Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

11.1: مقارنة جزيئية بين الغازات والسوائل والمواد الصلبة
فهرس المحتويات

JoVE Core
Chemistry

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
Molecular Comparison of Gases, Liquids, and Solids
 
نسخة طبق الأصل

11.1: مقارنة جزيئية بين الغازات والسوائل والمواد الصلبة

الجزيئات في مادة صلبة معبأة بإحكام معاً (شكل ثابت) وغالباً ما يتم ترتيبها في نمط منتظم؛ في سائل تكون قريبة من بعضها البعض بدون ترتيب منتظم (بدون شكل ثابت)؛ في الغاز، تكون متباعدة مع عدم وجود ترتيب منتظم (بدون شكل ثابت). تهتز الجسيمات في حالة صلبة حول مواضع ثابتة (لا يمكن أن تتدفق) ولا تتحرك بشكل عام فيما يتعلق ببعضها البعض؛ في السائل، تتحرك متجاوزة بعضها البعض (يمكن أن تتدفق) ولكنها تظل في الأساس اتصال دائم؛ في الغاز، يتحركان بشكل مستقل عن بعضهما البعض (يمكن أن يتدفقان ويتمددان) إلا عندما يصطدمان.

تعكس الاختلافات في خصائص مادة صلبة أو سائلة أو غازية قوة قوى الجذب بين الذرات أو الجزيئات أو الأيونات التي تتكون منها كل مرحلة. تعتمد المرحلة التي توجد فيها المادة على النطاقات النسبية لقوى بين الجزيئات (IMFs) - قوى الجذب الكهروستاتيكية الموجودة بين ذرات وجزيئات المادة - والطاقات الحركية (KE) لجزيئاتها. بينما تعمل IMFs على إبقاء الجسيمات قريبة من بعضها البعض، فإن الجسيمات’ يوفر KE الطاقة اللازمة للتغلب على الجاذبية وبالتالي زيادة المسافة بين الجسيمات. على سبيل المثال، في السائل، تمسك القوى الجزيئية الجذابة الجزيئات في اتصال، على الرغم من أنها لا تزال لديها ما يكفي من KE لتجاوز بعضها البعض. نتيجة لذلك، تتدفق السوائل وتتخذ شكل الوعاء الحاوي الخاص بهم.

وفقًا للنظرية الجزيئية الحركية (KMT)، تتناسب درجة حرارة مادة ما مع متوسط ​​KE لجزيئاتها. يؤدي تغيير متوسط ​​الطاقة الحركية (درجة الحرارة) إلى إحداث تغييرات في الحالة الفيزيائية إلى جانب التغيرات المرتبطة بها في القوى بين الجزيئات. على سبيل المثال، عندما يتم تبريد الماء الغازي بشكل كافٍ، أو يتم تقليل متوسط ​​الطاقة الحركية للجزيئات، فإن التجاذب المتزايد بين جزيئات H2O سيكون قادراً على تجميعها معاً عندما تتلامس مع بعضها البعض؛ يتكثف الغاز مكونًا سائل H2O.  عندما يتم تبريد السائل H2O، تصبح القوى الجاذبة أقوى، ويتجمد الماء ليشكل ثلجاً صلباً.

في الحالات التي لا تكون فيها درجات الحرارة مرتفعة للغاية، يمكن تسييل الغازات عن طريق الضغط (ضغط مرتفع). تُظهر الغازات قوى جذب ضعيفة للغاية بسبب انتشار الجزيئات على مسافات كبيرة. يؤدي الضغط المتزايد إلى تقريب جزيئات الغاز من بعضها البعض، بحيث تصبح عوامل الجذب بين الجزيئات قوية بالنسبة إلى KE. وبالتالي ، فإنها تشكل السوائل. البوتان ، C4H10، هو الوقود المستخدم في الولاعات التي تستخدم لمرة واحدة وهو غاز عند درجة حرارة وضغط قياسيين. داخل حجرة الوقود الأخف وزنا، يتم ضغط البوتان إلى ضغط يؤدي إلى تكثيفه إلى الحالة السائلة. علاوة على ذلك، إذا أصبحت درجة حرارة السائل منخفضة بدرجة كافية أو أصبح الضغط على السائل مرتفعاً بدرجة كافية، فإن جزيئات السائل لم تعد تحتوي على KE الكافي للتغلب على IMF بينها وبين الأشكال الصلبة.

هذا النص مقتبس من Openstax, Chemistry 2e, Chapter 10: Liquids and Solids.

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter