คำถามเกี่ยวกับสถานะของการรวมกลุ่ม คุณลักษณะและคุณสมบัติใดบ้างที่มีของแข็ง ของเหลว และก๊าซ ได้รับการพิจารณาในหลักสูตรฝึกอบรมหลายหลักสูตร สสารมีสถานะคลาสสิกสามสถานะ โดยมีลักษณะเฉพาะของโครงสร้าง ความเข้าใจของพวกเขาเป็นจุดสำคัญในการทำความเข้าใจวิทยาศาสตร์ของโลก สิ่งมีชีวิต และกิจกรรมการผลิต คำถามเหล่านี้ศึกษาโดยฟิสิกส์ เคมี ภูมิศาสตร์ ธรณีวิทยา เคมีกายภาพ และสาขาวิชาวิทยาศาสตร์อื่นๆ สารที่อยู่ภายใต้เงื่อนไขบางประการในสถานะพื้นฐานหนึ่งในสามประเภทสามารถเปลี่ยนแปลงได้ตามอุณหภูมิหรือความดันที่เพิ่มขึ้นหรือลดลง พิจารณาถึงการเปลี่ยนแปลงที่เป็นไปได้จากสถานะการรวมเป็นอีกสถานะหนึ่ง เนื่องจากเกิดขึ้นในลักษณะธรรมชาติ เทคโนโลยี และชีวิตประจำวัน
สถานะการรวมเป็นอย่างไร
คำที่มาจากภาษาละติน "aggrego" ที่แปลเป็นภาษารัสเซียแปลว่า "แนบ" คำศัพท์ทางวิทยาศาสตร์หมายถึงสถานะของสารตัวเดียวกัน มีอยู่ในค่าอุณหภูมิที่แน่นอนและแรงกดดันต่าง ๆ ของของแข็งก๊าซและของเหลวเป็นลักษณะเฉพาะของเปลือกโลกทั้งหมด นอกจากสถานะรวมพื้นฐานสามสถานะแล้ว ยังมีสถานะที่สี่อีกด้วย ที่อุณหภูมิสูงและความดันคงที่ ก๊าซจะเปลี่ยนเป็นพลาสมา เพื่อให้เข้าใจถึงสถานะของการรวมกลุ่มได้ดีขึ้น จำเป็นต้องจำอนุภาคที่เล็กที่สุดที่ประกอบขึ้นเป็นสสารและร่างกาย
แผนภาพด้านบนแสดง: a - แก๊ส; ข - ของเหลว; c คือร่างกายที่มั่นคง ในตัวเลขดังกล่าว วงกลมแสดงถึงองค์ประกอบโครงสร้างของสาร นี่คือสัญลักษณ์ อันที่จริง อะตอม โมเลกุล ไอออน ไม่ใช่ลูกบอลแข็ง อะตอมประกอบด้วยนิวเคลียสที่มีประจุบวกซึ่งอิเล็กตรอนที่มีประจุลบเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูง ความรู้เกี่ยวกับโครงสร้างจุลภาคของสสารช่วยให้เข้าใจความแตกต่างที่มีอยู่ระหว่างรูปแบบการรวมที่แตกต่างกันได้ดีขึ้น
การเป็นตัวแทนของพิภพเล็ก: ตั้งแต่กรีกโบราณจนถึงศตวรรษที่ 17
ข้อมูลแรกเกี่ยวกับอนุภาคที่ประกอบเป็นร่างกายปรากฏในกรีกโบราณ Thinkers Democritus และ Epicurus ได้แนะนำแนวคิดดังกล่าวเป็นอะตอม พวกเขาเชื่อว่าอนุภาคที่เล็กที่สุดที่แยกไม่ได้ของสารต่าง ๆ เหล่านี้มีรูปร่างบางขนาดสามารถเคลื่อนไหวและมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน Atomistics กลายเป็นคำสอนขั้นสูงที่สุดของกรีกโบราณในช่วงเวลานั้น แต่การพัฒนาช้าลงในยุคกลาง ตั้งแต่นั้นมา นักวิทยาศาสตร์ก็ถูกกดขี่ข่มเหงจากการสอบสวนของคริสตจักรนิกายโรมันคาธอลิก ดังนั้น จวบจนปัจจุบัน ยังไม่มีแนวคิดที่ชัดเจนว่าสถานะของการรวมตัวของสสารเป็นอย่างไร หลังจากศตวรรษที่ 17 เท่านั้นนักวิทยาศาสตร์ R. Boyle, M. Lomonosov, D. D alton, A. Lavoisier ได้กำหนดบทบัญญัติของทฤษฎีอะตอม-โมเลกุล ซึ่งไม่ได้สูญเสียความสำคัญไปแม้แต่วันนี้
