სტატია მატერიის ფაზების შესახებ (მიკროსკოპული თვისებების მიხედვით)
ყოველდღიურ ცხოვრებაში ხშირად ვხვდებით მატერიის სამ განსხვავებულ ფაზას. არსებობს მყარი ნივთიერებები (მაგ., ქვები, რკინა და ა.შ.), სითხეები (წყალი, ბენზინი და ა.შ.) და აირადი ნივთიერებები (ჰაერი და ა.შ.). ამ ნივთიერებების სამფაზიანობის გარჩევა შესაძლებელია მათი ფორმისა და ზომის შენარჩუნების უნარის მიხედვით.
მყარი სხეულები, როგორც წესი, ინარჩუნებენ ფიქსირებულ ფორმასა და მოცულობას. სითხე არ ინარჩუნებს მიმაგრებულ ფორმას, არამედ არეგულირებს თავის გზას ჭურჭელში, რომელშიც ის არის. მაგალითად, თუ ჭიქაში წყალს ჩავასხამთ, მისი ფორმა იცვლება, როგორც ჭიქის შემთხვევაში. თუ აბაზანაში წყალს ჩავასხამთ, მისი ფორმა იცვლება, როგორც აბაზანის შემთხვევაში. სითხის მოცულობა, როგორც წესი, ყოველთვის ფიქსირებულია. თუ ჭიქა წყალს აბაზანაში ჩავასხამთ, წყლის რაოდენობა ჭიქაში რჩება. წყლის ფორმა შეიძლება შეიცვალოს, მაგრამ ზომა არასდროს იცვლება. გაითვალისწინეთ, რომ მყარი და თხევადი სხეულების რაოდენობა შეიძლება შეიცვალოს, თუ საკმარისი ძალა მოქმედებს.
რაც შეეხება გაზს? გაზს არ აქვს ფიქსირებული ფორმა და მოცულობა. გაზის ფორმა და ზომა ყოველთვის რეგულირდება იმ კონტეინერის ფორმასა და ზომაზე, რომელშიც ის მდებარეობს. მაგალითად, თუ გაზს მანქანის საბურავში ჩავასხამთ, გაზის ცვლილება ავტომობილის საბურავის ცვლილების მსგავსია. მოცულობაც ანალოგიურად იცვლება. კორპუსში ყოფნისას გაზი ვრცელდება და საბურავის მთელ სივრცეს ავსებს. ამ შემთხვევაში, გაზის რაოდენობა იცვლება საბურავის მოცულობის მსგავსად. თუ ბუშტს გავბერავთ (ჰაერს ჩავასხამთ ბუშტში), ჰაერის ფორმა და მოცულობა შეიცვლება, ისევე როგორც ბუშტის ფორმა და მოცულობა.
აქამდე, მატერიის სამი ფორმა მხოლოდ მათი მაკროსკოპული თვისებების მიხედვით განვასხვავეთ (მაკროსკოპული თვისებები = ნივთიერების ფორმა და ზომა). რა თქმა უნდა, ეს ჩვენი ყოველდღიური გაზომვებისა და დაკვირვებების შედეგებზეა დაფუძნებული. მატერიის სამ ფორმას შორის განსხვავებას მათი მიკროსკოპული თვისებების მიხედვით დავინახავთ. თითოეული ნივთიერება ატომების ან მოლეკულებისგან შედგება. როდესაც ვამბობთ, რომ ქანი სტაბილურია, არასდროს ვიცით, რა ხდება საძირკვლის შიგნით არსებულ ატომებთან ან მოლეკულებთან, რის გამოც ქვა მყარდება. ანალოგიურად, წყალთან ან წყალთან დაკავშირებით. რა პრობლემაა ატომებთან ან მოლეკულებთან, რომლებიც ქმნიან გუბეს ისე, რომ წყლის ფაზა თხევადი იყოს და ატმოსფერო არ ჩანს.
ნივთიერების ფორმირება მიკროსკოპული თვისებების მიხედვით
სანამ მყარი, თხევადი და აირადი ნივთიერებების მიკროსკოპული მახასიათებლების მიხედვით განსხვავებებს განვიხილავთ, მოდით განვიხილოთ ერთი ობიექტი. მაგალითად, ქვები. თუ ქვიშას ყურადღებით დავაკვირდებით, დავინახავთ, რომ ქვის თითოეული ნაწილი ერთმანეთს ეკვრის. მიუხედავად იმისა, რომ მას ურტყამენ და ესვრიან, მისი ფორმა და ზომა არასდროს იცვლება. როგორც წესი, ქანის ყველა ელემენტი ყოველთვის ერთ მთლიანობაშია. რატომ? მოდით, ერთი წუთით დავფიქრდეთ.
