Kai kurios medžiagos normaliomis sąlygomis yra dujos. Paprastos medžiagos – nemetalai – Žinių hipermarketas

26.09.2020

Medžiaga, kurioje ją sudarantys atomai ir molekulės beveik laisvai ir atsitiktinai juda tarp susidūrimų, kurių metu staigiai pasikeičia jų judėjimo pobūdis. Prancūzų kalbos žodis gaz yra kilęs iš graikų kalbos „chaosas“. Dujinė materijos būsena yra labiausiai paplitusi materijos būsena visatoje. Saulė, žvaigždės, tarpžvaigždinės medžiagos debesys, ūkai, planetų atmosferos susideda iš neutralių arba jonizuotų dujų (plazmos). Dujos yra plačiai paplitusios gamtoje: sudaro Žemės atmosferą, dideliais kiekiais yra kietose žemės uolienose, yra ištirpusios vandenynų, jūrų ir upių vandenyje. Rasta į gamtinės sąlygos dujos, kaip taisyklė, yra chemiškai atskirų dujų mišiniai.

Dujos tolygiai užpildo joms skirtą erdvę ir, skirtingai nei skysčiai ir kietosios medžiagos, nesudaro laisvo paviršiaus. Jie daro spaudimą apvalkalui, kuris apriboja jų užpildomą erdvę. Dujų tankis esant normaliam slėgiui yra keliomis eilėmis mažesnis už skysčių tankį. Skirtingai nuo kietųjų ir skysčių, dujų tūris labai priklauso nuo slėgio ir temperatūros.

Daugumos dujų savybės – skaidrumas, bespalvis ir lengvumas – apsunkino jų tyrimą, todėl dujų fizika ir chemija vystėsi lėtai. Tik XVII a buvo įrodyta, kad oras turi svorį (E. Torricelli ir B. Pascal). Tada J. van Helmont įvedė terminą dujos, žyminčias į orą panašias medžiagas. Ir tik iki XIX amžiaus vidurio. buvo nustatyti pagrindiniai dėsniai, kuriems paklūsta dujos. Tai Boyle'o įstatymas – Mariotte, Charleso įstatymas, Gay-Lussac įstatymas, Avogadro įstatymas.

Labiausiai ištirtos buvo pakankamai išretintų dujų savybės, kuriose atstumai tarp molekulių normaliomis sąlygomis yra 10 nm, o tai yra daug didesnis už tarpmolekulinės sąveikos jėgų veikimo spindulį. Tokios dujos, kurių molekulės laikomos nesąveikaujančiais materialiais taškais, vadinamos idealiosiomis dujomis. Idealios dujos griežtai paklūsta Boyle - Mariotte ir Gay-Lussac dėsniams. Beveik visos dujos ne per aukštai elgiasi kaip idealios dujos aukšto slėgio ir ne per žema temperatūra.

Molekulinė-kinetinė dujų teorija mano, kad dujos yra silpnai sąveikaujančių dalelių (molekulių ar atomų), kurios nuolat chaotiškai (termiškai) juda, rinkinys. Remiantis šiomis paprastomis kinetinės teorijos sąvokomis, galima paaiškinti pagrindines dujų fizines savybes, ypač išretintų dujų savybes. Pakankamai retose dujose vidutiniai atstumai tarp molekulių yra daug didesni nei tarpmolekulinių jėgų veikimo spindulys. Taigi, pavyzdžiui, normaliomis sąlygomis 1 cm 3 dujų yra ~ 10 19 molekulių ir vidutinis atstumas tarp jų yra ~ 10 -6 cm. Molekulinės kinetinės teorijos požiūriu dujų slėgis yra rezultatas: daug dujų molekulių poveikio kraujagyslės sienelėms, vidutiniu laiku ir išilgai indo sienelių. Esant normalioms sąlygoms ir makroskopiniams laivo matmenims, smūgių skaičius 1 cm 2 paviršiaus yra maždaug 10 24 per sekundę.

Idealiųjų dujų vidinė energija (vidutinė visų jų dalelių bendros energijos vertė) priklauso tik nuo jų temperatūros. Monatominių dujų, turinčių 3 transliacijos laisvės laipsnius ir susidedančių iš N atomų, vidinė energija yra lygi:

Didėjant dujų tankiui, jų savybės nustoja būti idealios, susidūrimo procesai pradeda vaidinti vis svarbesnį vaidmenį, nebegalima pamiršti molekulių dydžio ir jų sąveikos. Tokios dujos vadinamos tikrosiomis dujomis. Tikrų dujų elgsena, priklausomai nuo jų temperatūros, slėgio, fizinės prigimties, didesniu ar mažesniu mastu skiriasi nuo idealių dujų dėsnių. Viena iš pagrindinių lygčių, apibūdinančių tikrų dujų savybes, yra van der Waals lygtis, kurią išvedant buvo atsižvelgta į dvi pataisas: traukos tarp molekulių jėgoms ir jų dydžiui.

