गैसीय, तरल और ठोस निकायों की संरचना - ज्ञान हाइपरमार्केट

सभी वस्तुएं और चीजें जो हमें प्रतिदिन घेरती हैं, विभिन्न पदार्थों से बनी होती हैं। उसी समय, हम वस्तुओं और चीजों के रूप में केवल कुछ ठोस मानने के आदी हैं - उदाहरण के लिए, एक मेज, एक कुर्सी, एक कप, एक कलम, एक किताब, और इसी तरह।

पदार्थ की तीन अवस्थाएं

और नल से पानी या गर्म चाय से आने वाली भाप, हम वस्तुओं और चीजों पर विचार नहीं करते हैं। लेकिन आखिर यह सब भी भौतिक जगत का ही हिस्सा है, बस द्रव्य और गैसें पदार्थ की अलग-अलग अवस्था में होते हैं। इसलिए, पदार्थ की तीन अवस्थाएँ होती हैं:ठोस, तरल और गैसीय। और कोई भी पदार्थ बारी-बारी से इनमें से प्रत्येक अवस्था में हो सकता है। अगर हम फ्रीजर से एक आइस क्यूब निकाल कर गर्म करें तो वह पिघल कर पानी में बदल जाएगा। अगर हम बर्नर को चालू रखते हैं, तो पानी 100 डिग्री सेल्सियस तक गर्म हो जाएगा और जल्द ही भाप में बदल जाएगा। इस प्रकार, एक ही पदार्थ, यानी अणुओं का एक ही सेट, हमने पदार्थ की विभिन्न अवस्थाओं में बारी-बारी से देखा। लेकिन अगर अणु वही रहें, तो क्या बदलता है? बर्फ ठोस क्यों होती है और अपना आकार बरकरार रखती है, पानी आसानी से एक कप का आकार ले लेता है, और भाप पूरी तरह से अलग-अलग दिशाओं में बिखर जाती है? यह सब आणविक संरचना के बारे में है।

ठोस पदार्थों की आणविक संरचनाऐसा है कि अणु एक दूसरे के बहुत करीब स्थित होते हैं (अणुओं के बीच की दूरी स्वयं अणुओं के आकार से बहुत कम होती है), और इस व्यवस्था में अणुओं को उनके स्थान से स्थानांतरित करना बहुत मुश्किल होता है। इसलिए, ठोस निकाय आयतन बनाए रखते हैं और अपना आकार धारण करते हैं। तरल की आणविक संरचनाइस तथ्य की विशेषता है कि अणुओं के बीच की दूरी लगभग स्वयं अणुओं के आकार के बराबर होती है, अर्थात अणु अब ठोस के रूप में करीब नहीं हैं। इसका मतलब है कि वे एक दूसरे के सापेक्ष स्थानांतरित करना आसान है (यही कारण है कि तरल इतनी आसानी से एक अलग आकार लेते हैं), लेकिन अणुओं का आकर्षक बल अभी भी अणुओं को अलग होने और उनकी मात्रा को बनाए रखने के लिए पर्याप्त है। परंतु गैस की आणविक संरचना, इसके विपरीत, गैस को आयतन या आकार धारण करने की अनुमति नहीं देता है। कारण यह है कि गैस के अणुओं के बीच की दूरी स्वयं अणुओं के आकार से बहुत अधिक होती है, और थोड़ी सी भी शक्ति इस अस्थिर प्रणाली को नष्ट करने में सक्षम होती है।

किसी पदार्थ के दूसरी अवस्था में संक्रमण का कारण

अब आइए जानें कि पदार्थ के एक अवस्था से दूसरी अवस्था में जाने का क्या कारण है। उदाहरण के लिए, गर्म करने पर बर्फ पानी क्यों बन जाती है। उत्तर सीधा है:बर्नर की तापीय ऊर्जा बर्फ के अणुओं की आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। इस ऊर्जा को प्राप्त करने के बाद, बर्फ के अणु तेजी से और तेजी से दोलन करने लगते हैं और अंत में पड़ोसी अणुओं की अधीनता से बाहर निकल जाते हैं। यदि हम हीटिंग डिवाइस को बंद कर देते हैं, तो पानी पानी ही रहेगा, लेकिन अगर हम इसे छोड़ देते हैं, तो पानी पहले से ज्ञात किसी कारण से भाप में बदल जाएगा।

इस तथ्य के कारण कि ठोस शरीर मात्रा और आकार को बनाए रखते हैं, यह वे हैं जिन्हें हम बाहरी दुनिया से जोड़ते हैं। लेकिन अगर हम करीब से देखें, तो हम पाते हैं कि गैसें और तरल पदार्थ भी भौतिक दुनिया के एक महत्वपूर्ण हिस्से पर कब्जा कर लेते हैं। उदाहरण के लिए, हमारे चारों ओर की हवा में गैसों का मिश्रण होता है, जिनमें से मुख्य नाइट्रोजन भी एक तरल हो सकता है - लेकिन इसके लिए इसे लगभग शून्य से 200 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर ठंडा किया जाना चाहिए। लेकिन एक साधारण प्रेमी का मुख्य तत्व - टंगस्टन फिलामेंट - पिघलाया जा सकता है, यानी तरल में बदल जाता है, इसके विपरीत, केवल 3422 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर।

सभी निर्जीव पदार्थों में कण होते हैं, जिनका व्यवहार भिन्न हो सकता है। गैसीय, तरल और ठोस निकायों की संरचना की अपनी विशेषताएं हैं। ठोस के कण आपस में जुड़े रहते हैं क्योंकि वे एक दूसरे के बहुत करीब होते हैं, जो उन्हें बहुत मजबूत बनाता है। इसके अलावा, वे एक निश्चित आकार रख सकते हैं, क्योंकि उनके सबसे छोटे कण व्यावहारिक रूप से नहीं चलते हैं, लेकिन केवल कंपन करते हैं। द्रवों में अणु एक दूसरे के काफी निकट होते हैं, लेकिन वे स्वतंत्र रूप से घूम सकते हैं, इसलिए उनका अपना आकार नहीं होता है। गैसों में कण बहुत तेजी से चलते हैं, और आमतौर पर उनके चारों ओर काफी जगह होती है, जिससे पता चलता है कि वे आसानी से संकुचित हो जाते हैं।

ठोसों के गुण और संरचना

ठोस पदार्थों की संरचना की संरचना और विशेषताएं क्या हैं? वे कणों से बने होते हैं जो एक दूसरे के बहुत करीब होते हैं। वे हिल नहीं सकते और इसलिए उनका आकार स्थिर रहता है। एक ठोस शरीर के गुण क्या हैं? यह सिकुड़ता नहीं है, लेकिन अगर इसे गर्म किया जाए तो बढ़ते तापमान के साथ इसका आयतन बढ़ जाएगा। ऐसा इसलिए है क्योंकि कण कंपन और गति करना शुरू करते हैं, जिससे घनत्व में कमी आती है।

ठोस पदार्थों की एक विशेषता यह है कि उनका एक निश्चित आकार होता है। जब किसी ठोस को गर्म किया जाता है तो उसके कणों की गति बढ़ जाती है। तेज गति से चलने वाले कण अधिक हिंसक रूप से टकराते हैं, जिससे प्रत्येक कण अपने पड़ोसियों को धक्का देता है। इसलिए, तापमान में वृद्धि से आमतौर पर शरीर की ताकत में वृद्धि होती है।

ठोस पदार्थों की क्रिस्टल संरचना

एक ठोस के आसन्न अणुओं के बीच परस्पर क्रिया के अंतर-आणविक बल उन्हें एक निश्चित स्थिति में रखने के लिए पर्याप्त मजबूत होते हैं। यदि ये सबसे छोटे कण उच्च क्रम वाले विन्यास में हैं, तो ऐसी संरचनाओं को आमतौर पर क्रिस्टलीय कहा जाता है। किसी तत्व या यौगिक के कणों (परमाणु, आयन, अणु) के आंतरिक क्रम को एक विशेष विज्ञान - क्रिस्टलोग्राफी द्वारा निपटाया जाता है।

ठोस अवस्था भी विशेष रुचि की है। कणों के व्यवहार का अध्ययन करके, वे कैसे बनते हैं, रसायनज्ञ समझा सकते हैं और भविष्यवाणी कर सकते हैं कि कुछ प्रकार की सामग्री कुछ शर्तों के तहत कैसे व्यवहार करेगी। एक ठोस पिंड के सबसे छोटे कण जाली के रूप में व्यवस्थित होते हैं। यह कणों की तथाकथित नियमित व्यवस्था है, जहां उनके बीच विभिन्न रासायनिक बंधन एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

एक ठोस शरीर की संरचना का बैंड सिद्धांत इसे परमाणुओं के एक समूह के रूप में मानता है, जिनमें से प्रत्येक में, एक नाभिक और इलेक्ट्रॉन होते हैं। क्रिस्टल संरचना में, परमाणुओं के नाभिक क्रिस्टल जाली के नोड्स में स्थित होते हैं, जो एक निश्चित स्थानिक आवधिकता की विशेषता है।

द्रव की संरचना कैसी होती है?

ठोस और तरल पदार्थ की संरचना इस मायने में समान होती है कि जिन कणों से वे बने होते हैं, वे निकट दूरी पर होते हैं। अंतर यह है कि अणु स्वतंत्र रूप से चलते हैं, क्योंकि उनके बीच का आकर्षण बल ठोस की तुलना में बहुत कमजोर होता है।

एक तरल के गुण क्या हैं? सबसे पहले, यह तरलता है, और दूसरी बात, तरल उस कंटेनर का रूप ले लेगा जिसमें इसे रखा गया है। अगर इसे गर्म किया जाता है, तो मात्रा बढ़ जाएगी। एक दूसरे से कणों की निकटता के कारण, तरल को संपीड़ित नहीं किया जा सकता है।

गैसीय पिंडों की संरचना और संरचना क्या है?

