Qaysi agregatsiya holati spirtlar uchun xos emas? Agregatsiya holati nima? Materiya holati

Powerpoint formatida kimyo fanidan "Spirtli ichimliklar" mavzusida taqdimot. Maktab o'quvchilari uchun taqdimotda 12 ta slayd mavjud bo'lib, ular kimyoviy nuqtai nazardan spirtlar, ularning fizik xususiyatlari va galogenidlar bilan reaktsiyalari haqida gapiradi.

Taqdimotdan parchalar

Tarixdan

Buni 4-asrda bilarmidingiz? Miloddan avvalgi e. odamlar etil spirti bo'lgan ichimliklar tayyorlashni bilishganmi? Sharob meva va rezavorlar sharbatlarini achitish orqali ishlab chiqarilgan. Biroq, ular undan mast qiluvchi komponentni olishni ancha keyin o'rganishdi. 11-asrda alkimyogarlar sharob qizdirilganda ajralib chiqadigan uchuvchi moddaning bug'larini aniqladilar.

Jismoniy xususiyatlar

Pastki spirtlar suvda yaxshi eriydigan, rangsiz va hidsiz suyuqliklardir.
Yuqori spirtlar suvda erimaydigan qattiq moddalardir.

Jismoniy xususiyatlarning xususiyati: agregatsiya holati

Metil spirti (spirtlarning gomologik seriyasining birinchi vakili) suyuqlikdir. Balki u yuqori molekulyar og'irlikka ega? Yo'q. Karbonat angidriddan ancha past. Keyin nima bo'ldi?
Ma’lum bo‘lishicha, butun gap spirt molekulalari o‘rtasida hosil bo‘ladigan va alohida molekulalarning uchib ketishiga yo‘l qo‘ymaydigan vodorod aloqalaridadir.

Jismoniy xususiyatlarning xususiyati: suvda eruvchanligi

Pastki spirtlar suvda eriydi, yuqori spirtlar esa erimaydi. Nega?
Vodorod aloqalari suv molekulalari orasida katta erimaydigan qismga ega bo'lgan spirt molekulasini ushlab turish uchun juda zaifdir.

Jismoniy xususiyatlarning xususiyati: qisqarish

Nima uchun odamlar hisoblash masalalarini echishda hech qachon hajmdan emas, balki faqat massadan foydalanadilar?
500 ml spirt va 500 ml suvni aralashtiring. Biz 930 ml eritma olamiz. Spirtli ichimliklar va suv molekulalari orasidagi vodorod aloqalari shunchalik kuchliki, eritmaning umumiy hajmi kamayadi, uning "siqilishi" (lotincha kontraktio - siqish).

Spirtli ichimliklar kislotalarmi?

Spirtli ichimliklar ishqoriy metallar bilan reaksiyaga kirishadi. Bunday holda, gidroksil guruhining vodorod atomi metall bilan almashtiriladi. Kislotaga o'xshaydi.
Ammo spirtli ichimliklarning kislotali xususiyatlari juda zaif, shuning uchun spirtli ichimliklar ko'rsatkichlarga ta'sir qilmaydi.

Yo'l politsiyasi bilan do'stlik.

Spirtli ichimliklar yo'l politsiyasi bilan do'stmi? Lekin qanday qilib!
Sizni hech qachon yo'l politsiyasi inspektori to'xtatganmi? Hech qachon naychaga nafas olganmisiz?
Agar omadingiz bo'lmasa, alkogol oksidlanish reaktsiyasidan o'tadi, bu rangning o'zgarishiga olib keladi va siz jarima to'lashingiz kerak.

Biz suv beramiz 1

Suvni olib tashlash - harorat 140 darajadan yuqori bo'lsa, suvsizlanish intramolekulyar bo'lishi mumkin. Buning uchun katalizator - konsentrlangan sulfat kislota kerak bo'ladi.

Suvni qaytaring 2

Agar harorat pasaytirilsa va katalizator bir xil bo'lib qolsa, u holda molekulalararo suvsizlanish sodir bo'ladi.

Vodorod galogenidlari bilan reaksiya.

Bu reaksiya teskari va katalizator - konsentrlangan sulfat kislotani talab qiladi.

Spirtli ichimliklar bilan do'st bo'lish yoki do'st bo'lmaslik.

Qiziqarli savol. Spirtli ichimliklar - bu ksenobiotik - inson tanasida topilmaydigan, ammo uning hayotiy funktsiyalariga ta'sir qiluvchi moddalar. Hammasi dozaga bog'liq.

Spirtli ichimliklar organizmni energiya bilan ta'minlaydigan ozuqa moddasidir. O'rta asrlarda organizm energiyaning taxminan 25 foizini spirtli ichimliklarni iste'mol qilish orqali oldi.
Spirtli ichimliklar - bu dezinfektsiyalovchi va antibakterial ta'sirga ega dori.
Spirtli ichimliklar tabiiy biologik jarayonlarni buzadigan, ichki organlar va psixikani buzadigan, ortiqcha iste'mol qilingan taqdirda o'limga olib keladigan zahardir.

