गैसीय, तरल और ठोस निकायों के गुण और संरचना। ठोस निकायों की संरचना का मॉडल

एक ठोस पदार्थ के एकत्रीकरण की एक अवस्था है, जो कि रूप की स्थिरता और परमाणुओं की गति की प्रकृति की विशेषता है, जो संतुलन की स्थिति के आसपास छोटे कंपन करते हैं।

बाहरी प्रभावों की अनुपस्थिति में, एक ठोस शरीर अपने आकार और मात्रा को बरकरार रखता है।

यह इस तथ्य से समझाया गया है कि परमाणुओं (या अणुओं) के बीच का आकर्षण उनके लिए तरल पदार्थ (और इससे भी अधिक गैसों के लिए) की तुलना में अधिक है। यह परमाणुओं को उनकी साम्यावस्था के निकट रखने के लिए पर्याप्त है।

बर्फ, नमक, हीरा, धातु जैसे अधिकांश ठोस पदार्थों के अणु या परमाणु एक निश्चित क्रम में व्यवस्थित होते हैं। ऐसे ठोस कहलाते हैं क्रिस्टलीय . यद्यपि इन पिंडों के कण गति में हैं, ये गति कुछ बिंदुओं (संतुलन स्थिति) के आसपास दोलन हैं। कण इन बिंदुओं से दूर नहीं जा सकते, इसलिए ठोस अपना आकार और आयतन बनाए रखता है।

इसके अलावा, तरल पदार्थों के विपरीत, एक ठोस के परमाणुओं या आयनों के संतुलन के बिंदु, जुड़े होने के कारण, एक नियमित स्थानिक जाली के शीर्षों पर स्थित होते हैं, जिसे कहा जाता है क्रिस्टलीय

संतुलन की वह स्थिति जिसके सापेक्ष कणों का ऊष्मीय कंपन होता है, कहलाती है समुद्री मील क्रिस्टल लैटिस.

मोनोक्रिस्टल- एक ठोस पिंड, जिसके कण एकल क्रिस्टल जाली (एकल क्रिस्टल) बनाते हैं।

एकल क्रिस्टल के मुख्य गुणों में से एक, जिसमें वे तरल और गैसों से भिन्न होते हैं, है असमदिग्वर्ती होने की दशाउनके भौतिक गुण। नीचे अनिसोट्रॉपी को क्रिस्टल में दिशा पर भौतिक गुणों की निर्भरता के रूप में समझा जाता है . अनिसोट्रोपिक हैं यांत्रिक विशेषताएं(उदाहरण के लिए, यह ज्ञात है कि अभ्रक एक दिशा में परिसीमन करना आसान है और बहुत कठिन है - एक लंबवत में), विद्युत गुण (कई क्रिस्टल की विद्युत चालकता दिशा पर निर्भर करती है), ऑप्टिकल गुण (बायरफ्रींग की घटना, और द्वैतवाद - अवशोषण अनिसोट्रॉपी; उदाहरण के लिए, टूमलाइन का एक एकल क्रिस्टल अलग-अलग रंगों में "चित्रित" होता है - हरा और भूरा, इस पर निर्भर करता है कि आप इसे किस तरफ से देखते हैं)।

पॉलीक्रिस्टल- एक ठोस शरीर जिसमें बेतरतीब ढंग से उन्मुख एकल क्रिस्टल होते हैं। रोजमर्रा की जिंदगी में हम जिन ठोस पदार्थों से निपटते हैं उनमें से अधिकांश पॉलीक्रिस्टलाइन हैं - नमक, चीनी, विभिन्न हार्डवेयर. इंटरग्रोन माइक्रोक्रिस्टल्स का यादृच्छिक अभिविन्यास जिसमें वे बने होते हैं, गुणों के अनिसोट्रॉपी के गायब होने की ओर जाता है।

क्रिस्टलीय पिंडों का एक निश्चित गलनांक होता है।

अनाकार निकायों।क्रिस्टलीय के अलावा, अनाकार निकायों को ठोस भी कहा जाता है। ग्रीक में अनाकार का अर्थ है "निराकार"।

अनाकार शरीर- ये ठोस पिंड हैं, जिनकी विशेषता अंतरिक्ष में कणों की अव्यवस्थित व्यवस्था है।

इन पिंडों में, अणु (या परमाणु) बेतरतीब ढंग से स्थित बिंदुओं के आसपास दोलन करते हैं और तरल अणुओं की तरह, उनके पास निश्चित जीवन का एक निश्चित समय होता है। लेकिन, तरल पदार्थों के विपरीत, उनके पास बहुत लंबा समय होता है।

