Физикадағы заттың 4 агрегаттық күйі. Әртүрлі агрегаттық күйдегі заттардың қасиеттері. Аморфты және кристалды заттардың салыстырмалы сипаттамасы
Жиынтық күйлер. Сұйықтықтар. Термодинамикадағы фазалар. Фазалық ауысулар.
Дәріс 1.16
Барлық заттар агрегацияның үш күйінде болуы мүмкін - қатты, сұйықжәне газ тәрізді... Олардың арасындағы ауысулар бірқатар физикалық қасиеттердің (тығыздық, жылу өткізгіштік және т.б.) күрт өзгеруімен бірге жүреді.
Агрегация күйі заттың орналасқан физикалық жағдайларына байланысты. Заттың бірнеше агрегаттық күйлерінің болуы оның молекулаларының (атомдарының) жылулық қозғалысының және олардың әртүрлі жағдайларда әрекеттесуіндегі айырмашылықтарға байланысты.
Газ- бөлшектер өзара әрекеттесу күштерімен байланыспаған немесе өте әлсіз байланысқан заттың агрегаттық күйі; оның бөлшектерінің (молекулаларының, атомдарының) жылулық қозғалысының кинетикалық энергиясы олардың арасындағы өзара әсерлесудің потенциалдық энергиясынан айтарлықтай асып түседі, сондықтан бөлшектер еркін дерлік қозғалады, олар орналасқан ыдысты толығымен толтырады және оның пішінін алады. Газ күйінде заттың өз көлемі де, өзіндік формасы да болмайды. Кез келген зат қысым мен температураның өзгеруі арқылы газға айналуы мүмкін.
Сұйықтық- қатты және газ тәріздес заттардың арасындағы аралық заттың агрегаттық күйі. Ол бөлшектердің жоғары қозғалғыштығымен және олардың арасындағы шағын бос кеңістікпен сипатталады. Бұл сұйықтықтардың көлемін сақтап, ыдыс пішінін алуына әкеледі. Сұйықтықта молекулалар бір-біріне өте жақын орналасады. Сондықтан сұйықтықтың тығыздығы газдардың тығыздығынан (қалыпты қысымда) әлдеқайда жоғары. Сұйық кристалдардан басқа барлық бағыттағы сұйық қасиеттері бірдей (изотропты). Қыздыру немесе тығыздықтың төмендеуі кезінде сұйықтықтың қасиеттері, жылу өткізгіштік және тұтқырлық, әдетте, газдардың қасиеттеріне жақындау бағытында өзгереді.
Сұйық молекулаларының жылулық қозғалысы ұжымдық тербеліс қозғалыстары мен молекулалардың бір тепе-теңдік күйден екіншісіне кездейсоқ секірулерінің қосындысынан тұрады.
Қатты (кристалдық) денелер- нысанның тұрақтылығымен және атомдардың жылулық қозғалысының сипатымен сипатталатын заттың агрегаттық күйі. Бұл қозғалыс қатты денені құрайтын атомдардың (немесе иондардың) тербелісі болып табылады. Діріл амплитудасы атомаралық қашықтықтармен салыстырғанда әдетте аз.
Сұйықтықтардың қасиеттері.
Сұйық күйдегі заттың молекулалары бір-біріне жақын орналасқан. Молекулалары кристалдың бүкіл көлемінде реттелген құрылымдарды құрайтын және қозғалмайтын орталықтардың айналасында термиялық тербелістерді орындай алатын қатты кристалды денелерден айырмашылығы, сұйық молекулалар үлкен еркіндікке ие. Сұйықтықтың әрбір молекуласы, сондай-ақ қатты денеде көрші молекулалар барлық жағынан «қысылады» және белгілі бір тепе-теңдік күйінде термиялық тербелістерді орындайды. Дегенмен, мезгіл-мезгіл кез келген молекула көрші бос орынға ауыса алады. Сұйықтықтағы мұндай секірулер өте жиі орын алады; сондықтан молекулалар кристалдардағыдай белгілі бір орталықтарға қосылмайды және сұйықтықтың бүкіл көлемі бойынша қозғала алады. Бұл сұйықтықтардың өтімділігін түсіндіреді. Бір-біріне жақын орналасқан молекулалар арасындағы күшті әсерлесу болғандықтан, олар бірнеше молекулалардан тұратын жергілікті (тұрақсыз) реттелген топтар құра алады. Бұл құбылыс деп аталады қысқа тапсырыс.
Молекулалардың тығыз оралуына байланысты сұйықтықтардың сығылғыштығы, яғни қысымның өзгеруімен көлемнің өзгеруі өте аз; газдарға қарағанда ондаған және жүздеген мың есе аз. Мысалы, судың көлемін 1% өзгерту үшін қысымды шамамен 200 есе арттыру керек. Атмосфералық қысыммен салыстырғанда қысымның мұндай жоғарылауына шамамен 2 км тереңдікте қол жеткізіледі.
Сұйықтар, қатты денелер сияқты, температура өзгерген кезде олардың көлемін өзгертеді. Өте үлкен емес температура диапазондары үшін салыстырмалы көлем Δ өзгереді В / В 0 температураның өзгеруіне пропорционал Δ Т:
| |
β коэффициенті деп аталады көлемдік кеңеюдің температуралық коэффициенті... Сұйықтар үшін бұл коэффициент қатты заттарға қарағанда ондаған есе артық. Су үшін, мысалы, 20 ° C температурада β ≈ 2 · 10 –4 K –1, болат үшін - β st ≈ 3,6 · 10 –5 К –1, кварц шыны үшін - β q ≈ 9 · 10 - 6 К – 1.
Судың термиялық кеңеюі жердегі тіршілік үшін қызықты және маңызды аномалияға ие. 4 ° C-тан төмен температурада су температураның төмендеуімен кеңейеді (β< 0). Максимум плотности ρ в = 10 3 кг/м 3 вода имеет при температуре 4 °С.
Су қатқан кезде ол кеңейеді, сондықтан мұз қатып тұрған су айдынының бетінде қалқып қалады. Мұз астындағы қатқан судың температурасы 0°С. Резервуардың түбіндегі судың тығызырақ қабаттарында температура шамамен 4 ° C құрайды. Осының арқасында қатып тұрған су қоймаларының суында тіршілік болуы мүмкін.
Сұйықтықтардың ең қызықты ерекшелігі - болуы бос беті... Сұйықтық, газдардан айырмашылығы, ол құйылған ыдыстың барлық көлемін толтырмайды. Сұйықтық пен газдың (немесе будың) қалған бөлігімен салыстырғанда ерекше жағдайда болатын интерфейс пайда болады. Сұйықтықтың шекаралық қабатындағы молекулалар, оның тереңдігі бойынша молекулалардан айырмашылығы, барлық жағынан бірдей сұйықтықтың басқа молекулаларымен қоршалмайды. Сұйықтың ішіндегі молекулалардың біріне көрші молекулалар жағынан әсер ететін молекулааралық әрекеттесу күштері орта есеппен өзара компенсацияланады. Шекаралық қабаттағы кез келген молекула сұйықтықтың ішіндегі молекулалармен тартылады (берілген сұйық молекуласына газ (немесе бу) молекулалары жағынан әсер ететін күштерді елемеуге болады). Нәтижесінде сұйықтыққа терең бағытталған белгілі бір нәтижелі күш пайда болады. Беттік молекулалар сұйықтыққа молекулааралық тартылыс күштерімен тартылады. Бірақ барлық молекулалар, соның ішінде шекаралық қабаттың молекулалары тепе-теңдік күйінде болуы керек. Бұл тепе-теңдік беткі қабаттың молекулалары мен олардың сұйықтық ішіндегі ең жақын көршілері арасындағы қашықтықтың аздап төмендеуіне байланысты қол жеткізіледі. Молекулалар арасындағы қашықтық азайған кезде итеруші күштер пайда болады. Сұйықтың ішіндегі молекулалар арасындағы орташа қашықтық болса r 0 болса, онда беткі қабаттың молекулалары біршама тығызырақ орналасады, сондықтан ішкі молекулалармен салыстырғанда оларда потенциалдық энергияның қосымша қоры болады. Сығылу қабілетінің өте төмен болуына байланысты тығызырақ қапталған беткі қабаттың болуы сұйықтық көлемінің айтарлықтай өзгеруіне әкелмейтінін есте ұстаған жөн. Молекула сұйықтың бетінен ішкі жағына қарай қозғалса, молекулааралық әсерлесу күштері оң жұмыс істейді. Керісінше, сұйықтықтың тереңдігінен бетіне белгілі бір молекулалар санын тарту үшін (яғни, сұйықтықтың бетінің ауданын ұлғайту үшін) сыртқы күштероң жұмыс істеу керек А ext, Δ өзгерісіне пропорционал Сбетінің ауданы:
| А ext = σΔ С. |
σ коэффициенті беттік керілу коэффициенті (σ> 0) деп аталады. Осылайша, беттік керілу коэффициенті тұрақты температурада сұйықтықтың бетінің ауданын бір бірлікке ұлғайту үшін қажет жұмысқа тең.
SI жүйесінде беттік керілу джоульмен өлшенеді метршаршы (Дж / м 2) немесе метрге Ньютонмен (1 Н / м = 1 Дж / м 2).
Демек, сұйықтықтың беткі қабатының молекулалары сұйықтық ішіндегі молекулалармен салыстырғанда артық болады. потенциалдық энергия... Потенциалды энергия ЕСұйық бетінің p көлемі оның ауданына пропорционал: 
(1.16.1)
Жүйенің тепе-теңдік күйлері оның потенциалдық энергиясының ең аз мәніне сәйкес келетіні механикадан белгілі. Демек, сұйықтықтың бос беті оның ауданын азайтуға бейім болады. Осы себепті сұйықтықтың бос тамшысы сфералық пішінді алады. Сұйықтық күштер оның бетіне тангенциалды әсер етіп, бұл бетті азайтатын (тартатын) сияқты әрекет етеді. Бұл күштер деп аталады беттік керілу күштері.