“Spirtli ichimliklar” Tarixdan  Buni 4-asrda bilarmidingiz? Miloddan avvalgi e. odamlar etil spirti bo'lgan ichimliklar tayyorlashni bilishganmi? Sharob meva va rezavorlar sharbatlarini achitish orqali ishlab chiqarilgan. Biroq, ular undan mast qiluvchi komponentni olishni ancha keyin o'rganishdi. 11-asrda alkimyogarlar sharob qizdirilganda ajralib chiqadigan uchuvchi moddaning bug'larini ushladilar Ta'rif Spirtlar (eskirgan spirtlar) - uglevodorod radikalidagi uglerod atomiga bevosita bog'langan bir yoki bir nechta gidroksil guruhi (gidroksil, OH) bo'lgan organik birikmalar  Spirtlarning umumiy formulasi. CxHy(OH) n Bir atomli to`yingan spirtlarning umumiy formulasi CnH2n+1OH Spirtlarning tasnifi gidroksil guruhlar soniga ko`ra CxHy(OH)n Bir atomli spirtlar CH3 - CH2 - CH2 OH Ikki atomli glikollar CH3 - CH - CH2 OH OH Triatomik CH2rol CH - CH2 OH OH OH Spirtlarning tasnifi Uglevodorod uglevodorod radikalining tabiati bo'yicha CxHy(OH)n CxHy(OH)n Chegara chegarasi CH3 CH3 –– CH CH2 CH2 2 ––CH 2 OH OH To'yinmagan to'yinmagan CH CH2 = CH CH––CH CH2 2 = 2 OH OH Aromatik Aromatik CH CH2 OH 2 --OH Spirtlar nomenklaturasi Jadvalga qarang va spirtlar nomenklaturasi bo'yicha xulosa chiqaring NOMENKLATURA VA IZOMERITA Spirtlar nomlarini shakllantirishda a (generik) spirtga mos keladigan uglevodorod nomiga qo'shimcha qo'shiladi. Qo'shimchadan keyingi raqamlar gidroksil guruhining asosiy zanjirdagi o'rnini bildiradi: H | H- C – O H | H metanol H H H |3 |2 |1 H- C – C – C -OH | | | H H H propanol-1 H H H | 1 | 2 |3 H - C – C – C -H | | | H OH H propanol -2 IZOMERLIK TURLARI 1. Funktsional guruh pozitsiyasining izomeriyasi (propanol-1 va propanol-2) 2. Uglerod skeletining izomeriyasi CH3-CH2-CH2-CH2-OH butanol-1 CH3-CH -CH2-OH | CH3 2-metilpropanol-1 3. Sinflararo izomeriya - spirtlar efirlarga izomerdir: CH3-CH2-OH etanol CH3-O-CH3 dimetil efir Xulosa  Bir atomli spirtlarning nomlari eng uzun uglerod zanjiri bo'lgan uglevodorod nomidan hosil bo'ladi. -ol qo'shimchasini qo'shish orqali gidroksil guruhini o'z ichiga olgan  Ko'p atomli spirtlar uchun yunoncha -ol qo'shimchasidan oldin (-di-, -tri-, ...) gidroksil guruhlari soni ko'rsatilgan  Masalan: CH3-CH2-OH. etanol Spirtlarning izomeriyasi turlari Strukturaviy 1. Uglerod zanjiri 2. Funksional guruhning pozitsiyalari Jismoniy XUSUSIYATLARI  Pastki spirtlar (C1-C11) o'tkir hidli uchuvchi suyuqliklardir  Yuqori spirtlar (C12- va undan yuqori) o'tkir hidli qattiq moddalardir. Jismoniy Xususiyatlar Nomi Formula Pl. g/sm3 tpl.C tbop.C Metil CH3OH 0,792 -97 64 Etil C2H5OH 0,790 -114 78 Propil CH3CH2CH2OH 0,804 -120 92 Izopropil CH3-CH3CH2CH (08.CH2) OH 0, 810 -90 118 Jismoniy xususiyatlarning xususiyatlari: agregatsiya holati Metil spirti (spirtlarning gomologik qatorining birinchi vakili) suyuqlikdir. Balki u yuqori molekulyar og'irlikka ega? Yo'q. Karbonat angidriddan ancha past. Keyin nima bo'ldi? R – O … H – O …H – O H R R Ma’lum bo‘lishicha, gap spirt molekulalari o‘rtasida hosil bo‘ladigan va alohida molekulalarning uchib ketishiga yo‘l qo‘ymaydigan vodorod bog‘lari bilan bog‘liq spirtlar erimaydi. Nega? CH3 – O…H – O…N – O N H CH3 Agar radikal katta bo'lsa-chi? CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – O ... H – O H H Vodorod bog‘lari juda zaif bo‘lib, katta erimaydigan qismga ega bo‘lgan spirt molekulasini suv molekulalari orasida ushlab turish uchun jismoniy xossalarning xususiyati: qisqarish. hisoblash masalalarini hal qilish, lekin faqat massa bo'yicha? 500 ml spirt va 500 ml suvni aralashtiring. Biz 930 ml eritma olamiz. Spirtli ichimliklar va suv molekulalari orasidagi vodorod aloqalari shunchalik kuchliki, eritmaning umumiy hajmi kamayadi, uning "siqilishi" (lotincha kontraktio - siqish). Spirtlarning ba'zi vakillari Bir atomli spirt - metanol  Qaynash nuqtasi 64C bo'lgan rangsiz suyuqlik, xarakterli hid Suvdan engilroq. Rangsiz olov bilan yonadi.  Ichki yonuv dvigatellarida erituvchi va yoqilg'i sifatida ishlatiladi Metanol zahar hisoblanadi  Metanolning toksik ta'siri asab va qon tomir tizimining zararlanishiga asoslangan. 5-10 ml metanolni yutish kuchli zaharlanishga olib keladi va 30 ml va undan ko'p o'limga olib keladi monohidrik spirt - etanol Xarakterli hid va yonish ta'mi bilan rangsiz suyuqlik, qaynash harorati 78C. Suvdan engilroq. Har qanday munosabatlarda u bilan aralashadi. Oson alangalanadi, zaif porlayotgan mavimsi olov bilan yonadi. Yo'l politsiyasi bilan do'stlik Spirtli ichimliklar yo'l politsiyasi bilan do'stmi? Lekin qanday qilib! Sizni hech qachon yo'l politsiyasi inspektori to'xtatganmi? Hech qachon naychaga nafas olganmisiz? Agar omadingiz bo'lmasa, unda alkogolning oksidlanish reaktsiyasi sodir bo'ldi, uning davomida rang o'zgardi va siz jarima to'lashingiz kerak edi Qiziqarli savol. Spirtli ichimliklar - bu ksenobiotik - inson tanasida topilmaydigan, ammo uning hayotiy funktsiyalariga ta'sir qiluvchi moddalar. Hammasi dozaga bog'liq. 1. Spirtli ichimliklar organizmni energiya bilan ta'minlaydigan ozuqa moddasidir. O'rta asrlarda organizm energiyaning taxminan 25 foizini spirtli ichimliklarni iste'mol qilish orqali oldi; 2. Spirtli ichimliklar - dezinfektsiyalovchi va antibakterial ta'sirga ega bo'lgan dori; 3. Spirtli ichimliklar tabiiy biologik jarayonlarni buzuvchi, ichki organlar va psixikani buzuvchi va haddan tashqari iste'mol qilinsa, o'limga olib keladigan zahardir  Etil spirti turli xil spirtli ichimliklar tayyorlashda ishlatiladi;  Tibbiyotda dorivor oʻsimliklardan ekstraktlar tayyorlash, shuningdek dezinfeksiya qilish uchun;  Kosmetika va parfyumeriya sanoatida etanol parfyumeriya va losonlar uchun erituvchi hisoblanadi. xulq-atvorni boshqaradigan miya markazlarining faoliyati bostiriladi: harakatlar ustidan oqilona nazorat yo'qoladi, o'ziga nisbatan tanqidiy munosabat pasayadi. I. P. Pavlov bu holatni "po'stloq osti g'alayoni" deb atadi  Qonda juda ko'p alkogol miqdori bilan miyaning motor markazlari faoliyati susayadi, asosan serebellum funktsiyasi ta'sirlanadi - odam orientatsiyani butunlay yo'qotadi Zararli. etanolning ta'siri  Ko'p yillik alkogolli zaharlanish natijasida miya tuzilishidagi o'zgarishlar deyarli qaytarib bo'lmaydigan bo'lib, hatto uzoq vaqt davomida spirtli ichimliklarni iste'mol qilmaslikdan keyin ham saqlanib qoladi. Agar odam to'xtab qololmasa, unda organik va shuning uchun me'yordan aqliy og'ishlar kuchayadi zararli ta'sir etanol  Spirtli ichimliklar miyaning qon tomirlariga juda salbiy ta'sir qiladi. Zaharlanishning boshida ular kengayadi, ulardagi qon oqimi sekinlashadi, bu esa miyada tiqilib qolishga olib keladi. Keyin, spirtli ichimliklarga qo'shimcha ravishda, uning to'liq bo'lmagan parchalanishining zararli mahsulotlari qonda to'plana boshlaganda, o'tkir spazm paydo bo'ladi, vazokonstriksiya paydo bo'ladi va miya qon tomirlari kabi xavfli asoratlar rivojlanib, og'ir nogironlik va hatto o'limga olib keladi. QAYTA QILISH UCHUN SAVOLLAR 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Yorliqsiz bir idishda suv, ikkinchisida spirt bor. Ularni tanib olish uchun indikatordan foydalanish mumkinmi? Sof spirt olish sharafiga kim ega? Spirtli ichimliklar qattiq bo'lishi mumkinmi? Metanolning molekulyar massasi 32, karbonat angidridniki esa 44. Spirtli moddalarning agregatsiya holati haqida xulosa chiqaring. Bir litr spirt va bir litr suvni aralashtiring. Aralashmaning hajmini aniqlang. Yo'l harakati politsiyasi inspektorini qanday aldash kerak? Suvsiz mutlaq spirt suv chiqarishi mumkinmi? Ksenobiotiklar nima va ular spirtli ichimliklar bilan qanday bog'liq? JAVOBLAR 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Bu mumkin emas. Ko'rsatkichlar spirtli ichimliklar va ularning suvli eritmalariga ta'sir qilmaydi. Albatta, alkimyogarlar. Ehtimol, agar bu spirtda 12 uglerod atomi yoki undan ko'p bo'lsa. Ushbu ma'lumotlardan hech qanday xulosa chiqarish mumkin emas. Spirtli ichimliklar molekulalari orasidagi vodorod aloqalari, bu molekulalarning past molekulyar og'irligini hisobga olgan holda, spirtning qaynash nuqtasini g'ayritabiiy darajada yuqori qiladi. Aralashmaning hajmi ikki litr bo'lmaydi, lekin ancha kichikroq, taxminan 1 litr - 860 ml. Haydash paytida ichmang. Ehtimol, agar siz uni qizdirsangiz va konsentratsiyani qo'shsangiz. sulfat kislota. Dangasa bo'lmang va alkogol haqida eshitgan hamma narsani eslang, dozangiz nima ekanligini o'zingiz hal qiling……. va umuman kerakmi???? Ko'p atomli spirt etilen glikol  Etilen glikol to'yingan ikki atomli spirtlar - glikollarning vakili;  Glikollar nomi seriyaning ko'plab vakillarining shirin ta'mi tufayli berilgan (yunoncha "glikos" - shirin);  Etilen glikol shirin ta'mli, hidsiz va zaharli siropli suyuqlikdir. Suv va spirt bilan yaxshi aralashadi, gigroskopik Etilen glikolni qo'llash  Etilen glikolning muhim xususiyati suvning muzlash nuqtasini pasaytirish qobiliyatidir, shuning uchun modda avtomobil antifrizlari va antifriz suyuqliklarining tarkibiy qismi sifatida keng qo'llaniladi;  U lavsan (qimmatbaho sintetik tola) ishlab chiqarish uchun ishlatiladi Etilen glikol zahar  Etilen glikol bilan halokatli zaharlanishga olib keladigan dozalar juda katta farq qiladi - 100 dan 600 ml gacha. Bir qator mualliflarning fikriga ko'ra, odamlar uchun o'ldiradigan doz 50-150 ml ni tashkil qiladi. Etilen glikol tufayli o'lim darajasi juda yuqori va barcha zaharlanish holatlarining 60% dan ortig'ini tashkil qiladi;  Etilen glikolning toksik ta'sirining mexanizmi hozirgi kunga qadar etarlicha o'rganilmagan. Etilen glikol tez so'riladi (shu jumladan teri teshiklari orqali) va qonda bir necha soat davomida o'zgarmagan holda aylanadi va 2-5 soatdan keyin maksimal konsentratsiyasiga etadi. Keyin uning qondagi miqdori asta-sekin kamayadi va u to'qimalarda fiksatsiyalanadi Ko'p atomli spirt glitserin  Glitserin uch atomli to'yingan spirtdir. Rangsiz, yopishqoq, gigroskopik, shirin ta'mli suyuqlik. Har qanday nisbatda suv bilan aralashadi, yaxshi hal qiluvchi. Nitrat kislota bilan reaksiyaga kirishib, nitrogliserin hosil qiladi. Karboksilik kislotalar bilan yog'lar va yog'lar hosil qiladi CH2 – CH – CH2 OH OH OH Glitserinning qo'llanilishi      nitrogliserinli portlovchi moddalar ishlab chiqarishda qo'llaniladi; Terini qayta ishlashda; Ba'zi yopishtiruvchi moddalarning tarkibiy qismi sifatida; Plastmassa ishlab chiqarishda glitserin plastifikator sifatida ishlatiladi; Qandolat mahsulotlari va ichimliklar ishlab chiqarishda (oziq-ovqat qo'shimchasi sifatida E422) Ko'p atomli spirtlarga sifatli reaktsiya Ko'p atomli spirtlarga sifatli reaktsiya  Ko'p atomli spirtlarga reaktsiya ularning yangi olingan mis (II) gidroksid cho'kmasi bilan o'zaro ta'siri bo'lib, u eriydi. yorqin ko'k-binafsha rang yechim Vazifalar Dars uchun ish kartasini to'ldirish;  Test savollariga javob berish;  Krossvord yeching  “Spirtli ichimliklar” darsi uchun ishchi karta  Spirtlarning umumiy formulasi Moddalarni nomlang:  CH3OH  CH3-CH2-CH2-CH2-OH  CH2(OH)-CH2(OH)  Strukturani yozing propanol-2 formulasi  Spirtning atomligi qanday ta'riflanadi?  Etanolning qo'llanilishini sanab o'ting  Oziq-ovqat sanoatida qanday spirtlar qo'llaniladi?  Organizmga 30 ml dan tushganda qanday spirt halokatli zaharlanishga olib keladi?  Antifriz suyuqligi sifatida qanday moddadan foydalaniladi?  Ko'p atomli spirtni bir atomli spirtdan qanday ajratish mumkin? Tayyorlash usullari Laboratoriya  Galoalkanlarning gidrolizi: R-CL+NaOH R-OH+NaCL  Alkenlarning gidratlanishi: CH2=CH2+H2O C2H5OH  Karbonil birikmalarining gidrogenlanishi Sanoat  Sintez gazidan metanol sintezi CH22H (CO3OHat) ko'tarilgan bosim, yuqori harorat va rux oksidi katalizatori)  alkenlarning hidratsiyasi  glyukozaning fermentatsiyasi: C6H12O6 2C2H5OH+2CO2 Kimyoviy xossalari I. RO-H bog'lanishining yorilishi bilan reaksiyalar  Spirtli ichimliklar gidroksidi tuzli metallar va gidroksidi tuzlar hosil qiladi, birikmalar - alkogolatlar 2CH CH CH OH + 2Na  2CH CH CH ONa + H  2CH CH OH + Ca  (CH CH O) Ca + H  3 2 3 2 2 3 3 2 2 2 2 2 2 2  Organik kislotalar bilan o'zaro ta'siri (esterifikatsiya reaktsiyasi) efirlarning hosil bo'lishiga olib keladi. CH COOH + HOC H  CH COOC H (etil asetat (etil asetat)) + H O 3 2 5 3 2 5 2 II. R–OH bogʻining uzilishi bilan bogʻliq reaksiyalar Galogenid vodorod bilan: R–OH + HBr  R–Br + H2O III. Oksidlanish reaksiyalari Spirtlar yonadi: 2S3H7OH + 9O2  6SO2 + 8H2O Oksidlovchi moddalar ta'sirida:  birlamchi spirtlar aldegidlarga, ikkilamchi spirtlar ketonlarga IV. Suvsizlanish suvni olib tashlaydigan reagentlar (kons. H2SO4) bilan qizdirilganda sodir bo'ladi. 1. Molekulyar suvsizlanish CH3–CH2–OH  CH2=CH2 + H2O alkenlarning hosil boʻlishiga olib keladi 2. Molekulyar suvsizlanish R-OH + H-O–R  R–O–R(efir) + H2O efirlarini beradi.

