Materiaalien yhdistämisen viisi valtiota



aineen yhdistymisen tilat ne liittyvät siihen, että se voi esiintyä eri tiloissa riippuen sen muodostavien molekyylien tiheydestä. Fysiikan tiede on vastuussa aineen ja energian luonteen ja ominaisuuksien tutkimisesta maailmankaikkeudessa.

Aineen käsite määritellään kaikkeen, joka muodostaa maailmankaikkeuden (atomit, molekyylit ja ionit), joka muodostaa kaikki olemassa olevat fyysiset rakenteet. Perinteiset tieteelliset tutkimukset antoivat valmiiksi kootut tilanteet kuin ne, jotka on esitetty kolmessa tunnetussa: kiinteä, nestemäinen tai kaasumainen.

Kuitenkin on vielä kaksi vaihetta, jotka on määritetty viime aikoina, jolloin ne voidaan luokitella sellaisiksi ja lisätä ne kolmeen alkuperäiseen tilaan (ns. Plasma ja Bose-Einsteinin kondensaatti)..

Nämä edustavat harvinaisempia aineita kuin perinteiset aineet, mutta oikeissa olosuhteissa osoittavat luonteenomaiset ja riittävän ainutlaatuiset ominaisuudet, jotka luokitellaan aggregaatiotilaksi.

indeksi

  • 1 valtiot, joissa aine on yhdistetty
    • 1.1 Kiinteä
    • 1.2 Nestemäinen
    • 1.3 Kaasu
    • 1.4 Plasma
    • 1.5 Bose-Einsteinin kondensaatti
  • 2 Viitteet

Aineen yhdistäminen

vankka

Kun puhumme aineesta kiinteässä tilassa, se voidaan määritellä sellaiseksi, jossa ne muodostavat molekyylit yhdistyvät kompakti muotoon, jolloin niiden välissä on hyvin vähän tilaa ja että ne muodostavat jäykän merkin saman rakenteen suhteen..

Tällä tavoin tämän aggregaatin tilassa olevat materiaalit eivät virrata vapaasti (kuten nesteitä) tai laajenevat volumetrisesti (kuten kaasut), ja eri sovelluksia varten niitä pidetään kokoonpuristumattomina aineina.

Lisäksi niissä voi olla kiteisiä rakenteita, jotka on järjestetty järjestyksessä ja säännöllisesti tai epäsäännöllisesti ja epäsäännöllisesti, kuten amorfiset rakenteet.

Tässä mielessä kiinteät aineet eivät välttämättä ole rakenteeltaan homogeenisia, koska ne pystyvät löytämään ne, jotka ovat kemiallisesti heterogeenisiä. Niillä on kyky mennä suoraan nestemäiseen tilaan fuusioprosessissa sekä siirtyä kaasumaiseen sublimaatioon.

Kiintoaineiden tyypit

Kiinteät materiaalit jaetaan useisiin luokituksiin:

Metallit: ne ovat vahvoja ja tiheitä kiintoaineita, jotka lisäksi ovat yleensä erinomaisia ​​sähkönjohtajia (vapaiden elektroniensa) ja lämmön (lämmönjohtavuutensa ansiosta). Ne muodostavat suuren osan elementtien jaksollisesta taulukosta, ja ne voidaan yhdistää toisen metallin tai ei-metallin kanssa seosten muodostamiseksi. Kyseisen metallin mukaan ne ovat luonnollisesti tai keinotekoisesti tuotettuja.

mineraalit

Ovatko nämä kiinteät aineet luonnollisesti korkean paineen alaisissa geologisissa prosesseissa.

Mineraalit luetteloidaan siten, että niiden kiteinen rakenne on yhdenmukainen ja että ne vaihtelevat suuresti tyypin mukaan niiden materiaalien mukaan, joista he puhuvat, ja niiden alkuperästä. Tämäntyyppinen kiinteä aine on hyvin yleistä koko maapallolla.

keramiikka

Ne ovat kiinteitä aineita, jotka on muodostettu epäorgaanisista ja ei-metallisista aineista tyypillisesti lämmön avulla ja joilla on kiteisiä tai puolikiteisiä rakenteita..