अनाकार निकायों में कांच, एम्बर, विभिन्न अन्य रेजिन और प्लास्टिक शामिल हैं। हालांकि ए.टी कमरे का तापमानये पिंड अपना आकार बनाए रखते हैं, लेकिन जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, वे धीरे-धीरे नरम हो जाते हैं और तरल पदार्थ की तरह बहने लगते हैं: अनाकार निकायों का एक निश्चित तापमान, गलनांक नहीं होता है।

इसमें वे क्रिस्टलीय पिंडों से भिन्न होते हैं, जो बढ़ते तापमान के साथ में बदल जाते हैं तरल अवस्थाधीरे-धीरे नहीं, बल्कि अचानक (एक अच्छी तरह से परिभाषित तापमान पर - गलनांक)।

सभी अनाकार निकाय आइसोट्रोपिक,यानी एक ही है भौतिक गुणअलग-अलग दिशाओं में। प्रभाव में, वे ठोस निकायों की तरह व्यवहार करते हैं - वे विभाजित होते हैं, और बहुत लंबे प्रभाव के साथ - वे बहते हैं।

वर्तमान में, अनाकार अवस्था में कई पदार्थ हैं, जो कृत्रिम साधनों द्वारा प्राप्त किए जाते हैं, जैसे अनाकार और कांच के अर्धचालक, चुंबकीय सामग्री और यहां तक ​​कि धातु भी।

2. प्रकाश का प्रकीर्णन। स्पेक्ट्रा के प्रकार। स्पेक्ट्रोग्राफ और स्पेक्ट्रोस्कोप। वर्णक्रमीय विश्लेषण। विद्युत चुम्बकीय विकिरण के प्रकार और रेलवे परिवहन में उनका अनुप्रयोग।

एक त्रिफलक प्रिज्म से गुजरने वाली सफेद रोशनी की किरण न केवल विक्षेपित होती है, बल्कि घटक रंगीन किरणों में भी विघटित हो जाती है।
इस घटना को आइजैक न्यूटन ने प्रयोगों की एक श्रृंखला आयोजित करके स्थापित किया था।

न्यूटन के प्रयोग

श्वेत प्रकाश के स्पेक्ट्रम में अपघटन का अनुभव:

न्यूटन ने एक किरण भेजी सूरज की रोशनीकांच के प्रिज्म पर एक छोटे से छेद के माध्यम से।
प्रिज्म पर चढ़ते हुए, बीम को अपवर्तित किया गया और विपरीत दीवार पर रंगों के इंद्रधनुषी विकल्प - स्पेक्ट्रम के साथ एक लम्बी छवि दी गई।
न्यूटन ने सूर्य की किरण के मार्ग में लाल शीशा रखा, जिसके पीछे उन्हें एकवर्णी प्रकाश (लाल), फिर एक प्रिज्म मिला और स्क्रीन पर प्रकाश की किरण से केवल एक लाल धब्बा दिखाई दिया।
सबसे पहले, न्यूटन ने सूर्य की किरण को एक प्रिज्म पर निर्देशित किया। फिर एक अभिसारी लेंस की सहायता से प्रिज्म से निकलने वाली रंगीन किरणों को एकत्रित करके न्यूटन को एक रंगीन पट्टी के स्थान पर एक सफेद दीवार पर प्राप्त किया। सफेद छविछेद।

न्यूटन के निष्कर्ष:

प्रिज्म प्रकाश को नहीं बदलता है, बल्कि इसे अपने घटकों में ही विघटित करता है।
- रंग में भिन्न प्रकाश किरणें अपवर्तन की डिग्री में भिन्न होती हैं; बैंगनी किरणें सबसे अधिक अपवर्तित होती हैं, लाल किरणें कम प्रबल रूप से अपवर्तित होती हैं।
- लाल बत्ती, जो कम अपवर्तित होती है, होती है उच्चतम गति, और वायलेट सबसे छोटा है, इसलिए प्रिज्म प्रकाश को अपघटित कर देता है।
प्रकाश के अपवर्तनांक की उसके रंग पर निर्भरता को परिक्षेपण कहते हैं।
सफेद प्रकाश स्पेक्ट्रम:

