Die Aggregatzustände
Inhalt Die drei Aggregatzuständen: Gasförmig Flüssig Fest Bindung durch Coulomb Kräfte: Isotrope Bindung (Metall, Ionenbindung) Bindung mit Vorzugsrichtung: kovalente Bindung Anregungsenergie zum Umbau der Atome liefert die Temperaturbewegung
Wechselwirkungskräfte zwischen den Bausteinen der Materie Beschreibung Beispiel Van der Waals Bindung Isotrope, kurzreichweitige schwache Bindungskraft zwischen allen Atomen Reale Gase, Bindung in Kristallen der Edelgase Coulomb Kraft Isotrope, langreichweitige Wechselwirkung zwischen Ladungen, im Atom zwischen Kern und Elektronen, im Kristall zwischen Ionen, (z. B. NaCl Kristall) Kern und Elektronen NaCl-Kristall Kovalente Bindung Gerichtete Bindung durch gemeinsame Elektronen Si-Kristall, organische Moleküle Metall Bindung Isotrope Bindung der Metallatome mit freien Elektronen im „Elektronengas“ Alle metallischen Leiter
Aggregatzustände und Eigenschaften Gas Flüssigkeit Fester Körper Kompressibilität Hoch Klein Antwort auf Formveränderung Viskoses Fließen Elastizität Dichte* ~0,001 g/cm3 ~ 1g/cm3 *bei Normaldruck und20°C
Im Festkörper gilt das „Hookesches Gesetz“ sowohl bei Dehnung als auch bei Verdichtung
Elastizität: Folge der zwischenatomaren Kräfte
Gase Gase setzen der Dehnung keine anziehende Kraft entgegen
Flüssigkeiten Sehr kleine Kräfte genügen zur Änderung der Form einer Flüssigkeit
Flüssigkeiten Aber: Die Vergrößerung der Oberfläche erfordert Energie: die Kraft ist die „Oberflächenspannung“
Festkörper und Flüssigkeiten Die atomaren Baugruppen liegen in beiden Aggregatzuständen auf Kontakt – deshalb sind beide praktisch inkompressibel Aber: Flüssigkeiten sind gegen Scherung bzw. Torsion instabil Fest Flüssig
Zusammenfassung Es gibt Materie in drei Aggregatzuständen: Zusätzlich: Gasförmig Flüssig Fest Zusätzlich: Plasma Bose-Einstein-Kondensate Coulomb Kräfte sind für die Bindung verantwortlich Isotrope Bindung (Metall, Ionenbindung) Bindung mit Vorzugsrichtung: kovalente Bindung Anregungsenergie zum Umbau liefert die Temperaturbewegung
Finis