Осы тақырыпта: заттың агрегаттық күйін білетін боламыз; қатты, сұйық, газ тәрізді заттардың құрылымымен танысамыз. Бізді түрлі денелер қоршап тұр. Денелер әртүрлі заттардан тұрады. Заттардың ең ұсақ бөлшегі молекула болып табылады және заттың химиялық қасиеттері қандай болса, молекуланың қасиеттері де сондай болады. Кез келген нақты зат тек сол заттың ғана молекулаларынан тұрады: су — су молекулаларынан, оттек — оттек молекулаларынан құралған және т.с.с. Заттар кәдімгі жағдайда әртүрлі күйде болады: су — сұйық, оттек — газ, ас тұзы — қатты зат. Заттардың қатты, сұйық және газ тәрізді күйлері агрегаттық күй деп аталады (14-сурет). Қатты, сұйық және газ күйіндегі заттардың құрылысы қандай болуы мүмкін? Құрылысының ерекшелігіне байланысты заттардың қасиеттері қандай болады?
[toc]
Тоңазытқыштан алдын ала дайындалған мұз кесегін алып, оны мөлдір, температураға төзімді ыдысқа салып қыздыруды бастаймыз. Қыздырғанда мұз біртіндеп еріп суға айналады. Бұл кезде зат қатты күйден сұйық күйге ауысады. Бұл процесс балқу деп аталады. Егер сұйықтықты бірнеше минут қайнатсақ, оның көлемі азаяды. Бұл процесс қайнау деп аталады. Су қайда кетті? Ол буға айналады — бу көзге көрінбейді. Егер ыдысқа су құйып қалдырсақ, ол да қайнамай-ақ буға айналады. Бұл процесс булану деп аталады және ұзаққа созылады. Су буы — судың үш күйінің бірі. Су кәдімгі жағдайда бір мезгілде қатты, сұйық және газ күйінде бола алады. Кез келген зат іс жүзінде әртүрлі агрегаттық күйде кездеседі, тек оларды бақылау өте қиын.
Атомдардан немесе молекулалардан тұратын кез келген зат ортаның жағдайына қарамастан, белгілі бір агрегаттық күйде болуы мүмкін: қатты, сұйық немесе газ тәрізді. Заттардың бір күйден екінші күйге ауысуы практикада кең қолданылады. Бір агрегаттық күйден басқа күйге ауысқанда заттардың молекулалары өзгеріске ұшырамайды. Кез келген агрегаттық күйге ауысқанда су молекуласы мөлшері жағынан да, құрамы жағынан да өзгермейді, оттек молекуласы да сол сияқты өзгеріске ұшырамайды. Заттың құрылысы тек қана атомдардың молекулаларда орналасуына ғана тәуелді емес, бұл бөлшектердің кеңістікте орналасуына да байланысты.
Бір агрегаттық күйдің екінші агрегаттық күйден айырмашылығы неде? Газдардың, сұйықтықтардың және қатты заттардың құрылысындағы ерекшеліктер неге байланысты?
Заттардың қатты күйі
Қатты заттардың молекулалары бір-біріне жақын орналасқан, молекулалар арасындағы арақашықтық молекулалардың өлшемімен бірдей. Атомдар бір-бірімен берік байланысқан әрі тығыз орналасқан (15, а-сурет). Олар бір-бірінен алыстап кете алмайды, тек қана аздап тербеліс жасап қозғала алады. Қатты күйдегі заттардың тығыздығы жоғары болады және көлемі мен пішіні сақталады.
Заттардың сұйық күйі
Заттардың сұйық күйі — қатты және газ тәрізді күйлерінің арасындағы аралық күй. Олардың молекулалары қозғалғыш болады (15, а-сурет). Сондықтан сұйық заттар пішінін сақтай алмайды, олар ағады және оңай құйылады. Алайда оларды сығу қиын, себебі молекулалар бір-біріне жақындағанда тебіледі. Сұйықтықтар көлемін сақтай алады, бірақ пішінін сақтамайды, қандай ыдыста болса, сол ыдыстың пішініне ие болады. Егер біз 1 л сүтті немесе суды құмырадан стақанға құйсақ, стақандағы сұйық 1 л болады, алайда ол енді басқа пішінге — стақанның пішініне ие болады.
Заттардың газ тәрізді күйі
Газ молекулаларының арақашықтығы олардың өз өлшемдерінен әлдеқайда үлкен болады, олар бір-біріне тартылмайды және еркін қозғалады (15, б-сурет). Сондықтан газдар кеңістікті түгел толтырады, пішіні болмайды және оңай сығылады. Газдың молекулалары өте жоғары жылдамдықпен қозғалады. Иіссумен жасалған диффузияны бақылау құбылысы осыны дәлелдейді. Газ молекулаларының жылдамдығы газ табиғатына ғана емес, сондай-ақ температураға да тәуелді. Температураны арттырғанда молекулалар жылдамдығы да жоғарылайды.
Заттардың агрегаттық күйлері
Заттардың агрегаттық күйлерінің өзгеруі
Затты бір күйден екінші бір күйге қалай ауыстыруға болады? Мұндай өзгерістерді жүргізу үшін белгілі бір жағдайлар жасау керек. Мысалы, мұз еру үшін оны алдымен балқу температурасына дейін (0°С) қыздыру қажет. Тоңазытқыштан алған мұздың бірден еріп кетпейтінін байқағанбыз, бұл — оның бастапқы температурасы 0°С-тан төмен болған деген сөз. Яғни, біз оны алдымен көрсетілген температураға дейін қыздырамыз. Буға тезірек айналдыру үшін суды қайнату қажет. Су 100°С-та қайнайды.
Заттардың бір күйден басқа бір күйге өту процессі
Кез келген заттың өзіне тән қайнау және балқу температурасы болады. Мысалы, оттек қатты күйден сұйық күйге — 218°С-та айналады, ал балқу температурасы ең төмен гелий -272°С-та балқиды. Ең қиын балқитын металл — вольфрам, оны балқыту үшін 3410°С-қа дейін қыздыру қажет. Ең оңай балқитын металл — сынап (-39°С).
[alert]Сен білесің бе? Біз судың үш агрегаттық күйі бар деп есептейміз. Шынында, кем дегенде 15 агрегаттық күйі бар және күн санап оның саны артып келеді[/alert]
Егер кейбір заттардың қайнау температураларын қарастырсақ, онда біз гелийдің қайнау температурасы рекордтық температураға (-269°С) ие екенін көреміз, ол осы температурада сұйық күйден газға айналады, азот -196С, ал оттек -183°С-та қайнайды. Мұндай температураға жету өте қиын. Табиғи жағдайларда мұндай төмен температура болмайды. Сондықтан біз бұл заттарды тек қана газ күйінде кездестіреміз. Вольфрамның қайнау температурасы ең жоғары — 5555°С.