निष्कर्ष:
- प्रिज्म प्रकाश को विभाजित करता है
- सफेद रोशनी जटिल (समग्र) है
बैंगनी किरणें लाल किरणों की तुलना में अधिक अपवर्तित होती हैं।
प्रकाश की किरण का रंग उसके दोलन की आवृत्ति से निर्धारित होता है।
एक माध्यम से दूसरे माध्यम में जाने पर, प्रकाश की गति और तरंग दैर्ध्य में परिवर्तन होता है, लेकिन रंग निर्धारित करने वाली आवृत्ति स्थिर रहती है।
सफ़ेद रोशनी- यह तरंगों का एक समूह है जिसकी लंबाई 380 से 760 एनएम है।
आँख वस्तु से परावर्तित किरणों को देखती है निश्चित लंबाईतरंगें और इस प्रकार वस्तु के रंग को समझती हैं।

स्पेक्ट्रम विद्युत चुम्बकीय विकिरणबढ़ती आवृत्ति के क्रम में हैं: 1) कम आवृत्ति तरंगें; 2) रेडियो तरंगें; 3) अवरक्त विकिरण; 4) प्रकाश उत्सर्जन; 5) एक्स-रे विकिरण; 6) गामा विकिरण।

इन सभी तरंगों में सामान्य गुण होते हैं: अवशोषण, प्रतिबिंब, हस्तक्षेप, विवर्तन, फैलाव। हालाँकि, ये गुण अलग-अलग तरीकों से खुद को प्रकट कर सकते हैं। तरंग स्रोत और रिसीवर अलग हैं।

रेडियो तरंगें: ν \u003d 10 5 - 10 11 हर्ट्ज, λ \u003d 10 -3 -10 3 मीटर।

ऑसिलेटरी सर्किट और मैक्रोस्कोपिक वाइब्रेटर का उपयोग करके प्राप्त किया गया। गुण।विभिन्न आवृत्तियों और विभिन्न तरंग दैर्ध्य की रेडियो तरंगें विभिन्न तरीकों से मीडिया द्वारा अवशोषित और परावर्तित होती हैं। आवेदन पत्ररेडियो संचार, टेलीविजन, रडार।

पिछले दो पैराग्राफों में, हमने ठोसों की संरचना और गुणों पर विचार किया - क्रिस्टलीय और अनाकार। आइए अब हम द्रवों की संरचना और गुणों के अध्ययन की ओर मुड़ें।

एक तरल की पहचान है द्रवता- छोटी ताकतों के प्रभाव में भी कम समय में आकार बदलने की क्षमता।इसके कारण, तरल पदार्थ जेट में डालते हैं, धाराओं में बहते हैं, एक बर्तन का आकार लेते हैं जिसमें उन्हें डाला जाता है।

विभिन्न तरल पदार्थों में आकार बदलने की क्षमता अलग-अलग तरीकों से व्यक्त की जाती है। तस्वीर को जरा देखिए। लगभग समान गुरुत्वाकर्षण के तहत, शहद पानी की तुलना में अपना आकार बदलने में अधिक समय लेता है। इसलिए, इन पदार्थों को असमान कहा जाता है श्यानता:शहद में पानी से ज्यादा होता है। इसे अलग तरह से समझाया गया है जटिल संरचनापानी और शहद के अणु। पानी अणुओं से बना होता है जो ट्यूबरकल के साथ गेंदों की तरह दिखते हैं, जबकि शहद अणुओं से बना होता है जो पेड़ की शाखाओं की तरह दिखते हैं। इसलिए, जब शहद चलता है, तो इसके अणुओं की "शाखाएं" एक दूसरे से जुड़ी होती हैं, जिससे इसे पानी की तुलना में अधिक चिपचिपाहट मिलती है।

महत्वपूर्ण: आकार बदलते हुए, तरल अपनी मात्रा को बरकरार रखता है।अनुभव पर विचार करें (आंकड़ा देखें)। बीकर में तरल एक सिलेंडर के आकार और 300 मिलीलीटर की मात्रा में होता है। कप में डालने के बाद, तरल ले लिया सपाट आकार, लेकिन पिछली मात्रा को बरकरार रखा: 300 मिली। यह इसके कणों के आकर्षण और प्रतिकर्षण के कारण है: औसतन, वे एक दूसरे से समान दूरी पर बने रहते हैं।

और एक सामान्य सम्पतिसभी तरल पदार्थों में से पास्कल के नियम का पालन करना है।ग्रेड 7 में, हमने सीखा कि यह द्रवों और गैसों के उन पर लगाए गए दबाव को सभी दिशाओं में स्थानांतरित करने के गुण का वर्णन करता है (देखें 4-c)। अब हम ध्यान दें कि कम श्यान द्रव्य यह कार्य शीघ्रता से करते हैं और श्यान द्रव्यों में अधिक समय लगता है।