Bet kuri medžiaga gali būti paversta į dujinę būseną, tinkamai parinkus slėgį ir temperatūrą. Todėl galima dujinės būsenos egzistavimo sritis grafiškai pavaizduota kintamaisiais: slėgis R- temperatūra T(ant p-t- diagrama). Yra kritinė temperatūra T k, žemiau kurios ši sritis ribojama sublimacijos (sublimacijos) ir garavimo kreivėmis, t.y., esant bet kokiam slėgiui, žemesniam už kritinį p k, yra temperatūra. T, apibrėžiamas sublimacijos arba garinimo kreive, kurią viršijus medžiaga tampa dujinė. Esant žemesnei nei T temperatūrai, dujos gali kondensuotis - perkelti jas į kitą agregacijos būseną (kietą arba skystą). Šiuo atveju dujų fazinis pavertimas skystu arba kietu kūnu įvyksta staigiai: dėl nedidelio slėgio pokyčio pasikeičia daugybė medžiagos savybių (pavyzdžiui, tankis, entalpija, šiluminė talpa ir kt.). . Didelę techninę reikšmę turi dujų kondensacijos procesai, ypač dujų skystinimas.

Medžiagos dujinės būsenos plotas yra labai platus, o dujų savybės gali keistis plačiame diapazone, keičiantis temperatūrai ir slėgiui. Taigi normaliomis sąlygomis (esant 0 °C ir atmosferos slėgiui) dujų tankis yra maždaug 1000 kartų mažesnis už tos pačios medžiagos tankį kietoje arba skystoje būsenoje. Kita vertus, esant dideliam slėgiui, medžiaga, kurią superkritinėje temperatūroje galima laikyti dujomis, turi milžinišką tankį (pavyzdžiui, kai kurių žvaigždžių centre ~10 9 g/cm 3 ).

Vidinė dujų molekulių struktūra mažai veikia slėgį, temperatūrą, tankį ir ryšį tarp jų, tačiau reikšmingai veikia jų elektrines ir magnetines savybes. Nuo vidinės molekulių sandaros priklauso ir dujų kaloringumo savybės, tokios kaip šiluminė talpa, entropija ir kt.

Dujų elektrines savybes lemia molekulių ar atomų jonizacijos galimybė, t.y., elektriškai įkrautų dalelių (jonų ir elektronų) atsiradimas dujose. Jei nėra įkrautų dalelių, dujos yra geri izoliatoriai. Didėjant įkrovos koncentracijai, didėja dujų elektrinis laidumas. Esant aukštesnei nei kelių tūkstančių K temperatūrai, dujos iš dalies jonizuojasi ir virsta plazma.

Pagal savo magnetines savybes dujos skirstomos į diamagnetines (inertinės dujos, CO 2, H 2 O) ir paramagnetines (O 2). Diamagnetinių dujų molekulės neturi nuolatinio magnetinio momento ir įgyja jį tik veikdamos magnetinis laukas. Tos dujos, kurių molekulės turi nuolatinį magnetinį momentą, elgiasi kaip paramagnetai.

Šiuolaikinėje fizikoje dujos vadinamos ne tik viena iš agreguotų materijos būsenų. Ypatingų savybių turinčios dujos apima, pavyzdžiui, laisvųjų elektronų rinkinį metale (elektronų dujos), fononus kristale (fonono dujose). Apibūdinamos tokių dujų dalelių savybės

Nemetalai vadinami cheminiais elementais, kurie sudaro paprastas medžiagas laisvoje formoje, jie neturi metalams būdingų fizinių savybių. Iš 109 cheminiai elementai 87 galima priskirti metalams, 22 yra nemetalai.

Įprastomis sąlygomis galima rasti nemetalų dujinis, skystas, taip pat kietojo.

dujų yra helis He, neonas Ne, argonas Ar, kriptonas Kr, ksenonas Xe, radonas Rn. Tai viskas inertinės dujos. Kiekviena inertinių dujų molekulė susideda iš vieno atomo. Išoriniame elektroniniame lygmenyje inertinių dujų (išskyrus helio) atomai turi aštuonis elektronus. Helis turi tik du. Dėl savo cheminio stabilumo inertines dujas galima palyginti su tauriaisiais tauriaisiais metalais – auksu ir platina, jos turi ir kitą pavadinimą – tauriosios dujos. Panašus pavadinimas labiau tinka inertinėms dujoms, nes jos gali patekti į cheminės reakcijos ir sudaryti cheminius junginius. 1962 m. tapo žinoma, kad ksenonas ir fluoras gali sudaryti junginius. Nuo to laiko daugiau nei 150 cheminiai junginiai ksenonas, kriptonas, radonas su fluoru, deguonimi, chloru ir azotu.