อะตอม โมเลกุล ไอออน เป็นอนุภาคขนาดเล็กมากของโครงสร้างของสสาร
ความก้าวหน้าครั้งสำคัญในการทำความเข้าใจพิภพเล็ก ๆ เกิดขึ้นในศตวรรษที่ 20 เมื่อกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนถูกประดิษฐ์ขึ้น เมื่อพิจารณาจากการค้นพบของนักวิทยาศาสตร์ก่อนหน้านี้ เป็นไปได้ที่จะรวบรวมภาพที่กลมกลืนกันของไมโครเวิร์ล ทฤษฎีที่อธิบายสถานะและพฤติกรรมของอนุภาคที่เล็กที่สุดของสสารนั้นค่อนข้างซับซ้อนซึ่งอยู่ในสาขาฟิสิกส์ควอนตัม เพื่อให้เข้าใจคุณลักษณะของสถานะรวมของสสารต่างๆ ก็เพียงพอแล้วที่จะรู้ชื่อและคุณสมบัติของอนุภาคโครงสร้างหลักที่สร้างสารต่างกัน
- อะตอมเป็นอนุภาคที่แบ่งแยกไม่ได้ทางเคมี เก็บรักษาไว้ในปฏิกิริยาเคมี แต่ถูกทำลายด้วยนิวเคลียร์ โลหะและสารอื่น ๆ ของโครงสร้างอะตอมมีสถานะการรวมตัวเป็นของแข็งภายใต้สภาวะปกติ
- โมเลกุลคืออนุภาคที่แตกตัวและก่อตัวขึ้นในปฏิกิริยาเคมี โครงสร้างโมเลกุลมีออกซิเจน น้ำ คาร์บอนไดออกไซด์ กำมะถัน สถานะรวมของออกซิเจน ไนโตรเจน ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ คาร์บอน ออกซิเจนภายใต้สภาวะปกติเป็นก๊าซ
- ไอออนเป็นอนุภาคที่มีประจุซึ่งอะตอมและโมเลกุลจะกลายเป็นเมื่อได้รับหรือสูญเสียอิเล็กตรอน - อนุภาคที่มีประจุลบด้วยกล้องจุลทรรศน์ เกลือหลายชนิดมีโครงสร้างเป็นไอออน เช่น เกลือแกง ธาตุเหล็ก และคอปเปอร์ซัลเฟต
มีสารที่อนุภาคถูกจัดเรียงในลักษณะที่แน่นอนในอวกาศ สั่งซื้อตำแหน่งสัมพัทธ์อะตอม ไอออน โมเลกุล เรียกว่า คริสตัลแลตทิซ โดยทั่วไปแล้วโครงผลึกไอออนิกและอะตอมเป็นแบบทั่วไปสำหรับของแข็ง โมเลกุล - สำหรับของเหลวและก๊าซ เพชรมีความแข็งสูง โครงผลึกอะตอมของมันถูกสร้างโดยอะตอมของคาร์บอน แต่กราไฟท์อ่อนยังประกอบด้วยอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีนี้ มีเพียงพวกเขาเท่านั้นที่ตั้งอยู่ในพื้นที่ที่แตกต่างกัน สถานะการรวมตัวของกำมะถันตามปกติเป็นของแข็ง แต่ที่อุณหภูมิสูง สารจะกลายเป็นของเหลวและมวลอสัณฐาน
สารในสถานะการรวมตัวที่มั่นคง
ของแข็งภายใต้สภาวะปกติจะมีปริมาตรและรูปร่าง ตัวอย่างเช่น เม็ดทราย เม็ดน้ำตาล เกลือ เศษหินหรือโลหะ ถ้าน้ำตาลถูกทำให้ร้อน สารจะเริ่มละลายกลายเป็นของเหลวสีน้ำตาลข้นหนืด หยุดความร้อน - เราได้รับของแข็งอีกครั้ง ซึ่งหมายความว่าหนึ่งในเงื่อนไขหลักสำหรับการเปลี่ยนของแข็งเป็นของเหลวคือความร้อนหรือการเพิ่มพลังงานภายในของอนุภาคของสาร สถานะของแข็งของการรวมตัวของเกลือซึ่งใช้ในอาหารสามารถเปลี่ยนแปลงได้ แต่หากต้องการละลายเกลือแกง คุณต้องใช้อุณหภูมิที่สูงกว่าการอุ่นน้ำตาล ความจริงก็คือน้ำตาลประกอบด้วยโมเลกุลและเกลือแกงประกอบด้วยไอออนที่มีประจุซึ่งดึงดูดซึ่งกันและกันมากขึ้น ของแข็งในรูปของเหลวไม่คงรูปร่างไว้เพราะตะแกรงคริสตัลแตกสลาย
สถานะของเหลวของการรวมตัวของเกลือระหว่างการหลอมละลายอธิบายได้ด้วยการแตกพันธะระหว่างไอออนในผลึก ได้รับการปล่อยตัวอนุภาคที่มีประจุที่สามารถบรรทุกประจุไฟฟ้าได้ เกลือหลอมเหลวนำไฟฟ้าและเป็นตัวนำไฟฟ้า ในอุตสาหกรรมเคมี โลหะ และวิศวกรรม ของแข็งจะถูกแปลงเป็นของเหลวเพื่อให้ได้สารประกอบใหม่จากพวกมันหรือทำให้มีรูปร่างแตกต่างกัน โลหะผสมที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย มีหลายวิธีในการได้มาซึ่งเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงในสถานะการรวมตัวของวัตถุดิบที่เป็นของแข็ง
ของเหลวเป็นหนึ่งในสถานะพื้นฐานของการรวมกลุ่ม
ถ้าคุณเทน้ำ 50 มล. ลงในขวดก้นกลม คุณจะเห็นว่าสารจะอยู่ในรูปของภาชนะเคมีทันที แต่ทันทีที่เราเทน้ำออกจากขวด ของเหลวจะกระจายไปทั่วพื้นผิวของโต๊ะทันที ปริมาตรของน้ำจะยังคงเท่าเดิม - 50 มล. และรูปร่างจะเปลี่ยนไป ลักษณะเหล่านี้เป็นลักษณะเฉพาะของรูปของเหลวของการมีอยู่ของสสาร ของเหลวเป็นสารอินทรีย์หลายชนิด: แอลกอฮอล์ น้ำมันพืช กรด
นมเป็นอิมัลชัน เช่น ของเหลวที่มีไขมันเป็นหยดๆ แร่ธาตุเหลวที่มีประโยชน์คือน้ำมัน สกัดจากบ่อน้ำโดยใช้แท่นขุดเจาะบนบกและในมหาสมุทร น้ำทะเลยังเป็นวัตถุดิบสำหรับอุตสาหกรรมอีกด้วย ความแตกต่างจากน้ำจืดของแม่น้ำและทะเลสาบอยู่ที่เนื้อหาของสารที่ละลาย ซึ่งส่วนใหญ่เป็นเกลือ ในระหว่างการระเหยจากพื้นผิวของแหล่งน้ำ มีเพียง H2O โมเลกุลเท่านั้นที่ผ่านเข้าสู่สถานะไอ ตัวถูกละลายยังคงอยู่ วิธีการได้สารที่มีประโยชน์จากน้ำทะเลและวิธีการทำให้บริสุทธิ์นั้นขึ้นอยู่กับคุณสมบัตินี้
เมื่อไรการกำจัดเกลืออย่างสมบูรณ์ได้น้ำกลั่น เดือดที่ 100 ° C และแช่แข็งที่ 0 ° C น้ำเกลือเดือดและกลายเป็นน้ำแข็งที่อุณหภูมิต่างกัน ตัวอย่างเช่น น้ำในมหาสมุทรอาร์กติกกลายเป็นน้ำแข็งที่อุณหภูมิพื้นผิว 2°C
สถานะรวมของปรอทภายใต้สภาวะปกติคือของเหลว โลหะสีเทาเงินนี้มักจะเต็มไปด้วยเทอร์โมมิเตอร์ทางการแพทย์ เมื่อถูกความร้อนคอลัมน์ของปรอทจะเพิ่มขึ้นตามมาตราส่วนสารจะขยายตัว เหตุใดเทอร์โมมิเตอร์แบบสตรีทจึงใช้แอลกอฮอล์ย้อมสีแดงและไม่ใช้ปรอท สิ่งนี้อธิบายได้จากคุณสมบัติของโลหะเหลว ที่อุณหภูมิ 30 องศา สถานะรวมของปรอทจะเปลี่ยนไป สารจะกลายเป็นของแข็ง