ქვის შიგნით ატომები ან მოლეკულებია. ახლა წარმოიდგინეთ ქვა. შეეცადეთ წარმოიდგინოთ, რომ ქვიშა პატარა ნაჭრებისგან შედგება. მეტისთვის, ქვის ნაჭრები სულ უფრო და უფრო პატარა ხდება. წარმოიდგინეთ ატომები, როგორც მინიმალური ბურთი. ამის ნაცვლად, მოლეკულები შედგება რამდენიმე ერთმანეთზე მიწებებული ბურთისგან.
ქვაში იმდენი მოლეკულა ან ატომია, რომლებიც მინიმალურია. წარმოგიდგენიათ ქვაში არსებული ატომები?
ერთი ატომის დიამეტრი დაახლოებით 10-10 მ-ია . თუ ატომს ბურთის მსგავსად წარმოვიდგენთ, მაშინ ბურთის დიამეტრი 10-10 მეტრია . მინიმალურია და თვალით არ ჩანს... მხოლოდ წარმოსადგენია. მოლეკულები ერთმანეთთან მიწებებული ატომებია, ამიტომ მოლეკულის ზომა ატომზე მნიშვნელოვანია. თუმცა, მისი თვალით დანახვაც შეუძლებელია.
თუ ატომები ან მოლეკულები ერთ მთლიანობაში არ არიან, რა თქმა უნდა, ქვის ყველა ნაწილი ერთმანეთს არ ეკვრის. ქანის ყველა ნაჭერი ერთმანეთს ეკვრის, რის გამოც ქანის ფორმა მყარი ხდება. რატომ არ შორდებიან ატომები ან მოლეკულები ერთმანეთს?
მართლაც, ატომები ან მოლეკულები ერთმანეთს იზიდავენ. თუ ატომები ან მოლეკულები ერთმანეთს არ ეჭიდებიან, რა თქმა უნდა, ისინი ყველგან გაფრინდებიან. ყველა ატომი ან მოლეკულა მეგობარს დაემშვიდობება. ამგვარად, ქვის ნატეხები ყველგან გაიფანტება. ქვის ნაწილებიც გაიფანტება და საბოლოოდ მათ ვერ დავინახავთ. ქვის ნატეხებიც ატომების ან მოლეკულებისგან შედგება. ატომების ზომა ძალიან პატარაა, ამიტომ, თუ ისინი ცალკე იქნებოდნენ, რა თქმა უნდა, ვერ დავინახავდით მათ... მაგრამ სინამდვილეში ასე არ არის.
ქვა მყარად გამოიყურება, ქვის თითოეული ნაწილი ერთმანეთს ეკვრის. ამრიგად, შეგვიძლია დავასკვნათ, რომ მყარი ობიექტების შემქმნელი ატომები ან მოლეკულები ერთმანეთს უნდა იზიდავდეს.
ატომებს ან მოლეკულებს შორის მიზიდულობის ძალა ელექტრომაგნიტური ძალაა. მიზიდულობის ძალების არსებობა ატომებს ან მოლეკულებს ერთმანეთთან ახლოს აყენებს. როდესაც შეჯახება გსურთ, ატომის ან მოლეკულის უკიდურეს ნაწილში არსებული ელექტრონები ერთმანეთს განიზიდავენ (ელექტრული განზიდვა). მანძილი ატომებსა და მოლეკულებს უკან სწევს. მიუხედავად იმისა, რომ ატომები ან მოლეკულები უკან მოძრაობენ, მიზიდულობის გამო ისინი კვლავ უახლოვდებიან ერთმანეთს. ატომები ან მოლეკულები მოძრაობენ წინ და უკან (ვიბრირებენ) მინიმალური მანძილის შენარჩუნებით.
მიკროსკოპული თვისებების მიხედვით, მყარ, სითხე და აირადი სხეულები ერთმანეთისგან განსხვავდება სამი ნივთიერების ატომებს ან მოლეკულებს შორის მიზიდულობის სიძლიერესა და სისუსტეში.
მყარი
მყარ სხეულებში ატომებს ან მოლეკულებს შორის მიზიდულობის ძალები იმდენად ძლიერია, რომ მყარი სხეულის წარმომქმნელი ატომები ან მოლეკულები ყოველთვის ფიქსირებულ მდგომარეობაში არიან. მყარ სხეულებში ატომები ან მოლეკულები წინ და უკან მოძრაობენ (ვიბრირებენ), მაგრამ ისინი მაინც ერთსა და იმავე ადგილას ვიბრირებენ.