Tauriųjų arba inertinių dujų cheminio išskirtinumo idėja pasirodė ne visai teisinga, todėl vietoj laukiamos nulinės grupės inertinės dujos buvo priskirtos aštuntai periodinės sistemos grupei.

Tokios dujos kaip vandenilis, deguonis, azotas, chloras ir fluoras sudaro dviatomes molekules, kurios mums jau pažįstamos H 2, O 2, N 2, CL 2, F 2.

Medžiagos sudėtį galima išreikšti cheminiais ir matematiniais ženklais – chemine formule. Kaip jau žinome, santykinę medžiagos molekulinę masę (Mr) galima apskaičiuoti pagal cheminę formulę. Paprastos medžiagos santykinė molekulinė masė yra lygi santykinės sandaugai atominė masė apie atomų skaičių molekulėje, pavyzdžiui, deguonies: O 2

ponas (O 2) \u003d Ar (O) 2 \u003d 16 2 = 32

Tačiau iš deguonies gali susidaryti ir kita dujinė elementari medžiaga – ozonas, ozono molekulės sudėtyje jau yra trys deguonies atomai. Cheminė formulė O 3.

Vieno cheminio elemento atomų gebėjimas sukurti kelias paprastas medžiagas vadinamas alotropija ir šios paprastos medžiagos - alotropiniai pokyčiai, jie taip pat vadinami modifikacijas.

Cheminio elemento deguonies alotropinių modifikacijų savybės: paprastos medžiagos O 2 ir ozonas O 3 labai skiriasi.

Deguonis, skirtingai nei ozonas, neturi būdingo kvapo (iš čia ir kilo ozono pavadinimas – išvertus iš graikų kalbos, ozonas reiškia „kvepiantis“). Panašus aromatas jaučiamas ir per perkūniją, dujos susidaro ore dėl elektros išlydžių.

Deguonis neturi spalvos, kitaip nei ozonas, kurį galima atskirti iš šviesiai violetinio atspalvio. Ozonas turi baktericidinių savybių. Jis taip pat naudojamas geriamojo vandens dezinfekcijai. Ozonas gali trukdyti prasiskverbti ultravioletiniams saulės spektro spinduliams, jie kenkia visiems gyviems organizmams Žemėje. Ozono ekranas (sluoksnis), esantis 20-35 km aukštyje, apsaugo visą gyvą būtybę nuo žalingų saulės spindulių.

Iš 22 paprastų nemetalinių medžiagų įprastomis sąlygomis skystis būsenos, egzistuoja tik bromas, jo molekulės yra dviatomės. Bromo formulė: Br 2 .

Bromas yra sunkus rudas skystis, turintis nemalonų kvapą (bromas iš senovės graikų kalbos išverstas kaip „dvokiantis“).

Nemetalinės kietosios medžiagos, tokios kaip siera ir anglis, žinomos nuo seno (anglis).

Tvirtas nemetalinės medžiagos taip pat yra linkusios į alotropijos reiškinį. Anglis gali sudaryti tokias paprastas medžiagas kaip deimantas, grafitas ir kt. Deimantų ir grafito struktūros skirtumas slypi kristalų gardelių struktūroje.

Ar turite kokių nors klausimų? Nežinote, kaip atlikti namų darbus?
Norėdami gauti pagalbą iš dėstytojo -.
Pirma pamoka nemokama!

blog.site, visiškai arba iš dalies nukopijavus medžiagą, būtina nuoroda į šaltinį.

>> Chemija: paprastos medžiagos – nemetalai

nemetalai – Tai cheminiai elementai, kurie laisvoje formoje susidaro paprastos medžiagos, neturinčios metalų fizinių savybių. Iš 109 cheminių elementų 87 yra metalai, 22 – nemetalai.

6. Paprastų medžiagų skirstymo į metalus ir nemetalus reliatyvumas.

Apsvarstykite atskirų tauriųjų metalų pavadinimų etimologiją.

Kodėl chemiškai neteisingas poetinis posakis: „Ore tvyrojo griaustinio kvapas“?

Užrašykite molekulių susidarymo schemas: Na2, Br2, O2, N2. Kokio tipo ryšys yra šiose molekulėse?