Tämäntyyppisen materiaalin erikoisuus on se, että se voi hajottaa korkeita lämpötiloja, vaikutuksia ja voimaa, mikä tekee siitä erinomaisen komponentin kehittyneille ilmailu-, elektroniikka- ja jopa sotilaallisille teknologioille..

Orgaaniset kiinteät aineet

Ne ovat niitä kiinteitä aineita, jotka koostuvat pääasiassa hiiltä ja vetyä sisältävistä elementeistä ja jotka voivat myös rakentaa typen, hapen, fosforin, rikin tai halogeenien molekyylejä niiden rakenteessa.

Nämä aineet vaihtelevat suuresti, kun havaitaan materiaaleja, jotka vaihtelevat luonnollisista ja keinotekoisista polymeereistä hiilivetyistä peräisin olevaan parafiinivahaan..

Komposiittimateriaalit

Ovatko ne suhteellisen moderneja materiaaleja, jotka on kehitetty liittämällä kaksi tai useampia kiinteitä aineita, luoden uuden aineen, jolla on kunkin komponentin ominaisuudet, hyödyntämällä näiden ominaisuuksia alkuperäistä parempaan materiaaliin. Esimerkkejä näistä ovat teräsbetoni ja komposiittipuu.

Puolijohteet

Ne on nimetty niiden kestävyydestä ja sähkönjohtavuudesta, joka asettaa ne metallijohtimien ja ei-metallisten induktorien välille. Niitä käytetään usein nykyaikaisen elektroniikan alalla ja kerätä aurinkoenergiaa.

nanomateriaalit

Ne ovat kiinteitä mikroskooppisia ulottuvuuksia, jotka tuottavat sellaisia ​​ominaisuuksia, jotka eroavat suuremmasta versiosta. He löytävät sovelluksia tieteen ja teknologian erityisaloilla, kuten energian varastoinnin alalla.

biomateriaalit

Ne ovat luonnollisia ja biologisia materiaaleja, joilla on monimutkaisia ​​ja ainutlaatuisia ominaisuuksia, jotka poikkeavat kaikista muista kiinteistä aineista niiden alkuperästä, joka on saatu miljoonien vuosien kehityksestä. Ne koostuvat erilaisista orgaanisista elementeistä, ja ne voidaan muodostaa ja uudistaa niiden omien ominaisuuksien mukaan.

neste

Sitä kutsutaan nestemäiseksi tähän asiaan, joka on lähes kokoonpuristumattomassa tilassa, joka vie sen säiliön tilavuuden, jossa se sijaitsee.

Toisin kuin kiinteät aineet, nesteet kulkevat vapaasti pinnan läpi, jossa ne sijaitsevat, mutta ne eivät laajenna volumetrisesti samankaltaisia ​​kaasuja; tästä syystä ne säilyttävät käytännöllisesti katsoen vakion tiheyden. Niillä on myös kyky märkää tai kostuttaa kosketuspinnat pintajännityksen vuoksi.

Nesteitä ohjaa viskositeetti, joka mittaa saman vastuksen muodonmuutokseen leikkaamalla tai liikkumalla.

Viskositeettia ja muodonmuutosta koskevan käyttäytymisensä mukaan nesteet voidaan luokitella Newtonin ja ei-Newtonin nesteisiin, vaikka tätä artikkelia ei käsitellä yksityiskohtaisesti..

On tärkeää huomata, että normaaleissa olosuhteissa on vain kaksi elementtiä, jotka ovat tässä aggregaatiotilassa: bromi ja elohopea, cesium, gallium, francium ja rubidium voivat myös helposti päästä nestemäiseen tilaan riittävissä olosuhteissa.

Ne voivat mennä kiinteään tilaan jähmettymisprosessilla, ja ne voidaan muuntaa kaasuiksi kiehumisella.

Nesteiden tyypit

Rakenteensa mukaan nesteet jaetaan viiteen tyyppiin:

liuottimet

Edustavat kaikkia niitä yleisiä ja ei-tavallisia nesteitä, joiden rakenteessa on vain yksi molekyylityyppi, liuottimia ovat ne aineet, joita käytetään liuottamaan kiinteitä aineita ja muita nesteitä sisältäen uusia nestemuotoja..

ratkaisut

Ovatko nämä nesteet homogeenisen seoksen muodossa, joka on muodostettu liuenneen aineen ja liuottimen yhdistelmällä, liuenneena aineena olla kiinteä tai muu neste.

emulsiot

Ne on esitetty sellaisina nesteinä, jotka on muodostettu kahden tyypillisesti sekoittumattoman nesteen seoksella. Niitä pidetään nesteenä, joka on suspendoitu toiseen toiseen palloon, ja se löytyy W / O: sta (vesi öljyssä) tai O / W (öljy vedessä) niiden rakenteesta riippuen..

suspensiot

Suspensiot ovat niitä nesteitä, joissa on kiinteitä hiukkasia suspendoituna liuottimeen. Ne voidaan muodostaa luonnossa, mutta niitä esiintyy yleisemmin lääkealalla.

aerosolit

Ne muodostetaan, kun kaasua johdetaan nesteen läpi ja ensimmäinen dispergoidaan toiseen. Nämä aineet ovat nestemäisiä ja kaasumaisia ​​molekyylejä, ja ne voidaan erottaa lämpötilan nousulla.

kaasu

Sitä pidetään kaasuna kyseiseen kokoonpuristuvan aineen tilaan, jossa molekyylit erotetaan ja dispergoituvat huomattavasti, ja joissa nämä laajenevat täyttääkseen säiliön tilavuuden, jossa ne sisältyvät.

Lisäksi on olemassa useita elementtejä, jotka ovat luonnollisesti kaasumaisessa tilassa ja voivat sitoutua muihin aineisiin kaasuseosten muodostamiseksi.

Kaasut voidaan muuntaa suoraan nesteiksi kondensoitumisprosessilla ja kiintoaineiksi epätavallisella kerrostumisprosessilla. Lisäksi ne voidaan lämmittää erittäin korkeisiin lämpötiloihin tai siirtää voimakkaan sähkömagneettisen kentän läpi niiden ionisoimiseksi, muuntamalla ne plasmaksi.

Kun otetaan huomioon sen monimutkainen luonne ja epävakaus ympäristöolosuhteiden mukaan, kaasujen ominaisuudet voivat vaihdella paineen ja lämpötilan mukaan, jossa ne ovat, joten joskus ne toimivat kaasujen kanssa olettaen, että ne ovat "ihanteellisia"..

Kaasutyypit

Rakenteen ja alkuperän mukaan on olemassa kolmenlaisia ​​kaasuja, joita kuvataan seuraavassa:

Luonnolliset elementaalit

Ne on määritelty kaikille niille elementeille, jotka ovat luonteeltaan ja normaaleissa olosuhteissa kaasumaassa ja joita havaitaan maapallolla sekä muilla planeeteilla.

Tässä tapauksessa esimerkkinä voidaan mainita happi, vety, typpi ja jalokaasut sekä kloori ja fluori..

Luonnolliset yhdisteet

Ne ovat kaasuja, jotka muodostuvat luonnossa biologisilla prosesseilla ja jotka on tehty kahdesta tai useammasta elementistä. Ne muodostuvat yleensä vedystä, hapesta ja typestä, vaikka hyvin harvoissa tapauksissa ne voidaan muodostaa myös jalokaasuilla.

keinotekoinen

Ovatko ihmisen luonnollisista yhdisteistä synnyttämät kaasut kehitetty vastaamaan tämän tarpeita. Tietyt keinotekoiset kaasut, kuten kloorifluorihiilivedyt, anestesiaaineet ja sterilointilaitteet, voivat olla myrkyllisempiä tai epäpuhtaampia kuin aiemmin ajatteltiin, joten on olemassa määräyksiä niiden massiivisen käytön rajoittamiseksi.

plasma

Tämä aineen aggregaation tila kuvattiin ensin 1920-luvulla ja sille on tunnusomaista se, ettei se ole olemassa maan pinnalla.