गैस के कण बेतरतीब ढंग से व्यवस्थित होते हैं, वे इतने दूर होते हैं कि उनके बीच कोई आकर्षक बल नहीं हो सकता है। गैस में क्या गुण होते हैं और गैसीय पिंडों की संरचना क्या होती है? एक नियम के रूप में, गैस समान रूप से उस पूरे स्थान को भर देती है जिसमें इसे रखा गया था। यह आसानी से संकुचित हो जाता है। बढ़ते तापमान के साथ गैसीय पिंड के कणों की गति बढ़ जाती है। साथ ही दबाव भी बढ़ रहा है।

गैसीय, तरल और ठोस निकायों की संरचना इन पदार्थों के सबसे छोटे कणों के बीच अलग-अलग दूरी की विशेषता है। गैस के कण ठोस या तरल अवस्था की तुलना में बहुत दूर होते हैं। हवा में, उदाहरण के लिए, कणों के बीच की औसत दूरी प्रत्येक कण के व्यास का लगभग दस गुना है। इस प्रकार, अणुओं का आयतन कुल आयतन का लगभग 0.1% ही घेरता है। शेष 99.9% खाली जगह है। इसके विपरीत, तरल कण कुल तरल मात्रा का लगभग 70% भरते हैं।

प्रत्येक गैस कण स्वतंत्र रूप से एक सीधे रास्ते पर चलता है जब तक कि वह दूसरे कण (गैस, तरल या ठोस) से नहीं टकराता। कण आमतौर पर इतनी तेजी से चलते हैं कि उनमें से दो के टकराने के बाद, वे एक-दूसरे से उछलते हैं और अकेले ही अपने रास्ते पर चलते रहते हैं। ये टकराव दिशा और गति बदलते हैं। गैस कणों के ये गुण गैसों को किसी भी आकार या आयतन को भरने के लिए विस्तार करने की अनुमति देते हैं।

राज्य परिवर्तन

गैसीय, तरल और ठोस पिंडों की संरचना बदल सकती है यदि उन पर एक निश्चित बाहरी प्रभाव डाला जाए। वे कुछ शर्तों के तहत एक दूसरे के राज्यों में भी बदल सकते हैं, जैसे कि हीटिंग या कूलिंग के दौरान।

• वाष्पीकरण। तरल निकायों की संरचना और गुण उन्हें कुछ शर्तों के तहत पूरी तरह से अलग भौतिक अवस्था में जाने की अनुमति देते हैं। उदाहरण के लिए, यदि आप किसी कार में ईंधन भरते समय गलती से गैसोलीन गिरा देते हैं, तो आप उसकी तीखी गंध को जल्दी से सूंघ सकते हैं। यह कैसे होता है? कण पूरे तरल में चलते हैं, परिणामस्वरूप, उनमें से एक निश्चित हिस्सा सतह पर पहुंच जाता है। उनकी दिशात्मक गति इन अणुओं को सतह से और तरल के ऊपर की जगह में ले जा सकती है, लेकिन आकर्षण उन्हें वापस खींच लेगा। दूसरी ओर, यदि कोई कण बहुत तेजी से आगे बढ़ रहा है, तो वह दूसरों से एक अच्छी दूरी से अलग हो सकता है। इस प्रकार, कणों की गति में वृद्धि के साथ, जो आमतौर पर गर्म होने पर होता है, वाष्पीकरण की प्रक्रिया होती है, अर्थात तरल का गैस में परिवर्तन होता है।

विभिन्न भौतिक अवस्थाओं में निकायों का व्यवहार

गैसों, तरल पदार्थों, ठोस पदार्थों की संरचना मुख्य रूप से इस तथ्य के कारण होती है कि ये सभी पदार्थ परमाणुओं, अणुओं या आयनों से बने होते हैं, लेकिन इन कणों का व्यवहार पूरी तरह से भिन्न हो सकता है। गैस के कण एक दूसरे से अराजक रूप से दूर होते हैं, तरल अणु एक दूसरे के करीब होते हैं, लेकिन वे एक ठोस की तरह कठोर रूप से संरचित नहीं होते हैं। गैस के कण कंपन करते हैं और तेज गति से चलते हैं। एक तरल के परमाणु और अणु एक दूसरे के पीछे कंपन करते हैं, चलते हैं और स्लाइड करते हैं। एक ठोस पिंड के कण भी कंपन कर सकते हैं, लेकिन इस तरह की गति उनके लिए विशेषता नहीं है।

आंतरिक संरचना की विशेषताएं

पदार्थ के व्यवहार को समझने के लिए सबसे पहले इसकी आंतरिक संरचना की विशेषताओं का अध्ययन करना चाहिए। एक गुब्बारे में ग्रेनाइट, जैतून का तेल और हीलियम के बीच आंतरिक अंतर क्या हैं? पदार्थ की संरचना का एक सरल मॉडल इस प्रश्न का उत्तर देने में मदद करेगा।

एक मॉडल एक वास्तविक वस्तु या पदार्थ का सरलीकृत संस्करण है। उदाहरण के लिए, वास्तविक निर्माण शुरू होने से पहले, आर्किटेक्ट पहले एक मॉडल बिल्डिंग प्रोजेक्ट का निर्माण करते हैं। इस तरह का एक सरलीकृत मॉडल आवश्यक रूप से एक सटीक विवरण नहीं दर्शाता है, लेकिन साथ ही यह इस बात का एक मोटा विचार दे सकता है कि यह या वह संरचना कैसी होगी।

सरलीकृत मॉडल

विज्ञान में, हालांकि, भौतिक शरीर हमेशा मॉडल नहीं होते हैं। पिछली शताब्दी में भौतिक दुनिया के बारे में मानवीय समझ में उल्लेखनीय वृद्धि देखी गई है। हालाँकि, संचित ज्ञान और अनुभव का अधिकांश भाग अत्यंत जटिल अभ्यावेदन पर आधारित होता है, उदाहरण के लिए गणितीय, रासायनिक और भौतिक सूत्रों के रूप में।

यह सब समझने के लिए, आपको इन सटीक और जटिल विज्ञानों से अच्छी तरह वाकिफ होने की आवश्यकता है। वैज्ञानिकों ने भौतिक घटनाओं की कल्पना, व्याख्या और भविष्यवाणी करने के लिए सरलीकृत मॉडल विकसित किए हैं। यह सब इस समझ को बहुत सरल करता है कि क्यों कुछ निकायों का एक निश्चित तापमान पर एक स्थिर आकार और आयतन होता है, जबकि अन्य उन्हें बदल सकते हैं, और इसी तरह।

सभी पदार्थ छोटे-छोटे कणों से बने हैं। ये कण निरंतर गति में हैं। आंदोलन की मात्रा तापमान से संबंधित है। बढ़ा हुआ तापमान गति की गति में वृद्धि का संकेत देता है। गैसीय, तरल और ठोस निकायों की संरचना उनके कणों की गति की स्वतंत्रता के साथ-साथ कणों को एक-दूसरे के प्रति कितनी मजबूती से आकर्षित करती है, से अलग होती है। शारीरिक उसकी शारीरिक स्थिति पर निर्भर करता है। जल वाष्प, तरल पानी और बर्फ में समान रासायनिक गुण होते हैं, लेकिन उनके भौतिक गुण बहुत भिन्न होते हैं।

गैसों, तरल पदार्थों और ठोस पदार्थों की संरचना। समाधान की संरचना की विशेषताएं। "प्रतिक्रियाशील क्षेत्र" की अवधारणा
तरल पदार्थ की संरचना का सिद्धांत: गैसों और ठोस पदार्थों की संरचना के साथ तुलना तरल पदार्थ की संरचना (संरचना)। द्रवों की संरचना वर्तमान में भौतिक रसायनज्ञों द्वारा गहन अध्ययन का विषय है। इस दिशा में अनुसंधान के लिए, सबसे आधुनिक तरीकों का उपयोग किया जाता है, जिसमें वर्णक्रमीय (IR, NMR, विभिन्न तरंग दैर्ध्य के प्रकाश का प्रकीर्णन), एक्स-रे स्कैटरिंग, क्वांटम मैकेनिकल और सांख्यिकीय गणना विधियाँ आदि शामिल हैं। तरल पदार्थ का सिद्धांत गैसों की तुलना में बहुत कम विकसित होता है, क्योंकि तरल पदार्थ के गुण निकट दूरी वाले अणुओं की ज्यामिति और ध्रुवता पर निर्भर करते हैं। इसके अलावा, तरल पदार्थों की एक निश्चित संरचना की कमी से उनके विवरण को औपचारिक रूप देना मुश्किल हो जाता है - अधिकांश पाठ्यपुस्तकों में, तरल पदार्थ को गैसों और क्रिस्टलीय ठोस की तुलना में बहुत कम जगह दी जाती है। पदार्थ की तीन समग्र अवस्थाओं में से प्रत्येक की विशेषताएं क्या हैं: ठोस, तरल और गैस। (मेज़)
1) ठोस: शरीर आयतन और आकार को बरकरार रखता है
2) द्रवों का आयतन बरकरार रहता है लेकिन आकार आसानी से बदल जाता है।
3) गैस का न तो आकार होता है और न ही आयतन।

एक ही पदार्थ की ये अवस्थाएँ अणुओं के प्रकार में भिन्न नहीं होती हैं (यह समान है), लेकिन जिस तरह से अणु स्थित होते हैं और चलते हैं।
1) गैसों में, अणुओं के बीच की दूरी स्वयं अणुओं के आकार से बहुत अधिक होती है
2) किसी द्रव के अणु लंबी दूरी पर विचलन नहीं करते हैं और सामान्य परिस्थितियों में द्रव अपना आयतन बनाए रखता है।
3) ठोस पिंडों के कणों को एक निश्चित क्रम में व्यवस्थित किया जाता है। प्रत्येक कण क्रिस्टल जाली में एक निश्चित बिंदु के चारों ओर घूमता है, जैसे घड़ी का पेंडुलम, यानी यह दोलन करता है।
जब तापमान गिरता है, तरल पदार्थ जम जाते हैं, और जब वे क्वथनांक से ऊपर उठते हैं, तो वे गैसीय अवस्था में चले जाते हैं। यह तथ्य अकेले इंगित करता है कि तरल पदार्थ गैसों और ठोसों के बीच एक मध्यवर्ती स्थिति पर कब्जा कर लेते हैं, जो दोनों से भिन्न होता है। हालांकि, इन राज्यों में से प्रत्येक के साथ तरल समानताएं हैं।
एक तापमान होता है जिस पर गैस और तरल के बीच की सीमा पूरी तरह से गायब हो जाती है। यह तथाकथित महत्वपूर्ण बिंदु है। प्रत्येक गैस के लिए, तापमान ज्ञात होता है, जिसके ऊपर यह किसी भी दबाव में तरल नहीं हो सकता है; इस महत्वपूर्ण तापमान पर, तरल और उसके संतृप्त वाष्प के बीच की सीमा (मेनिस्कस) गायब हो जाती है। एक महत्वपूर्ण तापमान ("पूर्ण क्वथनांक") का अस्तित्व 1860 में डिमेंडेलीव द्वारा स्थापित किया गया था। तरल और गैसों को एकजुट करने वाला दूसरा गुण आइसोट्रॉपी है। अर्थात्, पहली नज़र में यह माना जा सकता है कि तरल पदार्थ क्रिस्टल की तुलना में गैसों के अधिक निकट होते हैं। गैसों की तरह ही, तरल पदार्थ आइसोट्रोपिक होते हैं, अर्थात। उनके गुण सभी दिशाओं में समान हैं। क्रिस्टल, इसके विपरीत, अनिसोट्रोपिक हैं: अपवर्तक सूचकांक, संपीड़ितता, शक्ति और क्रिस्टल के कई अन्य गुण अलग-अलग दिशाओं में भिन्न होते हैं। ठोस क्रिस्टलीय पदार्थों में दोहराए जाने वाले तत्वों के साथ एक क्रमबद्ध संरचना होती है, जिससे एक्स-रे विवर्तन द्वारा उनका अध्ययन करना संभव हो जाता है (एक्स-रे विवर्तन विश्लेषण की विधि का उपयोग 1912 से किया गया है)।