Pamokos turinys pamokos santrauka paramos rėmo pamokos pristatymo pagreitinimo metodai interaktyvios technologijos Praktika užduotys ir pratybos savikontrolės seminarai, mokymai, atvejai, užduotys namų darbai diskusija klausimai retoriniai mokinių klausimai Iliustracijos garso, vaizdo klipai ir daugialypės terpės nuotraukos, paveikslėliai grafika, lentelės, schemos humoras, anekdotai, anekdotai, komiksai, palyginimai, posakiai, kryžiažodžiai, citatos Priedai tezės straipsniai lustai smalsiems cheat sheets vadovėliai pagrindinis ir papildomas terminų žodynas kita Vadovėlių ir pamokų tobulinimasklaidų taisymas vadovėlyje pamokoje naujovių elementų atnaujinimas vadovėlyje pasenusių žinių pakeitimas naujomis Tik mokytojams tobulos pamokos kalendorinis planas metams diskusijų programos metodinės rekomendacijos Integruotos pamokos

Testas tema „Dujos, kietas, skystos medžiagos"

Testas buvo sukurtas 11 klasės mokiniams dviem versijomis. Sukurtas 15 minučių, kiekvienas mokinys gauna atspausdintą testą.

Tikslas: pasitikrinti mokinių žinias tema „Dujos, kietos, skystos medžiagos“, gebėjimą rasti loginį faktų paaiškinimą, remiantis ryšiu: taikymas – savybės – struktūra.

1 variantas

1. Nėra agreguotos medžiagos būsenos

A) dujinis B) skystas C) kietas D) amorfinis

2. Kokioje materijos būsenoje jos molekulės išsidėsčiusios atstumais, panašiais į pačių molekulių dydį, ir laisvai juda viena kitos atžvilgiu.

A) skystas B) kietas C) dujinis D) bet kurios iš šių būsenų.

3. Medžiagos perėjimas iš skystos į dujinę

4. Norėdami aptikti deguonį, galite naudoti:

A) bromo vanduo B) rūkstantis atplaišas C) vandenilio chloridas D) kalkių vanduo

5. 6 . Medžiagų, kurios normaliomis sąlygomis egzistuoja kietoje būsenoje, kristalinės gardelės tipas:

A) joninis B) molekulinis C) atominis D) visi atsakymai teisingi.

6. Kokios yra bendros skysčių savybės?

A) jie turi savo tūrį ir sklandumą. B) nuosavo tūrio ir formos turėjimas.

C) savo tūrio ir formos nebuvimas. D) sunkumai keičiant garsumą ir formą.

7. Skirtingai nuo kristalinių, amorfinių medžiagų

A) turėti tam tikrą lydymosi temperatūrą B) po kurio laiko pakeisti formą

C) neturi konkrečios lydymosi temperatūros D) kieta medžiaga

8. Allotropinės deguonies modifikacijos yra

A) deguonis ir azotas B) deguonis ir oras C) deguonis ir ozonas D) oras ir ozonas

9. Kokios dujos sukelia šiltnamio efektą?

A) amoniakas B) ozonas C) anglies dioksidas D) sieros anhidridas

10. Vandens masės dalis gyvuose organizmuose yra lygi:

A) 90-95% B) 50-60% C) 70-80%. D) 25–40 proc.

11. Vandenilis naudojamas pramonėje:

A) kaip kuras kogeneracinėse elektrinėse. B) gauti ugniai atsparius metalus iš jų oksidų.

B) gauti sieros rūgštį. D) saulėgrąžų aliejaus rafinavimui.

12. Nurodykite teisingą teiginį: „deguonis ...

A) lengviausios dujos B) gerai tirpios vandenyje C) bespalvės dujos, beskonės ir bekvapės D) nudegina

13. Amorfinė medžiaga yra:

A) paprastoji druska. B) šokoladas. C) soda D) natrio nitratas.

14. Vandenilis gaunamas laboratorijoje vykstant reakcijai:

A) 2 H 2 O = 2 H 2 + O 2 B) 2 Na + 2 H 2 O = H 2 + 2 NaOi V) Zn + 2 HCI = ZnCI 2 + H 2 D) visi atsakymai teisingi

15.

A) vandens valymas B) vandens tarša C) vandens prisotinimas deguonimi

D) vandens prisotinimas anglies dioksidu

16. Anglies dioksidas nenaudojamas

A) gazuotų gėrimų gaminimas B) balionų pildymas C) „sauso ledo“ gaminimas

D) gaisrų gesinimas

17. Dujos, turinčios mažiausią santykinę molekulinę masę:

A) amoniakas B) anglies dioksidas C) ozonas D) etilenas

18. Laikiną vandens kietumą galima pašalinti:

A) verdant B) įpylus natrio karbonato C) įpylus kalkių pieno D) visi atsakymai teisingi.

