Stany skupienia materii są efektem

oddziaływań międzycząsteczkowych

Tradycyjnie wyróżnia się trzy stany

skupienia według nomenklatury z XVII w. :

W czasach współczesnych dodano
czwarty stan:

gaz zjonizowany (plazma)

Lotny stan materii

Gaz

– stan skupienia materii, w

którym ciało fizyczne łatwo zmienia
kształt i zajmuje całą dostępną mu
przestrzeń.
Właściwości te wynikają z
własności cząsteczek, które w fazie
gazowej mają pełną swobodę ruchu.
Oddziaływania międzycząsteczkowe są
tak małe, że energia ruchu cząsteczek
umożliwia im dowolnie oddalenie się.

Lotny stan materii

Modelu gazu 3D w
którym cząsteczki
odziaływują ze sobą
tylko zderzeniami
idealnie
sprężystymi.

Równanie Clapeyrona

- równanie stanu gazu doskonałego

- równanie stanu opisujące związek pomiędzy

temperaturą, ciśnieniem i objętością gazu

doskonałego.
Sformułowane zostało w 1834 roku

przez Benoîta Clapeyrona.
Prawo to można wyrazić wzorem:

pV=nRT



p – ciśnienie,



V – objętość,



n – liczba moli gazu,



T – temperatura(bezwzględna), T [K] = t [°C] + 273,15



R – uniwersalna stała gazowa

Gaz doskonały

Ruch
cząsteczek w
modelu gazu
doskonałego.

Ciekły stan materii

Ciecz – stan skupienia materii, w
którym ciało fizyczne trudno
zmienia objętość, a łatwo zmienia kształt.

Ciekły stan materii

Istnienie cieczy ogranicza od strony niskich
temperatur

temperatura krzepnięcia…

Ciekły stan materii

…a od wysokich – temperatura wrzenia.

Własności cieczy:



lepkość,



gęstość,



napięcie powierzchniowe,



przewodność elektrolityczna,



duża rozszerzalność temperaturowa,



cząsteczki cieczy są ze sobą słabiej
powiązanie niż w ciałach stałych, ale
mocniej niż w gazach.

Stały stan materii

- ciało ma

stały kształt

(nie zmienia

go bez działania zewnętrznej siły
deformującej), podobnie zachowuje
się jej objętość.

Cząsteczki budujące ciało stałe są
mocno zbite i wykonują tylko
znikome ruchy. Przykład: kamień, lód,
węgiel, plastik, drewno.

Podział ciał stałych ze
względu na strukturę:

Ciała bezpostaciowe
(amorficzne)

nie wykazują
żadnych regularnych
płaszczyzn
ograniczających, nie
można w nich ustalić
prawidłowego
położenia cząstek.
Przykłady: szkło,
żywice, proszki.

Kryształy (monokryształy)

cząsteczki, atomy lub jony
nie mają pełnej swobody
przemieszczania się
w objętości ciała i zajmują
ściśle określone miejsca
w sieci przestrzennej –
mogą jedynie drgać
wokół położenia
równowagi.

Właściwości ciał
amorficznych:



w niektórych ciałach proces

krystalizacji w ogóle nie zachodzi,
np.:wosk, smoła,



w większości są to ciała izotropowe,



mogą być przezroczyste (szkło),



często traktuje się je z punktu
widzenia chemii fizycznej jako ciecze,
które w niskiej temperaturze uzyskały
lepkość tak dużą, że zatraciły płynność.

Właściwości kryształów:



anizotropia własności chemicznych i

fizycznych,



właściwości półprzewodnikowe

(krzem, german),



wysoka wytrzymałość mechaniczna,



wysoka temperatura wrzenia,



Ciepło właściwe rośnie w kolejności:

Metale

(miedź, stal) <

Ceramiki

(SiO2,Al2O3) <

Polimery

Stały stan materii

Ciało stałe
wyróżnia się
uporządkowanym
układem atomów
(cząsteczek), które
tworzą stałą
strukturę zwaną
siecią
krystaliczną.

Przemiany międzyfazowe

W przypadku substancji składających się z
jednego rodzaju atomów lub cząsteczek,
które tak jak woda posiadają tylko trzy fazy
– krystaliczną, ciekłą i gazową, wykres
przemian międzyfazowych przybiera
postać: