Begriffe

• kinetische Molekültheorietheorie der Behandlung von Materieproben als eine große Anzahl kleiner Teilchen (Atome oder Moleküle), die alle in konstanter, zufälliger Bewegung sind
• Gitterein regelmäßiger Abstand oder eine Anordnung von Atomen / Molekülen innerhalb eines Kristalls.
• Phaseeine Komponente in einem Materialsystem, das sich durch chemische Zusammensetzung und/oder physikalischen Zustand auszeichnet. Materie kann in der festen, flüssigen und gasförmigen Phase existieren.
• Kinetisch oder bewegungsbezogen.

Die Kinetische Theorie: Eine mikroskopische Beschreibung der Materie

Die kinetische Molekültheorie der Materie bietet eine Beschreibung der mikroskopischen Eigenschaften von Atomen (oder Molekülen) und ihrer Wechselwirkungen, die zu beobachtbaren makroskopischen Eigenschaften (wie Druck, Volumen, Temperatur) führen. Eine Anwendung der Theorie ist, dass sie hilft zu erklären, warum Materie in verschiedenen Phasen (fest, flüssig und gasförmig) existiert und wie sich Materie von einer Phase zur nächsten ändern kann.

Die kinetische Molekültheorie der Materie besagt, dass:

• Materie besteht aus Teilchen, die sich ständig bewegen.
• Alle Teilchen haben Energie, aber die Energie variiert in Abhängigkeit von der Temperatur, in der sich die Materieprobe befindet. Dies wiederum bestimmt, ob die Substanz im festen, flüssigen oder gasförmigen Zustand vorliegt. Moleküle in der Festphase haben die geringste Energiemenge, während Gasteilchen die größte Energiemenge haben.
• Die Temperatur eines Stoffes ist ein Maß für die mittlere kinetische Energie der Teilchen.
• Eine Phasenänderung kann auftreten, wenn die Energie der Teilchen verändert wird.
• Es gibt Räume zwischen Materieteilchen. Die durchschnittliche Menge an leerem Raum zwischen Molekülen wird zunehmend größer, wenn sich eine Materieprobe von der festen in die flüssige und gasförmige Phase bewegt.
• Es gibt Anziehungskräfte zwischen Atomen / Molekülen, und diese werden stärker, wenn sich die Teilchen näher zusammenrücken. Diese Anziehungskräfte nennt man intermolekulare Kräfte.

Beispiel: Wasser

Nehmen wir Wasser als Beispiel. Wir stellen fest, dass die Wassermoleküle in ihrer festen Phase (Eis) sehr wenig Energie haben und sich nicht voneinander entfernen können. Die Moleküle werden in einem regelmäßigen Muster, das Gitter genannt wird, eng zusammengehalten. Wenn das Eis erhitzt wird, erhöht sich die Energie der Moleküle. Dies bedeutet, dass einige der Wassermoleküle in der Lage sind, die intermolekularen Kräfte zu überwinden, die sie nahe beieinander halten, und die Moleküle bewegen sich weiter auseinander und bilden flüssiges Wasser. Deshalb kann flüssiges Wasser fließen: Die Moleküle haben eine größere Bewegungsfreiheit als im festen Gitter. Wenn die Moleküle weiter erhitzt werden, wird das flüssige Wasser zu Wasserdampf, der ein Gas ist. Gasteilchen haben mehr Energie und sind im Durchschnitt in Abständen voneinander, die viel größer sind als die Größe der Atome / Moleküle selbst. Die Anziehungskräfte zwischen den Teilchen sind aufgrund der großen Abstände zwischen ihnen sehr schwach.

Diffusion

Die kinetische Theorie der Materie wird auch durch den Prozess der Diffusion veranschaulicht. Diffusion ist die Bewegung von Partikeln von einer hohen Konzentration zu einer niedrigen Konzentration. Es kann als Ausbreiten von Partikeln angesehen werden, was zu ihrer gleichmäßigen Verteilung führt. Wenn Sie einen Tropfen Lebensmittelfarbe in Wasser geben, wird dieser Vorgang visuell dargestellt – die Farbe breitet sich langsam im Wasser aus. Wenn Materie nicht aus Partikeln bestehen würde, würden wir einfach einen Farbklumpen sehen, da es keine kleineren Einheiten gäbe, die sich bewegen und sich mit dem Wasser vermischen könnten.