तरल पदार्थ और गैसों में क्या समानता है?
ए) आइसोट्रोपिक। द्रव के गुण, गैसों की तरह, सभी दिशाओं में समान होते हैं, अर्थात। क्रिस्टल के विपरीत, आइसोट्रोपिक हैं, जो अनिसोट्रोपिक हैं।
बी) तरल पदार्थ, गैसों की तरह, एक निश्चित आकार नहीं होता है और एक बर्तन (कम चिपचिपापन और उच्च तरलता) का रूप लेता है।
अणु और तरल पदार्थ और गैसें एक दूसरे से टकराते हुए काफी मुक्त गति करते हैं। पहले, यह माना जाता था कि तरल के कब्जे वाले आयतन के भीतर, उनकी त्रिज्या के योग से अधिक दूरी को समान रूप से संभावित माना जाता था, अर्थात। अणुओं की क्रमबद्ध व्यवस्था की प्रवृत्ति को नकारा गया। इस प्रकार, कुछ हद तक, तरल पदार्थ और गैसें क्रिस्टल के विरोधी थे।
जैसे-जैसे शोध आगे बढ़ा, तथ्यों की बढ़ती संख्या ने तरल और ठोस की संरचना के बीच समानता की उपस्थिति की ओर इशारा किया। उदाहरण के लिए, गर्मी क्षमता और संपीड़न गुणांक के मूल्य, विशेष रूप से पिघलने बिंदु के पास, व्यावहारिक रूप से एक दूसरे के साथ मेल खाते हैं, जबकि तरल और गैस के लिए ये मान तेजी से भिन्न होते हैं।
पहले से ही इस उदाहरण से, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि ठोस तापमान के करीब तापमान पर तरल पदार्थों में थर्मल गति की तस्वीर ठोस में थर्मल गति के समान होती है, न कि गैसों में। इसके साथ ही, पदार्थ की गैसीय और तरल अवस्थाओं के बीच ऐसे महत्वपूर्ण अंतरों को भी नोट किया जा सकता है। गैसों में, अणुओं को अंतरिक्ष में पूरी तरह से यादृच्छिक तरीके से वितरित किया जाता है, अर्थात। उत्तरार्द्ध को संरचनाहीन शिक्षा का एक उदाहरण माना जाता है। तरल में अभी भी एक निश्चित संरचना है। एक्स-रे विवर्तन द्वारा प्रयोगात्मक रूप से इसकी पुष्टि की जाती है, जो कम से कम एक स्पष्ट अधिकतम दिखाता है। एक तरल की संरचना वह तरीका है जिससे उसके अणु अंतरिक्ष में वितरित होते हैं। तालिका गैस और तरल अवस्थाओं के बीच समानता और अंतर को दर्शाती है।
गैस चरण तरल चरण
1. अणुओं के बीच की दूरी आमतौर पर (कम दबाव के लिए) अणु की त्रिज्या से बहुत अधिक होती है r: l  r ; व्यावहारिक रूप से गैस द्वारा कब्जा कर लिया गया संपूर्ण आयतन V मुक्त आयतन है। तरल चरण में, इसके विपरीत, एल 2. कणों की औसत गतिज ऊर्जा, 3/2kT के बराबर, उनकी अंतर-आणविक बातचीत की संभावित ऊर्जा U से अधिक होती है। अणुओं की बातचीत की संभावित ऊर्जा औसत से अधिक होती है उनके आंदोलन की गतिज ऊर्जा: U3/2 kT
3. कण अपनी अनुवाद गति के दौरान टकराते हैं, टक्कर आवृत्ति कारक कणों के द्रव्यमान, उनके आकार और तापमान पर निर्भर करता है। प्रत्येक कण अपने आसपास के अणुओं द्वारा बनाए गए पिंजरे में दोलन करता है। दोलन आयाम a मुक्त आयतन पर निर्भर करता है, a (Vf/ L)1/3
4. कणों का प्रसार उनकी अनुवाद गति के परिणामस्वरूप होता है, प्रसार गुणांक डी 0.1 - 1 सेमी 2 / एस (पी  105 पा) और गैस के दबाव पर निर्भर करता है
(डी पी -1) एक सक्रियण ऊर्जा ईडी के साथ एक कोशिका से दूसरे कण के कूदने के परिणामस्वरूप प्रसार होता है,
डी गैर-चिपचिपा तरल पदार्थ में ई-ईडी / आरटी
डी 0.3 - 3 सेमी2 / दिन।
5. कण स्वतंत्र रूप से घूमता है, घूर्णन आवृत्ति r केवल कण और तापमान की जड़ता के क्षणों से निर्धारित होती है, घूर्णन आवृत्ति r T1/2 Er/RT
हालांकि, कई महत्वपूर्ण संकेतकों (अर्ध-क्रिस्टलीयता) में तरल अवस्था ठोस अवस्था के करीब है। प्रायोगिक तथ्यों के संचय ने संकेत दिया कि तरल पदार्थ और क्रिस्टल में बहुत कुछ समान है। व्यक्तिगत तरल पदार्थों के भौतिक और रासायनिक अध्ययनों से पता चला है कि उनमें से लगभग सभी में क्रिस्टल संरचना के कुछ तत्व होते हैं।
सबसे पहले, एक तरल में अंतर-आणविक दूरी एक ठोस में उन लोगों के करीब होती है। यह इस तथ्य से साबित होता है कि उत्तरार्द्ध के पिघलने के दौरान, पदार्थ की मात्रा में मामूली परिवर्तन होता है (आमतौर पर यह 10% से अधिक नहीं बढ़ता है)। दूसरे, एक तरल और एक ठोस में अंतर-आणविक संपर्क की ऊर्जा नगण्य रूप से भिन्न होती है। यह इस तथ्य से निकलता है कि संलयन की गर्मी वाष्पीकरण की गर्मी से बहुत कम है। उदाहरण के लिए, पानी के लिए Hpl= 6 kJ/mol, और Hsp= 45 kJ/mol; बेंजीन के लिए Hpl = 11 kJ/mol, और Htest = 48 kJ/mol।
तीसरा, पिघलने के दौरान किसी पदार्थ की ऊष्मा क्षमता बहुत कम बदलती है, अर्थात। यह इन दोनों राज्यों के करीब है। इसलिए यह इस प्रकार है कि एक तरल में कणों की गति की प्रकृति एक ठोस के करीब होती है। चौथा, एक तरल, एक ठोस शरीर की तरह, बिना टूटे बड़े तन्यता बलों का सामना कर सकता है।
एक तरल और एक ठोस के बीच का अंतर तरलता में निहित है: एक ठोस अपना आकार बनाए रखता है, एक तरल एक छोटे से प्रयास के प्रभाव में भी इसे आसानी से बदल देता है। ये गुण द्रव की संरचना की ऐसी विशेषताओं से उत्पन्न होते हैं जैसे मजबूत अंतर-आणविक अंतःक्रिया, अणुओं की व्यवस्था में लघु-श्रेणी का क्रम, और अणुओं की अपेक्षाकृत जल्दी से अपनी स्थिति बदलने की क्षमता। जब किसी द्रव को हिमांक से क्वथनांक तक गर्म किया जाता है तो उसके गुण सुचारू रूप से बदल जाते हैं, गर्म करने पर गैस के साथ इसकी समानताएं धीरे-धीरे बढ़ जाती हैं।
हममें से प्रत्येक व्यक्ति ऐसे अनेक पदार्थों को आसानी से याद कर सकता है जिन्हें वह द्रव मानता है। हालाँकि, पदार्थ की इस अवस्था की सटीक परिभाषा देना इतना आसान नहीं है, क्योंकि तरल पदार्थों में ऐसे भौतिक गुण होते हैं कि कुछ मामलों में वे ठोस के समान होते हैं, और अन्य में वे गैसों के समान होते हैं। तरल और ठोस के बीच समानता कांच के पदार्थों में सबसे अधिक स्पष्ट है। बढ़ते तापमान के साथ ठोस से तरल में उनका संक्रमण धीरे-धीरे होता है, न कि एक स्पष्ट गलनांक के रूप में, वे बस नरम और नरम हो जाते हैं, जिससे यह इंगित करना असंभव हो जाता है कि किस तापमान सीमा में उन्हें ठोस कहा जाना चाहिए, और किस तरल पदार्थ में। हम केवल यह कह सकते हैं कि तरल अवस्था में कांच के पदार्थ की चिपचिपाहट ठोस अवस्था की तुलना में कम होती है। इसलिए सॉलिड ग्लास को अक्सर सुपरकूल्ड लिक्विड कहा जाता है। जाहिर है, तरल पदार्थों की सबसे विशिष्ट संपत्ति, जो उन्हें ठोस से अलग करती है, कम चिपचिपापन है, यानी। उच्च तरलता। उसके लिए धन्यवाद, वे उस बर्तन का आकार लेते हैं जिसमें उन्हें डाला जाता है। आणविक स्तर पर, उच्च तरलता का अर्थ है द्रव कणों की अपेक्षाकृत बड़ी स्वतंत्रता। इसमें द्रव गैसों के सदृश होते हैं, यद्यपि द्रवों की अंतःआण्विक अन्योन्यक्रिया की शक्तियाँ अधिक होती हैं, अणु अपनी गति में अधिक निकट और सीमित होते हैं।
जो कहा गया है उससे दूसरे तरीके से संपर्क किया जा सकता है - लंबी दूरी और छोटी दूरी के आदेश के विचार के दृष्टिकोण से। क्रिस्टलीय ठोस पदार्थों में लंबी दूरी का क्रम मौजूद होता है, जिनमें से परमाणुओं को कड़ाई से क्रमबद्ध तरीके से व्यवस्थित किया जाता है, जिससे त्रि-आयामी संरचनाएं बनती हैं जिन्हें यूनिट सेल के कई पुनरावृत्ति द्वारा प्राप्त किया जा सकता है। लिक्विड और ग्लास में लॉन्ग-रेंज ऑर्डर नहीं है। हालांकि, इसका मतलब यह नहीं है कि उन्हें बिल्कुल भी ऑर्डर नहीं किया गया है। सभी परमाणुओं के निकटतम पड़ोसियों की संख्या लगभग समान होती है, लेकिन किसी भी चयनित स्थिति से दूर जाने पर परमाणुओं की व्यवस्था अधिक से अधिक अव्यवस्थित हो जाती है। इस प्रकार, आदेश केवल छोटी दूरी पर मौजूद है, इसलिए नाम: शॉर्ट-रेंज ऑर्डर। किसी द्रव की संरचना का पर्याप्त गणितीय विवरण सांख्यिकीय भौतिकी की सहायता से ही दिया जा सकता है। उदाहरण के लिए, यदि एक तरल में समान गोलाकार अणु होते हैं, तो इसकी संरचना को रेडियल वितरण फ़ंक्शन जी (आर) द्वारा वर्णित किया जा सकता है, जो किसी भी अणु को दिए गए एक से r दूरी पर एक संदर्भ बिंदु के रूप में चुने जाने की संभावना देता है। . प्रयोगात्मक रूप से, इस फ़ंक्शन को एक्स-रे या न्यूट्रॉन के विवर्तन का अध्ययन करके पाया जा सकता है, और उच्च गति वाले कंप्यूटरों के आगमन के साथ, इसकी गणना कंप्यूटर सिमुलेशन द्वारा की जाने लगी, जो कि कार्य करने वाले बलों की प्रकृति पर उपलब्ध आंकड़ों के आधार पर होती है। अणुओं, या इन बलों के बारे में मान्यताओं के साथ-साथ न्यूटनियन यांत्रिकी के नियमों पर। सैद्धांतिक और प्रयोगात्मक रूप से प्राप्त रेडियल वितरण कार्यों की तुलना करके, कोई भी अंतर-आणविक बलों की प्रकृति के बारे में मान्यताओं की शुद्धता को सत्यापित कर सकता है।
कार्बनिक पदार्थों में, जिनके अणुओं का एक लम्बी आकार होता है, एक या किसी अन्य तापमान सीमा में, तरल चरण के क्षेत्र एक लंबी दूरी के उन्मुख क्रम के साथ कभी-कभी पाए जाते हैं, जो कि लंबे अक्षों के समानांतर संरेखण की प्रवृत्ति में प्रकट होते हैं। अणु। इस मामले में, आणविक केंद्रों के समन्वय आदेश के साथ ओरिएंटल ऑर्डरिंग के साथ किया जा सकता है। इस प्रकार के तरल चरणों को आमतौर पर लिक्विड क्रिस्टल के रूप में जाना जाता है। तरल-क्रिस्टलीय अवस्था क्रिस्टलीय और तरल के बीच मध्यवर्ती है। लिक्विड क्रिस्टल में तरलता और अनिसोट्रॉपी (ऑप्टिकल, इलेक्ट्रिकल, मैग्नेटिक) दोनों होते हैं। कभी-कभी लंबी दूरी के क्रम की अनुपस्थिति के कारण इस अवस्था को मेसोमोर्फिक (मेसोफ़ेज़) कहा जाता है। अस्तित्व की ऊपरी सीमा आत्मज्ञान का तापमान (एक आइसोट्रोपिक तरल) है। थर्मोट्रोपिक (मेसोजेनिक) एफए एक निश्चित तापमान से ऊपर मौजूद होते हैं। विशिष्ट सायनोबिफिनाइल हैं। लियोट्रोपिक - भंग होने पर, उदाहरण के लिए, साबुन, पॉलीपेप्टाइड्स, लिपिड, डीएनए के जलीय घोल। लिक्विड क्रिस्टल का अध्ययन (मेसोफ़ेज़ - दो चरणों में पिघलना - बादल पिघलना, फिर पारदर्शी, क्रिस्टलीय चरण से अनिसोट्रोपिक ऑप्टिकल गुणों के साथ एक मध्यवर्ती रूप के माध्यम से एक तरल में संक्रमण) प्रौद्योगिकी के उद्देश्यों के लिए महत्वपूर्ण है - लिक्विड क्रिस्टल संकेत।
गैस में अणु बेतरतीब ढंग से (यादृच्छिक रूप से) चलते हैं। गैसों में, परमाणुओं या अणुओं के बीच की दूरी औसतन स्वयं अणुओं के आकार से कई गुना अधिक होती है। गैस में अणु उच्च गति (सैकड़ों m/s) से गति करते हैं। टकराते हुए, वे पूरी तरह से लोचदार गेंदों की तरह एक-दूसरे को उछालते हैं, वेगों की परिमाण और दिशा बदलते हैं। अणुओं के बीच बड़ी दूरी पर, आकर्षक बल छोटे होते हैं और गैस के अणुओं को एक दूसरे के बगल में रखने में सक्षम नहीं होते हैं। इसलिए, गैसें अनिश्चित काल तक फैल सकती हैं। गैसें आसानी से संकुचित हो जाती हैं, अणुओं के बीच की औसत दूरी कम हो जाती है, लेकिन फिर भी आकार में बड़ी बनी रहती है। गैसें आकार या आयतन को बरकरार नहीं रखती हैं, उनका आयतन और आकार उनके द्वारा भरे जाने वाले बर्तन के आयतन और आकार के साथ मेल खाता है। पोत की दीवारों पर अणुओं के कई प्रभाव गैस का दबाव बनाते हैं।
ठोस के परमाणु और अणु कुछ संतुलन स्थितियों के आसपास कंपन करते हैं। इसलिए, ठोस आयतन और आकार दोनों को बनाए रखते हैं। यदि आप मानसिक रूप से एक ठोस शरीर के परमाणुओं या आयनों के संतुलन की स्थिति के केंद्रों को जोड़ते हैं, तो आपको एक क्रिस्टल जाली मिलती है।
द्रव के अणु लगभग एक दूसरे के निकट स्थित होते हैं। इसलिए, तरल बहुत खराब रूप से संपीड़ित होते हैं और अपनी मात्रा बनाए रखते हैं। एक तरल के अणु संतुलन की स्थिति के चारों ओर कंपन करते हैं। समय-समय पर, अणु एक स्थिर अवस्था से दूसरे में, एक नियम के रूप में, बाहरी बल की कार्रवाई की दिशा में संक्रमण करता है। अणु की स्थिर अवस्था का समय छोटा होता है और बढ़ते तापमान के साथ घटता जाता है, और अणु के एक नए बसे हुए अवस्था में संक्रमण का समय और भी कम होता है। इसलिए, तरल पदार्थ तरल होते हैं, अपने आकार को बनाए नहीं रखते हैं और उस बर्तन का आकार लेते हैं जिसमें उन्हें डाला जाता है।