तरल पदार्थ की संरचना।आणविक गतिज सिद्धांत में, यह माना जाता है कि तरल पदार्थों में, अनाकार निकायों की तरह, कणों की व्यवस्था में कोई सख्त क्रम नहीं होता है, अर्थात वे समान रूप से घने नहीं होते हैं।अंतराल है कई आकार, जिसमें ऐसा भी शामिल है कि एक और कण वहां फिट हो सके। यह उन्हें "घनी आबादी वाले" स्थानों से अधिक मुक्त स्थानों पर कूदने की अनुमति देता है। प्रत्येक तरल कण की छलांग बहुत बार होती है: प्रति सेकंड कई अरब बार।

यदि कोई बाहरी बल तरल पर कार्य करता है (उदाहरण के लिए, गुरुत्वाकर्षण), तो कणों की गति और छलांग मुख्य रूप से इसकी क्रिया (नीचे) की दिशा में होगी। इससे द्रव एक लम्बी बूंद या बहने वाले जेट का रूप ले लेगा (चित्र देखें)। इसलिए, द्रवों की तरलता को उनके कणों के एक स्थिर स्थिति से दूसरी स्थिर स्थिति में कूदने से समझाया जाता है।

तरल पदार्थों के कणों की छलांग अक्सर होती है, लेकिन अधिक बार उनके कण, जैसे कि ठोस में, एक ही स्थान पर दोलन करते हैं, लगातार एक दूसरे के साथ बातचीत करते हैं। इसलिए, यहां तक ​​​​कि तरल के एक छोटे से संपीड़न से कणों की बातचीत का तेज "सख्त" हो जाता है, जिसका अर्थ है कि पोत की दीवारों पर तरल के दबाव में तेज वृद्धि जिसमें यह संकुचित होता है। इस तरह समझाया गया है तरल पदार्थ द्वारा दबाव का स्थानांतरण, यानी पास्कल का नियम, और साथ ही, तरल पदार्थ की संपत्ति संपीड़न का विरोध करने के लिए, अर्थात मात्रा बनाए रखने के लिए।

ध्यान दें कि एक तरल द्वारा इसकी मात्रा का संरक्षण एक सशर्त प्रतिनिधित्व है। इसका मतलब यह है कि, गैसों की तुलना में जो बच्चे के हाथ के बल से भी संपीड़ित करना आसान होता है (उदाहरण के लिए, में गुब्बारा), तरल पदार्थ को असंपीड्य माना जा सकता है। हालाँकि, विश्व महासागर में 10 किमी की गहराई पर, पानी इतने बड़े दबाव में है कि प्रत्येक किलोग्राम पानी इसकी मात्रा 5% - 1 लीटर से 950 मिलीलीटर तक कम कर देता है। उच्च दबाव का उपयोग करके, तरल पदार्थ को और भी अधिक संकुचित किया जा सकता है।

हर दिन हमें घेरने वाली सभी वस्तुओं और चीजों में शामिल हैं विभिन्न पदार्थ. उसी समय, हम वस्तुओं और चीजों के रूप में केवल कुछ ठोस मानने के आदी हैं - उदाहरण के लिए, एक मेज, एक कुर्सी, एक कप, एक कलम, एक किताब, और इसी तरह।

पदार्थ की तीन अवस्थाएं

और नल से पानी या गर्म चाय से आने वाली भाप, हम वस्तुओं और चीजों पर विचार नहीं करते हैं। लेकिन यह सब भी इसी का हिस्सा है भौतिक दुनिया, बस तरल पदार्थ और गैसें पदार्थ की एक अलग अवस्था में होती हैं। इसलिए, पदार्थ की तीन अवस्थाएँ होती हैं:ठोस, तरल और गैसीय। और कोई भी पदार्थ बारी-बारी से इनमें से प्रत्येक अवस्था में हो सकता है। अगर हम फ्रीजर से एक आइस क्यूब निकाल कर गर्म करें तो वह पिघल कर पानी में बदल जाएगा। अगर हम बर्नर को चालू रखते हैं, तो पानी 100 डिग्री सेल्सियस तक गर्म हो जाएगा और जल्द ही भाप में बदल जाएगा। इस प्रकार, एक ही पदार्थ, यानी अणुओं का एक ही सेट, हमने पदार्थ की विभिन्न अवस्थाओं में बारी-बारी से देखा। लेकिन अगर अणु वही रहें, तो क्या बदलता है? बर्फ ठोस क्यों है और अपना आकार बरकरार रखती है, पानी आसानी से एक कप का आकार ले लेता है, और भाप पूरी तरह से बिखर जाती है विभिन्न पक्ष? यह सब आणविक संरचना के बारे में है।