Agregatsiya holati nima, qattiq jismlar, suyuqliklar va gazlar qanday xususiyat va xususiyatlarga ega ekanligi haqidagi savollar bir nechta o'quv kurslarida muhokama qilinadi. Materiyaning uchta klassik holati mavjud bo'lib, ular o'ziga xos tuzilish xususiyatlariga ega. Ularni tushunish Yer haqidagi fanlarni, tirik organizmlarni va sanoat faoliyatini tushunishda muhim nuqtadir. Bu savollar fizika, kimyo, geografiya, geologiya, fizik kimyo va boshqa ilmiy fanlar tomonidan o'rganiladi. Muayyan sharoitlarda uchta asosiy holatdan birida bo'lgan moddalar harorat va bosimning oshishi yoki pasayishi bilan o'zgarishi mumkin. Keling, tabiatda, texnologiyada va kundalik hayotda sodir bo'lgan holda, bir agregatsiya holatidan ikkinchisiga mumkin bo'lgan o'tishlarni ko'rib chiqaylik.

Agregatsiya holati nima?

Lotin tilidan olingan "aggrego" so'zi rus tiliga tarjima qilinganda "qo'shilish" degan ma'noni anglatadi. Ilmiy atama bir xil jism, moddaning holatini bildiradi. Qattiq jismlar, gazlar va suyuqliklarning ma'lum haroratlarda va turli bosimlarda mavjudligi Yerning barcha qobiqlariga xosdir. Agregatsiyaning uchta asosiy holatidan tashqari, to'rtinchisi ham mavjud. Yuqori harorat va doimiy bosimda gaz plazmaga aylanadi. Agregatsiya holati nima ekanligini yaxshiroq tushunish uchun moddalar va jismlarni tashkil etuvchi eng kichik zarralarni esga olish kerak.

Yuqoridagi diagrammada: a - gaz; b - suyuqlik; c - qattiq jism. Bunday rasmlarda doiralar moddalarning strukturaviy elementlarini bildiradi. Bu ramz, aslida, atomlar, molekulalar va ionlar qattiq sharlar emas; Atomlar musbat zaryadlangan yadrodan iborat bo'lib, uning atrofida manfiy zaryadlangan elektronlar yuqori tezlikda harakatlanadi. Moddaning mikroskopik tuzilishi haqidagi bilimlar turli agregat shakllari orasidagi farqlarni yaxshiroq tushunishga yordam beradi.

Mikrokosmos haqidagi g'oyalar: Qadimgi Yunonistondan XVII asrgacha

Jismoniy jismlarni tashkil etuvchi zarralar haqidagi birinchi ma'lumotlar Qadimgi Yunonistonda paydo bo'lgan. Atom kabi tushunchani mutafakkirlar Demokrit va Epikur kiritdilar. Ular turli moddalarning bu eng kichik bo'linmas zarralari shakli, ma'lum o'lchamlari va bir-biri bilan harakat qilish va o'zaro ta'sir qilish qobiliyatiga ega ekanligiga ishonishdi. Atomizm o'z davri uchun qadimgi Yunonistonning eng ilg'or ta'limotiga aylandi. Ammo o'rta asrlarda uning rivojlanishi sekinlashdi. O'shandan beri olimlar Rim-katolik cherkovining inkvizitsiyasi tomonidan ta'qib qilindi. Shu sababli, hozirgi zamongacha materiyaning holati haqida aniq tushuncha mavjud emas edi. 17-asrdan keyingina olimlar R.Boyl, M.Lomonosov, D.Dalton, A.Lavuazyelar atom-molekulyar nazariyaning qoidalarini shakllantirdilar, bugungi kunda ham oʻz ahamiyatini yoʻqotmagan.

Atomlar, molekulalar, ionlar - materiya tuzilishining mikroskopik zarralari

Mikrodunyoni tushunishda muhim yutuq elektron mikroskop ixtiro qilingan 20-asrda sodir bo'ldi. Ilgari olimlar tomonidan qilingan kashfiyotlarni hisobga olgan holda, mikrodunyoning izchil rasmini birlashtirish mumkin edi. Materiyaning eng kichik zarrachalarining holati va xatti-harakatlarini tavsiflovchi nazariyalar ancha murakkab bo'lib, ular sohaga tegishlidir. turli moddalar.

Atomlar kimyoviy jihatdan bo'linmaydigan zarralardir. Ular kimyoviy reaksiyalarda saqlanadi, ammo yadroviy reaktsiyalarda yo'q qilinadi. Metalllar va boshqa ko'plab atom tuzilishidagi moddalar normal sharoitda agregatsiyaning qattiq holatiga ega.
Molekulalar kimyoviy reaktsiyalarda parchalanib, hosil bo'ladigan zarralardir. kislorod, suv, karbonat angidrid, oltingugurt. Oddiy sharoitlarda kislorod, azot, oltingugurt dioksidi, uglerod, kislorodning fizik holati gazsimon.
Ionlar - atomlar va molekulalar elektron olish yoki yo'qotganda aylanadigan zaryadlangan zarralar - mikroskopik manfiy zaryadlangan zarralar. Ko'pgina tuzlar ion tuzilishga ega, masalan, osh tuzi, temir sulfat va mis sulfat.

Shunday moddalar borki, ularning zarralari fazoda ma'lum bir tarzda joylashgan. Atomlar, ionlar va molekulalarning tartibli o'zaro joylashishi kristall panjara deb ataladi. Odatda, ion va atom kristalli panjaralar qattiq moddalarga xosdir, molekulyar - suyuqliklar va gazlar uchun. Olmos o'zining yuqori qattiqligi bilan ajralib turadi. Uning atom kristalli panjarasini uglerod atomlari hosil qiladi. Ammo yumshoq grafit ham ushbu kimyoviy elementning atomlaridan iborat. Faqat ular kosmosda turlicha joylashgan. Oltingugurtni yig'ishning odatiy holati qattiq, ammo yuqori haroratlarda modda suyuqlik va amorf massaga aylanadi.

Qattiq birikma holatidagi moddalar

Oddiy sharoitlarda qattiq jismlar hajmi va shaklini saqlab qoladi. Masalan, qum donasi, shakar donasi, tuz, tosh yoki metall parchasi. Agar siz shakarni qizdirsangiz, modda eriy boshlaydi va yopishqoq jigarrang suyuqlikka aylanadi. Keling, isitishni to'xtataylik va biz yana qattiq bo'lamiz. Bu shuni anglatadiki, qattiq jismning suyuqlikka o'tishining asosiy shartlaridan biri uning qizishi yoki moddaning zarrachalarining ichki energiyasining oshishi hisoblanadi. Oziq-ovqat uchun ishlatiladigan tuzning qattiq birikmasi ham o'zgarishi mumkin. Ammo osh tuzini eritish uchun shakarni isitishdan ko'ra yuqori harorat kerak. Gap shundaki, shakar molekulalardan, osh tuzi esa bir-biriga kuchliroq tortiladigan zaryadlangan ionlardan iborat. Suyuq shakldagi qattiq moddalar o'z shaklini saqlamaydi, chunki kristall panjaralar vayron bo'ladi.

Tuzning erish paytidagi suyuq agregat holati kristallardagi ionlar orasidagi bog'lanishning uzilishi bilan izohlanadi. Elektr zaryadlarini ko'tara oladigan zaryadlangan zarralar chiqariladi. Eritilgan tuzlar elektr tokini o'tkazadi va o'tkazgichdir. Kimyo, metallurgiya va mashinasozlik sanoatida qattiq moddalar suyuqliklarga aylantirilib, yangi birikmalar hosil qiladi yoki ularga turli shakllar beradi. Metall qotishmalari keng tarqaldi. Qattiq xom ashyoni yig'ish holatining o'zgarishi bilan bog'liq bo'lgan ularni olishning bir necha usullari mavjud.

Suyuqlik agregatsiyaning asosiy holatlaridan biridir

Agar dumaloq tubli kolbaga 50 ml suv quysangiz, moddaning darhol kimyoviy idish shaklini olishini sezasiz. Ammo biz kolbadan suvni to'kib tashlashimiz bilanoq, suyuqlik darhol stol yuzasiga tarqaladi. Suv hajmi bir xil bo'lib qoladi - 50 ml, lekin uning shakli o'zgaradi. Sanab o'tilgan xususiyatlar materiya mavjudligining suyuq shakliga xosdir. Ko'pgina organik moddalar suyuqlikdir: spirtlar, o'simlik moylari, kislotalar.