तरल पदार्थ का काइनेटिक सिद्धांत Ya. I. Frenkel द्वारा विकसित तरल पदार्थों का गतिज सिद्धांत एक तरल को कणों की एक गतिशील प्रणाली के रूप में मानता है, कुछ हद तक, एक क्रिस्टलीय अवस्था। गलनांक के करीब तापमान पर, तरल में थर्मल गति मुख्य रूप से कुछ औसत संतुलन स्थितियों के आसपास कणों के हार्मोनिक दोलनों में कम हो जाती है। क्रिस्टलीय अवस्था के विपरीत, तरल में अणुओं की ये संतुलन स्थिति प्रत्येक अणु के लिए अस्थायी होती है। कुछ समय t के लिए एक संतुलन स्थिति के आसपास दोलन करने के बाद, अणु पड़ोस में स्थित एक नई स्थिति में कूद जाता है। इस तरह की छलांग ऊर्जा यू के खर्च के साथ होती है, इसलिए "बसे हुए जीवन" समय टी तापमान पर निम्नानुसार निर्भर करता है: टी = टी0 ईयू / आरटी, जहां टी 0 संतुलन की स्थिति के आसपास एक दोलन की अवधि है। कमरे के तापमान पर पानी के लिए t »10-10s, t0 = 1.4 x 10-12s, यानी एक अणु, लगभग 100 कंपन करने के बाद, एक नई स्थिति में कूद जाता है, जहां यह दोलन करना जारी रखता है। एक्स-रे और न्यूट्रॉन के प्रकीर्णन के आंकड़ों से, केंद्र के रूप में चुने गए एक कण से दूरी r के आधार पर कण वितरण घनत्व फ़ंक्शन की गणना की जा सकती है। क्रिस्टलीय ठोस में लंबी दूरी के क्रम की उपस्थिति में, फ़ंक्शन (r) में कई अलग-अलग मैक्सिमा और मिनिमा होते हैं। कणों की उच्च गतिशीलता के कारण, तरल में केवल लघु-श्रेणी का क्रम संरक्षित होता है। यह तरल पदार्थ के एक्स-रे पैटर्न से स्पष्ट रूप से अनुसरण करता है: एक तरल के लिए फ़ंक्शन (r) में एक स्पष्ट पहला अधिकतम, एक फैलाना दूसरा, और फिर (r) = const होता है। गतिज सिद्धांत पिघलने का वर्णन इस प्रकार करता है। किसी ठोस के क्रिस्टल जालक में हमेशा कम संख्या में रिक्तियां (छिद्र) होती हैं जो धीरे-धीरे क्रिस्टल के चारों ओर घूमती हैं। तापमान पिघलने के तापमान के जितना करीब होता है, "छेद" की सांद्रता उतनी ही अधिक होती है और वे तेजी से नमूने के माध्यम से आगे बढ़ते हैं। गलनांक पर, "छिद्रों" के निर्माण की प्रक्रिया एक हिमस्खलन जैसा सहकारी चरित्र प्राप्त कर लेती है, कणों की प्रणाली गतिशील हो जाती है, लंबी दूरी का क्रम गायब हो जाता है, और तरलता दिखाई देती है। पिघलने में निर्णायक भूमिका तरल में मुक्त मात्रा के गठन द्वारा निभाई जाती है, जो सिस्टम को तरल बनाती है। एक तरल और एक ठोस क्रिस्टलीय शरीर के बीच सबसे महत्वपूर्ण अंतर यह है कि तरल में एक मुक्त मात्रा होती है, जिसके एक महत्वपूर्ण हिस्से में उतार-चढ़ाव ("छेद") का रूप होता है, जिसके घूमने से तरल के माध्यम से ऐसा होता है तरलता के रूप में विशेषता गुणवत्ता। ऐसे "छेद" की संख्या, उनकी मात्रा और गतिशीलता तापमान पर निर्भर करती है। कम तापमान पर, तरल, अगर यह एक क्रिस्टलीय शरीर में नहीं बदला है, तो "छेद" की मात्रा और गतिशीलता में कमी के कारण बहुत कम तरलता के साथ एक अनाकार ठोस बन जाता है। हाल के दशकों में गतिज सिद्धांत के साथ-साथ द्रवों के सांख्यिकीय सिद्धांत को सफलतापूर्वक विकसित किया गया है।

बर्फ और पानी की संरचना। सामान्य परिस्थितियों में सबसे महत्वपूर्ण और सामान्य तरल पानी है। यह पृथ्वी पर सबसे आम अणु है! यह एक उत्कृष्ट विलायक है। उदाहरण के लिए, सभी जैविक तरल पदार्थों में पानी होता है। पानी अकार्बनिक (लवण, एसिड, क्षार) और कार्बनिक पदार्थ (अल्कोहल, शर्करा, कार्बोक्जिलिक एसिड, एमाइन) दोनों को घोलता है। इस द्रव की संरचना क्या है? हमें फिर से उस मुद्दे पर लौटना होगा जिस पर हमने पहले व्याख्यान में विचार किया था, अर्थात्, हाइड्रोजन बंधन के रूप में इस तरह के एक विशिष्ट अंतर-आणविक संपर्क के लिए। पानी, तरल और क्रिस्टलीय दोनों रूप में, कई हाइड्रोजन बांडों की उपस्थिति के कारण विषम गुणों को प्रदर्शित करता है। ये विषम गुण क्या हैं: उच्च क्वथनांक, उच्च गलनांक और वाष्पीकरण की उच्च एन्थैल्पी। आइए पहले ग्राफ को देखें, फिर टेबल पर, और फिर दो पानी के अणुओं के बीच हाइड्रोजन बॉन्ड के आरेख को देखें। वास्तव में, प्रत्येक पानी का अणु अपने चारों ओर 4 अन्य पानी के अणुओं का समन्वय करता है: दो ऑक्सीजन के कारण, दो इलेक्ट्रॉन जोड़े के दो प्रोटोनाइज्ड हाइड्रोजेन में दाता के रूप में, और दो प्रोटोनाइज्ड हाइड्रोजेन के कारण अन्य पानी के अणुओं के ऑक्सीजेंस के साथ समन्वय करते हैं। पिछले व्याख्यान में, मैंने आपको अवधि के आधार पर समूह VI हाइड्राइड्स के गलनांक, क्वथनांक और वाष्पीकरण की एन्थैल्पी के ग्राफ के साथ एक स्लाइड दिखाई थी। इन निर्भरताओं में ऑक्सीजन हाइड्राइड के लिए एक स्पष्ट विसंगति है। पानी के लिए ये सभी पैरामीटर सल्फर, सेलेनियम और टेल्यूरियम के निम्नलिखित हाइड्राइड्स के लिए लगभग रैखिक निर्भरता से भविष्यवाणी की तुलना में काफी अधिक हैं। हमने इसे प्रोटॉनीकृत हाइड्रोजन और एक इलेक्ट्रॉन घनत्व स्वीकर्ता, ऑक्सीजन के बीच एक हाइड्रोजन बंधन के अस्तित्व से समझाया। कंपन इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग करके हाइड्रोजन बॉन्डिंग का सबसे सफलतापूर्वक अध्ययन किया गया है। मुक्त OH समूह में एक विशिष्ट कंपन ऊर्जा होती है जो OH बंधन को बारी-बारी से लंबा और छोटा करती है, जिससे अणु के अवरक्त अवशोषण स्पेक्ट्रम में एक विशेषता बैंड होता है। हालांकि, अगर ओएच समूह हाइड्रोजन बंधन में भाग लेता है, तो हाइड्रोजन परमाणु दोनों तरफ परमाणुओं से बंधे होते हैं और इस प्रकार इसका कंपन "नम" होता है और आवृत्ति कम हो जाती है। निम्न तालिका से पता चलता है कि हाइड्रोजन बांड की ताकत और "एकाग्रता" में वृद्धि से अवशोषण आवृत्ति में कमी आती है। आकृति में, वक्र 1 बर्फ में ओ-एच समूहों के अधिकतम अवरक्त अवशोषण स्पेक्ट्रम से मेल खाता है (जहां सभी एच-बॉन्ड बंधे हुए हैं); वक्र 2 CCl4 में घुले हुए व्यक्तिगत H2O अणुओं के OH समूहों के अधिकतम अवरक्त अवशोषण स्पेक्ट्रम से मेल खाता है (जहां कोई H-बॉन्ड नहीं हैं - CCl4 में H2O का समाधान बहुत पतला है); और वक्र 3 तरल पानी के अवशोषण स्पेक्ट्रम से मेल खाता है। यदि तरल पानी में दो प्रकार के ओ-एच समूह होते हैं - वे जो हाइड्रोजन बांड बनाते हैं और जो उन्हें नहीं बनाते हैं - और पानी में केवल ओ-एच समूह उसी तरह से कंपन करेंगे (उसी आवृत्ति के साथ) जैसे बर्फ में (जहां वे बनते हैं) एच-बांड), और अन्य - जैसे सीसीएल 4 के वातावरण में (जहां वे एच-बॉन्ड नहीं बनाते हैं)। तब पानी के स्पेक्ट्रम में दो मैक्सिमा होंगे, ओ-एच समूहों के दो राज्यों के अनुरूप, उनकी दो विशिष्ट कंपन आवृत्तियां: समूह किस आवृत्ति के साथ कंपन करता है, इस आवृत्ति के साथ यह प्रकाश को अवशोषित करता है। लेकिन "दो-अधिकतम" तस्वीर नहीं देखी गई है! इसके बजाय, वक्र 3 पर हम एक, बहुत धुंधला अधिकतम देखते हैं, जो अधिकतम वक्र 1 से अधिकतम वक्र 2 तक फैला हुआ है। इसका मतलब है कि तरल पानी में सभी ओ-एच समूह हाइड्रोजन बांड बनाते हैं - लेकिन इन सभी बांडों में एक अलग ऊर्जा होती है, " ढीला" (एक अलग ऊर्जा है), और अलग-अलग तरीकों से। इससे पता चलता है कि जिस तस्वीर में पानी में कुछ हाइड्रोजन बांड टूट गए हैं और कुछ बरकरार हैं, वह कड़ाई से बोल रहा है, गलत है। हालांकि, पानी के थर्मोडायनामिक गुणों का वर्णन करने के लिए यह इतना सरल और सुविधाजनक है कि इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है - और हम इसका उल्लेख भी करेंगे। लेकिन ध्यान रखें कि यह पूरी तरह सटीक नहीं है।
इस प्रकार, आईआर स्पेक्ट्रोस्कोपी हाइड्रोजन बॉन्डिंग के अध्ययन के लिए एक शक्तिशाली तरीका है, और इससे जुड़े तरल पदार्थ और ठोस पदार्थों की संरचना पर कई डेटा इस वर्णक्रमीय विधि का उपयोग करके प्राप्त किए गए हैं। नतीजतन, तरल पानी के लिए बर्फ जैसा मॉडल (O.Ya. समोइलोव का मॉडल) सबसे आम तौर पर मान्यता प्राप्त है। इस मॉडल के अनुसार, तरल पानी में एक बर्फ जैसा टेट्राहेड्रल ढांचा होता है जो थर्मल गति से परेशान होता है (थर्मल गति का प्रमाण और परिणाम ब्राउनियन गति है, जिसे पहली बार 1827 में एक माइक्रोस्कोप के तहत पराग पर अंग्रेजी वनस्पतिशास्त्री रॉबर्ट ब्राउन द्वारा देखा गया था) बर्फ- चतुष्फलकीय ढांचे की तरह (बर्फ के क्रिस्टल में प्रत्येक पानी का अणु बर्फ की तुलना में कम ऊर्जा के साथ हाइड्रोजन बांड से जुड़ा होता है - "ढीले" हाइड्रोजन बांड) जिसके चारों ओर चार पानी के अणु होते हैं), इस फ्रेम के रिक्त स्थान आंशिक रूप से पानी से भरे होते हैं अणु, और पानी के अणु रिक्तियों में और बर्फ की तरह काराकास के नोड्स में ऊर्जावान रूप से असमान होते हैं।