ถ้าเทอร์โมมิเตอร์ทางการแพทย์แตกและปรอทหกออกมา ถือลูกบอลเงินด้วยมือของคุณอันตราย เป็นอันตรายเมื่อสูดดมไอปรอท สารนี้เป็นพิษมาก เด็กในกรณีนี้ควรขอความช่วยเหลือจากพ่อแม่ผู้ใหญ่
สถานะแก๊ส
ก๊าซไม่สามารถรักษาปริมาตรหรือรูปร่างได้ เติมออกซิเจนให้เต็มขวด (สูตรเคมีคือ O2) ทันทีที่เราเปิดขวด โมเลกุลของสารจะเริ่มผสมกับอากาศในห้อง นี่เป็นเพราะการเคลื่อนที่แบบบราวเนียน แม้แต่นักวิทยาศาสตร์ชาวกรีกโบราณ Democritus ก็ยังเชื่อว่าอนุภาคของสสารมีการเคลื่อนที่ตลอดเวลา ในของแข็ง ภายใต้สภาวะปกติ อะตอม โมเลกุล ไอออน ไม่มีโอกาสที่จะออกจากผลึกขัดแตะ เพื่อปลดปล่อยตัวเองจากพันธะกับอนุภาคอื่นๆ เป็นไปได้ก็ต่อเมื่อพลังงานจำนวนมากจากภายนอก
ในของเหลว ระยะห่างระหว่างอนุภาคจะมากกว่าของแข็งเล็กน้อย พวกมันต้องการพลังงานน้อยกว่าในการทำลายพันธะระหว่างโมเลกุล ตัวอย่างเช่น สถานะการรวมตัวของของเหลวของออกซิเจนจะสังเกตได้ก็ต่อเมื่ออุณหภูมิของแก๊สลดลงถึง -183 °C เท่านั้น ที่อุณหภูมิ −223 °C O2 ก่อตัวเป็นของแข็ง เมื่ออุณหภูมิสูงกว่าค่าที่กำหนด ออกซิเจนจะกลายเป็นก๊าซ อยู่ในรูปแบบนี้ว่าอยู่ภายใต้สภาวะปกติ ที่สถานประกอบการอุตสาหกรรม มีการติดตั้งพิเศษสำหรับแยกอากาศในบรรยากาศและรับไนโตรเจนและออกซิเจนจากอากาศ ขั้นแรกให้อากาศเย็นลงและทำให้เป็นของเหลว จากนั้นอุณหภูมิจะค่อยๆ เพิ่มขึ้น ไนโตรเจนและออกซิเจนกลายเป็นก๊าซภายใต้สภาวะต่างๆ
ชั้นบรรยากาศของโลกประกอบด้วยออกซิเจน 21% และไนโตรเจน 78% โดยปริมาตร ในรูปของเหลว สารเหล่านี้ไม่พบในซองก๊าซของโลก ออกซิเจนเหลวมีสีฟ้าอ่อนและบรรจุด้วยความดันสูงลงในกระบอกสูบเพื่อใช้ในสถานพยาบาล ในอุตสาหกรรมและการก่อสร้าง ก๊าซเหลวมีความจำเป็นสำหรับหลายกระบวนการ ออกซิเจนเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการเชื่อมแก๊สและการตัดโลหะ ในวิชาเคมี - สำหรับปฏิกิริยาออกซิเดชันของสารอนินทรีย์และอินทรีย์ หากคุณเปิดวาล์วถังอ็อกซิเจน แรงดันจะลดลง ของเหลวจะกลายเป็นแก๊ส
โพรเพนเหลว มีเทน และบิวเทนใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านพลังงาน การขนส่ง อุตสาหกรรม และกิจกรรมในครัวเรือน สารเหล่านี้ได้มาจากก๊าซธรรมชาติหรือโดยการแตกร้าว(การแยกส่วน) ของน้ำมันดิบ ส่วนผสมของของเหลวและก๊าซคาร์บอนมีบทบาทสำคัญในระบบเศรษฐกิจของหลายประเทศ แต่ปริมาณสำรองน้ำมันและก๊าซธรรมชาติหมดลงอย่างรุนแรง นักวิทยาศาสตร์ระบุว่าวัตถุดิบจะมีอายุ 100-120 ปี แหล่งพลังงานทางเลือกคือการไหลของอากาศ (ลม) แม่น้ำที่ไหลเร็ว กระแสน้ำบนชายฝั่งทะเลและมหาสมุทรถูกใช้เพื่อดำเนินการโรงไฟฟ้า