Беттік керілу күштерінің болуы сұйықтықтың бетін серпімді созылған пленкаға ұқсас етеді, жалғыз айырмашылығы - пленкадағы серпімділік күштері оның бетінің ауданына (яғни, пленка қалай деформацияланатынына) және беттік керілу күштеріне байланысты. сұйықтар бетінің ауданына тәуелді емес.
Беттік керілу күштері пленка бетін қысқартуға бейім. Сондықтан мынаны жаза аламыз: (1.16.2)
Сонымен, беттік керілу коэффициентін σ бетті шектейтін сызықтың бірлік ұзындығына әсер ететін беттік керілу күшінің модулі ретінде анықтауға болады ( лбұл жолдың ұзындығы).
Сұйық тамшылардағы және сабын көпіршіктерінің ішіндегі беттік керілу күштерінің әсерінен артық қысым Δ б... Егер сіз радиустың сфералық тамшысын ойша кесіп алсаңыз Рекі жартыға бөлінеді, содан кейін олардың әрқайсысы 2π кесінді шекарасына әсер ететін беттік керілу күштерінің әсерінен тепе-теңдікте болуы керек. Ржәне π ауданына әсер ететін артық қысым күштері Р 2 бөлім (1.16.1-сурет). Тепе-теңдік шарты былай жазылады
Сұйықтың, қатты дененің және газдың шекарасына жақын жерде сұйықтықтың бос бетінің пішіні сұйық молекулаларының қатты молекулалармен әрекеттесу күштеріне байланысты (газ (немесе бу) молекулаларымен әрекеттесуін елемеуге болады). Егер бұл күштер сұйықтың молекулаларының өзара әсерлесу күштерінен үлкен болса, онда сұйық ылғалдықатты дененің беті. Бұл жағдайда сұйық қатты дененің бетіне белгілі бір сүйір бұрышпен θ жақындайды, бұл берілген сұйық – қатты жұпқа тән. θ бұрышы деп аталады жиек бұрышы... Егер сұйықтың молекулалары арасындағы әсерлесу күштері олардың қатты дене молекулаларымен әрекеттесу күштерінен асып кетсе, онда θ жанасу бұрышы доғал болып шығады (1.16.2 (2)-сурет). Бұл жағдайда олар сұйықтық деп айтады ылғалданбайдықатты дененің беті. Әйтпесе (бұрышты - өткір) сұйықтық ылғалдыбеті (1.16.2 (1)-сурет). Сағат толық ылғалдандыруθ = 0, үшін толық ылғалданбауθ = 180 °.
Капиллярлық құбылыстарКіші диаметрлі түтіктердегі сұйықтықтың көтерілуі немесе төмендеуі деп аталады - капиллярлар... Суланатын сұйықтықтар капиллярлар арқылы көтеріледі, суланбайтын сұйықтықтар төмендейді.
1.16.3-суретте белгілі радиусы бар капиллярлық түтік көрсетілген rтөменгі ұшымен тығыздығы ρ суланатын сұйықтыққа түсіріледі. Капиллярдың жоғарғы шеті ашық. Капиллярдағы сұйықтықтың көтерілуі капиллярдағы сұйықтық бағанасына әсер ететін ауырлық күші пайда болатын шамаға тең болғанша жалғасады. Ф n сұйық пен капилляр бетінің арасындағы шекара бойында әсер ететін беттік керілу күштері: Ф t = Ф n, қайда Ф t = мг = ρ hπ r 2 g, Ф n = σ2π r cos θ.
Бұл мынаны білдіреді: 
Толық сулану кезінде θ = 0, cos θ = 1. Бұл жағдайда
Толық ылғалданбау кезінде θ = 180 °, cos θ = –1, демек, h < 0. Уровень несмачивающей жидкости в капилляре опускается ниже уровня жидкости в сосуде, в которую опущен капилляр.
Су таза шыны бетін толығымен дерлік ылғалдандырады. Керісінше, сынап шыны бетін толығымен суламайды. Сондықтан шыны капиллярдағы сынап деңгейі ыдыстағы деңгейден төмен түседі.
Агрегацияның үш күйі туралы ең көп таралған білім: сұйық, қатты, газ тәрізді, кейде плазма, сирек сұйық кристалды еске түсіреді. Жақында интернетте әйгілі () Стивен Фрайдан алынған заттың 17 фазасының тізімі тарады. Сондықтан, біз сізге олар туралы көбірек айтып береміз, өйткені Ғаламда болып жатқан процестерді жақсы түсіну үшін ғана материя туралы көбірек білу керек.
Төменде келтірілген заттардың жиынтық күйлерінің тізімі ең суық күйден ең ыстық күйге дейін артады және т.б. жалғастыруға болады. Сонымен қатар, заттың қысылу дәрежесі мен оның қысымы (кванттық, радиалды немесе әлсіз симметриялы сияқты зерттелмеген гипотетикалық күйлер үшін кейбір ескертпелермен) газ күйінен (No 11) жоғарылайтынын түсіну керек. тізімнің екі жағына ең «тұжырымдалмаған», материяның фазалық ауысуларының визуалды графигі көрсетілген.
1. Кванттық- температураны төмендеткен кезде қол жеткізілетін заттың агрегаттық күйі абсолютті нөл, нәтижесінде ішкі байланыстар жойылып, материя бос кварктарға ыдырайды.
2. Бозе-Эйнштейн конденсаты- абсолютті нөлге жақын температураға дейін салқындатылған бозондарға негізделген заттың агрегаттық күйі (абсолюттік нөлден жоғары градустың миллионнан бір бөлігінен аз). Осындай қатты салқындатылған күйде атомдардың жеткілікті үлкен саны өздерінің минималды мүмкін болатын кванттық күйлеріне түседі және кванттық әсерлер макроскопиялық деңгейде көріне бастайды. Бозе-Эйнштейн конденсациясы (көбінесе «Бозе конденсаты» немесе жай ғана «артқа» деп аталады) химиялық элементті өте төмен температураға (әдетте абсолютті нөлден сәл жоғары температураға, минус 273 градус Цельсийге дейін) салқындатқанда пайда болады. , Теориялық температура бәрі қозғалуды тоқтатады).
Дәл осы жерде затқа мүлдем оғаш нәрселер бола бастайды. Әдетте атомдық деңгейде ғана байқалатын процестер енді жай көзбен байқауға болатындай үлкен масштабта өтеді. Мысалы, егер сіз «арнайы» стаканға салып, қажетті температураны қамтамасыз етсеңіз, зат қабырғаға көтеріле бастайды және ақырында өздігінен шығады.
Шамасы, бұл жерде біз субстанцияның өз энергиясын төмендетуге деген бос әрекетімен айналысамыз (бұл барлық мүмкін деңгейлердің ең төменгі деңгейінде).
Салқындату жабдығын пайдаланып атомдарды баяулату Бозе конденсаты немесе Бозе-Эйнштейн конденсаты деп аталатын сингулярлық кванттық күйді тудырады. Бұл құбылысты А.Эйнштейн 1925 жылы С.Бозенің жұмысын жалпылау нәтижесінде болжаған болатын, мұнда массасы жоқ фотондардан массасы бар атомдарға дейінгі бөлшектер үшін статистикалық механика салынған (Эйнштейннің қолжазбасы жоғалған деп есептелген, 2005 жылы Лейден университетінің кітапханасында табылған). Бозондар деп аталатын бүтін спині бар бірдей бөлшектердің статистикалық таралуын сипаттайтын Бозе-Эйнштейн статистикасына бағынатын Бозе газының тұжырымдамасы Бозе мен Эйнштейннің күш-жігерінің нәтижесі болды. Бозондар, мысалы, жеке элементар бөлшектер - фотондар және тұтас атомдар бір кванттық күйде бір-бірімен болуы мүмкін. Эйнштейн атомдарды - бозондарды өте төмен температураға дейін салқындату оларды ең төменгі кванттық күйге өтуге (немесе басқаша айтқанда, конденсациялауға) мәжбүр етеді деп ұсынды. Мұндай конденсацияның нәтижесі материяның жаңа формасының пайда болуы болады.
Бұл ауысу ешқандай ішкі еркіндік дәрежесі жоқ өзара әрекеттеспейтін бөлшектерден тұратын біртекті үш өлшемді газ үшін критикалық температурадан төмен болады.
3. Фермион конденсаты- субстанцияға ұқсас, бірақ құрылымы жағынан ерекшеленетін заттың агрегаттық күйі. Абсолюттік нөлге жақындаған кезде атомдар тиісті бұрыштық импульстің (спин) шамасына байланысты әртүрлі әрекет етеді. Бозондарда бүтін спиндер болады, ал фермиондарда 1/2 (1/2, 3/2, 5/2) еселіктері болады. Фермиондар Паули алып тастау принципіне бағынады, оған сәйкес екі фермион бірдей кванттық күйге ие бола алмайды. Бозондар үшін мұндай тыйым жоқ, сондықтан олардың бір кванттық күйде болуы және сол арқылы Бозе-Эйнштейн конденсатын құру мүмкіндігі бар. Бұл конденсаттың пайда болуы асқын өткізгіш күйге өтуге жауапты.
Электрондар 1/2 спинге ие, сондықтан фермиондар болып табылады. Олар жұптарға біріктіріледі (Купер жұптары деп аталады), олар кейін Бозе конденсатын құрайды.
Американдық ғалымдар терең салқындату арқылы фермион атомдарынан молекуланың бір түрін алуға әрекет жасады. Нақты молекулалардан айырмашылығы оның жоқтығында болды химиялық байланыс- олар жай ғана корреляциялық түрде бірге көшті. Атомдар арасындағы байланыс Купер жұбындағы электрондар арасындағыдан да күштірек болып шықты. Құрылған жұп фермиондар үшін жалпы спин енді 1/2 еселік емес; сондықтан олар бозондар сияқты әрекет етеді және бір кванттық күйі бар Бозе конденсатын құра алады. Тәжірибе барысында калий-40 атомы бар газ 300 нанокельвинге дейін салқындатылды, ал газ оптикалық тұзақ деп аталатын жерде болды. Содан кейін сыртқы магнит өрісі енгізілді, оның көмегімен атомдар арасындағы өзара әрекеттесу сипатын өзгертуге болады - күшті итерудің орнына күшті тартылыс байқала бастады. Магнит өрісінің әсерін талдау кезінде оның мәнін табуға болады, бұл кезде атомдар Купер жұп электрондары сияқты әрекет ете бастады. Эксперименттің келесі кезеңінде ғалымдар фермион конденсатына асқын өткізгіштік әсерлерін алуды ұсынады.
4. Асқын сұйық зат- заттың іс жүзінде тұтқырлығы жоқ және ағын кезінде қатты бетпен үйкеліс болмайтын күй. Мұның салдары, мысалы, ауырлық күшіне қарсы оның қабырғалары бойымен ыдыстан асқын сұйық гелийдің толық өздігінен «сыртқысы» сияқты қызықты әсер. Әрине, энергияның сақталу заңының бұзылуы жоқ. Үйкеліс күштері болмаған жағдайда тек ауырлық күші, гелийге гелий мен ыдыс қабырғалары арасындағы және гелий атомдары арасындағы атомаралық әрекеттесу күштері әсер етеді. Сонымен, атомаралық әрекеттесу күштері барлық басқа күштерден асып түседі. Нәтижесінде гелий барлық ықтимал беттерге мүмкіндігінше таралуына бейім, демек, ыдыстың қабырғалары бойымен «саяхаттайды». 1938 жылы кеңес ғалымы Петр Капица гелийдің асқын сұйық күйде болуы мүмкін екенін дәлелдеді.
Айта кету керек, гелийдің көптеген ерекше қасиеттері біраз уақыттан бері белгілі. Дегенмен, соңғы жылдары бұл химиялық элемент бізді қызықты және күтпеген әсерлерімен «бұзады». Осылайша, 2004 жылы Пенсильвания университетінен Мозес Чан мен Юн-Сионг Ким гелийдің мүлде жаңа күйін - артық сұйық қатты затты ала алғаны туралы мәлімдемесімен ғылым әлемін қызықтырды. Бұл күйде кристалдық тордағы кейбір гелий атомдары басқалардың айналасында ағып кетуі мүмкін, осылайша гелий өзі арқылы ағып кетуі мүмкін. «Аса қаттылық» әсері теориялық түрде 1969 жылы болжанған. Ал енді 2004 жылы – бұл эксперименттік растау сияқты. Алайда, кейінірек және өте қызықты эксперименттер бәрі соншалықты қарапайым емес екенін көрсетті және, мүмкін, бұрын қатты гелийдің асқын сұйықтығы үшін қабылданған құбылыстың мұндай түсіндірмесі дұрыс емес.
Америка Құрама Штаттарының Браун университетінің Хамфри Марис бастаған ғалымдарының тәжірибесі қарапайым және талғампаз болды. Ғалымдар сұйық гелийдің жабық резервуарына пробирканы төңкеріп қойды. Пробиркадағы және резервуардағы гелийдің бір бөлігі пробирканың ішіндегі сұйық пен қатты дененің шекарасы резервуардағыдан жоғары болатындай етіп мұздатылған. Басқаша айтқанда, пробирканың жоғарғы бөлігінде сұйық гелий болды, төменгі бөлігінде - қатты, ол резервуардың қатты фазасына біркелкі өтті, оның үстіне аздап сұйық гелий құйылды - сұйықтық деңгейінен төмен. пробирка. Егер сұйық гелий қатты зат арқылы сіңе бастаса, онда деңгей айырмашылығы азаяды, содан кейін қатты сұйық гелий туралы айтуға болады. Ал, негізінен, 13 эксперименттің үшеуінде деңгей айырмашылығы іс жүзінде төмендеді.
5. Өте қатты зат- материя мөлдір және сұйық сияқты «ағып» алатын, бірақ іс жүзінде оның тұтқырлығы жоқ агрегаттық күй. Мұндай сұйықтықтар көп жылдар бойы белгілі және суперфлюидтер деп аталады. Өйткені, егер суперсұйықтық араластырылса, ол мәңгілікке дерлік айналады, ал қалыпты сұйықтық ақырында тыныштандырады. Алғашқы екі суперсұйықтықты зерттеушілер гелий-4 және гелий-3 көмегімен жасаған. Олар абсолютті нөлге дейін салқындатылды - минус 273 градус Цельсий. Ал гелий-4-тен американдық ғалымдар өте қатты денені ала алды. Олар мұздатылған гелийді 60 еседен астам қысыммен қысты, содан кейін затпен толтырылған шыны айналмалы дискіге орналастырылды. Цельсий бойынша 0,175 градус температурада диск кенеттен еркін айнала бастады, бұл ғалымдардың пікірінше, гелийдің супер денеге айналғанын көрсетеді.
6. Қатты- тепе-теңдік позицияларының айналасында шағын тербелістерді орындайтын атомдардың жылулық қозғалысының сипаты мен пішінінің тұрақтылығымен сипатталатын заттың агрегаттық күйі. Қатты заттардың тұрақты күйі кристалдық. Атомдар арасындағы иондық, коваленттік, металдық және басқа да байланыс түрлері бар қатты денелерді ажырату, олардың физикалық қасиеттерінің әртүрлілігін анықтайды. Қатты денелердің электрлік және кейбір басқа да қасиеттері негізінен оның атомдарының сыртқы электрондарының қозғалысының сипатымен анықталады. Электрлік қасиеттері бойынша қатты денелер диэлектриктер, жартылай өткізгіштер және металдар, магниттік қасиеттері бойынша диамагнетиктер, парамагнетиктер және реттелген магниттік құрылымы бар денелер болып бөлінеді. Қатты денелердің қасиеттерін зерттеу үлкен салаға – қатты дене физикасына біріктірілді, оның дамуы технологияның қажеттіліктерімен ынталандырылады.
7. Аморфты қатты дене- атомдар мен молекулалардың ретсіз орналасуына байланысты физикалық қасиеттердің изотропиясымен сипатталатын заттың конденсацияланған агрегаттық күйі. Аморфты қатты денелерде атомдар кездейсоқ орналасқан нүктелердің айналасында тербеледі. Кристалдық күйден айырмашылығы қатты аморфтыдан сұйыққа өту біртіндеп жүреді. Аморфты күйде әртүрлі заттар болады: стақандар, шайырлар, пластмассалар және т.б.
8. Сұйық кристалОл бір уақытта кристалл мен сұйықтықтың қасиеттерін көрсететін заттың белгілі бір агрегаттық күйі. Бірден барлық заттар сұйық кристалдық күйде бола алмайтынына ескерту жасау керек. Дегенмен, кейбір органикалық заттаркүрделі молекулаларға ие болса, белгілі бір агрегаттық күй – сұйық кристалды құра алады. Бұл күй кейбір заттардың кристалдары еріген кезде пайда болады. Олар еріген кезде кәдімгі сұйықтардан ерекшеленетін сұйық кристалдық фаза пайда болады. Бұл фаза кристалдың балқу нүктесінен біршама жоғарырақ температураға дейінгі аралықта болады, қызған кезде сұйық кристалл кәдімгі сұйықтыққа айналады.
Сұйық кристалдың сұйық және қарапайым кристалдан айырмашылығы неде және оларға қандай ұқсастық бар? Кәдімгі сұйықтық сияқты, сұйық кристал да сұйық болып табылады және ол орналастырылған ыдыстың пішінін алады. Осымен ол бәріне белгілі кристалдардан ерекшеленеді. Бірақ оны сұйықтықпен біріктіретін осы қасиетіне қарамастан, оның кристалдарға тән қасиеті бар. Бұл кристалды құрайтын молекулалардың кеңістіктегі реті. Рас, бұл реттелу қарапайым кристалдардағыдай толық емес, бірақ соған қарамастан ол сұйық кристалдардың қасиеттеріне айтарлықтай әсер етеді, бұл оларды қарапайым сұйықтықтардан ерекшелендіреді. Сұйық кристалды құрайтын молекулалардың толық емес кеңістіктік реттілігі сұйық кристалдарда молекулалардың ауырлық орталықтарының кеңістіктік орналасуында толық реттілік болмауынан, ішінара реттілік болуы мүмкін екендігінде көрінеді. Бұл олардың қатты кристалдық торы жоқ дегенді білдіреді. Сондықтан сұйық кристалдар қарапайым сұйықтықтар сияқты өтімділік қасиетіне ие.
Қажетті мүліксұйық кристалдар, оларды қарапайым кристалдарға жақындатады, молекулалардың кеңістіктік бағдарлану тәртібінің болуы. Бағдарланудағы бұл реттілік, мысалы, сұйық кристалды үлгідегі молекулалардың барлық ұзын осьтерінің бірдей бағытталғандығынан көрінуі мүмкін. Бұл молекулалар болуы керек ұзартылған пішін... Молекулалық осьтердің ең қарапайым атаулы реттілігіне қосымша, сұйық кристалда молекулалардың неғұрлым күрделі бағдарлану тәртібін жүзеге асыруға болады.
Молекулалық осьтердің орналасу түріне қарай сұйық кристалдар нематикалық, смектикалық және холестеролды болып үш түрге бөлінеді.
Сұйық кристалдар физикасы мен олардың қолданылуын зерттеу қазіргі уақытта әлемнің барлық дамыған елдерінде кең ауқымда жүргізілуде. Отандық зерттеулер академиялық және өндірістік ғылыми-зерттеу институттарында шоғырланған және ұзақ дәстүрге ие. В.К. Фредерик В.Н. Цветкова. Сұйық кристалдарды қарқынды зерттеудің соңғы жылдарында ресейлік зерттеушілер жалпы сұйық кристалдар теориясының және, атап айтқанда, сұйық кристалдардың оптикасының дамуына үлкен үлес қосты. Осылайша, И.Г. Чистякова, А.П. Капустина, С.А. Бразовский, С.А. Пикина, Л.М. Блинов және басқа да көптеген кеңестік зерттеушілер ғылыми қоғамдастыққа кеңінен танымал және сұйық кристалдардың бірқатар тиімді техникалық қолданылуына негіз болды.