पानी के विपरीत, क्रिस्टल जाली के नोड्स पर एक बर्फ के क्रिस्टल में समान ऊर्जा के पानी के अणु होते हैं और वे केवल दोलन गति कर सकते हैं। ऐसे क्रिस्टल में शॉर्ट-रेंज और लॉन्ग-रेंज ऑर्डर दोनों मौजूद होते हैं। तरल पानी में (एक ध्रुवीय तरल के रूप में), क्रिस्टल संरचना के कुछ तत्व संरक्षित होते हैं (इसके अलावा, गैस चरण में भी, तरल अणुओं को छोटे अस्थिर समूहों में क्रमबद्ध किया जाता है), लेकिन कोई लंबी दूरी का क्रम नहीं है। इस प्रकार, एक तरल की संरचना शॉर्ट-रेंज ऑर्डर की उपस्थिति में गैस की संरचना से भिन्न होती है, लेकिन यह लंबी दूरी के क्रम के अभाव में क्रिस्टल की संरचना से भिन्न होती है। इसका सबसे पुख्ता सबूत एक्स-रे स्कैटरिंग का अध्ययन है। तरल पानी में प्रत्येक अणु के तीन पड़ोसी एक परत में स्थित होते हैं और पड़ोसी परत (0.276 एनएम) से चौथे अणु की तुलना में इससे (0.294 एनएम) अधिक दूरी पर होते हैं। बर्फ की तरह ढांचे की संरचना में प्रत्येक पानी का अणु एक दर्पण-सममित (मजबूत) और तीन केंद्रीय सममित (कम मजबूत) बंधन बनाता है। पहला किसी दिए गए परत के पानी के अणुओं और पड़ोसी परतों के बीच के बंधन से संबंधित है, बाकी - एक परत के पानी के अणुओं के बीच के बंधनों से संबंधित है। इसलिए, सभी बांडों का एक चौथाई दर्पण-सममित हैं, और तीन-चौथाई केंद्रीय रूप से सममित हैं। पानी के अणुओं के टेट्राहेड्रल वातावरण की अवधारणा ने निष्कर्ष निकाला कि इसकी संरचना अत्यधिक खुली है और इसमें रिक्तियां हैं, जिनके आयाम पानी के अणुओं के आयामों के बराबर या उससे अधिक हैं।

तरल पानी की संरचना के तत्व। ए - प्राथमिक जल टेट्राहेड्रोन (प्रकाश वृत्त - ऑक्सीजन परमाणु, काला आधा - हाइड्रोजन बंधन पर प्रोटॉन की संभावित स्थिति); बी - टेट्राहेड्रा की दर्पण-सममित व्यवस्था; सी - केंद्रीय सममित व्यवस्था; डी - साधारण बर्फ की संरचना में ऑक्सीजन केंद्रों का स्थान। हाइड्रोजन बांडों के कारण अंतर-आणविक संपर्क के महत्वपूर्ण बलों द्वारा पानी की विशेषता है, जो एक स्थानिक नेटवर्क बनाते हैं। जैसा कि हमने पिछले व्याख्यान में कहा था, एक हाइड्रोजन बंधन एक इलेक्ट्रोनगेटिव तत्व से जुड़े हाइड्रोजन परमाणु की क्षमता के कारण दूसरे अणु के एक इलेक्ट्रोनगेटिव परमाणु के साथ एक अतिरिक्त बंधन बनाने के लिए होता है। हाइड्रोजन बांड अपेक्षाकृत मजबूत होता है और प्रति मोल कई 20-30 किलोजूल के बराबर होता है। ताकत के संदर्भ में, यह वैन डेर वाल्स ऊर्जा और आम तौर पर आयनिक बंधन की ऊर्जा के बीच एक मध्यवर्ती स्थान रखता है। एक पानी के अणु में, H-O रासायनिक बंधन ऊर्जा 456 kJ/mol है, और H…O हाइड्रोजन बांड ऊर्जा 21 kJ/mol है।

हाइड्रोजन यौगिक
आणविक भार तापमान,
जम कर उबलना
H2Te 130 -51 -4
एच2एसई 81-64-42
H2S 34 -82 -61
एच2ओ 18 0! +100!

बर्फ की संरचना। सामान्य बर्फ। बिंदीदार रेखा - एच-बॉन्ड। बर्फ की ओपनवर्क संरचना में H2O अणुओं से घिरी छोटी गुहाएँ दिखाई देती हैं।
इस प्रकार, बर्फ की संरचना पानी के अणुओं का एक ओपनवर्क निर्माण है, जो केवल हाइड्रोजन बांड द्वारा एक दूसरे से जुड़ा होता है। बर्फ की संरचना में पानी के अणुओं का स्थान संरचना में विस्तृत चैनलों की उपस्थिति को निर्धारित करता है। बर्फ के पिघलने के दौरान, पानी के अणु इन चैनलों में "गिर" जाते हैं, जो बर्फ के घनत्व की तुलना में पानी के घनत्व में वृद्धि की व्याख्या करता है। बर्फ के क्रिस्टल नियमित हेक्सागोनल प्लेटों, सारणीबद्ध पृथक्करणों और जटिल आकार के अंतर्वृद्धि के रूप में होते हैं। सामान्य बर्फ की संरचना एच-बॉन्ड द्वारा निर्धारित होती है: यह इन बांडों की ज्यामिति के लिए अच्छा है (ओ-एच सीधे ओ को देखता है), लेकिन एच 2 ओ अणुओं के तंग वैन डेर वाल्स संपर्क के लिए बहुत अच्छा नहीं है। इसलिए, बर्फ की संरचना ओपनवर्क है, इसमें H2O अणु सूक्ष्म (आकार में H2O अणु से कम) छिद्रों को ढँक देते हैं। बर्फ की ओपनवर्क संरचना दो प्रसिद्ध प्रभावों की ओर ले जाती है: (1) बर्फ पानी की तुलना में कम घनी होती है, इसमें तैरती है; और (2) मजबूत दबाव में - उदाहरण के लिए, एक स्केट के ब्लेड बर्फ को पिघलाते हैं। बर्फ में मौजूद अधिकांश हाइड्रोजन बांड तरल पानी में संरक्षित होते हैं। यह उबलते पानी की गर्मी (0 डिग्री सेल्सियस पर 600 कैलोरी/जी) की तुलना में पिघलने वाली बर्फ (80 कैलोरी/जी) की गर्मी की छोटीता से अनुसरण करता है। यह कहा जा सकता है कि केवल 80/(600+80) = 12% एच-बांड तरल पानी में बर्फ के टूटने में मौजूद हैं। हालांकि, यह तस्वीर - कि पानी में कुछ हाइड्रोजन बंधन टूट गए हैं, और कुछ संरक्षित हैं - पूरी तरह से सटीक नहीं है: बल्कि, पानी में सभी हाइड्रोजन बंधन ढीले हो जाते हैं। यह निम्नलिखित प्रयोगात्मक डेटा द्वारा अच्छी तरह से चित्रित किया गया है।

