Termini e condizioni

• cinetica molecolare theoryTheory di trattare campioni di materia, come un gran numero di piccole particelle (atomi o molecole), che sono in costante movimento casuale
• latticeA spaziatura regolare o la disposizione degli atomi/molecole all’interno di un cristallo.
• faseuN componente in un sistema materiale che si distingue per composizione chimica e / o stato fisico. La materia può esistere nelle fasi solida, liquida e gassosa.
• cineticOf o relativo al movimento.

La teoria cinetica: Una descrizione microscopica della materia

La teoria molecolare cinetica della materia offre una descrizione delle proprietà microscopiche degli atomi (o molecole) e delle loro interazioni, portando a proprietà macroscopiche osservabili (come pressione, volume, temperatura). Un’applicazione della teoria è che aiuta a spiegare perché la materia esiste in diverse fasi (solido, liquido e gas) e come la materia può cambiare da una fase all’altra.

La teoria cinetica molecolare della materia afferma che:

• La materia è costituita da particelle in continuo movimento.
• Tutte le particelle hanno energia, ma l’energia varia a seconda della temperatura in cui si trova il campione di materia. Questo a sua volta determina se la sostanza esiste allo stato solido, liquido o gassoso. Le molecole nella fase solida hanno la minor quantità di energia, mentre le particelle di gas hanno la maggiore quantità di energia.
• La temperatura di una sostanza è una misura dell’energia cinetica media delle particelle.
• Un cambiamento di fase può verificarsi quando l’energia delle particelle viene modificata.
• Ci sono spazi tra particelle di materia. La quantità media di spazio vuoto tra le molecole diventa progressivamente più grande come un campione di materia si sposta dal solido al liquido e gas fasi.
• Ci sono forze attrattive tra atomi/molecole, e queste diventano più forti man mano che le particelle si avvicinano. Queste forze attraenti sono chiamate forze intermolecolari.

Esempio: Acqua

Prendiamo l’acqua come esempio. Troviamo che nella sua fase solida (ghiaccio), le molecole d’acqua hanno pochissima energia e non possono allontanarsi l’una dall’altra. Le molecole sono tenute strettamente insieme in un modello regolare chiamato reticolo. Se il ghiaccio viene riscaldato, l’energia delle molecole aumenta. Ciò significa che alcune molecole d’acqua sono in grado di superare le forze intermolecolari che le tengono vicine e le molecole si allontanano ulteriormente, formando acqua liquida. Questo è il motivo per cui l’acqua liquida è in grado di fluire: le molecole hanno una maggiore libertà di movimento rispetto a quella che avevano nel reticolo solido. Se le molecole vengono riscaldate ulteriormente, l’acqua liquida diventerà vapore acqueo, che è un gas. Le particelle di gas hanno più energia e sono in media a distanze l’una dall’altra che sono molto più grandi delle dimensioni degli atomi/molecole stesse. Le forze attrattive tra le particelle sono molto deboli date le grandi distanze tra di loro.

Diffusione

La teoria cinetica della materia è anche illustrata dal processo di diffusione. La diffusione è il movimento delle particelle da un’alta concentrazione a una bassa concentrazione. Può essere visto come una diffusione di particelle con conseguente loro distribuzione uniforme. Posizionare una goccia di colorante alimentare in acqua fornisce una rappresentazione visiva di questo processo – il colore si diffonde lentamente attraverso l’acqua. Se la materia non fosse fatta di particelle, allora vedremmo semplicemente un ciuffo di colore, poiché non ci sarebbero unità più piccole che potrebbero muoversi e mescolarsi con l’acqua.