Сұйық кристалдардың болуы өте ұзақ уақыт бұрын, атап айтқанда 1888 жылы, яғни шамамен бір ғасыр бұрын құрылған. Ғалымдар материяның мұндай күйімен 1888 жылға дейін бетпе-бет келгенімен, ресми түрде кейінірек ашылды.
Сұйық кристалдарды алғаш ашқан австриялық ботаник Рейнцер болды. Ол синтездеген жаңа зат холестерилбензоатты зерттей келе, ол 145°С температурада бұл заттың кристалдары балқып, бұлыңғыр сұйықтық түзетінін, жарықты қатты шашыратып жіберетінін анықтады. Қыздыру жалғасуда, 179 ° C температураға жеткенде, сұйықтық тазаланады, яғни ол қарапайым сұйықтық сияқты оптикалық әрекет ете бастайды, мысалы, су. Холестерин бензоаты бұлтты фазада күтпеген қасиеттерді көрсетті. Бұл фазаны поляризациялық микроскоппен зерттей отырып, Рей-нитцер оның қос сынғыштығы бар екенін анықтады. Бұл жарықтың сыну көрсеткіші, яғни осы фазадағы жарық жылдамдығы поляризацияға байланысты екенін білдіреді.
9. Сұйықтық- қатты күй (көлемді ұстау, белгілі бір созылу күші) және газ тәрізді (пішіннің өзгергіштігі) белгілерін біріктіретін заттың агрегаттық күйі. Сұйық бөлшектердің (молекулалардың, атомдардың) орналасу тәртібінің қысқа диапазондағы тәртібімен және молекулалардың жылулық қозғалысының кинетикалық энергиясы мен олардың потенциалдық әрекеттесу энергиясының аздаған айырмашылығымен сипатталады. Сұйық молекулаларының жылулық қозғалысы тепе-теңдік позицияларындағы тербелістерден және бір тепе-теңдік күйден екіншісіне салыстырмалы сирек секірулерден тұрады, бұл сұйықтықтың сұйықтығымен байланысты.
10. Суперкритикалық сұйықтық(SCF) – сұйық және газ фазаларының айырмашылығы жойылатын заттың агрегаттық күйі. Критикалық нүктеден жоғары температура мен қысымдағы кез келген зат суперкритикалық сұйықтық болып табылады. Асқын критикалық күйдегі заттың қасиеттері оның газ және сұйық фазалардағы қасиеттері арасында аралық болады. Сонымен, SCF сұйықтыққа жақын тығыздығы жоғары және газдар сияқты төмен тұтқырлыққа ие. Бұл жағдайда диффузия коэффициенті сұйық пен газ арасында аралық мәнге ие болады. Асқын критикалық заттарды зертханалық және өндірістік процестерде органикалық еріткіштерді алмастырғыш ретінде пайдалануға болады. Аса критикалық су және суперкритикалық көмірқышқыл газы белгілі бір қасиеттерге байланысты ең үлкен қызығушылық пен таралуына ие болды.
Асқын критикалық күйдің маңызды қасиеттерінің бірі - заттарды еріту қабілеті. Сұйықтықтың температурасын немесе қысымын өзгерту арқылы оның қасиеттерін кең ауқымда өзгертуге болады. Сонымен, қасиеттері бойынша сұйықтыққа немесе газға жақын сұйықтық алуға болады. Осылайша, сұйықтықтың ерігіштігі тығыздық артқан сайын (тұрақты температурада) артады. Тығыздық қысымның жоғарылауымен өсетіндіктен, қысымның өзгеруі сұйықтықтың еру қабілетіне әсер етуі мүмкін (тұрақты температурада). Температура жағдайында сұйықтықтың қасиеттеріне қызғаныш біршама күрделірек - тұрақты тығыздықта сұйықтықтың еріту қабілеті де артады, алайда, сыни нүктеге жақын жерде температураның шамалы жоғарылауы күрт төмендеуіне әкелуі мүмкін. тығыздықтың төмендеуі, сәйкесінше еріту қабілетінің төмендеуі. Суперкритикалық сұйықтықтар бір-бірімен шексіз араласады, сондықтан қоспаның критикалық нүктесіне жеткенде жүйе әрқашан бір фазалы болады. Екілік қоспаның шамамен критикалық температурасын заттардың критикалық параметрлерінің орташа арифметикалық мәні ретінде есептеуге болады Tc (микс) = (мольдік үлес A) x TcA + (молдік үлес В) x TcB.
11. Газ тәрізді- (француз. gaz, грек тілінен хаос - хаос), оның бөлшектерінің (молекулалардың, атомдардың, иондардың) жылулық қозғалысының кинетикалық энергиясы олардың арасындағы өзара әсерлесудің потенциалдық энергиясынан айтарлықтай асып түсетін заттың агрегаттық күйі және сондықтан бөлшектер сыртқы өрістер болмаған кезде оларға берілген барлық көлемді біркелкі толтыра отырып, еркін қозғалады.
12. Плазма- (грек тілінен. Plasma - мүсінделген, пішінді), оң және теріс зарядтардың концентрациялары тең (квазинейтралдылық) болатын иондалған газ болып табылатын заттың күйі. Ғалам затының басым көпшілігі плазма күйінде: жұлдыздар, галактикалық тұмандықтар және жұлдыз аралық орта. Плазма Жерге жақын жерде күн желі, магнитосфера және ионосфера түрінде болады. Басқарылатын термоядролық синтез мақсатында дейтерий мен тритий қоспасынан жоғары температуралы плазма (T ~ 106-108K) зерттелуде. Төмен температуралы плазма (T Ј 105К) әртүрлі газ разрядтау құрылғыларында (газ лазерлері, иондық құрылғылар, MHD генераторлары, плазматрондар, плазмалық қозғалтқыштар және т.б.), сондай-ақ технологияда (қараңыз: Плазмалы металлургия, Плазмалы бұрғылау, Плазма) технология) ...
13. Бұзылатын зат- плазма мен нейтроний арасындағы аралық кезең. Ол ақ ергежейлілерде байқалады және жұлдыздардың эволюциясында маңызды рөл атқарады. Атомдар өте жоғары температура мен қысымда болғанда, олар электрондарын жоғалтады (олар электронды газға айналады). Басқаша айтқанда, олар толығымен ионданған (плазма). Мұндай газдың (плазманың) қысымы электрондардың қысымымен анықталады. Егер тығыздық өте жоғары болса, барлық бөлшектер бір-біріне жақындауға мәжбүр болады. Электрондар белгілі бір энергияға ие күйде болуы мүмкін, ал екі электронның бірдей энергиясы болуы мүмкін емес (егер олардың спиндері қарама-қарсы болмаса). Осылайша, тығыз газда барлық төменгі энергетикалық деңгейлер электрондармен толтырылады. Мұндай газ дегенеративті деп аталады. Бұл күйде электрондар ауырлық күштеріне қарсы тұратын азғындалған электрон қысымын көрсетеді.
14. Нейтроний- зертханада қол жеткізу мүмкін емес, бірақ нейтрондық жұлдыздардың ішінде болатын ультра жоғары қысымда зат өтетін агрегаттық күй. Нейтрондық күйге өту кезінде заттың электрондары протондармен әрекеттесіп, нейтрондарға айналады. Нәтижесінде нейтрондық күйдегі зат толығымен нейтрондардан тұрады және ядролық тәртіптегі тығыздыққа ие болады. Бұл жағдайда заттың температурасы тым жоғары болмауы керек (энергетикалық эквивалентте, жүз МэВ артық емес).
Температураның күшті жоғарылауымен (жүздеген МэВ және одан жоғары) нейтрондық күйде әртүрлі мезондар түзіліп, жойыла бастайды. Температураның одан әрі жоғарылауымен деконфинация жүреді және зат кварк-глюондық плазма күйіне өтеді. Ол енді адрондардан емес, үнемі туып, жойылып отыратын кварктар мен глюондардан тұрады.
15. Кварк-глюондық плазма(хромоплазма) – адрондық зат кәдімгі плазмада электрондар мен иондар болатын күйге ұқсас күйге өтетін жоғары энергиялар физикасы мен элементар бөлшектер физикасындағы заттың агрегаттық күйі.
Адрондардағы зат әдетте түссіз («ақ») күйде болады. Яғни, әртүрлі түсті кварктар бір-бірін жоққа шығарады. Қарапайым заттың күйі ұқсас - барлық атомдар электрлік бейтарап болғанда, яғни
олардағы оң зарядтар теріс зарядтармен өтеледі. Жоғары температурада атомдардың иондануы орын алуы мүмкін, ал зарядтар бөлініп, зат, олар айтқандай, «квазинейтралға» айналады. Яғни, материяның бүкіл бұлты тұтастай бейтарап болып қалады, ал оның жеке бөлшектері бейтарап болуды тоқтатады. Дәл солай, шамасы, адрондық материяда болуы мүмкін - өте жоғары энергияларда түс бөлініп, материяны «квази түссіз» етеді.
Болжам бойынша, Әлемнің заты Үлкен жарылыстан кейінгі алғашқы сәттерде кварк-глюондық плазма күйінде болған. Енді кварк-глюондық плазманы өте жоғары энергиялы бөлшектердің соқтығысуы арқылы қысқа уақытқа түзуге болады.
Кварк-глюон плазмасы 2005 жылы Брукхавен ұлттық зертханасындағы RHIC үдеткішінде эксперименталды түрде алынды. Ол жерде 2010 жылдың ақпанында 4 триллион градус Цельсий плазмасының максималды температурасы алынды.
16. Біртүрлі зат- агрегаттық күй, онда зат тығыздықтың шекті мәндеріне дейін қысылады, ол «кварк сорпасы» түрінде болуы мүмкін. Бұл күйдегі заттың текше сантиметрінің салмағы миллиардтаған тонна болады; оның үстіне ол жанасатын кез келген қалыпты затты энергияның айтарлықтай көлемін шығарумен бірдей «біртүрлі» түрге айналдырады.
Жұлдыздың өзегі материясының «біртүрлі материяға» айналуы кезінде бөлінуі мүмкін энергия «кварк-нованың» өте күшті жарылуына әкеледі - және Лихи мен Вайедтің пікірінше, оның астрономдары бақылаған. 2006 жылдың қыркүйегінде.