ठोस पदार्थों की आणविक संरचनाऐसा है कि अणु एक दूसरे के बहुत करीब हैं (अणुओं के बीच की दूरी बहुत अधिक है छोटे आकारअणु स्वयं), और इस व्यवस्था में अणुओं को उनके स्थान से स्थानांतरित करना बहुत कठिन है। इसलिए, ठोस निकाय आयतन बनाए रखते हैं और अपना आकार धारण करते हैं। तरल की आणविक संरचनाइस तथ्य की विशेषता है कि अणुओं के बीच की दूरी लगभग स्वयं अणुओं के आकार के बराबर होती है, अर्थात अणु अब ठोस के रूप में करीब नहीं हैं। इसका मतलब है कि वे एक दूसरे के सापेक्ष स्थानांतरित करना आसान है (यही कारण है कि तरल इतनी आसानी से एक अलग आकार लेते हैं), लेकिन अणुओं का आकर्षक बल अभी भी अणुओं को अलग होने और उनकी मात्रा को बनाए रखने के लिए पर्याप्त है। परंतु गैस की आणविक संरचना, इसके विपरीत, गैस को आयतन या आकार धारण करने की अनुमति नहीं देता है। कारण यह है कि गैस के अणुओं के बीच की दूरी बहुत अधिक होती है अधिक आकारअणु स्वयं, और यहां तक ​​कि थोड़ी सी भी शक्ति इस अस्थिर प्रणाली को नष्ट करने में सक्षम है।

किसी पदार्थ के दूसरी अवस्था में संक्रमण का कारण

अब आइए जानें कि पदार्थ के एक अवस्था से दूसरी अवस्था में जाने का क्या कारण है। उदाहरण के लिए, गर्म करने पर बर्फ पानी क्यों बन जाती है। उत्तर सीधा है: तापीय ऊर्जाबर्नर बर्फ के अणुओं की आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तित हो जाता है। इस ऊर्जा को प्राप्त करने के बाद, बर्फ के अणु तेजी से और तेजी से दोलन करने लगते हैं और अंत में पड़ोसी अणुओं की अधीनता से बाहर निकल जाते हैं। अगर हम बंद कर देते हैं हीटिंग डिवाइस, तो पानी पानी ही रहेगा, लेकिन अगर हम इसे छोड़ देते हैं, तो पानी पहले से ज्ञात एक कारण के लिए भाप में बदल जाएगा।

इस तथ्य के कारण कि ठोस शरीर मात्रा और आकार को बनाए रखते हैं, यह वे हैं जिन्हें हम बाहरी दुनिया से जोड़ते हैं। लेकिन अगर हम करीब से देखें, तो हम पाते हैं कि गैसें और तरल पदार्थ भी भौतिक दुनिया के एक महत्वपूर्ण हिस्से पर कब्जा कर लेते हैं। उदाहरण के लिए, हमारे चारों ओर की हवा में गैसों का मिश्रण होता है, जिनमें से मुख्य नाइट्रोजन भी एक तरल हो सकता है - लेकिन इसके लिए इसे लगभग शून्य से 200 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर ठंडा किया जाना चाहिए। लेकिन एक साधारण प्रेमी का मुख्य तत्व - टंगस्टन फिलामेंट - पिघलाया जा सकता है, यानी तरल में बदल जाता है, इसके विपरीत, केवल 3422 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर।

गैसों, तरल पदार्थों और ठोस पदार्थों की संरचना।

आण्विक गतिज सिद्धांत के मूल प्रावधान:

सभी पदार्थ अणुओं से बने होते हैं, और अणु परमाणुओं से बने होते हैं।

परमाणु और अणु निरंतर गति में हैं,

अणुओं के बीच आकर्षक और प्रतिकारक बल होते हैं।

पर गैसोंअणु बेतरतीब ढंग से चलते हैं, अणुओं के बीच की दूरी बड़ी होती है, आणविक बल छोटे होते हैं, गैस इसे प्रदान किए गए पूरे आयतन पर कब्जा कर लेती है।