समाधान की संरचना। पानी के विशिष्ट उदाहरणों से, आइए अन्य तरल पदार्थों पर चलते हैं। विभिन्न तरल पदार्थ अणुओं के आकार और अंतर-आणविक अंतःक्रियाओं की प्रकृति में एक दूसरे से भिन्न होते हैं। इस प्रकार, प्रत्येक विशिष्ट तरल में एक निश्चित स्यूडोक्रिस्टलाइन संरचना होती है, जो शॉर्ट-रेंज ऑर्डर द्वारा विशेषता होती है, और कुछ हद तक, जब एक तरल जम जाता है और एक ठोस में बदल जाता है, तो प्राप्त संरचना जैसा दिखता है। किसी अन्य पदार्थ को घोलते समय, अर्थात। जब कोई विलयन बनता है, तो अंतर-आणविक अंतःक्रियाओं की प्रकृति बदल जाती है और शुद्ध विलायक की तुलना में कणों की एक अलग व्यवस्था के साथ एक नई संरचना दिखाई देती है। यह संरचना समाधान की संरचना पर निर्भर करती है और प्रत्येक विशेष समाधान के लिए विशिष्ट होती है। तरल समाधानों का निर्माण आमतौर पर सॉल्वैंशन की प्रक्रिया के साथ होता है, अर्थात। अंतर-आणविक बलों की क्रिया के कारण विलेय अणुओं के चारों ओर विलायक अणुओं का संरेखण। निकट और दूर के समाधान के बीच अंतर करें, अर्थात्। विलेय के अणुओं (कणों) के चारों ओर प्राथमिक और द्वितीयक विलायक कोश बनते हैं। प्राथमिक सॉल्वैंशन शेल में, विलायक के अणु निकटता में होते हैं, जो विलेय के अणुओं के साथ-साथ चलते हैं। प्राथमिक विलायक खोल में विलायक अणुओं की संख्या को विलायक समन्वय संख्या कहा जाता है, जो विलायक की प्रकृति और विलेय की प्रकृति दोनों पर निर्भर करता है। द्वितीयक सॉल्वैंशन शेल की संरचना में विलायक अणु शामिल होते हैं जो बहुत अधिक दूरी पर स्थित होते हैं और प्राथमिक सॉल्वैंशन शेल के साथ बातचीत के कारण समाधान में होने वाली प्रक्रियाओं को प्रभावित करते हैं।
सॉल्वैट्स की स्थिरता पर विचार करते समय, गतिज और थर्मोडायनामिक स्थिरता के बीच अंतर किया जाता है।
जलीय घोलों में, गतिज जलयोजन (O.Ya। समोइलोव) की मात्रात्मक विशेषताएं i / और Ei = Ei-E मान हैं, जहां i और संतुलन में पानी के अणुओं का औसत निवास समय है। i-th आयन के पास और शुद्ध पानी में स्थिति, और Ei और E पानी में स्व-प्रसार प्रक्रिया की विनिमय सक्रियण ऊर्जा और सक्रियण ऊर्जा हैं। ये मात्राएँ एक दूसरे से एक अनुमानित संबंध से संबंधित हैं:
i/ क्स्प (Ei/RT)
अगर EI  0, i/ 1 (आयन के निकटतम पानी के अणुओं का आदान-प्रदान शुद्ध पानी में अणुओं के बीच विनिमय की तुलना में कम बार (धीमा) होता है) - सकारात्मक जलयोजन
अगर EI 0, i/ 1 (आयन के निकटतम पानी के अणुओं का आदान-प्रदान शुद्ध पानी में अणुओं के बीच विनिमय की तुलना में अधिक बार (तेज) होता है) - नकारात्मक जलयोजन

तो, लिथियम आयन के लिए EI = 1.7 kJ/mol, और सीज़ियम आयन Ei= - 1.4 kJ/mol के लिए, अर्थात। एक छोटा "कठिन" लिथियम आयन पानी के अणुओं को एक ही चार्ज के साथ बड़े और "फैलाने" सीज़ियम आयन की तुलना में अधिक मजबूती से रखता है। गठित सॉल्वैट्स की थर्मोडायनामिक स्थिरता, सॉल्वैंशन (solvG) = (solvH) - T(solvS) के दौरान गिब्स ऊर्जा में परिवर्तन द्वारा निर्धारित की जाती है। यह मान जितना अधिक ऋणात्मक होगा, सॉल्वेट उतना ही अधिक स्थिर होगा। मूल रूप से, यह सॉल्वैंशन की थैलीपी के नकारात्मक मूल्यों से निर्धारित होता है।
समाधान की अवधारणा और समाधान के सिद्धांत। एक प्रकार के कणों के बीच बंधों के नष्ट होने और दूसरे प्रकार के बंधों के बनने और विसरण के कारण पूरे आयतन में पदार्थ के वितरण के कारण दो या दो से अधिक पदार्थ संपर्क में आने पर वास्तविक समाधान स्वतः प्राप्त होते हैं। उनके गुणों के अनुसार समाधान आदर्श और वास्तविक में विभाजित हैं, इलेक्ट्रोलाइट्स और गैर-इलेक्ट्रोलाइट्स के समाधान, पतला और केंद्रित, असंतृप्त, संतृप्त और सुपरसैचुरेटेड। रास्टर के गुण MMW की प्रकृति और परिमाण पर निर्भर करते हैं। ये अंतःक्रियाएं भौतिक प्रकृति (वैन डेर वाल्स फोर्स) और जटिल भौतिक रासायनिक प्रकृति (हाइड्रोजन बंधन, आयन-आणविक बंधन, चार्ज ट्रांसफर कॉम्प्लेक्स, आदि) की हो सकती हैं। समाधान निर्माण की प्रक्रिया को परस्पर क्रिया करने वाले कणों के बीच आकर्षक और प्रतिकारक बलों के एक साथ प्रकट होने की विशेषता है। प्रतिकारक बलों की अनुपस्थिति में, कण विलीन हो जाते हैं (एक साथ चिपक जाते हैं) और तरल पदार्थ अनिश्चित काल तक संकुचित हो सकते हैं; आकर्षक बलों की अनुपस्थिति में, तरल या ठोस प्राप्त करना असंभव होगा। पिछले व्याख्यान में, हमने समाधान के भौतिक और रासायनिक सिद्धांतों पर विचार किया था।
हालांकि, समाधान के एक एकीकृत सिद्धांत के निर्माण में महत्वपूर्ण कठिनाइयों का सामना करना पड़ता है और वर्तमान में इसे अभी तक नहीं बनाया गया है, हालांकि क्वांटम यांत्रिकी, सांख्यिकीय थर्मोडायनामिक्स और भौतिकी, क्रिस्टल रसायन शास्त्र, एक्स-रे विवर्तन के सबसे आधुनिक तरीकों का उपयोग करके शोध किया जा रहा है। विश्लेषण, ऑप्टिकल तरीके और एनएमआर विधियां। प्रतिक्रियाशील क्षेत्र। इंटरमॉलिक्युलर इंटरैक्शन की ताकतों के विचार को जारी रखते हुए, हम "प्रतिक्रियाशील क्षेत्र" की अवधारणा पर विचार करेंगे, जो कि संघनित मीडिया और वास्तविक गैसों की संरचना और संरचना को समझने के लिए महत्वपूर्ण है, विशेष रूप से, तरल अवस्था, और इसलिए संपूर्ण तरल समाधान की भौतिक रसायन शास्त्र।
एक प्रतिक्रियाशील क्षेत्र ध्रुवीय और गैर-ध्रुवीय अणुओं के मिश्रण में होता है, उदाहरण के लिए, हाइड्रोकार्बन और नेफ्थेनिक एसिड के मिश्रण के लिए। ध्रुवीय अणु एक निश्चित समरूपता के क्षेत्र के साथ कार्य करते हैं (क्षेत्र समरूपता रिक्त आणविक कक्षाओं की समरूपता द्वारा निर्धारित की जाती है) और गैर-ध्रुवीय अणुओं पर तीव्रता एच। उत्तरार्द्ध चार्ज पृथक्करण के कारण ध्रुवीकृत होते हैं, जो एक द्विध्रुवीय की उपस्थिति (प्रेरण) की ओर जाता है। एक प्रेरित द्विध्रुव के साथ एक अणु, बदले में, एक ध्रुवीय अणु पर कार्य करता है, इसके विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र को बदलता है, अर्थात। एक प्रतिक्रियाशील (प्रतिक्रिया) क्षेत्र को उत्तेजित करता है। एक प्रतिक्रियाशील क्षेत्र की उपस्थिति से कणों की अंतःक्रियात्मक ऊर्जा में वृद्धि होती है, जो ध्रुवीय और गैर-ध्रुवीय अणुओं के मिश्रण में ध्रुवीय अणुओं के लिए मजबूत सॉल्वैंशन के गोले के निर्माण में व्यक्त की जाती है।
प्रतिक्रियाशील क्षेत्र ऊर्जा की गणना निम्न सूत्र के अनुसार की जाती है: जहां:
चिह्न "-" - अणुओं के आकर्षण को निर्धारित करता है
एस - स्थैतिक विद्युत पारगम्यता
असीमित अणुओं के इलेक्ट्रॉनिक और परमाणु ध्रुवीकरण के कारण पारगम्यता है
एनए - अवोगाद्रो की संख्या
वीएम एक आइसोट्रोपिक तरल में एक ध्रुवीय पदार्थ के 1 मोल द्वारा कब्जा कर लिया गया आयतन है v = द्विध्रुवीय क्षण
ईआर समाधान में एक ध्रुवीय पदार्थ के 1 मोल की ऊर्जा है
"प्रतिक्रियाशील क्षेत्र" की अवधारणा हमें शुद्ध तरल पदार्थों और समाधानों की संरचना को बेहतर ढंग से समझने की अनुमति देगी। प्रतिक्रियाशील क्षेत्र के अध्ययन के लिए क्वांटम-रासायनिक दृष्टिकोण एम.वी. के कार्यों में विकसित किया गया था। एल। हां। कारपोवा इस प्रकार, तरल अवस्था की समस्या अपने युवा शोधकर्ताओं की प्रतीक्षा कर रही है। आप और आपके हाथ में कार्ड।

सभी वस्तुएं और चीजें जो हमें प्रतिदिन घेरती हैं, विभिन्न पदार्थों से बनी होती हैं। उसी समय, हम वस्तुओं और चीजों के रूप में केवल कुछ ठोस मानने के आदी हैं - उदाहरण के लिए, एक मेज, एक कुर्सी, एक कप, एक कलम, एक किताब, और इसी तरह।