Sut emulsiya, ya'ni yog' tomchilarini o'z ichiga olgan suyuqlikdir. Foydali suyuqlik resursi neftdir. U quruqlikda va okeanda burg'ulash qurilmalari yordamida quduqlardan olinadi. Dengiz suvi ham sanoat uchun xom ashyo hisoblanadi. Uning daryolar va ko'llardagi chuchuk suvdan farqi erigan moddalar, asosan tuzlar tarkibidadir. Suv omborlari yuzasidan bug'langanda faqat H 2 O molekulalari bug 'holatiga o'tadi, erigan moddalar qoladi. Dengiz suvidan foydali moddalar olish usullari va uni tozalash usullari ana shu xususiyatga asoslanadi.

Tuzlar to'liq chiqarilganda distillangan suv olinadi. 100 °C da qaynaydi va 0 °C da muzlaydi. Brinlar boshqa haroratlarda qaynatiladi va muzga aylanadi. Masalan, Shimoliy Muz okeanidagi suv 2 °C sirt haroratida muzlaydi.

Oddiy sharoitlarda simobning fizik holati suyuqlikdir. Ushbu kumush-kulrang metall odatda tibbiy termometrlarni to'ldirish uchun ishlatiladi. Qizdirilganda simob ustuni shkalada ko'tariladi va modda kengayadi. Nima uchun simob emas, balki qizil bo'yoq bilan bo'yalgan spirt ishlatiladi? Bu suyuq metallning xossalari bilan izohlanadi. 30 graduslik sovuqda simobning yig'ilish holati o'zgaradi, modda qattiq bo'ladi.

Agar tibbiy termometr buzilib, simob to'kilsa, kumush to'plarni qo'llaringiz bilan yig'ish xavflidir. Simob bug'ini nafas olish zararli, bu modda juda zaharli. Bunday hollarda bolalar yordam uchun ota-onalari va kattalarga murojaat qilishlari kerak.

Gaz holati

Gazlar hajmini ham, shaklini ham saqlay olmaydi. Kolbani yuqori qismigacha kislorod bilan to'ldiramiz (uning kimyoviy formulasi O2). Kolbani ochishimiz bilan moddaning molekulalari xonadagi havo bilan aralasha boshlaydi. Bu Braun harakati tufayli sodir bo'ladi. Hatto qadimgi yunon olimi Demokrit ham materiya zarralari doimiy harakatda bo'ladi, deb hisoblagan. Qattiq jismlarda normal sharoitda atomlar, molekulalar va ionlar kristall panjarani tark etish yoki boshqa zarralar bilan bog'lanishdan ozod bo'lish imkoniyatiga ega emas. Bu faqat tashqaridan katta miqdorda energiya ta'minlanganda mumkin.

Suyuqliklarda zarralar orasidagi masofa qattiq jismlarga qaraganda bir oz kattaroqdir, ular molekulalararo aloqalarni uzish uchun kamroq energiya talab qiladi; Masalan, kislorodning suyuq holati faqat gaz harorati -183 ° C ga tushganda kuzatiladi. -223 °C da O 2 molekulalari qattiq moddani hosil qiladi. Harorat bu qiymatlardan oshib ketganda, kislorod gazga aylanadi. Oddiy sharoitlarda aynan shu shaklda topiladi. Sanoat korxonalarida atmosfera havosini ajratish va undan azot va kislorod olish uchun maxsus qurilmalar ishlaydi. Birinchidan, havo sovutiladi va suyultiriladi, so'ngra harorat asta-sekin oshiriladi. Azot va kislorod turli sharoitlarda gazlarga aylanadi.

Yer atmosferasi hajmi bo'yicha 21% kislorod va 78% azotdan iborat. Bu moddalar sayyoramizning gazsimon qobig'ida suyuq holatda topilmaydi. Suyuq kislorod ochiq ko'k rangga ega va tibbiy muassasalarda foydalanish uchun silindrlarni yuqori bosim bilan to'ldirish uchun ishlatiladi. Sanoat va qurilishda ko'plab jarayonlarni amalga oshirish uchun suyultirilgan gazlar kerak. Kislorod gaz bilan payvandlash va metallarni kesish uchun, kimyoda esa noorganik va organik moddalarning oksidlanish reaktsiyalari uchun kerak. Agar siz kislorod tsilindrining valfini ochsangiz, bosim pasayadi va suyuqlik gazga aylanadi.

Suyultirilgan propan, metan va butan energetika, transport, sanoat va maishiy faoliyatda keng qo'llaniladi. Bu moddalar tabiiy gazdan yoki neft xomashyosini yorilish (parchalash) paytida olinadi. Uglerod suyuqligi va gazsimon aralashmalar ko'plab mamlakatlar iqtisodiyotida muhim rol o'ynaydi. Ammo neft va tabiiy gaz zahiralari keskin tugaydi. Olimlarning fikricha, bu xomashyo 100-120 yilga yetadi. Muqobil energiya manbai havo oqimi (shamol). Dengiz va okeanlar qirg'oqlaridagi tez oqadigan daryolar va suv toshqini elektr stantsiyalarini ishlatish uchun ishlatiladi.

Kislorod, boshqa gazlar singari, plazmani ifodalovchi to'rtinchi agregatsiya holatida bo'lishi mumkin. Qattiq holatdan gazsimon holatga g'ayrioddiy o'tish kristalli yodning o'ziga xos xususiyati hisoblanadi. To'q binafsha rangli modda sublimatsiyaga uchraydi - u suyuqlik holatini chetlab o'tib, gazga aylanadi.

Materiyaning bir agregat shaklidan boshqasiga o'tish qanday amalga oshiriladi?

Moddalarning agregat holatidagi o'zgarishlar kimyoviy o'zgarishlar bilan bog'liq emas, bu fizik hodisalar. Haroratning oshishi bilan ko'plab qattiq moddalar erib, suyuqlikka aylanadi. Haroratning yanada oshishi bug'lanishga, ya'ni moddaning gaz holatiga olib kelishi mumkin. Tabiat va iqtisodiyotda bunday o'tishlar Yerdagi asosiy moddalardan biriga xosdir. Muz, suyuqlik, bug 'har xil tashqi sharoitlarda suvning holatidir. Murakkab bir xil, uning formulasi H 2 O. 0 ° C haroratda va bu qiymatdan pastda suv kristallanadi, ya'ni muzga aylanadi. Harorat ko'tarilgach, hosil bo'lgan kristallar yo'q qilinadi - muz eriydi va yana suyuq suv olinadi. U qizdirilganda bug'lanish hosil bo'ladi - suvning gazga aylanishi - past haroratlarda ham. Misol uchun, muzlatilgan ko'lmaklar asta-sekin yo'q bo'lib ketadi, chunki suv bug'lanadi. Ayozli havoda ham nam kirlar quriydi, ammo bu jarayon issiq kunga qaraganda ko'proq vaqt talab etadi.

Suvning bir holatdan ikkinchi holatga o'tishlarining barchasi Yer tabiati uchun katta ahamiyatga ega. Atmosfera hodisalari, iqlim va ob-havo Jahon okeani yuzasidan suvning bug'lanishi, bulut va tuman ko'rinishidagi namlikning quruqlikka o'tishi, yog'ingarchilik (yomg'ir, qor, do'l) bilan bog'liq. Bu hodisalar tabiatdagi jahon suv aylanishining asosini tashkil qiladi.

Oltingugurtning agregat holatlari qanday o'zgaradi?

Oddiy sharoitlarda oltingugurt yorqin porloq kristallar yoki ochiq sariq kukundir, ya'ni u qattiq moddadir. Oltingugurtning fizik holati qizdirilganda o'zgaradi. Birinchidan, harorat 190 ° C ga ko'tarilganda, sariq modda eriydi va mobil suyuqlikka aylanadi.

Agar siz tezda suyuq oltingugurtni sovuq suvga quysangiz, jigarrang amorf massaga ega bo'lasiz. Oltingugurt eritmasini yanada qizdirish bilan u ko'proq yopishqoq va qorayadi. 300 ° C dan yuqori haroratlarda oltingugurtning agregatsiya holati yana o'zgaradi, modda suyuqlikning xususiyatlarini oladi va harakatchan bo'ladi. Bu o'tishlar element atomlarining turli uzunlikdagi zanjirlar hosil qilish qobiliyati tufayli yuzaga keladi.

Nima uchun moddalar turli xil jismoniy holatda bo'lishi mumkin?

Oddiy modda bo'lgan oltingugurtning yig'ilish holati oddiy sharoitda qattiqdir. Oltingugurt dioksidi gaz, sulfat kislota suvdan og'irroq yog'li suyuqlikdir. Xlorid va nitrat kislotalardan farqli o'laroq, u uchuvchan emas, uning yuzasidan molekulalar bug'lanib ketmaydi; Kristallarni qizdirish natijasida olinadigan plastik oltingugurtning agregatsiya holati qanday?

O'zining amorf shaklida modda suyuqlikning tuzilishiga ega, arzimas suyuqlikka ega. Lekin plastik oltingugurt bir vaqtning o'zida o'z shaklini (qattiq holda) saqlaydi. Qattiq jismlarning bir qator xarakterli xususiyatlariga ega bo'lgan suyuq kristallar mavjud. Demak, moddaning turli sharoitdagi holati uning tabiati, harorati, bosimi va boshqa tashqi sharoitlarga bog'liq.

Qattiq jismlarning tuzilishida qanday xususiyatlar mavjud?

Moddaning asosiy agregat holatlari orasidagi mavjud farqlar atomlar, ionlar va molekulalar o'rtasidagi o'zaro ta'sir bilan izohlanadi. Masalan, nima uchun moddaning qattiq holati jismlarning hajm va shaklni saqlab turish qobiliyatiga olib keladi? Metall yoki tuzning kristall panjarasida strukturaviy zarralar bir-biriga tortiladi. Metalllarda musbat zaryadlangan ionlar "elektron gaz" deb ataladigan narsa bilan o'zaro ta'sir qiladi, metall bo'lagidagi erkin elektronlar to'plami. Tuz kristallari qarama-qarshi zaryadlangan zarralar - ionlarni jalb qilish natijasida paydo bo'ladi. Yuqoridagi qattiq jismlarning strukturaviy birliklari orasidagi masofa zarrachalarning o'lchamlaridan ancha kichikdir. Bunday holda, elektrostatik tortishish harakat qiladi, u kuch beradi, lekin itarilish etarli darajada kuchli emas.

Moddaning agregatsiyasining qattiq holatini yo'q qilish uchun harakat qilish kerak. Metallar, tuzlar va atom kristallari juda yuqori haroratlarda eriydi. Misol uchun, temir 1538 ° C dan yuqori haroratlarda suyuq bo'ladi. Volfram o'tga chidamli bo'lib, lampochkalar uchun cho'g'lanma filamentlarni tayyorlash uchun ishlatiladi. 3000 ° C dan yuqori haroratlarda suyuq holga keladigan qotishmalar mavjud. Er yuzidagi ko'pchilik qattiq holatda. Ushbu xom ashyo shaxtalar va karerlarda texnologiya yordamida olinadi.

Hatto bitta ionni kristalldan ajratish uchun katta miqdorda energiya sarflash kerak. Ammo kristall panjara parchalanishi uchun tuzni suvda eritish kifoya! Bu hodisa suvning qutbli erituvchi sifatidagi ajoyib xususiyatlari bilan izohlanadi. H 2 O molekulalari tuz ionlari bilan o'zaro ta'sirlashib, ular orasidagi kimyoviy bog'lanishni buzadi. Shunday qilib, erish turli moddalarni oddiy aralashtirish emas, balki ular orasidagi fizik-kimyoviy o'zaro ta'sirdir.

Suyuqlik molekulalari qanday o'zaro ta'sir qiladi?

Suv suyuq, qattiq va gaz (bug ') bo'lishi mumkin. Bu oddiy sharoitda uning asosiy agregatsiya holatlari. Suv molekulalari ikkita vodorod atomi bog'langan bitta kislorod atomidan iborat. Molekuladagi kimyoviy bog'lanishning qutblanishi sodir bo'ladi va kislorod atomlarida qisman manfiy zaryad paydo bo'ladi. Vodorod molekulada musbat qutbga aylanadi, boshqa molekulaning kislorod atomi tomonidan tortiladi. Bu "vodorod bog'lanishi" deb ataladi.

Agregatsiyaning suyuq holati strukturaviy zarrachalar orasidagi ularning o'lchamlari bilan taqqoslanadigan masofalar bilan tavsiflanadi. Attraktsion mavjud, lekin u zaif, shuning uchun suv o'z shaklini saqlamaydi. Bug'lanish xona haroratida ham suyuqlik yuzasida paydo bo'ladigan aloqalarning yo'q qilinishi tufayli sodir bo'ladi.

Gazlarda molekulalararo o'zaro ta'sirlar mavjudmi?

Moddaning gaz holati bir qator parametrlari bilan suyuq va qattiq holatdan farq qiladi. Gazlarning strukturaviy zarralari orasida molekulalarning o'lchamlaridan ancha katta bo'shliqlar mavjud. Bunday holda, tortishish kuchlari umuman harakat qilmaydi. Agregatning gazsimon holati havoda mavjud bo'lgan moddalarga xosdir: azot, kislorod, karbonat angidrid. Quyidagi rasmda birinchi kub gaz bilan, ikkinchisi suyuqlik bilan, uchinchisi esa qattiq bilan to'ldirilgan.

Ko'pgina suyuqliklar uchuvchan bo'lib, moddaning molekulalari sirtidan ajralib chiqadi va havoga tushadi. Misol uchun, agar siz xlorid kislotasi solingan ochiq shishaning teshigiga ammiakga botirilgan paxta sumkasini olib kelsangiz, oq tutun paydo bo'ladi. Xlorid kislotasi va ammiak o'rtasidagi kimyoviy reaktsiya havoda sodir bo'lib, ammoniy xlorid hosil qiladi. Ushbu modda qanday agregatsiya holatida? Uning oq tutun hosil qiluvchi zarralari mayda qattiq tuz kristallaridir. Ushbu eksperiment qalpoq ostida o'tkazilishi kerak, moddalar toksikdir.

Xulosa

Gazning yig'ilish holatini ko'plab taniqli fizik va kimyogarlar o'rganishgan: Avogadro, Boyl, Gey-Lyussak, Klayperon, Mendeleev, Le Shatelye. Olimlar tashqi sharoitlar o'zgarganda kimyoviy reaktsiyalarda gazsimon moddalarning harakatini tushuntiruvchi qonunlarni ishlab chiqdilar. Ochiq naqshlar nafaqat maktab va universitetlarning fizika va kimyo darsliklariga kiritilmagan. Ko'pgina kimyo sanoati moddalarning turli agregat holatidagi xatti-harakatlari va xossalari haqidagi bilimlarga asoslanadi.

Eng ko'p uchraydigan ma'lumotlar agregatsiyaning uchta holatidir: suyuq, qattiq, gazsimon, ba'zida ular plazmani, kamroq tez-tez suyuq kristallni eslashadi. Yaqinda Internetda mashhur () Stiven Fraydan olingan materiyaning 17 bosqichi ro'yxati tarqaldi. Shuning uchun biz ular haqida batafsilroq aytib beramiz, chunki... Koinotda sodir bo'layotgan jarayonlarni yaxshiroq tushunish uchun siz materiya haqida bir oz ko'proq bilishingiz kerak.

Quyida keltirilgan moddaning agregat holatlari roʻyxati eng sovuq holatdan eng issiq holatga oʻtadi va hokazo. davom ettirilishi mumkin. Shu bilan birga, shuni tushunish kerakki, gaz holatidan (№ 11), eng "siqilmagan", ro'yxatning ikkala tomoniga, moddaning siqilish darajasi va uning bosimi (bunday o'rganilmaganlar uchun ba'zi shartlar bilan). kvant, nur yoki zaif simmetrik) kabi faraziy holatlar matndan keyin materiyaning fazaviy o'tishlarining vizual grafigi ko'rsatilgan.

1. Kvant- harorat mutlaq nolga tushganda erishiladigan moddalarning yig'ilish holati, buning natijasida ichki bog'lanishlar yo'qoladi va modda erkin kvarklarga parchalanadi.

2. Bose-Eynshteyn kondensati- mutlaq nolga yaqin haroratgacha sovutilgan (mutlaq noldan gradusning milliondan bir qismidan kam) asosini bozonlar tashkil etuvchi moddalarning agregatsiya holati. Bunday kuchli sovutilgan holatda, etarlicha ko'p miqdordagi atomlar o'zlarining minimal mumkin bo'lgan kvant holatida bo'lishadi va kvant effektlari makroskopik darajada namoyon bo'la boshlaydi. Bose-Einshteyn kondensati (ko'pincha Bose kondensati yoki oddiygina "bek" deb ataladi) kimyoviy elementni juda past haroratlarda sovutganda paydo bo'ladi (odatda mutlaq noldan biroz yuqori, minus 273 daraja Selsiy bo'yicha, bu nazariy haroratdir). harakatni to'xtatadi).
Bu erda modda bilan mutlaqo g'alati narsalar sodir bo'la boshlaydi. Odatda faqat atom darajasida kuzatiladigan jarayonlar endi yalang'och ko'z bilan kuzatilishi mumkin bo'lgan darajada katta miqyoslarda sodir bo'ladi. Misol uchun, agar siz laboratoriya stakaniga "orqaga" joylashtirsangiz va kerakli haroratni ta'minlasangiz, modda devor bo'ylab sudralib keta boshlaydi va oxir-oqibat o'z-o'zidan chiqadi.
Ko'rinishidan, bu erda biz moddaning o'z energiyasini tushirishga bo'lgan behuda urinishi bilan shug'ullanamiz (bu barcha mumkin bo'lgan darajalarning eng pastida).
Sovutish uskunasidan foydalangan holda atomlarni sekinlashtirish Bose yoki Bose-Eynshteyn kondensati deb nomlanuvchi yagona kvant holatini hosil qiladi. Bu hodisa 1925 yilda A. Eynshteyn tomonidan S. Bose ishini umumlashtirish natijasida bashorat qilingan boʻlib, u yerda massasiz fotonlardan tortib massali atomlargacha boʻlgan zarralar uchun statistik mexanika qurilgan (Eynshteynning yoʻqolgan deb hisoblangan qoʻlyozmasi topilgan edi) 2005 yilda Leyden universiteti kutubxonasida). Bose va Eynshteynning sa'y-harakatlari natijasi Bose-Eynshteyn statistikasiga tobe bo'lgan gaz haqidagi Bose kontseptsiyasi bo'lib, u bozonlar deb ataladigan butun spinli bir xil zarrachalarning statistik taqsimotini tavsiflaydi. Masalan, alohida elementar zarralar - fotonlar va butun atomlar bo'lgan bozonlar bir-biri bilan bir xil kvant holatda bo'lishi mumkin. Eynshteyn bozon atomlarini juda past haroratgacha sovutish ularning eng past kvant holatiga aylanishiga (yoki boshqacha qilib aytganda kondensatsiyalanishiga) olib kelishini taklif qildi. Bunday kondensatsiyaning natijasi materiyaning yangi shaklining paydo bo'lishi bo'ladi.
Bu o'tish kritik harorat ostida sodir bo'ladi, bu hech qanday ichki erkinlik darajasi bo'lmagan o'zaro ta'sir qilmaydigan zarrachalardan tashkil topgan bir hil uch o'lchovli gaz uchun.