Бұл заттың пайда болу процесі массивтік жұлдыз айналдырылған кәдімгі суперноваттан басталды. Бірінші жарылыс нәтижесінде нейтрондық жұлдыз пайда болды. Бірақ, Лихи мен Уйедтің пікірінше, ол ұзаққа созылмады – оның айналуы өзінің магнит өрісінің әсерінен баяулағандай болып көрінгендіктен, ол одан да азайып, «біртүрлі материя» ұйығышының пайда болуына әкелді. кәдімгі супернованың жарылуынан да күштірек, энергияның бөлінуі - және бұрынғы нейтрондық жұлдыздың затының сыртқы қабаттары, жарық жылдамдығына жақын жылдамдықпен қоршаған кеңістікке шашырау.
17. Күшті симметриялы затІшіндегі микробөлшектер бірінің үстіне бірі қабатталып, дененің өзі ыдырайтындай дәрежеде сығылған зат па? қара тесік... «Симметрия» термині былай түсіндіріледі: Заттың мектептен бастап барлығына белгілі агрегаттық күйлерін алайық – қатты, сұйық, газ тәрізді. Белгілі болу үшін идеалды шексіз кристалды қатты дене ретінде қарастырыңыз. Ол тасымалдауға қатысты белгілі бір дискретті симметрияға ие. Бұл дегеніміз, егер сіз кристалдық торды екі атом арасындағы интервалға тең қашықтыққа жылжытсаңыз, онда ештеңе өзгермейді - кристалдың өзімен сәйкес келеді. Егер кристал еріген болса, онда алынған сұйықтықтың симметриясы басқаша болады: ол артады. Кристалда бір-бірінен белгілі бір қашықтықта орналасқан нүктелер ғана эквивалентті болды, оларда бірдей атомдар болатын кристалдық тордың түйіндері деп аталады.
Сұйықтық бүкіл көлемі бойынша біртекті, оның барлық нүктелері бір-бірінен ажыратылмайды. Бұл сұйықтықты кез келген ерікті қашықтықта (және кристалдағы сияқты кейбір дискретті ғана емес) ығыстыруға немесе кез келген ерікті бұрыштарға (мұны кристалдарда мүлде жасауға болмайды) айналдыруға болатындығын білдіреді және ол өзімен сәйкес келеді. Оның симметрия дәрежесі жоғарырақ. Газ одан да симметриялы: сұйықтық ыдыста белгілі бір көлемді алады және ыдыстың ішінде ассиметрия байқалады, сұйықтық бар жерде және ол жоқ нүктелерде. Газ оған берілген барлық көлемді алады және бұл мағынада оның барлық нүктелері бір-бірінен ерекшеленбейді. Дегенмен, бұл жерде нүктелер туралы емес, шағын, бірақ макроскопиялық элементтер туралы айту дұрысырақ болар еді, өйткені микроскопиялық деңгейде әлі де айырмашылықтар бар. Белгілі бір уақытта кейбір нүктелерде атомдар немесе молекулалар болады, ал басқалары жоқ. Симметрия не кейбір макроскопиялық көлем параметрлері бойынша, не уақыт бойынша орта есеппен ғана байқалады.
Бірақ микроскопиялық деңгейде лезде симметрия әлі жоқ. Егер зат өте қатты қысылса, күнделікті өмірде қолайсыз қысымға дейін, атомдар жаншып, олардың қабықшалары бір-біріне еніп, ядролар жанаса бастайтындай қыссаңыз, микроскопиялық деңгейде симметрия пайда болады. Барлық ядролар бірдей және бір-біріне қарсы басылған, тек атомаралық емес, ядроаралық қашықтықтар да болмайды, зат біртекті болады (біртүрлі зат).
Бірақ субмикроскопиялық деңгей де бар. Ядролар ядроның ішінде қозғалатын протондар мен нейтрондардан тұрады. Олардың арасында да біраз бос орын бар. Егер сіз сығуды жалғастырсаңыз, ядролар да жаншылады, нуклондар бір-біріне тығыз қысылады. Содан кейін субмикроскопиялық деңгейде симметрия пайда болады, ол қарапайым ядролардың ішінде де жоқ.
Айтылғандардан әбден белгілі бір тенденцияны көруге болады: температура неғұрлым жоғары болса және қысым неғұрлым жоғары болса, зат соғұрлым симметриялы болады. Осы ойларға сүйене отырып, максимумға дейін сығылған зат күшті симметриялы деп аталады.
18. Әлсіз симметриялы зат- күшті, әлсіз және электромагниттік күштер біртұтас болған кезде, Үлкен жарылыстан кейін, мүмкін, 10-12 секундтан кейін Планк температурасына жақын температурада өте ерте Ғаламда болған қасиеттері бойынша күшті симметриялық затқа қарама-қарсы күй. супер держава. Бұл күйде зат оның массасы энергияға айналатындай дәрежеде сығылады, ол әсер ете бастайды, яғни шексіз кеңейеді. Ерте ғаламды зерттеу үшін Үлкен адрон коллайдерінде мұндай әрекеттер жасалса да, жер бетіндегі жағдайларда үлкен қуатты тәжірибе жүзінде алу және материяны осы фазаға ауыстыру үшін энергияға жету әлі мүмкін емес. Бұл затты құрайтын суперкүштің құрамында гравитациялық әрекеттесу болмағандықтан, өзара әрекеттесудің барлық 4 түрін қамтитын суперсимметриялық күшпен салыстырғанда суперкүш жеткілікті симметриялы емес. Сондықтан бұл агрегаттық күй осындай атау алды.
19. Сәулелік зат- бұл, шын мәнінде, зат емес, оның таза күйіндегі энергия. Дегенмен, дене жарық жылдамдығына жеткенде, агрегацияның дәл осы гипотетикалық күйі болады. Оны денені Планк температурасына дейін қыздыру (1032К), яғни заттың молекулаларын жарық жылдамдығына дейін жеделдету арқылы да алуға болады. Салыстырмалылық теориясынан келесідей, 0,99 с артық жылдамдыққа жеткенде дененің массасы «қалыпты» үдеу кезіндегіден әлдеқайда жылдам өсе бастайды, сонымен қатар дене ұзарады, қызады, яғни басталады. инфрақызыл спектрде сәулелену үшін. 0,999 с табалдырықтан өткенде дене күрт өзгереді және сәулелік күйге дейін жылдам фазалық ауысуды бастайды. Толық түрде алынған Эйнштейн формуласынан келесідей, соңғы заттың өсіп келе жатқан массасы денеден жылулық, рентгендік, оптикалық және басқа сәулелер түрінде бөлінген массалардан тұрады, олардың әрқайсысының энергиясы сипатталады. формуланың келесі мүшесі бойынша. Осылайша, жарық жылдамдығына жақындаған дене барлық спектрлерде сәуле шығара бастайды, ұзындығы өседі және уақыт өте баяулайды, Планк ұзындығына дейін жіңішкереді, яғни c жылдамдығына жеткенде дене шексіз ұзындыққа айналады және жарық жылдамдығымен қозғалатын және ұзындығы жоқ фотондардан тұратын және оның шексіз массасы толығымен энергияға айналатын жұқа сәуле. Сондықтан мұндай зат сәуле деп аталады.
Заттың күйі
Зат- агрегаттық күйлердің бірінде белгілі бір жағдайларда бір-бірімен химиялық байланыстар арқылы байланысқан бөлшектердің шын мәнінде бар жиынтығы. Кез келген зат өте көп бөлшектердің: атомдар, молекулалар, иондар жиынтығынан тұрады, олар бір-бірімен ассоциацияға қосыла алады, оларды агрегаттар немесе кластерлер деп те атайды. Ассоциациялардағы бөлшектердің температурасы мен мінез-құлқына байланысты (бөлшектердің өзара орналасуы, олардың саны және ассоциациядағы өзара әрекеттесуі, сонымен қатар ассоциациялардың кеңістікте таралуы және олардың бір-бірімен әрекеттесуі) зат екі негізгі күйде болуы мүмкін. жинақтау - кристалдық (қатты) немесе газ тәрізді,және өтпелі агрегаттық күйлерде - аморфты (қатты), сұйық кристалды, сұйық және бу.Агрегацияның қатты, сұйық кристалды және сұйық күйлері конденсацияланады, ал бу және газ күйлері жоғары разрядталады.
ФазаБөлшектердің бірдей реттілігімен және концентрациясымен сипатталатын және шекарамен шектелген заттың макроскопиялық көлеміне жабылған біртекті микроаймақтардың жиынтығы. Бұл түсінікте фаза тек кристалдық және газ күйіндегі заттарға тән, өйткені бұл біріктірудің біртекті күйлері.
МетафазаБөлшектердің орналасу дәрежесі немесе олардың концентрациясы бойынша бір-бірінен ерекшеленетін және шекарамен шектелген заттың макроскопиялық көлеміне жабылған, бір-бірінен айырмашылығы бар микроаймақтардың жиынтығы. Бұл түсінікте метафаза агрегацияның гетерогенді өтпелі күйіндегі заттарға ғана тән. Әртүрлі фазалар мен метафазалар бір-бірімен араласып, бір агрегаттық күйді құра алады, содан кейін олардың арасында интерфейс болмайды.
Әдетте, «негізгі» және «өтпелі» агрегаттық күйлер ұғымдары бөлінбейді. «Агрегация күйі», «фаза» және «мезофаза» ұғымдары жиі синоним ретінде қолданылады. Заттардың күйінің бес ықтимал агрегаттық күйін қарастырған жөн: қатты, сұйық кристалды, сұйық, бу, газ тәрізді.Бір фазадан екінші фазаға өту бірінші ретті және екінші ретті фазалық ауысу деп аталады. Бірінші түрдегі фазалық ауысулар мыналармен сипатталады:
Заттың күйін сипаттайтын физикалық ұлылықтың күрт өзгеруі (көлемі, тығыздығы, тұтқырлығы және т.б.);
Бұл фазалық ауысу орын алатын белгілі бір температура
Бұл ауысуды сипаттайтын белгілі бір жылулық, өйткені молекулааралық байланыстар үзіледі.
