoordelijk is voor het bestuderen van de aard en eigenschappen van materie en energie in het universum.

Het begrip materie wordt gedefinieerd als alles dat het universum vormt (atomen, moleculen en ionen), dat alle bestaande fysieke structuren vormt. Het traditionele wetenschappelijke onderzoek leverde de voltooide staten van aggregatie van de materie op zoals die voorgesteld in de drie bekende: vast, vloeibaar of gasvormig.

Er zijn echter nog twee fasen die recentelijk zijn vastgesteld, waardoor ze als zodanig kunnen worden geclassificeerd en toegevoegd aan de drie oorspronkelijke toestanden (het zogenaamde plasma en het Bose-Einstein-condensaat).

Deze vertegenwoordigen meer zeldzame vormen van materie dan traditionele, maar onder de juiste omstandigheden demonstreren intrinsieke en voldoende unieke eigenschappen om te classificeren als aggregatietoestanden.

index

• 1 staten van aggregatie van materie
  • 1.1 Solide
  • 1.2 Vloeistof
  • 1.3 Gas
  • 1.4 Plasma
  • 1,5 Bose-Einstein-condensaat
• 2 Referenties

Staten van aggregatie van materie

solide

Wanneer we het hebben over materie in een vaste toestand, kan dit worden gedefinieerd als een waarin de moleculen waaruit het bestaat in een compacte vorm verenigd zijn, waardoor er heel weinig ruimte tussen hen is en een stijf karakter aan de structuur van hetzelfde wordt gegeven..

Op deze manier stromen materialen in deze aggregatietoestand niet vrij (zoals vloeistoffen) of expanderen volumetrisch (zoals gassen) en worden ze voor verschillende doeleinden als niet-samendrukbare stoffen beschouwd.

Bovendien kunnen ze kristallijne structuren hebben, die ordelijk en regelmatig zijn georganiseerd of in een wanordelijke en onregelmatige vorm zijn, net als amorfe structuren.

In deze zin zijn vaste stoffen niet noodzakelijk homogeen in hun structuur, in staat om die te vinden die chemisch heterogeen zijn. Ze hebben het vermogen om in een fusieproces rechtstreeks naar de vloeibare toestand te gaan, en ook door sublimatie naar het gasvormige gas te gaan..

Typen vaste stoffen

Vaste materialen zijn onderverdeeld in een reeks classificaties:

De metalen: het zijn die sterke en dichte vaste stoffen die bovendien meestal uitstekende geleiders van elektriciteit zijn (door hun vrije elektronen) en warmte (door hun thermische geleidbaarheid). Ze vormen een groot deel van het periodiek systeem van de elementen en kunnen worden samengevoegd met een ander metaal of niet-metaal om legeringen te vormen. Volgens het metaal in kwestie zijn ze van nature of kunstmatig geproduceerd.

mineralen

Zijn deze vaste stoffen op natuurlijke wijze gevormd door geologische processen die onder hoge druk plaatsvinden?.

Mineralen worden op zo'n manier gecatalogiseerd door hun kristallijne structuur met uniforme eigenschappen, en variëren sterk in type volgens het materiaal waarvan zij spreken en hun oorsprong. Dit type vaste stof wordt heel vaak gevonden op de hele planeet Aarde.

keramiek

Het zijn vaste stoffen die worden gemaakt van anorganische en niet-metallische stoffen, meestal door de toepassing van warmte, en die kristallijne of semikristallijne structuren hebben..

De specialiteit van dit type materiaal is dat het hoge temperaturen, effecten en sterkte kan afvoeren, waardoor het een uitstekend onderdeel is voor geavanceerde luchtvaart-, elektronische en zelfs militaire technologieën..

Organische vaste stoffen

Het zijn die vaste stoffen die voornamelijk bestaan ​​uit de elementen koolstof en waterstof, die ook in hun structuur moleculen van stikstof, zuurstof, fosfor, zwavel of halogenen kunnen bezitten..

Deze stoffen variëren enorm, waarnemingen van materialen variërend van natuurlijke en kunstmatige polymeren tot paraffinewas afkomstig van koolwaterstoffen.

Composiet materialen

Zijn die relatief moderne materialen die zijn ontwikkeld door twee of meer vaste stoffen samen te voegen, waardoor een nieuwe substantie is ontstaan ​​met kenmerken van elk van zijn componenten, gebruikmakend van de eigenschappen hiervan voor een materiaal dat superieur is aan het origineel. Voorbeelden hiervan zijn gewapend beton en composiethout.

