Строение вещества и агрегатные состояния — теория для ОГЭ

Коротко о главном

Все вещества состоят из мельчайших частиц — молекул и атомов, между которыми есть промежутки. Частицы находятся в непрерывном хаотичном движении (тепловое движение) и взаимодействуют друг с другом силами притяжения и отталкивания. От расположения, скорости движения и характера взаимодействия частиц зависит агрегатное состояние вещества: твёрдое, жидкое или газообразное.

Определения и формулы/правила

Основные положения молекулярно-кинетической теории (МКТ):

• Все вещества состоят из частиц (молекул, атомов).
• Частицы находятся в непрерывном хаотическом (тепловом) движении.
• Частицы взаимодействуют друг с другом — притягиваются и отталкиваются.

Диффузия — самопроизвольное перемешивание частиц одного вещества между частицами другого вследствие теплового движения. Скорость диффузии растёт с увеличением температуры.

Броуновское движение — беспорядочное движение мелких частиц, взвешенных в жидкости или газе, вызванное ударами молекул среды. Доказывает существование и движение молекул.

Силы взаимодействия молекул:

• На малых расстояниях преобладает отталкивание.
• На средних расстояниях преобладает притяжение.
• На больших расстояниях взаимодействие практически отсутствует.

Агрегатное состояние	Расположение частиц	Расстояние между частицами	Силы взаимодействия	Движение частиц	Форма и объём
Твёрдое	Упорядоченное (кристаллическая решётка)	Малое	Сильное притяжение	Колебания около положения равновесия	Сохраняют форму и объём
Жидкое	Хаотичное, ближний порядок	Малое	Умеренное притяжение	Колебания + перескоки	Сохраняет объём, форма — по сосуду
Газообразное	Полный хаос	Большое (много больше размера молекул)	Практически отсутствуют	Свободное, быстрое движение	Не сохраняет ни форму, ни объём, занимает весь сосуд

Свойства газов:

• Легко сжимаются.
• Занимают весь предоставленный объём.
• Оказывают давление на стенки сосуда равномерно во все стороны.

Свойства жидкостей:

• Сохраняют объём, но не форму.
• Практически несжимаемы.
• Обладают текучестью.

Свойства твёрдых тел:

• Сохраняют форму и объём.
• Кристаллические тела имеют упорядоченную структуру (кристаллическую решётку) и определённую температуру плавления.
• Аморфные тела (стекло, смола) не имеют строгого порядка частиц и размягчаются в интервале температур.

Строение атома (для заданий по строению вещества): атом состоит из положительно заряженного ядра (протоны и нейтроны) и отрицательно заряженных электронов, движущихся вокруг ядра. Заряд ядра равен суммарному заряду электронов — атом электрически нейтрален.

Как применять

Пример 1. Почему запах духов быстрее распространяется в тёплой комнате, чем в холодной? Решение: при повышении температуры скорость теплового движения молекул увеличивается, диффузия происходит быстрее. Поэтому в тёплой комнате запах распространяется быстрее.

Пример 2. Определить агрегатное состояние вещества, если известно, что оно сохраняет объём, но принимает форму сосуда. Решение: по таблице свойств — это признак жидкости (частицы расположены близко, но могут перемещаться друг относительно друга).

Пример 3. Почему твёрдое тело трудно сжать, а газ — легко? Решение: в твёрдом теле частицы расположены близко и сильно взаимодействуют — уменьшение расстояния вызывает резкое возрастание сил отталкивания. В газе расстояния между частицами велики, взаимодействие слабое, поэтому объём легко уменьшается при сжатии.

Типичные ошибки

• Путают понятия «диффузия» и «броуновское движение» — диффузия это перемешивание веществ, броуновское движение — движение частиц под ударами молекул среды.
• Считают, что в твёрдом теле частицы неподвижны — на самом деле они колеблются около положений равновесия.
• Ошибочно полагают, что в газах молекулы не взаимодействуют вовсе — взаимодействие есть, но оно очень слабое из-за больших расстояний.
• Путают аморфные и кристаллические тела: аморфные (стекло, пластилин) не имеют строгой решётки и точной температуры плавления.
• Считают, что при увеличении температуры диффузия замедляется — на самом деле она ускоряется.

Где встречается на экзамене

Тема проверяется в заданиях 3–5 (вопросы на основные положения МКТ, диффузию, броуновское движение, строение атома, сравнение агрегатных состояний) и в задании 12 (анализ графиков и таблиц, связанных со свойствами газов, жидкостей и твёрдых тел, а также интерпретация физических явлений с точки зрения строения вещества).