Бірінші текті фазалық ауысулар агрегацияның бір күйінен екінші агрегаттық күйіне өту кезінде байқалады. Екінші текті фазалық ауысулар бір агрегаттық күйдегі бөлшектердің орналасу ретінің өзгеруімен байқалады, олармен сипатталады:
Заттың физикалық қасиеттерінің біртіндеп өзгеруі;
Сыртқы өрістердің градиентінің әсерінен немесе белгілі бір температурада зат бөлшектерінің ретінің өзгеруін фазалық ауысу температурасы деп атайды;
Екінші ретті фазалық ауысулардың жылуы тең және нөлге жақын.
Бірінші және екінші ретті фазалық ауысулардың негізгі айырмашылығы бірінші ретті ауысулар кезінде ең алдымен жүйе бөлшектерінің энергиясы өзгереді, ал екінші ретті ауысуларда бөлшектердің реттілігі өзгереді. жүйенің.
Заттың қатты күйден сұйық күйге өтуі деп аталады балқужәне балқу температурасымен сипатталады. Заттың сұйық күйден бу күйіне өтуі деп аталады буланужәне қайнау температурасымен сипатталады. Молекулярлық салмағы төмен және молекулааралық әрекеттесуі әлсіз кейбір заттар үшін сұйық күйді айналып өтіп, қатты күйден бу күйіне тікелей өту мүмкін. Бұл ауысу деп аталады сублимация.Бұл процестердің барлығы да қарама-қарсы бағытта жүруі мүмкін: содан кейін олар шақырылады мұздату, конденсация, десублимация.
Балқу және қайнау кезінде ыдырамайтын заттар температура мен қысымға байланысты агрегацияның төрт күйінде де болуы мүмкін.
Қатты күй
Жеткілікті төмен температурада барлық дерлік заттар қатты күйде болады. Бұл күйде заттың бөлшектері арасындағы қашықтық бөлшектердің өздерінің өлшемдерімен салыстырылады, бұл олардың күшті өзара әрекеттесуін және олардың потенциалдық энергиясының кинетикалық энергиядан айтарлықтай асып кетуін қамтамасыз етеді .. Қатты дене бөлшектерінің қозғалысы тек шектелген. олар алатын позицияға қатысты аздаған тербелістермен және айналулармен және олардың аударма қозғалысы жоқ ... Бұл бөлшектердің орналасуында ішкі тәртіпке әкеледі. Сондықтан қатты денелер өздерінің пішінімен, механикалық беріктігімен, тұрақты көлемімен сипатталады (олар іс жүзінде сығылмайды). Бөлшектердің орналасу дәрежесіне қарай қатты денелер болып бөлінеді кристалдық және аморфты.
Кристалдық заттар барлық бөлшектердің орналасу тәртібінің болуымен сипатталады. Кристаллдық заттардың қатты фазасы біртекті құрылымды құрайтын бөлшектерден тұрады, ол барлық бағытта бірдей бірлік ұяшықтың қатаң қайталанушылығымен сипатталады. Кристалдың бірлік ұяшығы бөлшектердің орналасуындағы үш өлшемді периодтылықты сипаттайды, яғни. оның кристалдық торы. Кристаллдық торлар кристалды құрайтын бөлшектердің түріне және олардың арасындағы тартылыс күштерінің табиғатына қарай жіктеледі.
Көптеген кристалдық заттар жағдайларға (температура, қысым) байланысты әртүрлі кристалдық құрылымға ие болуы мүмкін. Бұл құбылыс деп аталады полиморфизм.Көміртектің белгілі полиморфты модификациялары: графит, фуллерен, алмаз, карбин.
Аморфты (пішінсіз) заттар.Бұл жағдай полимерлер үшін тән. Ұзын молекулалар оңай иіліп, басқа молекулалармен араласып, бөлшектердің ретсіз орналасуына әкеледі.
Аморфты және кристалды бөлшектердің айырмашылығы:
изотропия - дененің немесе қоршаған ортаның барлық бағытта бірдей физикалық және химиялық қасиеттері, яғни. қасиеттердің бағыттан тәуелсіздігі;
тұрақты балқу температурасы жоқ.
Шыны, балқытылған кремний тотығы және көптеген полимерлер аморфты құрылымға ие. Аморфты заттар кристалдық заттарға қарағанда тұрақты емес, сондықтан кез келген аморфты дене ақыр соңында энергетикалық тұрақты күйге – кристалдық күйге өте алады.
Сұйық күй
Температураның жоғарылауымен бөлшектердің термиялық тербелістерінің энергиясы артады және әрбір зат үшін температура болады, одан жылу тербелістерінің энергиясы байланыстар энергиясынан асып түседі. Бөлшектер бір-біріне қатысты ығысқан әртүрлі қозғалыстарды орындай алады. Бөлшектердің дұрыс геометриялық құрылымы бұзылғанымен, олар әлі де байланыста қалады - зат сұйық күйде болады. Бөлшектердің қозғалғыштығына байланысты сұйық күй бөлшектердің броундық қозғалысымен, диффузиясымен және ұшқыштығымен сипатталады. Сұйықтықтың маңызды қасиеті тұтқырлық болып табылады, ол сұйықтықтың еркін қозғалысына кедергі келтіретін ассоциативтік аралық күштерді сипаттайды.
Сұйықтар заттардың газ тәрізді және қатты күйінің арасында аралық орынды алады. Газға қарағанда реттелген құрылым, бірақ қаттыдан аз.
Бу және газ күйі
Бу-газ күйі әдетте ажыратылмайды.
Газ - бұл бір динамикалық фаза ретінде қарастыруға болатын бір-бірінен алшақ жеке молекулалардан тұратын жоғары разрядты біртекті жүйе.
Бу - бұл жоғары разрядты біртекті емес жүйе, ол молекулалар мен осы молекулалардан тұратын тұрақсыз ұсақ ассоциациялардың қоспасы.
Молекулалық-кинетикалық теория идеал газдың қасиеттерін келесі ережелерге сүйене отырып түсіндіреді: молекулалар үздіксіз кездейсоқ қозғалыс жасайды; газ молекулаларының көлемі молекула аралық қашықтықтармен салыстырғанда шамалы; газ молекулалары арасында тартылу немесе тебілу күштері әрекет етпейді; газ молекулаларының орташа кинетикалық энергиясы оның абсолютті температурасына пропорционал. Молекулааралық әрекеттесу күштерінің елеусіздігіне және үлкен бос көлемнің болуына байланысты газдар жылулық қозғалыстың және молекулалық диффузияның жоғары жылдамдығымен, молекулалардың мүмкін болатын ең үлкен көлемді алуға ұмтылуымен, сонымен қатар жоғары сығылғыштығымен сипатталады.
Оқшауланған газ-фазалық жүйе төрт параметрмен сипатталады: қысым, температура, көлем, зат мөлшері. Бұл параметрлер арасындағы байланыс идеал газ күй теңдеуі арқылы сипатталады:
R = 8,31 кДж / моль - әмбебап газ тұрақтысы.
Бұл бөлімде біз қарастырамыз агрегаттық күйлер, онда қоршаған материя орналасқан және агрегаттық күйлердің әрқайсысына тән материяның бөлшектері арасындағы өзара әрекеттесу күштері.
1. Қатты күй,
2. Сұйық күйжәне
3. Газ күйі.
Агрегацияның төртінші күйі жиі бөлінеді - плазма.
Кейде плазмалық күй газ күйінің бір түрі болып саналады.
Плазма – ішінара немесе толық иондалған газ, көбінесе жоғары температурада бар.
Плазмаматерияның ғаламдағы ең кең тараған күйі болып табылады, өйткені жұлдыздар материясы осы күйде.
Барлығы үшін жиынтық күйзаттың физикалық және химиялық қасиеттеріне әсер ететін бөлшектердің өзара әрекеттесу сипатындағы сипатты белгілер.
Әрбір зат әртүрлі агрегаттық күйде болуы мүмкін. Жеткілікті төмен температурада барлық заттар ішке кіреді қатты күй... Бірақ олар қызған сайын олар болады сұйықтықтар, содан кейін газдар... Одан әрі қыздырған кезде олар ионданады (атомдар электрондарының бір бөлігін жоғалтады) және күйге өтеді плазма.
Газ
Газ күйі(голланд тілінен.gas, ежелгі грек тіліне қайтып келеді. Χάος ) оны құрайтын бөлшектер арасындағы өте әлсіз байланыстармен сипатталады.
Газды құрайтын молекулалар немесе атомдар ретсіз қозғалады және уақыттың көп бөлігінде олар бір-бірінен үлкен (өлшемдерімен салыстырғанда) қашықтықта болады. Сондықтан газ бөлшектері арасындағы әрекеттесу күштері шамалы.
Газдың негізгі қасиетіол бетті қалыптастырмай барлық қолжетімді кеңістікті толтырады. Газдар әрқашан араласады. Газ – изотропты зат, яғни оның қасиеттері бағытқа тәуелсіз.
Гравитациялық күштер болмаған жағдайда қысымгаздың барлық нүктелерінде бірдей. Гравитациялық күштер саласында тығыздық пен қысым әр нүктеде бірдей емес, биіктікке қарай азаяды. Сәйкесінше, гравитация өрісінде газ қоспасы біртекті емес болады. Ауыр газдартөмен және көбірек батып кетуге бейім өкпе- жоғары көтерілу.
Газдың сығылғыштығы жоғары- қысымның жоғарылауымен оның тығыздығы артады. Температура көтерілген кезде олар кеңейеді.
Сығылған кезде газ сұйықтыққа айналуы мүмкін, бірақ конденсация кез келген температурада емес, критикалық температурадан төмен температурада болады. Критикалық температура белгілі бір газдың сипаттамасы болып табылады және оның молекулалары арасындағы әрекеттесу күштеріне байланысты. Мәселен, мысалы, газ гелийтөмен температурада ғана сұйылтуға болады 4,2 мың.
Салқындаған кезде сұйық фазаны айналып өтіп, қатты күйге өтетін газдар бар. Сұйықтың газға айналуын булану, ал қатты заттың газға тікелей айналуын айтады. сублимация.
