Čestična priroda supstance

Ključni pojmovi i definicije

Sve oko nas sačinjeno je od sitnih čestica – atoma i molekula. Iako su hemijske veze unutar samih molekula jake, fizičke osobine tela (da li je nešto čvrsto, tečno ili gasovito) zavise od sila koje deluju između različitih molekula.

• Međumolekulske veze (sile): Sile koje deluju između već formiranih molekula i drže ih na okupu. One su elektrostatičkog porekla (nastaju zbog privlačenja i odbijanja pozitivnih i negativnih naelektrisanja unutar molekula) i znatno su slabije od hemijskih veza koje drže atome unutar jednog molekula.
• Agregatna stanja i energija: Ponašanje supstance zavisi od borbe između međumolekulskih sila (koje teže da vežu molekule) i kinetičke energije kretanja molekula (koja teži da ih razdvoji). Kada telu dodajemo toplotu (zagrevamo ga), molekuli se kreću brže i njihova kinetička energija raste.
• Čvrsto agregatno stanje: Stanje u kojem je energija međumolekulskih veza znatno veća od kinetičke energije molekula. Molekuli ne mogu da pobegnu sa svojih mesta, već samo osciluju (trepere) oko svojih ravnotežnih položaja, zbog čega čvrsta tela imaju stalan oblik i zapreminu.
• Tečno agregatno stanje: Stanje u kojem su kinetička energija molekula i energija međumolekulskih veza sličnih vrednosti. Veze stalno pucaju i ponovo se stvaraju, što omogućava molekulima da menjaju mesta i klize jedni pored drugih. Zato tečnosti nemaju stalan oblik (razlivaju se i zauzimaju oblik posude), ali imaju stalnu zapreminu.
• Gasovito agregatno stanje: Stanje u kojem je kinetička energija kretanja molekula znatno veća od energije međumolekulskih veza. Veze potpuno pucaju, a molekuli se slobodno i haotično kreću u svim pravcima, zbog čega gasovi nemaju ni stalan oblik ni stalnu zapreminu, već ispunjavaju ceo prostor u kome se nalaze.
• Tačka (temperatura) topljenja: Temperatura na kojoj kinetička energija molekula postane toliko velika da uspeva da pokida sve međumolekulske veze koje su supstancu držale u čvrstom stanju, pa telo počinje da prelazi u tečnost.
• Model elastične opruge: Slika kojom fizika uspešno objašnjava međumolekulske sile. Kada su molekuli na idealnoj (ravnotežnoj) udaljenosti, sila između njih je nula. Ako pokušamo da ih razdvojimo, javlja se privlačna sila (kao rastegnuta opruga), a ako pokušamo da ih sabijemo, javlja se snažna odbojna sila (kao stisnuta opruga).

Proveri šta si naučio

Pročitaj pitanje, razmisli o odgovoru, a zatim klikni na link da proveriš da li je tvoj odgovor tačan.

1. Koje veze određuju fizičke osobine tela (da li je čvrsto, tečno ili gasovito) i kakvog su one porekla?
   
   Klikni ovde za odgovor

   Fizičke osobine tela određuju međumolekulske veze (veze između već formiranih molekula), a one su elektrostatičkog porekla.

2. Koje su veze jače: hemijske veze unutar molekula ili međumolekulske veze između različitih molekula?
   
   Klikni ovde za odgovor

   Hemijske veze unutar samog molekula (koje drže atome na okupu) su znatno jače od međumolekulskih veza.

3. Šta se dešava sa molekulima neke supstance i njihovom kinetičkom energijom kada joj dovodimo toplotu (zagrevamo je)?
   
   Klikni ovde za odgovor

   Kada se supstanca zagreva, njeni molekuli se kreću brže, što znači da se njihova kinetička energija kretanja povećava.

4. Kako se ponašaju molekuli u čvrstom agregatnom stanju i zašto čvrsta tela imaju stalan oblik?
   
   Klikni ovde za odgovor

   U čvrstom stanju energija međumolekulskih veza je mnogo veća od kinetičke energije molekula. Molekuli ne mogu da napuste svoja mesta i samo osciluju (trepere) oko svojih ravnotežnih položaja, zbog čega telo zadržava stalan oblik.

5. Zašto tečnosti nemaju stalan oblik, ali imaju stalnu zapreminu?
   
   Klikni ovde za odgovor

   Zato što su kinetička energija kretanja molekula i energija veza sličnih vrednosti. Veze stalno pucaju i stvaraju se, pa molekuli mogu da klize jedni pored drugih (menjaju oblik), ali su i dalje dovoljno blizu da zadrže istu zapreminu.

6. Kakav je odnos između kinetičke energije molekula i energije veza u gasovitom stanju?
   
   Klikni ovde za odgovor

   U gasovitom stanju kinetička energija molekula je znatno veća od energije veza, zbog čega veze potpuno pucaju, a molekuli lete slobodno na sve strane.

7. Šta je to tačka topljenja supstance?
   
   Klikni ovde za odgovor

   To je tačno određena temperatura na kojoj kinetička energija molekula postane dovoljno velika da pokida sve međumolekulske veze čvrstog tela, pa ono počinje da prelazi u tečno stanje.

8. Kako se modeluje ponašanje međumolekulskih sila pomoću elastične opruge kada molekule pokušamo da približimo, a kako kada pokušamo da ih udaljimo?
   
   Klikni ovde za odgovor

   Kada molekule pokušamo da udaljimo, javljaju se privlačne sile koje ih vraćaju nazad (kao rastegnuta opruga). Kada pokušamo da ih približimo bliže od ravnotežnog rastojanja, javljaju se snažne odbojne sile koje ih guraju unazad (kao stisnuta opruga).