3. Fermion kondensati- moddaning tayanchga o'xshash, lekin tuzilishi jihatidan farq qiluvchi agregatsiya holati. Mutlaq nolga yaqinlashganda, atomlar o'zlarining burchak momentumining (spin) kattaligiga qarab turlicha harakat qiladilar. Bozonlarda butun spinlar, fermionlarda esa 1/2 (1/2, 3/2, 5/2) ga karrali spinlar mavjud. Fermionlar ikki fermionning bir xil kvant holatiga ega bo'lolmasligini ko'rsatadigan Pauli istisno printsipiga bo'ysunadilar. Bozonlar uchun bunday taqiq yo'q va shuning uchun ular bitta kvant holatida mavjud bo'lish va shu bilan Bose-Eynshteyn kondensatini hosil qilish imkoniyatiga ega. Ushbu kondensatning hosil bo'lish jarayoni supero'tkazuvchi holatga o'tish uchun javobgardir.
Elektronlar 1/2 spinga ega va shuning uchun fermionlar deb tasniflanadi. Ular juftlarga birlashadilar (Kuper juftlari deb ataladi), ular keyinchalik Bose kondensatini hosil qiladi.
Amerikalik olimlar chuqur sovutish orqali fermion atomlaridan bir turdagi molekula olishga harakat qilishdi. Haqiqiy molekulalardan farqi shundaki, atomlar o'rtasida kimyoviy bog'lanish yo'q edi - ular shunchaki o'zaro bog'liq holda harakat qilishdi. Atomlar orasidagi bog'lanish Kuper juftlaridagi elektronlar orasidagi bog'lanishdan ham kuchliroq bo'lib chiqdi. Olingan juft fermionlar endi 1/2 ga karrali bo'lmagan umumiy spinga ega, shuning uchun ular allaqachon bozonlar kabi harakat qilishadi va bitta kvant holatiga ega Bose kondensatini hosil qilishlari mumkin. Tajriba davomida kaliy-40 atomli gaz 300 nanokelvingacha sovutilgan, gaz esa optik tuzoq deb ataladigan joyga o'ralgan. Keyin tashqi magnit maydon qo'llanildi, uning yordamida atomlar orasidagi o'zaro ta'sirlarning tabiatini o'zgartirish mumkin edi - kuchli itarilish o'rniga kuchli tortishish kuzatila boshlandi. Magnit maydon ta'sirini tahlil qilganda, atomlar Kuper juft elektronlari kabi harakat qila boshlagan qiymatni topish mumkin edi. Eksperimentning keyingi bosqichida olimlar fermion kondensati uchun o'ta o'tkazuvchanlik effektlarini olishni kutishmoqda.

4. O‘ta suyuqlikli modda- moddaning yopishqoqligi deyarli yo'q va oqim paytida u qattiq sirt bilan ishqalanishni boshdan kechirmaydigan holat. Buning oqibati, masalan, tortishish kuchiga qarshi tomir devorlari bo'ylab ortiqcha suyuqlik geliyning to'liq o'z-o'zidan "chiqib ketishi" kabi qiziqarli effekt. Albatta, bu erda energiya saqlanish qonunining buzilishi yo'q. Ishqalanish kuchlari bo'lmasa, geliyga faqat tortishish kuchlari, geliy va tomir devorlari va geliy atomlari orasidagi atomlararo o'zaro ta'sir kuchlari ta'sir qiladi. Shunday qilib, atomlararo o'zaro ta'sir kuchlari boshqa barcha kuchlardan ustundir. Natijada, geliy barcha mumkin bo'lgan sirtlarga imkon qadar ko'proq tarqalishga intiladi va shuning uchun idishning devorlari bo'ylab "sayohat qiladi". 1938 yilda sovet olimi Pyotr Kapitsa geliyning ortiqcha suyuqlik holatida bo'lishi mumkinligini isbotladi.
Shuni ta'kidlash kerakki, geliyning ko'plab g'ayrioddiy xususiyatlari ancha vaqtdan beri ma'lum. Biroq, so'nggi yillarda bu kimyoviy element bizni qiziqarli va kutilmagan effektlar bilan erkalamoqda. Shunday qilib, 2004 yilda Pensilvaniya universitetidan Muso Chan va Yun-Syong Kim geliyning mutlaqo yangi holatini - o'ta suyuqlikli qattiq moddani olishga muvaffaq bo'lganliklarini e'lon qilishlari bilan ilm-fan olamini hayratda qoldirdi. Bu holatda, kristall panjaradagi ba'zi geliy atomlari boshqalar atrofida oqishi mumkin va geliy shu tariqa o'zidan o'tishi mumkin. "O'ta qattiqlik" effekti nazariy jihatdan 1969 yilda bashorat qilingan. Va keyin 2004 yilda eksperimental tasdiq borga o'xshaydi. Biroq, keyinchalik va juda qiziqarli tajribalar shuni ko'rsatdiki, hamma narsa juda oddiy emas va, ehtimol, ilgari qattiq geliyning ortiqcha suyuqligi sifatida qabul qilingan hodisaning bu talqini noto'g'ri.
AQShning Braun universitetidan Xamfri Maris boshchiligidagi olimlarning tajribasi sodda va nafis edi. Olimlar teskari probirkani suyuq geliy solingan yopiq idishga joylashtirdilar. Ular geliyning bir qismini probirkada va rezervuarda shunday muzlatib qo'ydilarki, probirka ichidagi suyuqlik va qattiq jismning chegarasi rezervuardagidan yuqori bo'lsin. Boshqacha qilib aytganda, probirkaning yuqori qismida suyuq geliy, pastki qismida qattiq geliy bor edi, u rezervuarning qattiq fazasiga silliq o'tdi, uning ustiga ozgina suyuq geliy quyildi - suyuqlikdan pastroq. probirkadagi daraja. Agar suyuq geliy qattiq geliy orqali oqib chiqa boshlasa, u holda darajalardagi farq kamayadi va keyin qattiq supersuyuq geliy haqida gapirish mumkin. Va printsipial jihatdan, 13 ta tajribadan uchtasida darajalardagi farq haqiqatda kamaydi.

5. O‘ta qattiq modda- materiya shaffof va suyuqlik kabi "oqishi" mumkin bo'lgan, lekin aslida u yopishqoqlikdan mahrum bo'lgan agregatsiya holati. Bunday suyuqliklar ko'p yillar davomida ma'lum bo'lib, ular superfluidlar deb ataladi; Gap shundaki, agar ortiqcha suyuqlik aralashtirilsa, u deyarli abadiy aylanadi, oddiy suyuqlik esa oxir-oqibat tinchlanadi. Dastlabki ikkita super suyuqlik tadqiqotchilar tomonidan geliy-4 va geliy-3 yordamida yaratilgan. Ular deyarli mutlaq nolga qadar sovutilgan - minus 273 daraja Selsiy. Va geliy-4 dan amerikalik olimlar o'ta qattiq tanani olishga muvaffaq bo'lishdi. Ular muzlatilgan geliyni 60 martadan ortiq bosim bilan siqdilar, so'ngra modda bilan to'ldirilgan stakanni aylanadigan diskka joylashtirdilar. Tselsiy bo‘yicha 0,175 daraja haroratda disk to‘satdan erkinroq aylana boshladi, olimlarning aytishicha, bu geliy super jismga aylanganidan dalolat beradi.

6. Qattiq- shakli barqarorligi va muvozanat pozitsiyalari atrofida kichik tebranishlarni amalga oshiradigan atomlarning issiqlik harakati tabiati bilan tavsiflangan moddaning agregatsiya holati. Qattiq jismlarning barqaror holati kristalldir. Atomlar o'rtasida ion, kovalent, metall va boshqa turdagi bog'larga ega bo'lgan qattiq moddalar mavjud bo'lib, bu ularning fizik xususiyatlarining xilma-xilligini belgilaydi. Qattiq jismlarning elektr va ba'zi boshqa xossalari asosan uning atomlarining tashqi elektronlari harakatining tabiati bilan belgilanadi. Elektr xossalariga ko'ra qattiq jismlar dielektriklarga, yarim o'tkazgichlarga va magnit xossalariga ko'ra metallarga, qattiq jismlar diamagnit, paramagnit va tartibli magnit tuzilishga ega bo'lgan jismlarga bo'linadi. Qattiq jismlarning xossalarini o'rganish katta sohaga - qattiq jismlar fizikasiga birlashdi, uning rivojlanishi texnologiya ehtiyojlari bilan rag'batlantirildi.

7. Amorf qattiq jism- atomlar va molekulalarning tartibsiz joylashishi tufayli fizik xususiyatlarning izotropiyasi bilan tavsiflangan moddaning kondensatsiyalangan agregatsiya holati. Amorf qattiq jismlarda atomlar tasodifiy joylashgan nuqtalar atrofida tebranadi. Kristal holatidan farqli o'laroq, qattiq amorfdan suyuqlikka o'tish asta-sekin sodir bo'ladi. Har xil moddalar amorf holatda bo'ladi: shisha, qatronlar, plastmassalar va boshqalar.