19. Teiginys, kuris galioja ne visoms kietosioms medžiagoms:

A) neturi sklandumo B) tarpų tarp dalelių dydis yra mažesnis už pačių dalelių dydį.

C) neturi savo formos D) turi žemą lydymosi temperatūrą

20. Koreliuoti dujas ir jų fizines charakteristikas

A) Oi 3 1) palaikyti degimą

B) N 2 2) aštrus kvapas

V)NH 3 3) alyvinė spalva

D) Oi 2 4) sprogstamasis

21. Kiek gramų 1 litro ozono masė yra didesnė už 1 litro deguonies masę?

Atsakymas: ________

2 variantas

1. Dujinės būsenos medžiagos buvimo priežastis

A) atstumas tarp dalelių B) dalelių dydis C) medžiagos prigimtis D) visi atsakymai teisingi.

2. Medžiagų, kurios normaliomis sąlygomis egzistuoja dujinėje būsenoje, kristalinės gardelės tipas:

A) atominė B) joninė C) molekulinė D) metalinė.

3. Dujų molinis tūris

A) 22,4 l/mol B) 22,4 m/kmol C) 22,4 ml/mol D) visi atsakymai teisingi

4. Žemės vandens ištekliai yra šie:

A) tik gėlas vanduo B) gėlas ir sūrus vanduo C) tik sūrus vanduo D) gruntinis vanduo.

5. Kokios yra bendrosios kietųjų kūnų savybės?

A) savo tūrio ir formos kintamumą B) savo tūrį ir formą.

C) sava forma ir lengvai keičiamas tūris.

6. Medžiagos perėjimas iš dujinės į skystą

A) difuzija B) kondensacija C) garinimas D) virimas

7. Kokioje materijos būsenoje jos molekulės yra sujungtos mažesniais atstumais nei pačių molekulių dydis, stipriai sąveikauja ir lieka tose pačiose vietose, tik svyruodamos aplink jas?

A) skystis. B) kietas. B) dujinis. D) bet kurioje iš šių būsenų.

8. Nurodykite neteisingą teiginį: „vandenilis ...

A) lengviausios dujos B) palaiko degimą C) bespalvės dujos, beskonės ir bekvapės D) degina

9. Dalintis gėlo vandens ant žemės

A) 12 % B) 2,8 % C) 97,2 % D) 0,3 %

10. Teiginys, kuris negalioja skysčiams:

A) mažas suspaudžiamumas B) skystis C) neturi savo formos.

D) nesvarumo sąlygomis jie yra rutulio arba lašo pavidalo.

12. Oras yra...

A) paprasta medžiaga B) sudėtinga medžiaga

B) dujų mišinys:O 2 – 21%, N 2 -78% D)O 2

13. Vandens ciklas gamtoje prisideda prie:

A) vandens tarša B) vandens prisotinimas anglies dioksidu

B) vandens prisotinimas deguonimi D) vandens valymas.

14. Sprogios dujos susideda iš vandenilio ir deguonies mišinio santykiu

A) 1:2 B) 1:1 C) 2:1 D) 2:2

15. Dujos, kurios surenkamos išstumiant orą inde, esančiame aukštyn kojomis:

A) amoniakas ir deguonis. B) metanas ir vandenilis.

B) etilenas ir anglies dioksidas D) ozonas ir anglies monoksidas.

16. Nuolatinį vandens kietumą galima pašalinti:

A) pridedant druskos rūgšties B) pridedant kalio hidroksido tirpalo

B) natrio karbonato tirpalo įpylimas D) virinimas.

17. Medžiaga, kuri tam tikromis sąlygomis gali būti ir kristalinė, ir amorfinė

A) siera B) kreida C) soda D) valgomoji druska

18. Laboratorijoje deguonis gaunamas vykstant reakcijai:

A) 2H 2 O 2 = 2 H 2 O +O 2 B) 2KCIO 3 + 2 H 2 O = 3 O 2 + 2 KCI

2KMnO 4 = K 2 MNO 4 + MNO 2 + O 2 D) visi atsakymai teisingi

19. Didžiausią santykinę molekulinę masę turinčios dujos yra:

A) amoniakas B) deguonis C) ozonas D) anglies monoksidas

20. Suderinkite dujas ir būdus jas atpažinti

A) CO 2 1) mėlynas lakmuso popierius

B) N 2 2) kalkių vandens drumstumas

V)NH 3 3) rūkstančios skeveldros blyksnis

D) Oi 2 4) „lojimo“ garsas užsidegant

21. Kiek kartų 1 litro ozono masė yra didesnė už 1 litro deguonies masę?

Atsakymas: ________

Iki šiol žinoma daugiau nei 3 milijonai skirtingų medžiagų. Ir šis skaičius kasmet auga, nes sintetinių medžiagų chemikai ir kiti mokslininkai nuolat atlieka eksperimentus, siekdami gauti naujų junginių, turinčių tam tikrų naudingų savybių.