Қатты
Қатты күйбасқа агрегаттық күйлермен салыстырғанда пішін тұрақтылығымен сипатталады.
Айырмау кристалдықжәне аморфты қатты заттар.
Заттың кристалдық күйі
Қатты денелердің пішінінің тұрақтылығы қатты күйдегілердің көпшілігінде болатындығына байланысты кристалдық құрылым.
Бұл жағдайда зат бөлшектерінің арақашықтығы аз, ал олардың арасындағы әсерлесу күштері үлкен, бұл форманың тұрақтылығын анықтайды.
Көптеген қатты денелердің кристалдық құрылымына заттың бір бөлігін бөлу және пайда болған сынықты зерттеу арқылы көз жеткізу оңай. Әдетте, сынықта (мысалы, қантта, күкіртте, металдарда және т.б.) әртүрлі бұрыштарда орналасқан кішкентай кристалды беттер айқын көрінеді, олар жарықтың әртүрлі шағылысуынан жарқырайды.
Кристаллдар өте кішкентай болған жағдайда микроскоптың көмегімен заттың кристалдық құрылымын анықтауға болады.
Кристалл пішіндері
Әрбір зат түзеді кристалдартолығымен белгілі пішінді.
Кристалдық пішіндердің әртүрлілігін жеті топқа жинақтауға болады:
1. Триклинная(параллелепипед),
2.Моноклиникалық(табанында параллелограммы бар призма),
3. Ромбтық(тікбұрышты параллелепипед),
4. Тетрагональды(түбінде шаршысы бар тікбұрышты параллелепипед),
5. Тригональ,
6. Алтыбұрышты(дұрыс центрленген негізі бар призма
алтыбұрыш),
7. Текше(текше).
Көптеген заттар, атап айтқанда темір, мыс, алмас, натрий хлориді кристалданады. кубтық жүйе... Бұл жүйенің ең қарапайым түрлері куб, октаэдр, тетраэдр.
Магний, мырыш, мұз, кварц кристалданады алтыбұрышты жүйе... Бұл жүйенің негізгі формалары: алтыбұрышты призмалар мен бипирамидалар.
Табиғи кристалдар, сондай-ақ жасанды жолмен алынған кристалдар теориялық формаларға сирек сәйкес келеді. Әдетте балқыған зат қатқан кезде кристалдар бірге өседі, сондықтан олардың әрқайсысының пішіні толығымен дұрыс емес болып шығады.
Дегенмен, кристалл қаншалықты біркелкі дамымағанымен, оның пішіні қаншалықты бұрмаланғанымен, сол зат үшін кристалл беттерінің түйісетін бұрыштары тұрақты болып қалады.
Анизотропия
Кристалдық денелердің ерекшеліктері тек кристалдардың пішінімен ғана шектелмейді. Кристаллдағы зат толығымен біртекті болғанымен, оның көптеген физикалық қасиеттері - беріктігі, жылу өткізгіштігі, жарыққа қатынасы және т.б. - кристалдың ішінде әртүрлі бағытта әрқашан бірдей бола бермейді. Кристалдық заттардың бұл маңызды қасиеті деп аталады анизотропия.
Кристалдардың ішкі құрылысы. Кристалды торлар.
Кристаллдың сыртқы пішіні оның ішкі құрылымын көрсетеді және кристалды құрайтын бөлшектердің – молекулалардың, атомдардың немесе иондардың дұрыс орналасуына байланысты.
Бұл орналасуды келесідей көрсетуге болады кристалдық тор- қиылысатын түзулерден құралған торлы жақтау. Түзулердің қиылысу нүктелерінде - тор түйіндері- бөлшектердің орталықтары жатады.
Кристалл торының түйіндерінде орналасқан бөлшектердің табиғатына және олардың арасындағы қандай әсерлесу күштерінің берілген кристалда басым болуына байланысты келесі түрлер бөлінеді. кристалдық торлар:
1.молекулалық,
2.атомдық,
3.иондықжәне
4.металл.
Молекулалық және атомдық торлар коваленттік байланысы бар заттарға, иондық – иондық қосылыстарға, металға – металдарға және олардың қорытпаларына тән.
Атомдар атом торларының түйіндерінде болады... Олар бір-бірімен байланысты коваленттік байланыс.
Атомдық торлары бар заттар салыстырмалы түрде аз. Оларға жатады алмаз, кремнийжәне кейбір бейорганикалық қосылыстар.
Бұл заттар жоғары қаттылықпен ерекшеленеді, олар отқа төзімді және кез келген дерлік еріткіштерде ерімейді. Бұл қасиеттер олардың беріктігіне байланысты коваленттік байланыс.
Молекулалар молекулалық торлардың орындарында орналасады... Олар бір-бірімен байланысты молекулааралық күштер.
Молекулалық торы бар заттар өте көп. Оларға жатады бейметалдар, көміртегі мен кремнийді қоспағанда, барлығы органикалық қосылыстариондық емес байланыспен және көптеген бейорганикалық қосылыстар.
Молекула аралық әрекеттесу күштері коваленттік байланыс күштерінен әлдеқайда әлсіз, сондықтан молекулалық кристалдардың қаттылығы төмен, балқитын және ұшқыш.
Иондық торлардың орнында оң және теріс зарядталған иондар кезектесіп орналасады.... Олар бір-бірімен күштер арқылы байланысқан электростатикалық тартылыс.
Иондық торларды құрайтын иондық байланыстары бар қосылыстар жатады көп тұздар және аз оксидтер.
Күш бойынша иондық торларатомнан төмен, бірақ молекулалық жағынан асып түседі.
Иондық қосылыстар салыстырмалы түрде жоғары балқу нүктелеріне ие. Көп жағдайда олардың құбылмалылығы үлкен емес.
Металл торларының орындарында металл атомдары орналасады, олардың арасында осы атомдарға ортақ электрондар еркін қозғалады.
Металдардың кристалдық торларында бос электрондардың болуы олардың көптеген қасиеттерін түсіндіре алады: пластикалық, иілгіштік, металл жылтырлығы, жоғары электр және жылу өткізгіштік.
Кристаллдарда бөлшектердің өзара әрекеттесуінің екі түрі маңызды рөл атқаратын заттар бар. Сонымен, графитте көміртек атомдары бір-бірімен бірдей бағытта байланысқан. коваленттік байланыс, және басқаларында - металл... Сондықтан графит торын ретінде қарастыруға болады атомдық, және қалай металл.
Көптеген бейорганикалық қосылыстарда, мысалы, в BeO, ZnS, CuCl, тор түйіндерінде орналасқан бөлшектер арасындағы байланыс жартылай болады иондықжәне ішінара ковалентті... Сондықтан мұндай қосылыстардың торлары арасындағы аралық деп санауға болады иондықжәне атомдық.
Заттың аморфты күйі
Аморфты заттардың қасиеттері
Қатты денелердің ішінде сынығында кристалдардың белгілері табылмайтындары бар. Мысалы, егер сіз кәдімгі шыны бөлігін жарып алсаңыз, онда оның сынуы тегіс болады және кристалдық сынықтардан айырмашылығы, ол тегіс емес, сопақ беттермен шектеледі.
Ұқсас үлгі шайыр, желім және кейбір басқа заттардың бөліктері бөлінгенде байқалады. Заттың бұл күйі деп аталады аморфты.
арасындағы айырмашылықтар кристалдықжәне аморфтыденелер әсіресе олардың қыздыруға қатынасында айқын көрінеді.
Әрбір заттың кристалдары қатаң белгіленген температурада балқиды және сол температурада сұйық күйден қатты күйге ауысады, аморфты денелердің тұрақты балқу температурасы болмайды... Қыздырған кезде аморфты дене бірте-бірте жұмсарып, тарала бастайды және соңында толығымен сұйық болады. Салқындаған кезде ол да бірте-бірте қатаяды.
Белгілі бір балқу температурасының болмауына байланысты аморфты денелер әртүрлі қабілетке ие: олардың көпшілігі сұйықтық сияқты ағып кетеді, яғни. салыстырмалы түрде аз күштердің ұзақ әрекетімен олар бірте-бірте пішінін өзгертеді. Мысалы, тегіс жерге төселген шайырдың бір бөлігі диск пішінін алып, жылы бөлмеде бірнеше апта бойы таралады.
Аморфты заттардың құрылысы
арасындағы айырмашылықтар кристалдық және аморфтызаттың күйі келесідей.
Кристаллдағы бөлшектердің ретті орналасуыбірлік ұяшықпен шағылысқан кристалдардың үлкен аумақтарында сақталады, ал жақсы қалыптасқан кристалдар жағдайында - толығымен.
В аморфты денелербөлшектердің орналасу реттілігі ғана байқалады өте шағын аудандарда... Сонымен қатар, бірқатар аморфты денелерде бұл жергілікті реттілік тек шамамен ғана.
Бұл айырмашылықты келесідей қорытындылауға болады:
- кристалдық құрылымы ұзақ мерзімді тәртіппен сипатталады,
- аморфты денелердің құрылысы – көршілеріне.
Аморфты заттардың мысалдары.
Тұрақты аморфты заттарға жатады шыны(жасанды және жанартаулық), табиғи және жасанды шайырлар, желімдер, парафин, балауызжәне т.б.
Аморфты күйден кристалдық күйге көшу.
Кейбір заттар кристалдық және аморфты күйде болуы мүмкін. Кремний диоксиді SiO 2білімді болғандай табиғи түрде пайда болады кварц кристалдары, сондай-ақ аморфты күйде ( минералды шақпақ тас).
Сонымен бірге кристалдық күй әрқашан тұрақтырақ... Сондықтан кристалдық заттан аморфтыға өздігінен өту мүмкін емес, ал кері түрлену – аморфты күйден кристалдық күйге өздігінен өту мүмкін және кейде байқалады.
Мұндай түрлендірудің мысалы болып табылады девитрификация- жоғары температурада оның бұзылуымен жүретін шынының өздігінен кристалдануы.
Аморфты күйкөптеген заттар сұйық балқыманың қатаюының (салқындаудың) жоғары жылдамдығымен алынады.