ამ მყარი სხეულების ატომებს ან მოლეკულებს შორის მიზიდულობის სიძლიერე არის მიზეზი, რის გამოც მყარი სხეულის ფორმა და მოცულობა ყოველთვის ფიქსირებულია. ქვის ან რკინის ფორმის შეცვლა ძნელია მაშინაც კი, თუ მას ისვრით ან დარტყმით დააზიანებთ, რადგან ატომებს ან მოლეკულებს შორის მიზიდულობის ძალა ძლიერია. როდესაც ქვებს ან ლითონს ვედროში ან აბაზანაში ათავსებთ, ქვის ან ლითონის მოცულობა არასდროს იცვლება. ამრიგად, ამ მყარი სხეულების შემადგენელი ატომებს ან მოლეკულებს შორის ძლიერი მიზიდულობა მათ ერთ მთლიანობაში ტოვებს და მათი ფორმა მყარად გამოიყურება.
მყარი სხეულების წარმომქმნელი ატომების ან მოლეკულების მდებარეობა გამოსახულებას ჰგავს (ასევე ცნობილია, როგორც კრისტალური ბადე). ეს გამოსახულება გადიდებულია. ატომები ან მოლეკულები პაწაწინაებია.
Liquid
სითხეებში ატომებს ან მოლეკულებს შორის მიზიდულობის ძალა ნაკლებად ძლიერია, ამიტომ ისინი სრულიად თავისუფლად მოძრაობენ წინ და უკან, ერთმანეთს გადაფარავენ. სითხის შემქმნელ ატომებს ან მოლეკულებს მართლაც შეუძლიათ თავისუფლად გადაადგილება, მაგრამ მათ არ შეუძლიათ მეგობრების დამშვიდობება. მიზიდულობის სიდიდე მაინც ხელს უშლის მათ გაფანტვას.
მიზეზი ის არის, რომ სითხის ფორმა შეიძლება შეიცვალოს, მაგრამ მოცულობა ყოველთვის ფიქსირებულია. როდესაც წყალს ჭიქაში ვასხამთ, ატომებს ან მოლეკულებს შორის მიზიდულობის ძალა საკმარისად ძლიერი არ არის, რომ წყლის ფორმა შუშის ფორმის მსგავსად შეიცვალოს. როდესაც წყალს აბაზანაში ვასხამთ, ატომებს ან მოლეკულებს შორის მიზიდულობის ნაკლები ძალა აიძულებს წყალს, შეცვალოს თავისი ფორმა აბაზანის ფორმასთან. სითხის მოცულობა ყოველთვის ფიქსირებულია, რადგან ატომებს ან მოლეკულებს შორის მიზიდულობის ძალას მაინც შეუძლია მათი ერთად შეკავება. წყლის შემქმნელი ატომები ან მოლეკულები არ არის გაფანტული, ამიტომ მოცულობა ყოველთვის ფიქსირებულია.
სითხის შემადგენელი ატომის ან მოლეკულის პოზიცია, როგორც სურათზეა ნაჩვენები (ისარი მოძრაობის მიმართულებას აჩვენებს).
გაზის
აირად ნივთიერებებში ატომებს ან მოლეკულებს შორის მიზიდულობა სუსტია. ისინი თავისუფლად მოძრაობენ, რადგან მათ შორის კავშირი არ არსებობს. მყიფე მიზიდულობა აირად ნივთიერებას წარმომქმნელ ატომებს ან მოლეკულებს ყველგან მიმოფანტავს. აირად ნივთიერებას წარმომქმნელი ატომები უფრო თავისუფალნი არიან, ვიდრე მყარი ან თხევადი ნივთიერებების წარმომქმნელი ატომები.
აირის წარმომქმნელი ატომების ან მოლეკულების მდებარეობა ნაჩვენებია ნახაზზე.
მყიფე მიზიდულობა არის მიზეზი, რის გამოც აირისებრი ნივთიერების ფორმა და მოცულობა შეიძლება შეიცვალოს და რის გამოც თვალი ვერ ხედავს ჰაერს. ატომების ან მოლეკულების ზომა იმდენად მცირეა, რომ თუ ისინი ყველგან არიან მიმოფანტული, მაშინ ჩვენ ვერ დავინახავთ მათ. ქვიშის ან შაქრის ზომა გაცილებით დიდია, ვიდრე ატომების ან მოლეკულების, ამიტომ გაფანტვის შემთხვევაშიც კი, ქვიშის მარცვლების დანახვა თვალით მაინც შესაძლებელია, თუმცა ეს გარკვეულწილად რთულია.
მყარი ან თხევადი ნივთიერებების დანახვა შესაძლებელია, რადგან ატომები ან მოლეკულები არ არის გაბნეული. მყარ და აირად ნივთიერებებში მიზიდულობის ძალას მაინც შეუძლია მათი ერთად შენარჩუნება. აირად ნივთიერებაზე მიზიდულობის ძალა სუსტია, ამიტომ მას არ შეუძლია ატომების ან მოლეკულების ერთად შენარჩუნება. ეს მცირე მიზიდულობა ასევე არის მიზეზი, რის გამოც აირად და თხევად ნივთიერებებს შეუძლიათ მოძრაობა.
