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1.3:

将物质按状态分类

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Chemistry
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Classifying Matter by State

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物质是任何有质量并占据空间的东西。我们周围的一切都是物质,包括我们的身体,我们呼吸的空气,以及我们行走的地面。物质主要以三种形式存在 固体、液体和气体。科学家还发现了物质的第四种基本 状态 等离子体。固体有一定的形状和体积。例如,把冰块放在玻璃杯里。这些冰块有一个刚性的形状,不流动,不能压缩。这种刚性之所以得以保持,是因为冰中的粒子彼此排列得 很近,有很强的粒子间作用力将它们固定在适当的位置上。这些粒子只会在它们 固定的位置轻微振动,使它们具有固定的形状和体积。另一方面,液体有固定的体积,但没有确定的形状。如果将相同量的水放入另一个容器中,它的形状会随容器的不同而变化,不像冰块。和固体一样,液体也不能被压缩。它们的粒子仍然很接近 但是液体中的粒子间作用力 比固体中的弱,这意味着 粒子可以更自由地移动和滑过对方。这使得液体具有流动性。气体没有固定的形状和体积。气体具有容器的形状和体积。例如,想象一下一个汽缸里的空气使气球膨胀。在 气体中,粒子非常松散地结合在一起,几乎没有粒子间作用力。因此,它们可自由改变形状和体积,可以快速移动,并且密度小于固体 和液体。气体是高度可压缩的,因为它们的粒子之间 有很大的空隙,这意味着它们 可以被限制在一个小气球内,或者膨胀到占据一个大房间。等离子体是物质的第四种状态 它是当气体被加热到很高的温度时产生的。它由带电的粒子组成。等离子体构成了恒星的内部,两极周围的极光和荧光灯泡。不同类型的物质也能 从一种状态转换到 另一种状态,通常是由温度或压力 或者两者共同的变化触发的。例如,在加热时,固态冰 会融化成液态水。随着进一步加热,水变成蒸汽。随着冷却,这些状态变化可以逆转。

1.3:

将物质按状态分类

化学是物质的研究及其所产生的变化。 物质是任何具有质量并占用空间的物质。 我们周围都是物质;空气,水,土壤,山脉, 连我们的身体都是物质的例子。 物质分为三种状态—固体,液体和气体—通常存在于地球上。 第四种物质状态等离子体自然发生在恒星的内部。  

固体的特征是确定的形状和体积。 在固体中,粒子 (原子或分子) 紧密包裹在一起,并由强大的力量紧紧固定在一起,几乎没有运动自由。 粒子在其它固定位置只会轻微振动。 这使得固体不可压缩。 冰,铝和金是固体的示例。

液体体积确定,但形状不明确;它们采用容器的形状。 在液体中,尽管粒子的间距很近,但粒子间力比固体弱。 粒子会振动并相互移动。 因此,液体虽然不可压缩,但可以轻松流动和倾倒。 水,酒精和油都是液体。

气体没有固定体积或形状。 它们符合容器的体积和形状。 在气体中,粒子被广泛分离,粒子间力更弱 (或几乎可忽略不计)。 粒子可以相对自由移动,因此气体高度可压缩。 因此,与固体或液体不同,气体可以被压缩以占据较小的体积,也可以膨胀以占据更大的空间。 室温下的气体物质包括氦气,氧气,氮气和二氧化碳。

等离子体  

第四种物质状态等离子体已从气体状态演变而来,含有相当数量的带电粒子。  与气体一样,等离子体没有固定形状或体积,其密度比固体或液体低。 等离子体的例子包括恒星内部,雷击,环绕两极的极光,彗星尾部,等离子体电视屏幕,荧光灯泡和霓虹灯。  

物理变化:从一种物质状态过渡到另一个

温度和 / 或压力的变化可能导致一种物质状态转换为另一个。 这可以通过熟悉的过程 (如冰的融化或水的蒸发) 来说明。 例如,加热后,固体冰会融化到液体水中。 进一步加热会将水转化为气体蒸汽。 冷却会反转这些过程。

本文改编自 Openstax, 化学 2e, 第 1.2 节: 物质的相位和分类。