8. Suyuq kristall bir vaqtning o'zida kristall va suyuqlik xossalarini namoyon qiladigan moddaning o'ziga xos agregatsiya holatidir. Darhol shuni ta'kidlash kerakki, barcha moddalar suyuq kristall holatda bo'lishi mumkin emas. Biroq, murakkab molekulalarga ega bo'lgan ba'zi organik moddalar agregatsiyaning o'ziga xos holatini - suyuq kristallni hosil qilishi mumkin. Bu holat ma'lum moddalarning kristallari erishi natijasida yuzaga keladi. Ular erishi bilan oddiy suyuqliklardan farq qiluvchi suyuq kristall faza hosil bo'ladi. Bu faza kristallning erish haroratidan biroz yuqoriroq haroratgacha bo'lgan diapazonda mavjud bo'lib, qizdirilganda suyuq kristall oddiy suyuqlikka aylanadi.
Suyuq kristall suyuq va oddiy kristalldan qanday farq qiladi va ular qanday o'xshash? Oddiy suyuqlik singari, suyuq kristall ham suyuqlikka ega va u joylashtirilgan idishning shaklini oladi. Bu hammaga ma'lum bo'lgan kristallardan farq qiladi. Biroq, uni suyuqlik bilan birlashtiradigan bu xususiyatga qaramay, u kristallarga xos xususiyatga ega. Bu kristall hosil qiluvchi molekulalarning fazoda joylashishi. To'g'ri, bu tartib oddiy kristallardagi kabi to'liq emas, lekin shunga qaramay, u suyuq kristallarning xususiyatlariga sezilarli darajada ta'sir qiladi, bu ularni oddiy suyuqliklardan ajratib turadi. Suyuq kristall hosil qiluvchi molekulalarning to'liq bo'lmagan fazoviy tartiblanishi suyuq kristallarda molekulalarning og'irlik markazlarining fazoviy joylashuvida to'liq tartibning yo'qligi, garchi qisman tartib bo'lishi mumkinligida namoyon bo'ladi. Bu ularning qattiq kristall panjarasi yo'qligini anglatadi. Shuning uchun suyuq kristallar oddiy suyuqliklar kabi suyuqlik xususiyatiga ega.
Suyuq kristallarning ularni oddiy kristallarga yaqinlashtiradigan majburiy xususiyati molekulalarning fazoviy yo'nalishi tartibining mavjudligidir. Orientatsiyadagi bu tartib, masalan, suyuq kristall namunadagi molekulalarning barcha uzun o'qlari bir xil yo'naltirilganligida namoyon bo'lishi mumkin. Bu molekulalar cho'zilgan shaklga ega bo'lishi kerak. Molekulyar o'qlarning eng oddiy nomli tartibidan tashqari, suyuq kristallda molekulalarning yanada murakkab orientatsion tartibi paydo bo'lishi mumkin.
Molekulyar o'qlarni tartiblash turiga ko'ra suyuq kristallar uch turga bo'linadi: nematik, smektik va xolesterik.
Hozirgi vaqtda dunyoning barcha rivojlangan mamlakatlarida suyuq kristallar fizikasi va ularni qo'llash bo'yicha tadqiqotlar keng jabhada olib borilmoqda. Mahalliy tadqiqotlar ham akademik, ham sanoat tadqiqot muassasalarida jamlangan va uzoq an'anaga ega. V.K.ning 30-yillarda Leningradda tugallangan asarlari keng tanildi va tanildi. Frederiks V.N.ga. Tsvetkova. So'nggi yillarda suyuq kristallarni jadal o'rganish mahalliy tadqiqotchilarning umuman suyuq kristallarni va xususan, suyuq kristallar optikasini o'rganishni rivojlantirishga katta hissa qo'shayotganini ko'rsatdi. Shunday qilib, I.G.ning asarlari. Chistyakova, A.P. Kapustina, S.A. Brazovskiy, S.A. Pikina, L.M. Blinov va boshqa ko'plab sovet tadqiqotchilari ilmiy jamoatchilikka ma'lum va suyuq kristallarning bir qator samarali texnik qo'llanilishi uchun asos bo'lib xizmat qiladi.
Suyuq kristallarning mavjudligi uzoq vaqt oldin, ya'ni 1888 yilda, ya'ni deyarli bir asr oldin o'rnatilgan. Olimlar materiyaning bunday holatiga 1888 yilgacha duch kelgan bo'lsalar ham, keyinchalik u rasman kashf etilgan.
Suyuq kristallarni birinchi bo'lib avstriyalik botanik Reynitser kashf etgan. U sintez qilgan yangi xolesterilbenzoat moddasini o‘rganish jarayonida 145°S haroratda bu moddaning kristallari erib, yorug‘likni kuchli sochuvchi loyqa suyuqlik hosil qilishini aniqladi. Isitish davom etar ekan, 179 ° S haroratga yetganda, suyuqlik shaffof bo'ladi, ya'ni u oddiy suyuqlik, masalan, suv kabi optik tarzda harakat qila boshlaydi. Xolesteril benzoat loyqa fazada kutilmagan xususiyatlarni ko'rsatdi. Ushbu fazani qutblanuvchi mikroskop ostida tekshirib, Reinitser uning ikki sinishi borligini aniqladi. Bu shuni anglatadiki, yorug'likning sinishi ko'rsatkichi, ya'ni bu fazadagi yorug'lik tezligi qutblanishga bog'liq.

9. Suyuqlik- qattiq holat (hajmning saqlanishi, ma'lum kuchlanish kuchi) va gazsimon holat (shaklning o'zgaruvchanligi) xususiyatlarini birlashtirgan moddaning agregatsiya holati. Suyuqliklar zarrachalar (molekulalar, atomlar) joylashuvining qisqa masofali tartibi va molekulalarning issiqlik harakatining kinetik energiyasi va ularning potentsial o'zaro ta'sir energiyasidagi kichik farq bilan tavsiflanadi. Suyuqlik molekulalarining issiqlik harakati muvozanat pozitsiyalari atrofidagi tebranishlardan va suyuqlikning suyuqligi bilan bog'liq bo'lgan bir muvozanat holatidan ikkinchisiga nisbatan kam uchraydigan sakrashlardan iborat.

10. Superkritik suyuqlik(SCF) - suyuqlik va gaz fazalari orasidagi farq yo'qolgan moddaning agregatsiya holati. Kritik nuqtadan yuqori harorat va bosimdagi har qanday modda o'ta kritik suyuqlikdir. O'ta kritik holatdagi moddaning xossalari uning gaz va suyuq fazalardagi xossalari o'rtasida oraliqdir. Shunday qilib, SCF yuqori zichlikka ega, suyuqlikka yaqin va past viskozite, gazlar kabi. Bu holda diffuziya koeffitsienti suyuqlik va gaz o'rtasidagi oraliq qiymatga ega. O'ta kritik holatdagi moddalar laboratoriya va sanoat jarayonlarida organik erituvchilar o'rnini bosuvchi sifatida ishlatilishi mumkin. Superkritik suv va o'ta kritik karbonat angidrid ma'lum xususiyatlar tufayli eng katta qiziqish va taqsimotni oldi.
Superkritik holatning eng muhim xususiyatlaridan biri moddalarni eritish qobiliyatidir. Suyuqlikning harorati yoki bosimini o'zgartirib, uning xususiyatlarini keng doirada o'zgartirishingiz mumkin. Shunday qilib, xossalari suyuqlik yoki gazga yaqin bo'lgan suyuqlikni olish mumkin. Shunday qilib, suyuqlikning erish qobiliyati zichlikning oshishi bilan ortadi (doimiy haroratda). Bosimning oshishi bilan zichlik ortib borayotganligi sababli, bosimning o'zgarishi suyuqlikning erish qobiliyatiga ta'sir qilishi mumkin (doimiy haroratda). Harorat holatida suyuqlik xususiyatlarining bog'liqligi biroz murakkabroq - doimiy zichlikda suyuqlikning erish qobiliyati ham ortadi, ammo kritik nuqtaga yaqin haroratning biroz ko'tarilishi keskin pasayishiga olib kelishi mumkin. zichlikda va shunga mos ravishda eritish qobiliyati. Superkritik suyuqliklar bir-biri bilan chegarasiz aralashadi, shuning uchun aralashmaning kritik nuqtasiga erishilganda, tizim har doim bir fazali bo'ladi. Ikkilik aralashmaning taxminiy kritik harorati Tc(mix) = (mol ulushi A) x TcA + (mol ulushi B) x TcB moddalarning kritik parametrlarining o'rtacha arifmetik qiymati sifatida hisoblanishi mumkin.

11. Gazsimon- (frantsuzcha gaz, yunoncha xaos - xaos), uning zarralari (molekulalar, atomlar, ionlar) issiqlik harakatining kinetik energiyasi ular orasidagi o'zaro ta'sirlarning potentsial energiyasidan sezilarli darajada oshib ketadigan va shuning uchun moddaning yig'ilish holati. zarralar erkin harakatlanadi, tashqi maydonlar yo'qligida unga berilgan butun hajmni bir xilda to'ldiradi.

12. Plazma- (yunoncha plazmadan - haykallangan, shakllangan), musbat va manfiy zaryadlarning kontsentratsiyasi teng bo'lgan ionlangan gaz bo'lgan moddaning holati (kvazi-neytrallik). Koinotdagi moddalarning katta qismi plazma holatida: yulduzlar, galaktik tumanliklar va yulduzlararo muhit. Yer yaqinida plazma quyosh shamoli, magnitosfera va ionosfera shaklida mavjud. Boshqariladigan termoyadro sintezini amalga oshirish maqsadida deyteriy va tritiy aralashmasidan yuqori haroratli plazma (T ~ 106 - 108K) o'rganilmoqda. Past haroratli plazma (T Ĉ 105K) turli xil gaz chiqarish qurilmalarida (gaz lazerlari, ion qurilmalari, MHD generatorlari, plazmatronlar, plazma dvigatellari va boshqalar), shuningdek texnologiyada qo'llaniladi (qarang Plazma metallurgiya , Plazma burg'ulash , Plazma . texnologiya).

13. Degenerativ modda- plazma va neytroniy o'rtasidagi oraliq bosqich. U oq mittilarda kuzatiladi va yulduzlar evolyutsiyasida muhim rol o'ynaydi. Atomlar juda yuqori harorat va bosimga duchor bo'lganda, ular elektronlarini yo'qotadilar (ular elektron gazga aylanadi). Boshqacha qilib aytganda, ular butunlay ionlashgan (plazma). Bunday gazning (plazma) bosimi elektronlarning bosimi bilan belgilanadi. Agar zichlik juda yuqori bo'lsa, barcha zarralar bir-biriga yaqinlashishga majbur bo'ladi. Elektronlar o'ziga xos energiyaga ega bo'lgan holatlarda mavjud bo'lishi mumkin va ikkita elektron bir xil energiyaga ega bo'lolmaydi (agar ularning spinlari qarama-qarshi bo'lmasa). Shunday qilib, zich gazda barcha quyi energiya darajalari elektronlar bilan to'ldiriladi. Bunday gaz degenerativ deb ataladi. Bu holatda elektronlar tortishish kuchlariga qarshi ta'sir qiluvchi degenerativ elektron bosimini namoyon qiladi.

14. Neytroniy- materiya o'ta yuqori bosimda o'tadigan, laboratoriyada hali erishib bo'lmaydigan, lekin neytron yulduzlar ichida mavjud bo'lgan agregatsiya holati. Neytron holatiga o'tish jarayonida moddaning elektronlari protonlar bilan o'zaro ta'sir qiladi va neytronlarga aylanadi. Natijada, neytron holatidagi materiya butunlay neytronlardan iborat bo'lib, yadro tartibida zichlikka ega. Moddaning harorati juda yuqori bo'lmasligi kerak (energiya ekvivalentida, yuz MeV dan oshmasligi kerak).
Haroratning kuchli oshishi bilan (yuzlab MeV va undan yuqori) neytron holatida turli mezonlar tug'ila boshlaydi va yo'q qilinadi. Haroratning yanada oshishi bilan dekonfinatsiya sodir bo'ladi va modda kvark-gluon plazmasi holatiga o'tadi. U endi adronlardan emas, balki doimiy ravishda tug'ilib, yo'qolib boruvchi kvarklar va glyuonlardan iborat.