पदार्थ की तीन अवस्थाएं

और नल से पानी या गर्म चाय से आने वाली भाप, हम वस्तुओं और चीजों पर विचार नहीं करते हैं। लेकिन आखिर यह सब भी भौतिक जगत का ही हिस्सा है, बस द्रव्य और गैसें पदार्थ की अलग-अलग अवस्था में होते हैं। इसलिए, पदार्थ की तीन अवस्थाएँ होती हैं:ठोस, तरल और गैसीय। और कोई भी पदार्थ बारी-बारी से इनमें से प्रत्येक अवस्था में हो सकता है। अगर हम फ्रीजर से एक आइस क्यूब निकाल कर गर्म करें तो वह पिघल कर पानी में बदल जाएगा। अगर हम बर्नर को चालू रखते हैं, तो पानी 100 डिग्री सेल्सियस तक गर्म हो जाएगा और जल्द ही भाप में बदल जाएगा। इस प्रकार, एक ही पदार्थ, यानी अणुओं का एक ही सेट, हमने पदार्थ की विभिन्न अवस्थाओं में बारी-बारी से देखा। लेकिन अगर अणु वही रहें, तो क्या बदलता है? बर्फ ठोस क्यों होती है और अपना आकार बरकरार रखती है, पानी आसानी से एक कप का आकार ले लेता है, और भाप पूरी तरह से अलग-अलग दिशाओं में बिखर जाती है? यह सब आणविक संरचना के बारे में है।

ठोस पदार्थों की आणविक संरचनाऐसा है कि अणु एक दूसरे के बहुत करीब स्थित होते हैं (अणुओं के बीच की दूरी स्वयं अणुओं के आकार से बहुत कम होती है), और इस व्यवस्था में अणुओं को उनके स्थान से स्थानांतरित करना बहुत मुश्किल होता है। इसलिए, ठोस निकाय आयतन बनाए रखते हैं और अपना आकार धारण करते हैं। तरल की आणविक संरचनाइस तथ्य की विशेषता है कि अणुओं के बीच की दूरी लगभग स्वयं अणुओं के आकार के बराबर होती है, अर्थात अणु अब ठोस के रूप में करीब नहीं हैं। इसका मतलब है कि वे एक दूसरे के सापेक्ष स्थानांतरित करना आसान है (यही कारण है कि तरल इतनी आसानी से एक अलग आकार लेते हैं), लेकिन अणुओं का आकर्षक बल अभी भी अणुओं को अलग होने और उनकी मात्रा को बनाए रखने के लिए पर्याप्त है। परंतु गैस की आणविक संरचना, इसके विपरीत, गैस को आयतन या आकार धारण करने की अनुमति नहीं देता है। कारण यह है कि गैस के अणुओं के बीच की दूरी स्वयं अणुओं के आकार से बहुत अधिक होती है, और थोड़ी सी भी शक्ति इस अस्थिर प्रणाली को नष्ट करने में सक्षम होती है।

किसी पदार्थ के दूसरी अवस्था में संक्रमण का कारण

अब आइए जानें कि पदार्थ के एक अवस्था से दूसरी अवस्था में जाने का क्या कारण है। उदाहरण के लिए, गर्म करने पर बर्फ पानी क्यों बन जाती है। उत्तर सीधा है:बर्नर की तापीय ऊर्जा बर्फ के अणुओं की आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। इस ऊर्जा को प्राप्त करने के बाद, बर्फ के अणु तेजी से और तेजी से दोलन करने लगते हैं और अंत में पड़ोसी अणुओं की अधीनता से बाहर निकल जाते हैं। यदि हम हीटिंग डिवाइस को बंद कर देते हैं, तो पानी पानी ही रहेगा, लेकिन अगर हम इसे छोड़ देते हैं, तो पानी पहले से ज्ञात किसी कारण से भाप में बदल जाएगा।

इस तथ्य के कारण कि ठोस शरीर मात्रा और आकार को बनाए रखते हैं, यह वे हैं जिन्हें हम बाहरी दुनिया से जोड़ते हैं। लेकिन अगर हम करीब से देखें, तो हम पाते हैं कि गैसें और तरल पदार्थ भी भौतिक दुनिया के एक महत्वपूर्ण हिस्से पर कब्जा कर लेते हैं। उदाहरण के लिए, हमारे चारों ओर की हवा में गैसों का मिश्रण होता है, जिनमें से मुख्य नाइट्रोजन भी एक तरल हो सकता है - लेकिन इसके लिए इसे लगभग शून्य से 200 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर ठंडा किया जाना चाहिए। लेकिन एक साधारण प्रेमी का मुख्य तत्व - टंगस्टन फिलामेंट - पिघलाया जा सकता है, यानी तरल में बदल जाता है, इसके विपरीत, केवल 3422 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर।

>>भौतिकी: गैसीय, तरल और ठोस निकायों की संरचना

आणविक गतिज सिद्धांत यह समझना संभव बनाता है कि कोई पदार्थ गैसीय, तरल और ठोस अवस्था में क्यों हो सकता है।
गैसें।गैसों में, परमाणुओं या अणुओं के बीच की दूरी औसतन स्वयं अणुओं के आकार से कई गुना अधिक होती है ( अंजीर.8.5) उदाहरण के लिए, वायुमंडलीय दबाव पर, एक बर्तन का आयतन उसमें निहित अणुओं के आयतन से दसियों हज़ार गुना अधिक होता है।

गैसें आसानी से संकुचित हो जाती हैं, जबकि अणुओं के बीच की औसत दूरी कम हो जाती है, लेकिन अणु का आकार नहीं बदलता है ( अंजीर.8.6).

विशाल गति वाले अणु - सैकड़ों मीटर प्रति सेकंड - अंतरिक्ष में चलते हैं। टकराते हुए, वे बिलियर्ड गेंदों की तरह एक-दूसरे को अलग-अलग दिशाओं में उछालते हैं। गैस के अणुओं के कमजोर आकर्षण बल उन्हें एक दूसरे के पास नहीं रख पाते हैं। इसीलिए गैसें अनिश्चित काल तक फैल सकती हैं। वे न तो आकार और न ही मात्रा बनाए रखते हैं।
पोत की दीवारों पर अणुओं के कई प्रभाव गैस का दबाव बनाते हैं।
तरल पदार्थ. द्रव के अणु लगभग एक दूसरे के निकट स्थित होते हैं ( अंजीर.8.7), इसलिए एक तरल अणु एक गैस अणु से अलग व्यवहार करता है। द्रवों में तथाकथित शॉर्ट-रेंज ऑर्डर होता है, यानी अणुओं की क्रमबद्ध व्यवस्था कई आणविक व्यास के बराबर दूरी पर संरक्षित होती है। एक अणु पड़ोसी अणुओं से टकराकर अपनी संतुलन स्थिति के बारे में दोलन करता है। केवल समय-समय पर यह एक और "कूद" करता है, संतुलन की एक नई स्थिति में गिर जाता है। इस संतुलन की स्थिति में, प्रतिकर्षण बल आकर्षण बल के बराबर होता है, अर्थात अणु का कुल अंतःक्रिया बल शून्य होता है। समय बसा हुआ जीवनपानी के अणु, यानी, कमरे के तापमान पर एक विशिष्ट संतुलन स्थिति के आसपास इसके दोलनों का समय औसतन 10 -11 सेकंड होता है। एक दोलन का समय बहुत कम होता है (10 -12 -10 -13 s)। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, अणुओं के स्थिर जीवन का समय घटता जाता है।

तरल पदार्थों में आणविक गति की प्रकृति, पहली बार सोवियत भौतिक विज्ञानी वाई.आई. फ्रेनकेल द्वारा स्थापित, तरल पदार्थों के मूल गुणों को समझना संभव बनाती है।
तरल अणु सीधे एक दूसरे के बगल में स्थित होते हैं। आयतन में कमी के साथ, प्रतिकारक बल बहुत बड़े हो जाते हैं। यह समझाता है तरल पदार्थों की कम संपीड्यता.
जैसा कि ज्ञात है, तरल पदार्थ तरल होते हैं, यानी अपना आकार बरकरार नहीं रखते हैं. इसे इस प्रकार समझाया जा सकता है। बाहरी बल प्रति सेकंड आणविक छलांग की संख्या में विशेष रूप से बदलाव नहीं करता है। लेकिन अणुओं का एक स्थिर स्थान से दूसरे स्थान पर कूदना मुख्य रूप से बाहरी बल की दिशा में होता है ( अंजीर.8.8) इसलिए द्रव बहता है और पात्र का रूप धारण कर लेता है।

चित्र 8.11 याकुटियन हीरे को दर्शाता है।

गैस दूरी मैंअणुओं के बीच अणुओं के आकार से बहुत बड़ा है r0:" एल>>आर 0 .
तरल और ठोस के लिए l≈r0. द्रव के अणु अव्यवस्थित रूप से व्यवस्थित होते हैं और समय-समय पर एक स्थिर स्थिति से दूसरी स्थिति में कूदते रहते हैं।
क्रिस्टलीय ठोसों में अणुओं (या परमाणुओं) को कड़ाई से व्यवस्थित तरीके से व्यवस्थित किया जाता है।

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1. गैस असीमित विस्तार करने में सक्षम है। पृथ्वी पर वायुमंडल क्यों है?
2. गैस, द्रव और ठोस अणुओं की गति के प्रक्षेप पथ में क्या अंतर है? इन अवस्थाओं में पदार्थों के अणुओं के अनुमानित प्रक्षेप पथ बनाइए।

जी.वाई.मायाकिशेव, बी.बी.बुखोवत्सेव, एन.एन.सोत्स्की, भौतिकी ग्रेड 10

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