Kai kurios medžiagos yra natūralūs gyventojai, kurie susidaro natūraliai. Kita pusė dirbtinės ir sintetinės. Tačiau tiek pirmuoju, tiek antruoju atveju didelę dalį sudaro dujinės medžiagos, kurių pavyzdžius ir charakteristikas aptarsime šiame straipsnyje.

Suvestinės medžiagų būsenos

Nuo XVII amžiaus buvo visuotinai priimta, kad visi žinomi junginiai gali egzistuoti trimis agregacijos būsenomis: kietomis, skystomis, dujinėmis medžiagomis. Tačiau pastarųjų dešimtmečių kruopštūs tyrimai astronomijos, fizikos, chemijos, kosmoso biologijos ir kitų mokslų srityse įrodė, kad yra ir kita forma. Tai yra plazma.

Ką ji atstovauja? Tai iš dalies arba visiškai Ir pasirodo, kad didžioji dauguma tokių medžiagų Visatoje. Taigi, plazmos būsenoje yra:

tarpžvaigždinė medžiaga;
erdvės materija;
viršutiniai atmosferos sluoksniai;
ūkai;
daugelio planetų sudėtis;
žvaigždės.

Todėl šiandien sakoma, kad yra kietos, skystos, dujinės medžiagos ir plazma. Beje, kiekvienos dujos gali būti dirbtinai perkeltos į tokią būseną, jei jos yra jonizuojamos, tai yra, priverstos virsti jonais.

Dujinės medžiagos: pavyzdžiai

Yra daug nagrinėjamų medžiagų pavyzdžių. Juk dujos žinomos nuo XVII amžiaus, kai gamtininkas van Helmontas pirmą kartą gavo anglies dvideginio ir pradėjo tyrinėti jo savybes. Beje, šiai junginių grupei jis suteikė ir pavadinimą, nes, jo nuomone, dujos yra kažkas netvarkingo, chaotiško, siejamo su dvasiomis ir kažkas nematomo, bet apčiuopiamo. Šis vardas prigijo Rusijoje.

Galima klasifikuoti visas dujines medžiagas, tada bus lengviau pateikti pavyzdžių. Juk sunku aprėpti visą įvairovę.

Išskiriama kompozicija:

paprastas,
sudėtingos molekulės.

Pirmoji grupė apima tuos, kurie susideda iš tų pačių atomų bet kokiu skaičiumi. Pavyzdys: deguonis - O 2, ozonas - O 3, vandenilis - H 2, chloras - CL 2, fluoras - F 2, azotas - N 2 ir kt.

vandenilio sulfidas - H 2 S;
vandenilio chloridas - HCL;
metanas - CH 4;
sieros dioksidas - SO 2;
rudos dujos - NO 2;
freonas - CF 2 CL 2;
amoniakas - NH 3 ir kt.

Medžiagų klasifikavimas pagal pobūdį

Taip pat galite klasifikuoti dujinių medžiagų tipus pagal priklausymą organiniam ir neorganiniam pasauliui. Tai yra, pagal sudedamųjų atomų prigimtį. Organinės dujos yra:

pirmieji penki atstovai (metanas, etanas, propanas, butanas, pentanas). Bendroji formulė C n H 2n+2;
etilenas - C 2 H 4;
acetilenas arba etinas - C 2 H 2;
metilaminas - CH 3 NH 2 ir kt.

Kita klasifikacija, kuriai gali būti taikomi aptariami junginiai, yra padalijimas pagal daleles, kurios sudaro kompoziciją. Ne visos dujinės medžiagos susideda iš atomų. Struktūrų, kuriose yra jonų, molekulių, fotonų, elektronų, Brauno dalelių, plazmos, pavyzdžiai taip pat nurodo junginius, esančius tokios agregacijos būsenoje.

Dujų savybės

Nagrinėjamos būsenos medžiagų charakteristikos skiriasi nuo kietų ar skystų junginių savybių. Reikalas tas, kad dujinių medžiagų savybės yra ypatingos. Jų dalelės yra lengvai ir greitai judrios, medžiaga kaip visuma yra izotropinė, tai yra, savybes lemia ne sudedamųjų struktūrų judėjimo kryptis.

Galima įvardyti svarbiausias dujinių medžiagų fizikines savybes, kurios išskirs jas iš visų kitų materijos egzistavimo formų.