पर तरल पदार्थअणुओं को व्यवस्थित तरीके से केवल छोटी दूरी पर व्यवस्थित किया जाता है, और पर लंबी दूरीस्थान के क्रम (समरूपता) का उल्लंघन किया जाता है - "लघु क्रम"। आण्विक आकर्षण बल अणुओं को एक दूसरे के निकट रखते हैं। अणुओं की गति एक स्थिर स्थिति से दूसरी (आमतौर पर एक परत के भीतर) "कूद" जाती है। यह गति एक तरल की तरलता की व्याख्या करती है। एक तरल का कोई आकार नहीं होता है, लेकिन इसमें मात्रा होती है।

ठोस - पदार्थ जो अपना आकार बनाए रखते हैं, क्रिस्टलीय और अनाकार में विभाजित होते हैं। क्रिस्टलीय ठोसपिंडों में एक क्रिस्टल जाली होती है, जिसके नोड्स पर आयन, अणु या परमाणु स्थित हो सकते हैं। वे स्थिर संतुलन स्थितियों के बारे में दोलन करते हैं। क्रिस्टल जाली है सही संरचनापूरे वॉल्यूम में - स्थान का "लॉन्ग-रेंज ऑर्डर"।

अनाकार शरीरअपना आकार बनाए रखते हैं, लेकिन क्रिस्टल जाली नहीं होती है और परिणामस्वरूप, एक स्पष्ट गलनांक नहीं होता है। उन्हें जमे हुए तरल पदार्थ कहा जाता है, क्योंकि वे तरल पदार्थों की तरह, आणविक व्यवस्था के "निकट" क्रम में होते हैं।

अणुओं की परस्पर क्रिया बल

किसी पदार्थ के सभी अणु एक दूसरे के साथ आकर्षण और प्रतिकर्षण बल द्वारा परस्पर क्रिया करते हैं। अणुओं की परस्पर क्रिया का प्रमाण: गीला होने की घटना, संपीड़न और खिंचाव का प्रतिरोध, ठोस और गैसों की कम संपीड्यता आदि। अणुओं के परस्पर क्रिया का कारण पदार्थ में आवेशित कणों की विद्युत चुम्बकीय बातचीत है। इसे कैसे समझाएं? एक परमाणु में एक धनात्मक आवेशित नाभिक और एक ऋणात्मक आवेशित इलेक्ट्रॉन खोल होता है। नाभिक का आवेश सभी इलेक्ट्रॉनों के कुल आवेश के बराबर होता है, इसलिए, समग्र रूप से, परमाणु विद्युत रूप से तटस्थ होता है। एक या एक से अधिक परमाणुओं से युक्त अणु भी विद्युत रूप से तटस्थ होता है। दो गतिहीन अणुओं के उदाहरण का उपयोग करते हुए अणुओं के बीच अन्योन्यक्रिया पर विचार करें। प्रकृति में निकायों के बीच गुरुत्वाकर्षण और विद्युत चुम्बकीय बल मौजूद हो सकते हैं। चूंकि अणुओं का द्रव्यमान बहुत छोटा होता है, इसलिए अणुओं के बीच गुरुत्वाकर्षण संपर्क की नगण्य ताकतों को नजरअंदाज किया जा सकता है। बहुत बड़ी दूरी पर, अणुओं के बीच कोई विद्युत चुम्बकीय संपर्क भी नहीं होता है। लेकिन, अणुओं के बीच की दूरी में कमी के साथ, अणु खुद को उन्मुख करना शुरू कर देते हैं ताकि एक दूसरे का सामना करने वाले पक्षों पर अलग-अलग संकेतों के आरोप हों (सामान्य तौर पर, अणु तटस्थ रहते हैं), और अणुओं के बीच आकर्षक बल उत्पन्न होते हैं। अणुओं के बीच की दूरी में और भी अधिक कमी के साथ, अणुओं के परमाणुओं के ऋणात्मक आवेशित इलेक्ट्रॉन कोशों की परस्पर क्रिया के परिणामस्वरूप प्रतिकारक बल उत्पन्न होते हैं। नतीजतन, अणु आकर्षण और प्रतिकर्षण की ताकतों के योग से प्रभावित होता है। बड़ी दूरी पर, आकर्षक बल प्रबल होता है (2-3 आणविक व्यास की दूरी पर, आकर्षण अधिकतम होता है), कम दूरी पर, प्रतिकारक बल। अणुओं के बीच ऐसी दूरी होती है जिस पर आकर्षण बल प्रतिकर्षण बल के बराबर हो जाते हैं। अणुओं की इस स्थिति को स्थिर संतुलन की स्थिति कहा जाता है। एक दूसरे से दूरी पर स्थित और विद्युत चुम्बकीय बलों से जुड़े अणुओं में संभावित ऊर्जा होती है। स्थिर संतुलन की स्थिति में अणुओं की स्थितिज ऊर्जा न्यूनतम होती है। एक पदार्थ में, प्रत्येक अणु एक साथ कई पड़ोसी अणुओं के साथ बातचीत करता है, जो अणुओं की न्यूनतम संभावित ऊर्जा के मूल्य को भी प्रभावित करता है। इसके अलावा, किसी पदार्थ के सभी अणु निरंतर गति में होते हैं, अर्थात। गतिज ऊर्जा है। इस प्रकार, किसी पदार्थ की संरचना और उसके गुण (ठोस, तरल और गैसीय पिंड) अणुओं की बातचीत की न्यूनतम संभावित ऊर्जा और अणुओं की तापीय गति की गतिज ऊर्जा के बीच के अनुपात से निर्धारित होते हैं।