Металдар мен қорытпаларға арналған аморфты күйқалыптасады, әдетте, егер балқыма ондаған миллисекундтық фракциялардың ретті уақытында салқындатылса. Шыны үшін әлдеқайда төмен салқындату жылдамдығы жеткілікті.
Кварц (SiO 2) сондай-ақ кристалдану жылдамдығы төмен. Сондықтан одан құйылған бұйымдар аморфты болады. Дегенмен, жер қыртысының немесе вулкандардың терең қабаттарының салқындауы кезінде кристалдануға жүздеген және мыңдаған жылдар болған табиғи кварц вулкандық шыныдан айырмашылығы, бетінде қатып қалған, сондықтан аморфты дөрекі кристалды құрылымға ие.
Сұйықтықтар
Сұйықтық қатты дене мен газ арасындағы аралық күй.
Сұйық күйгаз тәрізді және кристалдық арасындағы аралық болып табылады. Кейбір қасиеттері бойынша сұйықтықтар жақын газдар, басқаларында - дейін қатты заттар.
Газдармен сұйықтықтар, ең алдымен, біріктіріледі изотропияжәне өтімділік... Соңғысы сұйықтықтың пішінін оңай өзгерту мүмкіндігін анықтайды.
бірақ жоғары тығыздықжәне төмен қысылусұйықтықтар оларға жақындатады қатты заттар.
Сұйықтардың пішінін оңай өзгерту қабілеті оларда молекулааралық әсерлесудің қатаң күштерінің жоқтығын көрсетеді.
Сонымен бірге берілген температурада тұрақты көлемді ұстап тұру мүмкіндігін анықтайтын сұйықтықтардың төмен сығылғыштығы бөлшектердің арасында қатты болмаса да, айтарлықтай әсерлесу күштерінің болуын көрсетеді.
Потенциалды және кинетикалық энергияның қатынасы.
Әрбір агрегаттық күй зат бөлшектерінің потенциалдық және кинетикалық энергиялары арасындағы өзіндік қатынасымен сипатталады.
Қатты денелерде бөлшектердің орташа потенциалдық энергиясы олардың орташа кинетикалық энергиясынан үлкен.Сондықтан қатты денелерде бөлшектер бір-біріне қатысты белгілі бір орындарды алады және тек осы позицияларға қатысты тербеледі.
Газдар үшін энергия қатынасы кері болады, нәтижесінде газ молекулалары әрқашан ретсіз қозғалыс жағдайында болады және молекулалар арасындағы адгезия күштері іс жүзінде жоқ, сондықтан газ әрқашан оған берілген барлық көлемді алады.
Сұйықтар жағдайында бөлшектердің кинетикалық және потенциалдық энергиялары шамамен бірдей, яғни. бөлшектер бір-бірімен байланысқан, бірақ қатты емес. Сондықтан сұйықтықтар сұйық, бірақ берілген температурада тұрақты көлемге ие.
Сұйықтар мен аморфты денелердің құрылымдары ұқсас.
Құрылымдық талдау әдістерін сұйықтарға қолдану нәтижесінде құрылым екені анықталды сұйықтар аморфты денелер сияқты... Көптеген сұйықтықтарда бар жақын тәртіп- әрбір молекула үшін ең жақын көршілерінің саны және олардың салыстырмалы орналасуы сұйықтықтың бүкіл көлемінде шамамен бірдей.
Бөлшектердің орналасу дәрежесі әртүрлі сұйықтықтар үшін әртүрлі. Сонымен қатар, ол температураға байланысты өзгереді.
Төмен температурада берілген заттың балқу температурасынан сәл асатын кезде берілген сұйықтық бөлшектерінің орналасу реттілік дәрежесі жоғары болады.
Температура көтерілген сайын ол төмендейді және ол қызған сайын сұйықтықтың қасиеттері газдікіне көбірек жақындайды... Критикалық температураға жеткенде сұйықтық пен газ арасындағы айырмашылық жоғалады.
Сұйықтар мен аморфты денелердің ішкі құрылысының ұқсастығына байланысты соңғыларын көбінесе тұтқырлығы өте жоғары сұйықтар деп санайды, ал қатты заттарға тек кристалдық күйдегі заттарды ғана жатқызады.
Ұқсату арқылы аморфты денелерсұйықтар, алайда, аморфты денелерде қарапайым сұйықтықтардан айырмашылығы, бөлшектердің кристалдардағы сияқты болмашы қозғалғыштығы бар екенін есте ұстаған жөн.
Заттың агрегаттық күйлері(латын тілінен aggrego – қосамын, байланыстырамын) – бұл бір заттың күйлері, олардың арасындағы ауысулар заттың бос энергиясының, тығыздығының және басқа физикалық параметрлерінің күрт өзгеруіне сәйкес келеді.
Газ (французша gaz, грек тілінен алынған хаос — хаос)- бұл біріктіру жағдайы, онда оның бөлшектерінің оларға берілген барлық көлемді толтыратын өзара әрекеттесу күштері шамалы. Газдарда молекулааралық қашықтық үлкен және молекулалар дерлік еркін қозғалады.
Газдарды айтарлықтай қызған немесе төмен қаныққан булар ретінде қарастыруға болады. Әрбір сұйықтықтың үстінде бу бар. Бу қысымы қаныққан бу қысымы деп аталатын белгілі бір шекке көтерілгенде, сұйықтықтың булануы тоқтайды, өйткені сұйықтық бірдей болады. Қаныққан бу көлемінің азаюы қысымның жоғарылауын емес, будың бөліктерін тудырады. Сондықтан бу қысымы жоғары болуы мүмкін емес. Қаныққан күй температураға байланысты қаныққан будың 1м массасындағы қанығу массасымен сипатталады. Қаныққан букөлемі ұлғайса немесе температура көтерілсе, қанықпауы мүмкін. Егер будың температурасы берілген қысымға сәйкес нүктеден әлдеқайда жоғары болса, бу өте қызған деп аталады.
Плазма – оң және теріс зарядтардың тығыздығы іс жүзінде бірдей болатын жартылай немесе толық иондалған газ. Күн, жұлдыздар, жұлдыз аралық заттың бұлттары газдардан – бейтарап немесе иондалған (плазма) тұрады. Агрегацияның басқа күйлерінен айырмашылығы, плазма үлкен қашықтықта бір-бірімен электрлік әсерлесетін, бірақ бөлшектердің орналасу тәртібінде қысқа және ұзақ қашықтыққа ие емес зарядталған бөлшектердің (иондар, электрондар) газы.
Сұйықтық- Бұл қатты және газ тәрізді заттардың арасындағы аралық агрегаттық күй. Сұйықтар қатты денеге (көлемін сақтайды, бет түзеді, белгілі бір созылу беріктігіне ие болады) және газға (өзі орналасқан ыдыстың түрін алады) тән кейбір белгілерге ие. Сұйықтық молекулаларының (атомдарының) жылулық қозғалысы тепе-теңдік позицияларының айналасындағы шағын тербелістердің және бір тепе-теңдік күйден екінші тепе-теңдік күйіне жиі секірулердің жиынтығы болып табылады. Бұл кезде молекулалардың баяу қозғалысы және олардың шағын көлемдегі тербелістері пайда болады, молекулалардың жиі секіруі бөлшектердің орналасу тәртібін бұзады және сұйықтықтардың өтімділігін тудырады, ал тепе-теңдік позицияларының айналасындағы аздаған тербелістер қысқа тербелістердің болуын тудырады. сұйықтықтардағы диапазон тәртібі.Сұйықтар мен қатты заттарды газдардан айырмашылығы жоғары конденсацияланған орта ретінде қарастыруға болады. Оларда молекулалар (атомдар) бір-біріне әлдеқайда жақын орналасады және өзара әрекеттесу күштері газдарға қарағанда бірнеше рет үлкен. Демек, сұйықтар мен қатты заттар айтарлықтай шектеулі мүмкіндіктеркеңею үшін олар, әрине, ерікті көлемді ала алмайды және тұрақты жағдайда олар қандай көлемде орналасса да, көлемін сақтайды. Агрегацияның құрылымды күйінен аз реттелген күйге ауысу да үздіксіз орын алуы мүмкін. Осыған байланысты жиынтық күй ұғымының орнына кеңірек ұғым – фаза ұғымын қолданған жөн.
Фазабірдей болатын жүйенің барлық бөліктерінің жиыны деп аталады химиялық құрамыжәне сол күйде болу. Бұл көпфазалы жүйеде термодинамикалық тепе-теңдік фазаларының бір мезгілде болуымен негізделеді: өзінің қаныққан буы бар сұйықтық; балқу нүктесіндегі су мен мұз; концентрациясы бойынша әр түрлі екі араласпайтын сұйықтық (судың триэтиламинмен қоспасы); сұйықтың құрылымын сақтайтын аморфты қатты заттардың болуы (аморфты күй).
Заттың аморфты қатты күйісұйықтың өте суыған күйінің бір түрі және қарапайым сұйықтықтардан айтарлықтай жоғары тұтқырлығымен және сандық мәндеркинетикалық сипаттамалар.
Заттың кристалдық қатты күйі- Бұл агрегаттық күй, ол зат бөлшектері (атомдар, молекулалар, иондар) арасындағы үлкен әсерлесу күштерімен сипатталады. Қатты заттардың бөлшектері кристалдық тордың түйіндері деп аталатын орташа тепе-теңдік позицияларында тербеледі; бұл заттардың құрылымы реттелудің жоғары дәрежесімен сипатталады (ұзақ және қысқа қашықтықтағы реттілік) - құрылымдық бөлшектердің орналасуында (координациялық реті), бағдарлануында (бағдарлану тәртібінде) немесе физикалық қасиеттері (мысалы, магниттік моменттердің немесе электрлік дипольдік моменттердің бағдарлануында). Таза сұйықтықтар, сұйық және сұйық кристалдар үшін қалыпты сұйық фазаның болу аймағы төмен температуралар жағынан шектелген. фазалық ауысулартиісінше қатты (кристалдану), асқын сұйық және сұйық-анизотропты күйге өтеді.