ออกซิเจนก็เหมือนกับก๊าซอื่นๆ ที่สามารถอยู่ในสถานะการรวมตัวที่สี่ซึ่งเป็นตัวแทนของพลาสมา การเปลี่ยนแปลงที่ผิดปกติจากสถานะของแข็งไปเป็นสถานะก๊าซเป็นลักษณะเฉพาะของผลึกไอโอดีน สารสีม่วงเข้มผ่านการระเหิด - กลายเป็นก๊าซ โดยผ่านสถานะของเหลว
การเปลี่ยนจากรูปแบบรวมหนึ่งไปสู่อีกรูปแบบหนึ่งดำเนินการอย่างไร
การเปลี่ยนแปลงในสถานะรวมของสารไม่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงทางเคมี นี่คือปรากฏการณ์ทางกายภาพ เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ของแข็งจำนวนมากจะละลายและกลายเป็นของเหลว อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นอีกอาจนำไปสู่การระเหย กล่าวคือ สถานะก๊าซของสาร ในธรรมชาติและเศรษฐกิจ การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวเป็นลักษณะเฉพาะของสารหลักชนิดหนึ่งบนโลก น้ำแข็ง ของเหลว ไอน้ำ คือสถานะของน้ำภายใต้สภาวะภายนอกที่แตกต่างกัน สารประกอบเหมือนกัน สูตรของมันคือ H2O ที่อุณหภูมิ 0 ° C และต่ำกว่าค่านี้น้ำจะตกผลึกนั่นคือกลายเป็นน้ำแข็ง เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ผลึกที่เกิดจะถูกทำลาย - น้ำแข็งละลาย ได้น้ำของเหลวอีกครั้ง เมื่อถูกความร้อนจะเกิดไอน้ำ การระเหย -การเปลี่ยนแปลงของน้ำเป็นก๊าซ - ไปได้แม้ที่อุณหภูมิต่ำ ตัวอย่างเช่น แอ่งน้ำที่แช่แข็งจะค่อยๆ หายไปเพราะน้ำระเหยไป แม้ในสภาพอากาศที่หนาวจัด เสื้อผ้าที่เปียกจะแห้ง แต่กระบวนการนี้ใช้เวลานานกว่าในวันที่อากาศร้อน
การเปลี่ยนแปลงของน้ำจากสถานะหนึ่งไปยังอีกสถานะหนึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อธรรมชาติของโลก ปรากฏการณ์บรรยากาศ ภูมิอากาศ และสภาพอากาศเกี่ยวข้องกับการระเหยของน้ำจากพื้นผิวมหาสมุทร การถ่ายเทความชื้นในรูปของเมฆและหมอกสู่พื้นดิน ปริมาณน้ำฝน (ฝน หิมะ ลูกเห็บ) ปรากฏการณ์เหล่านี้เป็นพื้นฐานของวัฏจักรของน้ำของโลกในธรรมชาติ
สถานะรวมของกำมะถันเปลี่ยนแปลงอย่างไร
ภายใต้สภาวะปกติ กำมะถันจะมีลักษณะเป็นผลึกเป็นมันเงาหรือเป็นผงสีเหลืองอ่อน กล่าวคือ เป็นของแข็ง สถานะรวมของกำมะถันจะเปลี่ยนแปลงเมื่อถูกความร้อน อย่างแรก เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นถึง 190 ° C สารสีเหลืองจะละลายกลายเป็นของเหลวเคลื่อนที่