ठोस, तरल और गैसीय पिंडों की संरचना और गुण

पिंडों की संरचना को शरीर के कणों की परस्पर क्रिया और उनकी तापीय गति की प्रकृति द्वारा समझाया गया है।

ठोस

ठोस का एक स्थिर आकार और आयतन होता है, और व्यावहारिक रूप से असम्पीडित होता है। अणुओं की परस्पर क्रिया की न्यूनतम स्थितिज ऊर्जा अणुओं की गतिज ऊर्जा से अधिक होती है। कणों की मजबूत बातचीत। एक ठोस में अणुओं की तापीय गति केवल स्थिर संतुलन की स्थिति के आसपास कणों (परमाणुओं, अणुओं) के दोलनों द्वारा व्यक्त की जाती है।

आकर्षण की बड़ी ताकतों के कारण, अणु व्यावहारिक रूप से किसी पदार्थ में अपनी स्थिति नहीं बदल सकते हैं, जो ठोस के आयतन और आकार में परिवर्तन की व्याख्या करता है। अधिकांश ठोस में कणों की एक स्थानिक रूप से व्यवस्थित व्यवस्था होती है जो एक नियमित क्रिस्टल जाली बनाती है। पदार्थ के कण (परमाणु, अणु, आयन) कोने पर स्थित होते हैं - क्रिस्टल जाली के नोड्स। क्रिस्टल जाली के नोड्स कणों के स्थिर संतुलन की स्थिति के साथ मेल खाते हैं। ऐसे ठोसों को क्रिस्टलीय कहा जाता है।

तरल

द्रवों का एक निश्चित आयतन होता है, लेकिन उनका अपना आकार नहीं होता, वे उस पात्र का आकार ले लेते हैं जिसमें वे स्थित होते हैं। अणुओं की परस्पर क्रिया की न्यूनतम स्थितिज ऊर्जा अणुओं की गतिज ऊर्जा के बराबर होती है। कमजोर कण संपर्क। एक तरल में अणुओं की तापीय गति को उसके पड़ोसियों द्वारा अणु को प्रदान किए गए आयतन के भीतर स्थिर संतुलन की स्थिति के आसपास दोलनों द्वारा व्यक्त किया जाता है। अणु किसी पदार्थ के पूरे आयतन में स्वतंत्र रूप से नहीं चल सकते हैं, लेकिन अणुओं का पड़ोसी स्थानों पर संक्रमण संभव है। यह तरल की तरलता, इसके आकार को बदलने की क्षमता की व्याख्या करता है।

तरल पदार्थों में, अणु आकर्षक बलों द्वारा एक-दूसरे से काफी मजबूती से बंधे होते हैं, जो तरल के आयतन के व्युत्क्रम की व्याख्या करता है। एक द्रव में अणुओं के बीच की दूरी अणु के व्यास के लगभग बराबर होती है। अणुओं के बीच की दूरी में कमी (एक तरल को संपीड़ित करना) के साथ, प्रतिकारक बल तेजी से बढ़ते हैं, इसलिए तरल पदार्थ असंपीड़ित होते हैं। उनकी संरचना और तापीय गति की प्रकृति के संदर्भ में, तरल पदार्थ ठोस और गैसों के बीच एक मध्यवर्ती स्थिति पर कब्जा कर लेते हैं। हालांकि एक तरल और एक गैस के बीच का अंतर एक तरल और एक ठोस के बीच की तुलना में बहुत अधिक है। उदाहरण के लिए, पिघलने या क्रिस्टलीकरण के दौरान, किसी पिंड का आयतन वाष्पीकरण या संघनन की तुलना में कई गुना कम होता है।