Semiconductors

Ze zijn vernoemd naar hun weerstand en elektrische geleidbaarheid, waardoor ze zich tussen metalen geleiders en niet-metalen smoorspoelen bevinden. Ze worden veelvuldig gebruikt op het gebied van moderne elektronica en voor de accumulatie van zonne-energie.

nanomaterialen

Ze zijn massief van microscopische afmetingen, wat genereert dat ze eigenschappen vertonen die verschillen van hun versie van grotere afmetingen. Ze vinden toepassingen op gespecialiseerde gebieden van wetenschap en technologie, zoals op het gebied van energieopslag.

biomaterialen

Het zijn natuurlijke en biologische materialen met complexe en unieke eigenschappen, verschillend van alle andere vaste stoffen vanwege hun oorsprong door miljoenen jaren van evolutie. Ze zijn samengesteld uit verschillende organische elementen en kunnen worden gevormd en hervormd op basis van de intrinsieke kenmerken die ze bezitten.

vloeistof

Het wordt in die materie vloeistof genoemd die zich in een bijna onsamendrukbare toestand bevindt, die het volume van de container waarin het zich bevindt, bezet.

In tegenstelling tot vaste stoffen stromen vloeistoffen vrij door het oppervlak waar ze zich bevinden, maar ze zetten niet volumetrisch zoals gassen uit; om deze reden handhaven ze een praktisch constante dichtheid. Ze hebben ook de mogelijkheid om de oppervlakken die ze raken te bevochtigen of te bevochtigen vanwege oppervlaktespanning.

De vloeistoffen worden bestuurd door een eigenschap die bekend staat als viscositeit, die de weerstand van dezelfde meet aan de vervorming door snijden of beweging..

Volgens zijn gedrag met betrekking tot viscositeit en vervorming, kunnen vloeistoffen worden geclassificeerd in Newtoniaanse en niet-Newtoniaanse vloeistoffen, hoewel dit artikel niet in detail zal worden besproken..

Het is belangrijk op te merken dat er onder normale omstandigheden slechts twee elementen in deze aggregatietoestand zijn: broom en kwik, cesium, gallium, frank en rubidium kunnen ook gemakkelijk vloeibare toestand bereiken onder adequate omstandigheden.

Ze kunnen naar de vaste toestand gaan door een stollingsproces, maar ook door koken worden omgezet in gassen.

Soorten vloeistoffen

Volgens de structuur zijn vloeistoffen onderverdeeld in vijf typen:

oplosmiddelen

Deze oplosmiddelen, die al die gewone en niet-gewone vloeistoffen met slechts één type moleculen in hun structuur vertegenwoordigen, zijn die stoffen die worden gebruikt om vaste stoffen en andere vloeistoffen erin op te lossen, om nieuwe vloeistofsoorten te vormen.

oplossingen

Zijn die vloeistoffen in de vorm van een homogeen mengsel, die zijn gevormd door de vereniging van een opgeloste stof en een oplosmiddel, dan kan de opgeloste stof een vaste of andere vloeistof zijn.

emulsies

Ze worden voorgesteld als die vloeistoffen die zijn gevormd door het mengsel van twee typisch niet-mengbare vloeistoffen. Ze worden waargenomen als een vloeistof gesuspendeerd in een andere in de vorm van bolletjes, en kunnen worden gevonden in een W / O (water in olie) of O / W (olie in water), afhankelijk van hun structuur.

schorsingen

Suspensies zijn die vloeistoffen waarin vaste deeltjes zijn gesuspendeerd in een oplosmiddel. Ze kunnen in de natuur worden gevormd, maar worden vaker waargenomen op het gebied van farmaceutica.

aërosolen

Ze worden gevormd wanneer een gas door een vloeistof wordt geleid en het eerste in de tweede wordt gedispergeerd. Deze stoffen hebben een vloeibaar karakter met gasvormige moleculen en kunnen worden gescheiden door temperatuurverhogingen.

gas

Het wordt beschouwd als een gas voor die staat van de samendrukbare materie, waarin de moleculen aanzienlijk worden gescheiden en gedispergeerd, en waar deze uitzetten om het volume van de container te bezetten waar ze zich bevinden.

Ook zijn er verschillende elementen die van nature in een gasvormige toestand zijn en kunnen binden aan andere stoffen om gasmengsels te vormen.

Gassen kunnen direct worden omgezet in vloeistoffen door het proces van condensatie en in vaste stoffen door het ongebruikelijke proces van afzetting. Bovendien kunnen ze worden verwarmd tot zeer hoge temperaturen of door een sterk elektromagnetisch veld worden geleid om ze te ioniseren en om te zetten in plasma..

Gezien de gecompliceerde aard en instabiliteit ervan in overeenstemming met de omgevingsomstandigheden, kunnen de eigenschappen van de gassen variëren afhankelijk van de druk en temperatuur waarin ze zich bevinden, dus werk soms met gassen in de veronderstelling dat ze "ideaal" zijn.

Soorten gassen

Er zijn drie soorten gassen op basis van hun structuur en oorsprong, die hieronder worden beschreven:

Natuurlijke elementalen

Ze worden gedefinieerd als al die elementen die in gasvorm in de natuur en onder normale omstandigheden verkeren, zowel op de planeet Aarde als op andere planeten..

In dit geval kunnen als voorbeeld zuurstof, waterstof, stikstof en edelgassen, evenals chloor en fluor worden genoemd..