ถ้าคุณเทกำมะถันเหลวลงในน้ำเย็นอย่างรวดเร็ว คุณจะได้มวลอสัณฐานสีน้ำตาล ด้วยความร้อนที่เพิ่มขึ้นของกำมะถันละลาย มันจะมีความหนืดและมืดมากขึ้นเรื่อยๆ ที่อุณหภูมิสูงกว่า 300 ° C สถานะของการรวมตัวของกำมะถันจะเปลี่ยนไปอีกครั้ง สารได้รับคุณสมบัติของของเหลวจะกลายเป็นมือถือ การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้เกิดขึ้นเนื่องจากความสามารถของอะตอมขององค์ประกอบในการสร้างสายโซ่ที่มีความยาวต่างกัน
ทำไมสารจึงมีสถานะทางกายภาพต่างกัน
สถานะการรวมตัวของกำมะถัน - สารธรรมดา - เป็นของแข็งภายใต้สภาวะปกติ ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ - แก๊ส, กรดซัลฟิวริก -ของเหลวมันหนักกว่าน้ำ ไม่ระเหยง่าย ไม่เหมือนกับกรดไฮโดรคลอริกและไนตริก โมเลกุลไม่ระเหยออกจากผิว สถานะของการรวมตัวของพลาสติกกำมะถันซึ่งได้มาจากผลึกความร้อนคืออะไร
ในรูปแบบอสัณฐาน สารมีโครงสร้างเป็นของเหลว มีความลื่นไหลเล็กน้อย แต่พลาสติกกำมะถันยังคงรักษารูปร่างไว้ (เป็นของแข็ง) มีผลึกเหลวที่มีคุณสมบัติเฉพาะหลายอย่างของของแข็ง ดังนั้น สถานะของสสารภายใต้สภาวะต่างๆ จึงขึ้นอยู่กับธรรมชาติ อุณหภูมิ ความดัน และสภาวะภายนอกอื่นๆ
ลักษณะโครงสร้างของของแข็งคืออะไร
ความแตกต่างที่มีอยู่ระหว่างสถานะมวลรวมพื้นฐานของสสารนั้นอธิบายได้จากปฏิกิริยาระหว่างอะตอม ไอออน และโมเลกุล ตัวอย่างเช่น เหตุใดสถานะมวลรวมที่เป็นของแข็งของสสารจึงนำไปสู่ความสามารถของวัตถุในการรักษาปริมาตรและรูปร่าง ในโครงผลึกของโลหะหรือเกลือ อนุภาคโครงสร้างจะถูกดึงดูดเข้าหากัน ในโลหะ ไอออนที่มีประจุบวกทำปฏิกิริยากับสิ่งที่เรียกว่า "แก๊สอิเล็กตรอน" ซึ่งก็คือการสะสมของอิเล็กตรอนอิสระในชิ้นส่วนของโลหะ ผลึกเกลือเกิดขึ้นเนื่องจากการดึงดูดของอนุภาคที่มีประจุตรงข้าม - ไอออน ระยะห่างระหว่างหน่วยโครงสร้างข้างต้นของของแข็งนั้นเล็กกว่าขนาดของอนุภาคเองมาก ในกรณีนี้ แรงดึงดูดจากไฟฟ้าสถิตจะทำหน้าที่ ให้กำลัง และแรงผลักไม่แรงพอ
เพื่อทำลายสถานะของแข็งของการรวมตัวของสสาร มันเป็นสิ่งจำเป็นใช้ความพยายาม โลหะ เกลือ ผลึกปรมาณู หลอมละลายที่อุณหภูมิสูงมาก ตัวอย่างเช่น เหล็กกลายเป็นของเหลวที่อุณหภูมิสูงกว่า 1538 °C ทังสเตนเป็นวัสดุทนไฟและใช้สำหรับทำหลอดไส้สำหรับหลอดไฟ มีโลหะผสมที่กลายเป็นของเหลวที่อุณหภูมิสูงกว่า 3000 °C หินและแร่ธาตุหลายชนิดบนโลกมีสถานะเป็นของแข็ง วัตถุดิบนี้สกัดด้วยความช่วยเหลือของอุปกรณ์ในเหมืองและเหมืองหิน