गैसों में एक स्थिर आयतन नहीं होता है और वे उस बर्तन के पूरे आयतन पर कब्जा कर लेते हैं जिसमें वे स्थित होते हैं। अणुओं की परस्पर क्रिया की न्यूनतम स्थितिज ऊर्जा अणुओं की गतिज ऊर्जा से कम होती है। पदार्थ के कण व्यावहारिक रूप से परस्पर क्रिया नहीं करते हैं। गैसों को अणुओं की व्यवस्था और गति में एक पूर्ण विकार की विशेषता होती है।

गैस के अणुओं के बीच की दूरी अणुओं के आकार से कई गुना अधिक होती है। छोटे आकर्षण बल अणुओं को एक दूसरे के पास नहीं रख सकते हैं, इसलिए गैसें अनिश्चित काल तक फैल सकती हैं। बाहरी दबाव की क्रिया के तहत गैसें आसानी से संकुचित हो जाती हैं, क्योंकि। अणुओं के बीच की दूरी बड़ी होती है, और परस्पर क्रिया बल नगण्य होते हैं। बर्तन की दीवारों पर गैस का दबाव गतिमान गैस अणुओं के प्रभाव से निर्मित होता है।

तरलठोस और गैसीय के बीच मध्यवर्ती अवस्था में एक पदार्थ। यह एक पदार्थ के एकत्रीकरण की स्थिति है जिसमें अणु (या परमाणु) आपस में इतने अधिक जुड़े होते हैं कि यह इसे अपना आयतन बनाए रखने की अनुमति देता है, लेकिन अपने आकार को बनाए रखने के लिए पर्याप्त रूप से पर्याप्त नहीं है।

तरल पदार्थ के गुण।

तरल पदार्थ आसानी से अपना आकार बदल लेते हैं, लेकिन अपना आयतन बनाए रखते हैं। पर सामान्य स्थितिवे उस कंटेनर का आकार लेते हैं जिसमें वे होते हैं।

किसी द्रव का वह पृष्ठ जो पात्र की दीवारों के संपर्क में नहीं होता है, कहलाता है नि: शुल्क सतह. यह तरल के अणुओं पर गुरुत्वाकर्षण की क्रिया के परिणामस्वरूप बनता है।

तरल पदार्थ की संरचना।

तरल पदार्थों के गुणों को इस तथ्य से समझाया जाता है कि उनके अणुओं के बीच अंतराल छोटा होता है: तरल पदार्थों में अणु इतने कसकर पैक होते हैं कि प्रत्येक दो अणुओं के बीच की दूरी अणुओं के आकार से कम होती है। द्रव की आणविक गति की प्रकृति के आधार पर द्रवों के व्यवहार की व्याख्या सोवियत वैज्ञानिक या. आई. फ्रेनकेल ने की थी। इसमें निम्नलिखित शामिल हैं। तरल अणु अस्थायी संतुलन की स्थिति के आसपास दोलन करता है, निकटतम वातावरण से अन्य अणुओं से टकराता है। समय-समय पर, वह अपने पड़ोसियों को तत्काल वातावरण से छोड़ने और अन्य पड़ोसियों के बीच दोलन जारी रखने के लिए "कूद" करने का प्रबंधन करती है। पानी के अणु के स्थिर जीवन का समय, यानी कमरे के तापमान पर एक संतुलन स्थिति के आसपास दोलन का समय औसतन 10 -11 सेकंड होता है। एक दोलन का समय बहुत कम होता है - 10 -12 - 10 -13 ।

चूंकि तरल के अणुओं के बीच की दूरी छोटी होती है, तरल की मात्रा को कम करने के प्रयास से अणुओं की विकृति होती है, वे एक दूसरे को पीछे हटाना शुरू कर देते हैं, जो तरल की कम संपीड्यता की व्याख्या करता है। एक तरल की तरलता को इस तथ्य से समझाया जाता है कि अणुओं का एक स्थिर स्थान से दूसरे स्थान पर "कूदना" समान आवृत्ति के साथ सभी दिशाओं में होता है। बाहरी बल प्रति सेकंड "कूद" की संख्या को ध्यान से नहीं बदलता है, यह केवल उनकी प्रमुख दिशा निर्धारित करता है, जो तरल की तरलता और तथ्य यह बताता है कि यह एक पोत का रूप लेता है।