Tai ryšiai, kurių negali matyti ir valdyti, pajusti įprastas žmogiškais būdais. Norėdami suprasti savybes ir nustatyti konkrečias dujas, jie remiasi keturiais jas visus apibūdinančiais parametrais: slėgiu, temperatūra, medžiagos kiekiu (mol), tūriu.
Skirtingai nuo skysčių, dujos gali užimti visą erdvę be pėdsakų, ribojamos tik indo ar patalpos dydžio.
Visos dujos lengvai susimaišo viena su kita, o šie junginiai neturi sąsajos.
Yra lengvesnių ir sunkesnių atstovų, todėl veikiant gravitacijai ir laikui, galima pamatyti jų atsiskyrimą.
Difuzija yra viena iš svarbiausių šių junginių savybių. Gebėjimas prasiskverbti į kitas medžiagas ir prisotinti jas iš vidaus, kartu atliekant visiškai netvarkingus judesius savo struktūroje.
Tikros dujos negali praleisti elektros srovės, bet jei kalbėsime apie retintas ir jonizuotas medžiagas, laidumas smarkiai padidėja.
Dujų šiluminė talpa ir šilumos laidumas yra mažas ir skiriasi priklausomai nuo rūšies.
Klampumas didėja didėjant slėgiui ir temperatūrai.
Yra du tarpfazinio perėjimo variantai: garinimas – skystis virsta garais, sublimacija – kieta medžiaga, aplenkdama skystį, tampa dujinė.

Išskirtinis tikrų dujų garų bruožas yra tas, kad pirmosios tam tikromis sąlygomis gali pereiti į skystą arba kietą fazę, o antrosios – ne. Taip pat reikėtų atkreipti dėmesį į nagrinėjamų junginių gebėjimą atsispirti deformacijai ir būti skystam.

Panašios dujinių medžiagų savybės leidžia jas plačiai panaudoti įvairiose mokslo ir technikos srityse, pramonėje ir šalies ūkyje. Be to, kiekvieno atstovo specifinės savybės yra griežtai individualios. Atsižvelgėme tik į visoms realioms struktūroms būdingus bruožus.

Suspaudžiamumas

Esant skirtingoms temperatūroms, taip pat veikiant slėgiui, dujos gali susispausti, padidindamos jų koncentraciją ir sumažindamos užimamą tūrį. Aukštesnėje temperatūroje jie plečiasi, žemoje – susitraukia.

Slėgis taip pat keičiasi. Dujinių medžiagų tankis didėja ir, pasiekus kritinis taškas, kuri kiekvienam atstovui yra skirtinga, gali įvykti perėjimas į kitą agregacijos būseną.

Pagrindiniai mokslininkai, prisidėję prie dujų doktrinos kūrimo

Tokių žmonių yra daug, nes dujų tyrimas yra daug pastangų reikalaujantis ir istoriškai ilgas procesas. Apsigyvenkime ties žymiausiomis asmenybėmis, kurios sugebėjo padaryti reikšmingiausius atradimus.

padarė atradimą 1811 m. Nesvarbu, kokios dujos, svarbiausia, kad tomis pačiomis sąlygomis jų viename tūryje būtų vienodas kiekis pagal molekulių skaičių. Yra apskaičiuota vertė, pavadinta mokslininko vardu. Jis lygus 6,03 * 10 23 molekulėms 1 moliui bet kokių dujų.
Fermi – sukūrė idealių kvantinių dujų doktriną.
Gay-Lussac, Boyle-Marriott - mokslininkų, sukūrusių pagrindines kinetines lygtis skaičiavimams, vardai.
Robertas Boyle'as.
Džonas Daltonas.
Jacques'as Charlesas ir daugelis kitų mokslininkų.

Dujinių medžiagų struktūra

Labiausiai Pagrindinis bruožas nagrinėjamų medžiagų kristalinės gardelės konstrukcijoje tai yra tai, kad jos mazguose yra arba atomai, arba molekulės, kurios yra sujungtos viena su kita silpnais kovalentiniais ryšiais. Taip pat yra van der Waals jėgų, kai kalbama apie jonus, elektronus ir kitas kvantines sistemas.

Todėl pagrindiniai dujų grotelių konstrukcijų tipai yra šie:

atominis;
molekulinis.

Viduje esantys ryšiai lengvai nutrūksta, todėl šie junginiai neturi pastovios formos, o užpildo visą erdvinį tūrį. Tai taip pat paaiškina elektros laidumo trūkumą ir prastą šilumos laidumą. Tačiau dujų šiluminė izoliacija yra gera, nes difuzijos dėka jos gali prasiskverbti į kietąsias medžiagas ir užimti jų viduje esančias laisvas klasterių erdves. Tuo pačiu metu oras nepraleidžiamas, šiluma išlaikoma. Tai yra dujų ir kietųjų medžiagų derinio naudojimo statybos tikslais pagrindas.

