Конспект урока: Движение молекул. Взаимодействие молекул. Агрегатные состояния вещества

Газообразное состояние вещества

Из повседневной жизни вы знаете, что все вещества могут находиться в жидком, твёрдом или газообразном состоянии. Так, снег на улице — вода, находящаяся в твёрдом состоянии, если принести домой слепленный снежок, он растает и превратится в жидкость, получившаяся лужица воды со временем высохнет — вода испарится и превратится в пар.

Различия между ними обусловлены тем, что в разных агрегатных состояниях молекулы одного и того же вещества по-разному взаимодействуют между собой.

Рис. 1. а) газообразное, б) жидкое, в) твёрдое агрегатные состояния

Вам уже известно, что в газах расстояние между молекулами во много раз превышает размеры самих молекул, поэтому молекулы газа практически не притягиваются друг к другу. Частицы газа движутся прямолинейно, сталкиваются друг с другом или стенками сосуда и меняют направление движения. Таким образом, молекулы газа движутся хаотично и заполняют весь сосуд (рис. 1, а).

Жидкое состояние вещества

В жидкостях молекулы расположены ближе друг к другу (рис. 1, б), чем в газах, но межмолекулярные силы притяжения недостаточно велики, поэтому молекулы жидкости также непрерывно хаотически движутся. Жидкости легко меняют свою форму, принимая форму сосуда, — данное свойство называется текучестью. В то же время силы притяжения молекул друг к другу не позволяют частицам жидкости удалиться на большие расстояния, поэтому жидкости в отличие от газов имеют конечный объём.

Жидкости практически несжимаемы, так как межмолекулярные расстояния настолько малы, что при попытке их уменьшить проявляются значительные силы отталкивания. При увеличении давления на жидкость её плотность или совсем не изменится — в этом случае жидкость несжимаема, или увеличится на очень малую величину — жидкость сжимаема. Например, если увеличить внешнее давление до ста атмосфер, то 1 кг воды уменьшится в объёме лишь на 0,5 %.

Твёрдое состояние вещества

Среднее расстояние между молекулами твёрдого тела сравнимо с размерами самих молекул, поэтому межмолекулярные силы притяжения и отталкивания скомпенсированы. Если попробовать растянуть твёрдое тело — увеличить расстояния межу молекулами, — то возрастут силы притяжения между молекулами, поэтому твёрдые тела обладают прочностью на растяжение. Если попытаться сжать твёрдое тело — уменьшить расстояние межу молекулами, возрастут межмолекулярные силы отталкивания, поэтому твёрдые тела практически невозможно сжать.

Благодаря тому, что силы притяжения и отталкивания скомпенсированы, молекулы не движутся в хаотичных направлениях, но непрерывно колеблются около своего положения.

Многие твёрдые вещества имеют упорядоченную внутреннюю структуру: в таких веществах молекулы расположены в определённых местах, образуя решётку с повторяющимся рисунком (рис. 1, в). Такая структура называется кристаллической решёткой, каждая ячейка которой имеет правильную геометрическую форму, молекулы вещества расположены в узлах этой решётки. К веществам с кристаллической решёткой относятся различные соли, металлы, алмаз, графит и другие. Твёрдые тела, состоящие из веществ с кристаллической решёткой, называются монокристаллы.

Рис. 2. Кристаллическая решётка аморфного тела

У аморфных твёрдых тел нет кристаллической структуры, расположение молекул в таких веществах представляет собой решётку с большими нарушениями (рис. 2). К аморфным веществам относятся смола, стекло, канифоль, воск, песок и другие. Аморфные тела в отличие от кристаллических не имеют чёткой температуры плавления. При внешних воздействиях на такие вещества, например, при нагревании наблюдается текучесть — свойство, присущее жидкостям.

Итоги

• В зависимости от внешних условий любое вещество может находиться в жидком, твёрдом или газообразном состоянии. Эти состояния называют агрегатными.
• Расстояние между молекулами газа во много раз превышает размеры самих молекул. Молекулы газа непрерывно и беспорядочно движутся, заполняя весь предоставленный им объём; вещество, находящееся в газообразном состоянии, не имеет собственной формы и объёма.
• Молекулы жидкости непрерывно и хаотически движутся, при этом расстояние между молекулами жидкости меньше, чем в газах; жидкости имеют конечный объём, но не имеют собственной формы, обладают плохой сжимаемостью.
• Твёрдые вещества делятся на кристаллические и аморфные в зависимости от внутренней структуры. Твёрдые тела имеют собственную форму и объём; молекулы твёрдых веществ непрерывно колеблются около своего положения.