We leggen uit wat de vaste toestand is en wat de fysieke kenmerken zijn van deze toestand van materie. Voorbeelden van vaste stoffen.
Wat is de vaste toestand?
Een vaste toestand wordt een van de vier essentiële vormen genoemd waarin materie wordt gepresenteerd, samen met de vloeistof, de Frisdrank en de plasmatisch. Deze vormen heten staten van materie aggregatie.
Materie in vaste toestand (of gewoon vaste stoffen) wordt gekenmerkt door een specifieke rangschikking van zijn deeltjes, gebaseerd op zeer stijve en sterke verbindingen, wat zich vertaalt in een zeer goed gedefinieerde fysieke structuur. Dit komt door de cohesiekrachten tussen de deeltjes, die verantwoordelijk zijn voor het behoud van de vorm en de volume solide, en om het een bepaalde marge van hardheid en uithoudingsvermogen.
Deze krachten kunnen echter worden overwonnen door fysieke processen van faseverandering, waarbij een vaste stof in een vloeistof of een gas kan worden omgezet. Dergelijke processen worden genoemd:
- Fusie. Fysiek proces dat bestaat uit solliciteren warmte tot een vaste stof om uw te vergroten temperatuur- totdat je bij je smeltpunt (temperatuur waarbij de vaste stof overgaat in de vloeibare toestand, bij deze temperatuur bestaan de vaste stof en de vloeistof naast elkaar in thermodynamisch evenwicht). Wanneer de temperatuur dit punt overschrijdt, neemt de energie van de vaste stof voldoende toe om de cohesie tussen zijn deeltjes te verbreken en de faseverandering te veroorzaken. Het smelten hangt ook af van de druk waaraan de vaste stof wordt onderworpen.
- sublimatie. Fysisch proces waarbij een bepaalde vaste stof direct in de gasfase gaat, zonder eerst door de vloeibare fase te gaan. Dit kan worden bereikt door de temperatuuromstandigheden te manipuleren en Druk specifiek voor elke vaste stof, waardoor wordt vermeden dat u door de vloeibare fase gaat voordat u de damp bereikt. Een voorbeeld hiervan is de sublimatie van vast jodium (I), waarbij een violetkleurig gas wordt geproduceerd.
Fysieke kenmerken in vaste toestand
Materie in vaste toestand heeft de volgende kenmerken:
- Stijfheid. Over het algemeen is vaste stof bestand tegen vervorming. Bijvoorbeeld: knikken, knikken, splitsingen. Alleen als hun weerstand wordt overwonnen, veranderen de vaste stoffen van vorm (permanent of tijdelijk, afhankelijk van hun elasticiteit).
- Onsamendrukbaarheid. In tegenstelling tot gassen en vloeistoffen kunnen vaste stoffen niet worden samengeperst, dat wil zeggen dat hun deeltjes niet langer samen kunnen zijn. In plaats daarvan hebben ze de neiging om, wanneer ze worden blootgesteld aan extreme drukkrachten, te breken of in kleinere stukken uiteen te vallen.
- Hardheid. In het algemeen zijn vaste stoffen bestand tegen penetratie door andere vaste stoffen, zelfs tegen krassen op hun oppervlak. Dit staat bekend als hardheid, de fysieke kracht tegen de werking van andere vaste stoffen. De moeilijkst bekende materie is diamant.
- Breekbaarheid. Vaste stoffen kunnen in kleinere stukken worden gebroken.
- Elasticiteit. In tegenstelling tot broosheid en hardheid, is elasticiteit het vermogen van bepaalde vaste stoffen om een tijdelijke vervorming te ondergaan, onder invloed van een kracht, en vervolgens terug te keren naar hun oorspronkelijke vorm zodra de werking van die kracht is geëindigd. Elastische materialen hebben een vormgeheugen waardoor ze kunnen terugkeren naar hun vorige dispositie.
- Hoge dichtheid. De meeste vaste stoffen hebben een dikte relatief hoog omdat de deeltjes waaruit ze zijn samengesteld heel dicht bij elkaar liggen.
- kneedbaarheid. Sommige vaste lichamen hebben het vermogen om door vervorming te worden bewerkt. Vanwege deze eigenschap kunnen dunne platen van een materiaal worden verkregen zonder te breken.
- Gedefinieerde vorm. Omdat ze stijf zijn, hebben vaste stoffen duidelijke vormen en stromen ze niet zoals vloeistoffen en gassen.
Solid state voorbeelden
Enkele voorbeelden van materie in vaste toestand zijn:
- de metalen. Met uitzondering van kwik (Hg) behouden metalen bij kamertemperatuur hun stevigheid en hardheid door: metalen schakels tussen zijn atomen. Als ze echter voldoende warmte krijgen (zoals in smederijen of gieterijen), stromen metalen als vloeistoffen en kunnen ze andere vormen aannemen.
- Het ijs. Vloeibaar water, wanneer het tot het vriespunt wordt gebracht, dat wil zeggen, wanneer het wordt teruggetrokken calorische energie Tot het 0 ºC bereikt, kristalliseert het en verandert het in ijs, een transparante en vaste stof.
- De stenen. De stenen die we op elke weg vinden, zijn samengesteld uit mineralen en kalkhoudende of sedimentaire elementen en zijn het duidelijkste voorbeeld van mogelijke stevigheid op aarde.
- Het beton. Resultaat van de vereniging van materialen zoals grind, water en cement in poeder, eerst als een natte pasta en vervolgens als een extreem harde stof bij het drogen, wordt het dagelijks gebruikt in de industrie van de constructie.
- De botten. Gemineraliseerd met calcium uit onze voeding, de botten van ons lichaam of het lichaam van wie dan ook gewervelde dieren Zij zijn degenen die de grootste stevigheid aan het lichaam geven.