Natuurlijke verbindingen

Het zijn gassen die in de natuur worden gevormd door biologische processen en zijn gemaakt van twee of meer elementen. Ze worden meestal gevormd door waterstof, zuurstof en stikstof, hoewel ze in zeer zeldzame gevallen ook kunnen worden gevormd met edelgassen.

kunstmatig

Zijn die gassen gecreëerd door de mens uit natuurlijke verbindingen, ontwikkeld om tegemoet te komen aan de behoeften die dit heeft. Bepaalde kunstmatige gassen zoals chloorfluorkoolwaterstoffen, anesthesiemiddelen en sterilisatoren kunnen giftiger of schadelijker zijn dan eerder werd aangenomen, dus er zijn voorschriften om hun massale gebruik te beperken.

plasma

Deze aggregatietoestand van materie werd voor het eerst beschreven in de jaren 1920 en wordt gekenmerkt door zijn niet-bestaan ​​op het aardoppervlak.

Het verschijnt alleen wanneer een neutraal gas wordt onderworpen aan een sterk elektromagnetisch veld, een soort geïoniseerd gas vormt dat sterk geleidend is voor elektriciteit en dat ook voldoende verschilt van de andere bestaande aggregatietoestanden om zijn eigen classificatie als staat te verdienen.

Materie in deze toestand kan weer gedeïoniseerd worden als gas, maar het is een complex proces dat extreme omstandigheden vereist.

Er wordt verondersteld dat plasma de meest voorkomende toestand van materie in het universum vertegenwoordigt; deze argumenten zijn gebaseerd op het bestaan ​​van de zogenaamde "donkere materie", voorgesteld door kwantumfysici om zwaartekrachtverschijnselen in de ruimte te verklaren.

Typen plasma

Er zijn drie soorten plasma, die alleen worden geclassificeerd op basis van hun oorsprong; dit gebeurt zelfs binnen dezelfde classificatie, omdat de plasma's heel verschillend zijn en weten dat één niet genoeg is om alles te weten.

kunstmatig

Het is dat plasma gemaakt door de mens, net als die gevonden in schermen, fluorescentielampen en neonreclames, en in raketpropellers.

aards

Het is het plasma dat door de aarde in een of andere vorm wordt gevormd, waardoor het duidelijk wordt dat het voornamelijk in de atmosfeer of andere soortgelijke omgevingen voorkomt en dat het niet op het oppervlak voorkomt. Omvat bliksem, polaire wind, ionosfeer en magnetosfeer.

ruimte

Het is dat plasma dat in de ruimte wordt waargenomen en structuren van verschillende grootten vormt, variërend van enkele meters tot enorme uitbreidingen van lichte jaren.

Dit plasma wordt waargenomen in de sterren (inclusief onze zon), in de zonnewind, het interstellaire en intergalactische medium, naast de interstellaire nevels.

Condensaat van Bose-Einstein

Het Bose-Einstein-condensaat is een relatief recent concept. Het vindt zijn oorsprong in het jaar 1924, toen de natuurkundigen Albert Einstein en Satyendra Nath Bose het bestaan ​​ervan in het algemeen voorspelden.

Deze toestand van materie wordt beschreven als een verdund gas van bosonen - elementaire of samengestelde deeltjes die worden geassocieerd met dragers van energie - die zijn afgekoeld tot temperaturen die zeer dicht bij het absolute nulpunt liggen (-273,15 K).

Onder deze omstandigheden passeren de componentenbosons van het condensaat hun minimale kwantumtoestand, waardoor ze eigenschappen vertonen van unieke en specifieke microscopische verschijnselen die hen scheiden van normale gassen.

De moleculen van een condensaat van B-E vertonen supergeleidingseigenschappen; dat wil zeggen, er is een afwezigheid van elektrische weerstand. Ze kunnen ook kenmerken van superfluiditeit vertonen, waardoor de stof een nulviscositeit heeft, zodat het kan stromen zonder verlies van kinetische energie door wrijving.

Vanwege de instabiliteit en het korte bestaan ​​van materie in deze staat worden mogelijke toepassingen voor dit soort verbindingen nog steeds bestudeerd..

Dit is de reden waarom, naast het feit dat het wordt gebruikt in studies die de snelheid van het licht probeerden te vertragen, veel toepassingen voor dit type substantie niet zijn bereikt. Er zijn echter aanwijzingen dat het de mensheid in een groot aantal toekomstige functies kan helpen.

referenties

1. BBC. (N.D.). States of Matter. Opgehaald van bbc.com
2. Leren, L. (s.f.). Classificatie van materie. Opgehaald van courses.lumenlearning.com
3. LiveScience. (N.D.). States of Matter. Opgehaald van livescience.com
4. University, P. (s.f.). States of Matter. Opgehaald van chem.purdue.edu
5. Wikipedia. (N.D.). State of Matter. Opgehaald van en.wikipedia.org