기체, 액체, 고체의 분자적 비교

고체입자는 단단히 함께 포장 (고정 된 모양) 종종 일반 패턴으로 배열; 액체에서, 그들은 정기적 인 배열 (고정 된 모양 없음)과 함께 가깝습니다. 가스에서, 그들은 멀리 일반 배열 (고정 된 모양)와 떨어져 있습니다. 고정 된 위치에 대한 고체 진동의 입자 (흐를 수 없음) 일반적으로 서로 관련하여 이동하지 않습니다; 액체에서, 그들은 서로 과거 이동 (흐름 할 수 있습니다) 하지만 본질적으로 일정한 접촉에 남아; 가스에서 충돌할 때를 제외하고 는 서로 독립적으로 이동합니다(흐르고 확장할 수 있음).

고체, 액체 또는 가스의 특성의 차이는 원자, 분자 또는 각 단계를 구성하는 이온 사이의 매력적인 힘의 강도를 반영합니다. 물질이 존재하는 단계는 분자 간 힘 (IMFs)의 상대적 범위에 따라 달라집니다 – 물질의 원자와 분자 사이에 존재하는 매력의 정전기 힘 – 그리고 그 분자의 운동 에너지 (KE). IMF는 입자를 가까이 서두르는 역할을 하지만, 입자의 KE는 어트랙션을 극복하는 데 필요한 에너지를 제공하여 입자 간의 거리를 증가시킵니다. 예를 들어, 액체에서 매력적인 분자 간 힘은 분자를 접촉하지만 여전히 서로 를 지나갈 충분한 KE가 있습니다. 이로 인해 액체가 흐르고 용기의 모양을 취합니다.

운동 분자 이론 (KMT)에 따르면, 물질의 온도는 입자의 평균 KE에 비례합니다. 평균 운동 에너지 (온도)를 변경하면 분자 간 힘의 관련 변화와 함께 물리적 상태의 변화를 유도합니다. 예를 들어, 기체수가 충분히 냉각되거나 분자의 평균 운동 에너지가 감소될 때, H₂O 분자 사이의 증가된 매력은 서로 접촉할 때 함께 붙들 수 있을 것이다. 가스응축, 액체 H₂O 형성.  액체 H₂O가 더 냉각되면 매력적인 힘이 강해지고 물이 얼어 단단한 얼음을 형성합니다.

온도가 너무 높지 않은 경우 압축(고압)에 의해 가스가 액화될 수 있습니다. 가스는 입자가 먼 거리에서 떨어져 확산되기 때문에 매우 약한 매력적인 힘을 나타낸다. 증가된 압력은 분자 사이의 매력이 그들의 KE에 비해 강해질 수 있도록 가스의 분자를 더 가깝게 가져옵니다. 따라서 액체를 형성합니다. 부탄, C₄H_10은일회용 라이터에 사용되는 연료이며 표준 온도 및 압력에서 가스입니다. 라이터의 연료 구획 내부에 부탄은 액체 상태로 응축되는 압력으로 압축됩니다. 더욱이 액체의 온도가 충분히 낮아지거나 액체에 대한 압력이 충분히 높아지면 액체의 분자는 더 이상 IMF와 고체 형태 사이의 IMF를 극복하기에 충분한 KE가 없습니다.

이 텍스트는 Openstax, 화학 2e, 제 10 장 : 액체 및 고체에서 적응됩니다.