Se näyttää vain silloin, kun neutraali kaasu edellyttää melko voimakas sähkömagneettinen kenttä, joka muodostaa eräänlaisen ionisoitua kaasua, joka on erittäin johtavaa sähkön, ja on myös riittävän erilaisia ​​muiden aggregaatiotilojen ansaitsee oman luokittelua tila.

Tämän tilan aine voidaan deionisoida uudelleen kaasuksi, mutta se on monimutkainen prosessi, joka vaatii äärimmäisiä olosuhteita.

Oletetaan, että plasma edustaa maailmankaikkeuden runsainta tilaa; nämä perustelut perustuvat ns. "tumman aineen" olemassaoloon, jota kvanttifyysikot ovat ehdottaneet selittääkseen avaruudessa esiintyviä gravitaatioilmiöitä.

Plasman tyypit

Plasmatyyppejä on kolme, jotka luokitellaan vain niiden alkuperän mukaan; tämä tapahtuu jopa saman luokituksen sisällä, koska plasmat ovat hyvin erilaiset niiden välillä ja tietämättä yksi ei riitä kaikkien tuntemiseen.

keinotekoinen

Se on, että ihmisen aiheuttamat plasma, kuten ne, jotka löytyvät näytöt, loisteputket ja neon merkkejä, ja raketti ohjauspotkureita.

maa-

Se on plasmaa, joka muodostuu jossain muodossa tai toisella maapallolla, mikä tekee selväksi, että se tapahtuu pääasiassa ilmakehässä tai muissa vastaavissa ympäristöissä ja että se ei esiinny pinnalla. Sisältää salaman, polaarisen tuulen, ionosfäärin ja magnetosfäärin.

tila

Se on se, että plasmassa havaitaan avaruudessa, muodostaen eri kokoisia rakenteita, jotka vaihtelevat muutamasta metristä valovuosien valtaviin laajennuksiin.

Tämä plasma havaitaan tähtien (myös meidän su) aurinkotuulen, tähtienvälinen ja tähtienvälinen keskisuurten sekä tähtienvälisen sumuja.

Bose-Einsteinin kondensaatti

Bose-Einsteinin kondensaatti on suhteellisen uusi käsite. Se on peräisin vuonna 1924, jolloin fyysikot Albert Einstein ja Satyendra Nath Bose ennustivat sen olemassaoloa yleisesti.

Tämä olomuoto on kuvattu elementtihiukkasten laimennetun-hiukkasten bosonit tai komposiitti liittyvän energia-kuljettavat kaasua, joka on jäähdytetty lämpötila on lähellä absoluuttista nollapistettä (-273,15 K).

Näissä olosuhteissa komponenttien bosonit lauhde siirtää sen vähintään kvanttitilan, jolloin ominaisuudet ainutlaatuinen ja erityisesti mikroskooppisen ilmiöitä, jotka erilliset kaasujen normaali.

B-E-kondensaatin molekyylit osoittavat suprajohtavuusominaisuuksia; toisin sanoen sähkövastusta ei ole. Niissä voi myös olla superfluidin ominaisuuksia, mikä tekee aineesta viskositeetin nolla, joten se voi virrata ilman kineettisen energian menetystä kitkan avulla.

Tämän tilan epävakauden ja lyhyen olemassaolon vuoksi näiden tyyppisten yhdisteiden mahdollisia käyttötarkoituksia tutkitaan edelleen..

Siksi lisäksi käytetään tutkimuksissa, joissa hän yritti hidastaa valon nopeutta, ole saanut monia sovelluksia tämäntyyppiselle ainetta. On kuitenkin olemassa merkkejä, jotka voivat auttaa ihmiskuntaa monin tulevaisuudessa rooleissa.

viittaukset

  1. BBC. (N.D.). Valtiot. Haettu osoitteesta bbc.com
  2. Learning, L. (s.f.). Aineen luokitus. Haettu osoitteesta courses.lumenlearning.com
  3. LiveScience. (N.D.). Valtiot. Haettu osoitteesta livescience.com
  4. University, P. (s.f.). Valtiot. Haettu osoitteesta chem.purdue.edu
  5. Wikipedia. (N.D.). Valtion tila. Haettu osoitteesta en.wikipedia.org