15. Kvark-glyuon plazmasi(xromoplazma) - yuqori energiyali fizika va elementar zarrachalar fizikasidagi moddalarning yig'ilish holati, bunda adronik moddalar oddiy plazmada elektron va ionlar joylashgan holatga o'tadi.
Odatda, adronlardagi materiya rangsiz ("oq") deb ataladigan holatda bo'ladi. Ya'ni turli rangdagi kvarklar bir-birini bekor qiladi. Xuddi shunday holat oddiy materiyada ham mavjud - barcha atomlar elektr neytral bo'lganda, ya'ni
ulardagi musbat zaryadlar manfiylar bilan qoplanadi. Yuqori haroratlarda atomlarning ionlanishi sodir bo'lishi mumkin, bunda zaryadlar ajralib chiqadi va modda, ular aytganidek, "kvazi-neytral" bo'ladi. Ya'ni, butun materiya buluti umuman neytral bo'lib qoladi, lekin uning alohida zarralari neytral bo'lishni to'xtatadi. Xuddi shu narsa, aftidan, adronik materiya bilan sodir bo'lishi mumkin - juda yuqori energiyalarda rang ajralib chiqadi va moddani "kvazirangsiz" qiladi.
Taxminlarga ko'ra, Olam materiyasi Katta portlashdan keyingi dastlabki daqiqalarda kvark-glyuon plazmasi holatida bo'lgan. Endi kvark-glyuon plazmasi juda yuqori energiyali zarrachalarning to'qnashuvi paytida qisqa vaqt ichida hosil bo'lishi mumkin.
Kvark-gluon plazmasi 2005 yilda Brukxaven milliy laboratoriyasida RHIC tezlatgichida eksperimental ravishda ishlab chiqarilgan. U erda 2010 yil fevral oyida maksimal plazma harorati 4 trillion daraja Selsiy bo'yicha olingan.

16. G'alati modda- moddaning maksimal zichlik qiymatlarigacha siqilgan agregatsiya holati, u "kvark sho'rva" shaklida mavjud bo'lishi mumkin; Bu holatdagi materiyaning bir kub santimetri milliardlab tonnani tashkil qiladi; bundan tashqari, u aloqada bo'lgan har qanday oddiy moddani sezilarli miqdorda energiya chiqarish bilan bir xil "g'alati" shaklga aylantiradi.
Yulduz yadrosi "g'alati materiya"ga aylanganda ajralib chiqishi mumkin bo'lgan energiya "kvark nova" ning o'ta kuchli portlashiga olib keladi - va Lixi va Uyedning so'zlariga ko'ra, buni astronomlar 2006 yil sentyabr oyida kuzatgan.
Ushbu moddaning hosil bo'lish jarayoni oddiy o'ta yangi yulduzdan boshlandi, unga ulkan yulduz aylandi. Birinchi portlash natijasida neytron yulduzi paydo bo'ldi. Ammo, Lixi va Uyedning fikriga ko'ra, u juda uzoq davom etmadi - uning aylanishi o'zining magnit maydoni tomonidan sekinlashtirilgandek tuyuldi, u yanada qisqara boshladi va "g'alati materiya" to'plamini hosil qildi, bu esa bir tekislik paydo bo'lishiga olib keldi. oddiy o'ta yangi yulduz portlashi paytida kuchliroq bo'lib, energiya chiqishi - va sobiq neytron yulduzining materiyaning tashqi qatlamlari yorug'lik tezligiga yaqin tezlikda atrofdagi kosmosga uchadi.

17. Kuchli simmetrik modda- bu shunday darajada siqilgan moddadirki, uning ichidagi mikrozarralar bir-birining ustiga qatlamlanadi va tananing o'zi qora tuynukga qulab tushadi. "Simmetriya" atamasi quyidagicha izohlanadi: Keling, maktabdan hammaga ma'lum bo'lgan moddalarning agregativ holatlarini olaylik - qattiq, suyuq, gazsimon. Aniqlik uchun ideal cheksiz kristallni qattiq jism sifatida ko'rib chiqaylik. O'tkazishga nisbatan ma'lum, diskret simmetriya deb ataladigan narsa mavjud. Bu shuni anglatadiki, agar siz kristall panjarani ikkita atom orasidagi intervalga teng masofaga siljitsangiz, unda hech narsa o'zgarmaydi - kristall o'zi bilan mos keladi. Agar kristall eritilgan bo'lsa, unda hosil bo'lgan suyuqlikning simmetriyasi boshqacha bo'ladi: u ortadi. Kristalda faqat ma'lum masofalarda bir-biridan uzoqda joylashgan nuqtalar, ularda bir xil atomlar joylashgan kristall panjaraning tugunlari ekvivalent edi.
Suyuqlik butun hajmi bo'ylab bir hil, uning barcha nuqtalari bir-biridan farq qilmaydi. Bu shuni anglatadiki, suyuqliklar har qanday ixtiyoriy masofalar bilan almashtirilishi mumkin (va kristalldagi kabi ba'zi diskretlar emas) yoki har qanday ixtiyoriy burchaklar bilan aylantirilishi mumkin (buni kristallarda umuman amalga oshirish mumkin emas) va u o'zi bilan mos keladi. Uning simmetriya darajasi yuqoriroq. Gaz yanada nosimmetrikdir: suyuqlik idishda ma'lum hajmni egallaydi va idish ichida suyuqlik bo'lgan joyda assimetriya va u bo'lmagan nuqtalar mavjud. Gaz unga berilgan butun hajmni egallaydi va shu ma'noda uning barcha nuqtalari bir-biridan farq qilmaydi. Shunga qaramay, bu erda nuqtalar haqida emas, balki kichik, ammo makroskopik elementlar haqida gapirish to'g'riroq bo'ladi, chunki mikroskopik darajada hali ham farqlar mavjud. Vaqtning ma'lum bir daqiqasida ba'zi nuqtalarda atomlar yoki molekulalar mavjud bo'lsa, boshqalarida esa yo'q. Simmetriya faqat o'rtacha, ba'zi makroskopik hajm parametrlarida yoki vaqt o'tishi bilan kuzatiladi.
Ammo bu erda mikroskopik darajada oniy simmetriya hali ham mavjud emas. Agar modda juda kuchli siqilsa, kundalik hayotda qabul qilinishi mumkin bo'lmagan bosimlarga, atomlar ezilib, ularning qobig'i bir-biriga kirib, yadrolari tegishi uchun siqilsa, mikroskopik darajada simmetriya paydo bo'ladi. Barcha yadrolar bir xil va bir-biriga bosilgan, nafaqat atomlararo, balki yadrolararo masofalar ham mavjud va modda bir hil (g'alati modda) bo'ladi.
Ammo submikroskopik daraja ham mavjud. Yadrolar yadro ichida harakatlanuvchi proton va neytronlardan iborat. Ularning orasida bir oz bo'sh joy ham bor. Agar siz yadrolarni maydalash uchun siqishni davom ettirsangiz, nuklonlar bir-biriga mahkam bosiladi. Keyin, submikroskopik darajada, oddiy yadrolarda ham mavjud bo'lmagan simmetriya paydo bo'ladi.
Aytilgan narsadan juda aniq tendentsiyani aniqlash mumkin: harorat qanchalik baland bo'lsa va bosim qanchalik baland bo'lsa, modda shunchalik nosimmetrik bo'ladi. Shu mulohazalardan kelib chiqib, maksimal darajada siqilgan moddaga yuqori simmetrik deyiladi.

18. Kuchsiz simmetrik materiya- o'z xususiyatlariga ko'ra kuchli nosimmetrik materiyaga qarama-qarshi bo'lgan holat, juda erta koinotda Plank haroratiga yaqin haroratda, ehtimol Katta portlashdan 10-12 soniya o'tgach, kuchli, zaif va elektromagnit kuchlar yagona super kuchni ifodalagan. Bu holatda modda shu darajada siqiladiki, uning massasi energiyaga aylanadi, u shishira boshlaydi, ya'ni cheksiz kengayadi. Eksperimental ravishda super kuchga ega bo'lish va materiyani yer sharoitida ushbu bosqichga o'tkazish uchun energiyaga hali erishib bo'lmaydi, garchi bunday urinishlar Katta adron kollayderida ilk koinotni o'rganishga qaratilgan bo'lsa ham. Ushbu moddani tashkil etuvchi o'ta kuchda tortishish o'zaro ta'sirining yo'qligi sababli, o'zaro ta'sirning barcha 4 turini o'z ichiga olgan supersimmetrik kuch bilan solishtirganda, super kuch etarli darajada simmetrik emas. Shuning uchun bu agregatsiya holati shunday nom oldi.

19. Nur moddasi- bu, aslida, endi umuman materiya emas, balki uning sof shaklida energiya. Biroq, yorug'lik tezligiga etgan jism aynan mana shu gipotetik agregatsiya holatini oladi. Uni tanani Plank haroratiga (1032K) qizdirish, ya'ni moddaning molekulalarini yorug'lik tezligiga qadar tezlashtirish orqali ham olish mumkin. Nisbiylik nazariyasidan kelib chiqqan holda, tezlik 0,99 s dan oshganda, tananing massasi "normal" tezlashuvga qaraganda tezroq o'sishni boshlaydi, bundan tashqari, tana uzayadi, qiziydi, ya'ni u boshlanadi; infraqizil spektrda nurlanish. 0,999 s chegarani kesib o'tganda, tana tubdan o'zgaradi va nurlanish holatiga qadar tez fazaga o'tishni boshlaydi. Eynshteyn formulasidan kelib chiqqan holda, yakuniy moddaning o'sib borayotgan massasi issiqlik, rentgen, optik va boshqa nurlanish shaklida tanadan ajratilgan massalardan iborat bo'lib, ularning har birining energiyasi quyidagicha tavsiflanadi. formuladagi keyingi atama. Shunday qilib, yorug'lik tezligiga yaqinlashgan jism barcha spektrlarda tarqala boshlaydi, uzunligi o'sib boradi va vaqt o'tishi bilan sekinlashadi, Plank uzunligigacha ingichka bo'ladi, ya'ni c tezlikka erishgandan so'ng, tana cheksiz uzun va yorug'lik tezligida harakatlanuvchi va uzunligi bo'lmagan fotonlardan iborat nozik nur va uning cheksiz massasi butunlay energiyaga aylanadi. Shuning uchun bunday moddaga nur deyiladi.