Физика/Молекулярная физика/Молекулярная структура вещества

• Все вещества состоят из движущихся и взаимодействующих между собой атомов и молекул. Простые вещества состоят из одинаковых атомов, сложные - из атомов различных химических элементов.

Атом - наименьшая часть химического элемента, являющаяся носителем его свойств. В центре атома находится положительно заряженное ядро, вокруг которого движутся отрицательно заряженные электроны, притягивающиеся к положительно заряженному ядру силами электромагнитного взаимодействия.
Главной характеристикой химического элемента является заряд ядра атома.
Z - зарядовое число ядра, равное числу протонов в ядре, совпадает с порядковым номером химического элемента в периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева.
Атом электронейтрален: положительный заряд (+Zе) ядра компенсируется отрицательным зарядом (-Zе) электронов.
Кроме протонов, в ядре атомов содержатся нейтроны, связанные с протонами сильным взаимодействием. Общее название протонов и нейтронов, входящих в состав ядра, - нуклоны.
Массовое число А равно числу нуклонов в ядре (суммарное число протонов Z и нейтронов N):
А = Z + N

Изотоп - разновидность одного и того же химического элемента, атом которого содержит одинаковое число протонов в ядре и разное число нейтронов. В условном обозначении изотогiа химического элемента указываются массовое число А и зарядовое число Z:
z^AX
Масса атома меньше суммарной массы частиц, входящих в его состав.
Дефект массы - разность суммарной массы отдельных частиц, входящих в состав атома (ядра), и полной массы атома (ядра):
∆m = m_частиц - m_атома

Дефект массы обусловливается выделением энергии ∆Е при образовании атома:
∆Е = ∆mс².
Атомная единица массы(а.е.м.) - средняя масса нуклона в атоме углерода ₆¹²С. Атомная единица массы равна 1/12 массы атома углерода ₆¹²С.
1 а. е. м. = 1,66*10^-27кг.
Относительная масса атома М'_r - число атомных единиц массы, содержащихся в массе атома:
m_а =М_r * 1,66 * 10^-27 кг.
Моль - количество вещества, масса которого, выраженная в граммах, численно равна относительной массе атома.
Молярная масса - масса одного моля. Единица молярной массы — килограмм на моль (кг/моль).
Постоянная Авогадро - число атомов (или молекул) в одном моле любого вещества:
N_A = 6,022 * 10^-23 моль^-1.

Молярная масса вещества
М = N_А m_а

• Существует четыре агрегатных состояния (или фазы) вещества: твердое, жидкое, газообразное, плазменное.

Фазовый переход - переход системы из одного агрегатного состояния в другое. При фазовом переходе скачкообразно изменяется какая-либо физическая величина (например, плотность, внутренняя энергия) или симметрия системы.
Вещество находится в твердом состоянии, если средняя потенциальная энергия притяжения молекул много больше их средней кинетической энергии. Молекулы в твердом теле располагаются упорядоченно.
Жидкое состояние образуется, если средняя потенциальная энергия притяжения молекул соизмерима с их средней кинетической энергией. Упорядоченное расположение молекул наблюдается в жидкости лишь в пределах нескольких соседних молекулярных слоев.
Вещество находится в газообразном состоянии, если средняя кинетическая энергия молекул превышает среднюю потенциальную энергию их взаимодействия. Молекулы газа движутся хаотически.
Условия идеальности газа:
1) диаметр молекул много меньше среднего расстояния между ними;
2) средняя кинетическая энергия молекул много больше средней потенциальной энергии их взаимодействия;
З) молекулы взаимодействуют между собой и со стенками упруго.
Плазма — электронейтральная совокупность нейтральных и заряженных частиц.
Ионизация — процесс образования ионов из атомов.