Lý thuyết động học phân tử 3 trạng thái của vật chất

Người ta nói rằng toàn bộ vũ trụ được hình thành từ vật chất và khi nó thay đổi, năng lượng được tạo ra. Và như thường lệ, bản tính tò mò của con người đã khiến chúng ta phải tự hỏi mình trong nhiều dịp rằng tất cả vấn đề này được hình thành. Trong suốt lịch sử, các mô hình khác nhau đã được đưa ra để giải thích điều này, một trong số đó là lý thuyết động học phân tử.

Theo mô hình này, vấn đề sẽ được cấu thành bởi một đơn vị cơ bản không thể đánh giá cao bằng các giác quan, tôi đang nói về nguyên tử. Đổi lại, các nguyên tử được nhóm lại để tạo thành các phân tử.

Để đưa ra một ví dụ cổ điển, phân tử nước được cấu trúc với một nguyên tử oxy và hai nguyên tử hydro (H2O). Nhưng lý thuyết động học không chỉ quy định điều này, mà còn bởi vì có Ba trạng thái cơ bản của vật chất: rắn, lỏng và khí.

• Có thể bạn quan tâm: "5 loại liên kết hóa học: đây là cách vật chất được cấu tạo

Nguồn gốc của lý thuyết động học

Theo công thức của mô hình này, các sự kiện khác nhau đã xảy ra cho phép các cơ sở được cung cấp để đưa ra lý thuyết này.

Để bắt đầu, khái niệm nguyên tử được sinh ra ở Hy Lạp cổ đại, dưới trường phái nguyên tử, có các môn đệ truyền bá ý tưởng rằng nguyên tử là đơn vị không thể tách rời tạo thành mọi vật chất của vũ trụ. Democritus là một trong những số mũ lớn nhất của nó, nhưng các đề xuất của nó đã đụng độ trực tiếp với các ý tưởng của Aristotle, người thống trị thời đại, vì vậy chúng không được chú ý.

Mãi đến đầu thế kỷ 19, ý tưởng về nguyên tử mới xuất hiện trở lại trong lĩnh vực khoa học, khi John Dalton đưa ra lý thuyết nguyên tử, chỉ ra rằng mọi chất được tạo thành từ các nguyên tử.

Trước đó, Daniel Bernoulli năm 1738 đã lập luận rằng các khí được hình thành bởi các phân tử va chạm với nhau và với các bề mặt, tạo ra áp lực được cảm nhận. Sau khi xuất hiện lý thuyết nguyên tử, giờ đây người ta đã nhận ra rằng các phân tử này được định hình bởi các nguyên tử.

Lý thuyết động học phân tử được sinh ra từ một loạt các nghiên cứu được thực hiện chủ yếu trong các chất khí và kết luận cuối cùng là tương tự nhau. Một số tác phẩm nổi bật là những tác phẩm của Ludwig Boltzmann và James Clerk Maxwell.

• Bài viết liên quan: "9 định đề về lý thuyết nguyên tử của Dalton"

Đối số

Lý thuyết động học phân tử này cho rằng vật chất được hình thành bởi một tập hợp các hạt được gọi là nguyên tử hoặc bởi các phân tử giống nhau, không ngừng chuyển động. Khi chúng không ngừng di chuyển, sớm hay muộn chúng va chạm với một nguyên tử khác hoặc chống lại một bề mặt.

Sự va chạm này được thực hiện một cách tự động, nói cách khác, năng lượng được truyền đi mà không mất, để nguyên tử va chạm được bắn theo hướng khác với cùng tốc độ, mà không dừng chuyển động. Động năng được tạo ra trong vụ va chạm dẫn đến áp suất cảm thấy.

Sự khác biệt giữa các trạng thái của vật chất

Mặc dù lý thuyết động học phân tử được sinh ra từ nghiên cứu về trạng thái khí, vì có nhiều nghiên cứu về nó cho phép viết các ý tưởng, nó cũng phục vụ để giải thích hiến pháp của chất lỏng và chất rắn. Hơn nữa, nó cung cấp một cách để thấy sự khác biệt giữa các trạng thái khác nhau của vật chất.

Điểm mấu chốt nằm ở mức độ chuyển động của các nguyên tử. Vật chất được hình thành bởi một tập hợp các hạt đang chuyển động không đổi; trong một chất khí, các nguyên tử tự do và di chuyển tuyến tính trong không gian có sẵn, thể hiện đặc tính của chất khí luôn chiếm giữ tất cả không gian có sẵn.

Trong trường hợp chất lỏng, khoảng cách giữa các nguyên tử không quá lớn, nhưng chúng ở gần nhau hơn, mặc dù chúng tiếp tục di chuyển với tốc độ thấp hơn. Điều này giải thích tại sao chất lỏng chiếm một thể tích cố định, nhưng có thể mở rộng trên bề mặt.

Cuối cùng, ở trạng thái rắn các nguyên tử rất gần nhau, không có chuyển động tự do mặc dù chúng rung động tại chỗ. Do đó, chất rắn chiếm một không gian cụ thể và không thay đổi về khối lượng.

Theo lý thuyết động học phân tử, lực liên kết các nguyên tử lại với nhau được gọi là Lực kết dính. Tên của nó được đặt bởi vì các chất rắn có sự hiện diện nhiều hơn các hiệp hội này, nghĩa là, gắn kết hơn so với chất lỏng hoặc chất khí.

Tầm quan trọng của mô hình này

Điều thú vị về lý thuyết này là cách nó liên quan đến sự tồn tại của nguyên tử với các tính chất vật lý có thể đo lường được, chẳng hạn như áp suất hoặc nhiệt độ. Ngoài ra, nó có mối tương quan với các công thức toán học của các định luật về khí lý tưởng.

Tôi sẽ không đi sâu vào chi tiết về điều này, nhưng ví dụ, nó đồng ý với các công thức chỉ ra rằng ở nhiệt độ cao hơn, các nguyên tử có tốc độ lớn hơn. Điều này là dễ hiểu, để một viên đá chuyển sang chất lỏng và sau đó để hấp thì cần phải sử dụng nhiệt. Khi nhiệt độ tăng, các phân tử H2O tăng tốc và phá vỡ các lực kết dính, thay đổi trạng thái của vật chất.