ในการแยกไอออนออกจากคริสตัลแม้แต่ตัวเดียว ก็จำเป็นต้องใช้พลังงานจำนวนมาก แต่ท้ายที่สุด มันก็เพียงพอแล้วที่จะละลายเกลือในน้ำเพื่อให้ตะแกรงผลึกสลายตัว! ปรากฏการณ์นี้อธิบายได้จากคุณสมบัติอันน่าทึ่งของน้ำในฐานะตัวทำละลายแบบมีขั้ว H2O โมเลกุลทำปฏิกิริยากับเกลือไอออน ทำลายพันธะเคมีระหว่างพวกมัน ดังนั้น การละลายจึงไม่ใช่การผสมสารต่างๆ อย่างง่าย แต่เป็นปฏิกิริยาระหว่างกันทางกายภาพและทางเคมี
โมเลกุลของของเหลวมีปฏิกิริยาอย่างไร
น้ำสามารถเป็นของเหลว ของแข็ง และก๊าซ (ไอน้ำ) เหล่านี้เป็นสถานะหลักของการรวมตัวภายใต้สภาวะปกติ โมเลกุลของน้ำประกอบด้วยออกซิเจน 1 อะตอม โดยมีไฮโดรเจน 2 อะตอมเกาะติดกัน มีการโพลาไรซ์ของพันธะเคมีในโมเลกุล ประจุลบบางส่วนปรากฏบนอะตอมออกซิเจน ไฮโดรเจนจะกลายเป็นขั้วบวกในโมเลกุลและถูกดึงดูดไปยังอะตอมออกซิเจนของอีกโมเลกุลหนึ่ง แรงที่อ่อนแอนี้เรียกว่า "พันธะไฮโดรเจน"
สถานะของเหลวของลักษณะการรวมตัวระยะห่างระหว่างอนุภาคโครงสร้างเทียบเคียงกับขนาด แรงดึงดูดมีอยู่แต่อ่อน ดังนั้นน้ำจึงไม่คงรูปร่างไว้ การกลายเป็นไอเกิดขึ้นเนื่องจากการทำลายพันธะซึ่งเกิดขึ้นบนพื้นผิวของของเหลวแม้ที่อุณหภูมิห้อง
มีปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลในก๊าซหรือไม่
สถานะก๊าซของสสารแตกต่างจากของเหลวและของแข็งในพารามิเตอร์จำนวนหนึ่ง มีช่องว่างขนาดใหญ่ระหว่างอนุภาคโครงสร้างของก๊าซ ซึ่งใหญ่กว่าขนาดของโมเลกุลมาก ในกรณีนี้ แรงดึงดูดจะไม่ทำงานเลย สถานะของการรวมตัวของก๊าซเป็นลักษณะของสารที่มีอยู่ในอากาศ: ไนโตรเจน ออกซิเจน คาร์บอนไดออกไซด์ ในภาพด้านล่าง ลูกบาศก์แรกเต็มไปด้วยแก๊ส ก้อนที่สองเต็มไปด้วยของเหลว และก้อนที่สามเต็มไปด้วยของแข็ง
ของเหลวหลายชนิดระเหยง่าย โมเลกุลของสารจะแตกออกจากพื้นผิวและผ่านขึ้นไปในอากาศ ตัวอย่างเช่น หากคุณนำสำลีก้านจุ่มแอมโมเนียมาเปิดขวดกรดไฮโดรคลอริก ควันสีขาวจะปรากฏขึ้น ในอากาศเกิดปฏิกิริยาเคมีระหว่างกรดไฮโดรคลอริกกับแอมโมเนีย ได้แอมโมเนียมคลอไรด์ สารนี้อยู่ในสถานะใด อนุภาคของมันซึ่งก่อตัวเป็นควันขาวเป็นผลึกเกลือที่เล็กที่สุด การทดลองนี้ต้องทำภายใต้ตู้ดูดควัน สารเป็นพิษ
สรุป
สภาพการรวมตัวของก๊าซได้รับการศึกษาโดยนักฟิสิกส์และนักเคมีที่โดดเด่นหลายคน: Avogadro, Boyle, Gay-Lussac,ไคลเปรอง, เมนเดเลเยฟ, เลอ ชาเตอลิเยร์ นักวิทยาศาสตร์ได้กำหนดกฎหมายที่อธิบายพฤติกรรมของสารก๊าซในปฏิกิริยาเคมีเมื่อสภาวะภายนอกเปลี่ยนแปลง กฎเกณฑ์ที่เปิดกว้างไม่เพียงแต่เข้าตำราเรียนฟิสิกส์และเคมีของโรงเรียนและมหาวิทยาลัยเท่านั้น อุตสาหกรรมเคมีจำนวนมากอาศัยความรู้เกี่ยวกับพฤติกรรมและคุณสมบัติของสารในสถานะรวมที่แตกต่างกัน