Paprastos medžiagos tarp dujų

Kokios dujos priklauso šiai kategorijai pagal struktūrą ir struktūrą, mes jau aptarėme aukščiau. Tai yra tie, kurie sudaryti iš tų pačių atomų. Yra daug pavyzdžių, nes nemetalų iš visos periodinės sistemos normaliomis sąlygomis yra šioje agregacijos būsenoje. Pavyzdžiui:

baltas fosforas - vienas iš šio elemento;
azotas;
deguonies;
fluoras;
chloras;
helis;
neonas;
argonas;
kriptonas;
ksenonas.

Šių dujų molekulės gali būti ir vienatominės (kilniosios dujos), ir daugiaatomės (ozonas – O 3). Ryšio tipas yra kovalentinis nepolinis, daugeliu atvejų jis gana silpnas, bet ne visais. Molekulinio tipo kristalinė gardelė, leidžianti šioms medžiagoms lengvai pereiti iš vienos agregacijos būsenos į kitą. Taigi, pavyzdžiui, jodas normaliomis sąlygomis - tamsiai violetiniai kristalai su metaliniu blizgesiu. Tačiau kaitinant jie sublimuojasi į ryškiai violetinių dujų klubus - I 2.

Beje, bet kuri medžiaga, įskaitant metalus, tam tikromis sąlygomis gali egzistuoti dujinėje būsenoje.

Sudėtingi dujinio pobūdžio junginiai

Tokių dujų, žinoma, yra dauguma. Įvairūs molekulių atomų deriniai, kuriuos vienija kovalentiniai ryšiai ir van der Waals sąveika, leidžia susidaryti šimtams skirtingų nagrinėjamos agregatinės būsenos atstovų.

Tiksliai sudėtingų medžiagų tarp dujų pavyzdžiais gali būti visi junginiai, susidedantys iš dviejų ar daugiau skirtingų elementų. Tai gali apimti:

propanas;
butanas;
acetilenas;
amoniakas;
silanas;
fosfinas;
metanas;
anglies disulfidas;
sieros dioksidas;
rudos dujos;
freonas;
etilenas ir kt.

Molekulinio tipo kristalinė gardelė. Daugelis atstovų lengvai ištirpsta vandenyje, sudarydami atitinkamas rūgštis. Dauguma šių junginių yra svarbi pramonėje atliekamos cheminės sintezės dalis.

Metanas ir jo homologai

Kartais bendra koncepcija„dujos“ – tai natūralus mineralas, kuris yra visas dujinių, daugiausia organinės kilmės produktų, mišinys. Jame yra tokių medžiagų kaip:

metanas;
etanas;
propanas;
butanas;
etilenas;
acetilenas;
pentanas ir kai kurie kiti.

Pramonėje jie yra labai svarbūs, nes būtent propano-butano mišinys yra buitinės dujos, ant kurių žmonės gamina maistą, kuris naudojamas kaip energijos ir šilumos šaltinis.

Daugelis jų naudojami alkoholių, aldehidų, rūgščių ir kitų organinių medžiagų sintezei. Skaičiuojama, kad metinis gamtinių dujų suvartojimas siekia trilijonus kubinių metrų, ir tai yra visiškai pagrįsta.

Deguonis ir anglies dioksidas

Kokias dujines medžiagas galima vadinti labiausiai paplitusiomis ir žinomomis net pirmokams? Atsakymas akivaizdus – deguonis ir anglies dioksidas. Juk jie yra tiesioginiai dujų mainų, vykstančių visose planetos būtybėse, dalyviai.

Yra žinoma, kad deguonies dėka įmanoma gyvybė, nes be jo gali egzistuoti tik tam tikros anaerobinių bakterijų rūšys. O anglies dioksidas yra būtinas „mitybos“ produktas visiems augalams, kurie jį įsisavina, kad galėtų vykdyti fotosintezės procesą.

Cheminiu požiūriu tiek deguonis, tiek anglies dioksidas yra svarbios medžiagos, sintetinančios junginius. Pirmasis yra stiprus oksidatorius, antrasis dažniau yra reduktorius.

Halogenai

Tai tokia junginių grupė, kurioje atomai yra dujinės medžiagos dalelės, sujungtos poromis viena su kita dėl kovalentinio nepolinio ryšio. Tačiau ne visi halogenai yra dujos. Įprastomis sąlygomis bromas yra skystis, o jodas yra labai sublimuojama kieta medžiaga. Fluoras ir chloras yra nuodingos gyvų būtybių sveikatai pavojingos medžiagos, kurios yra stipriausios oksiduojančios medžiagos ir plačiai naudojamos sintezėje.