• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Metastabilność

    Przeczytaj także...
    Nuklid – w fizyce jądrowej, jądro atomowe o określonej liczbie nukleonów (protonów i neutronów). Nuklidy można podzielić na kilka grup:Alotropia – zjawisko występowania, w tym samym stanie skupienia, różnych odmian tego samego pierwiastka chemicznego, różniących się właściwościami fizycznymi i chemicznymi. Odmiany alotropowe pierwiastka mogą różnić się między sobą strukturą krystaliczną lub liczbą atomów w cząsteczce.
    Diament – minerał z gromady pierwiastków rodzimych. Nazwa pochodzi od stgr. ἀδάμας adamas (dopełniacz ἀδάμαντος adamantos, łac. diamentum) = "niepokonany, niezniszczalny" i nawiązuje do wyjątkowej twardości tego minerału. Jest najtwardszą znaną substancją z występujących w przyrodzie.
    Układ ze stanem metastabilnym (1), niestabilnym stanem przejściowym (2) i stanem stabilnym (globalnie) (3).

    Metastabilność – własność delikatnej równowagi stanów, które są stabilne dla małych odchyleń od położenia równowagi, ale większe wychylenie powoduje zmianę stanu i przejście do równowagi pełnej, lub ew. innego stanu metastabilnego.

    Ekstremum (l. mn. ekstrema; z łac. extrēmum – koniec) – w analizie matematycznej największa lub najmniejsza wartość funkcji.Rutherford (Rf, łac. rutherfordium), wcześniej unnilquadium (Unq) – pierwiastek chemiczny z grupy metali przejściowych w układzie okresowym, nie występujący naturalnie na Ziemi. Nazwa pochodzi od nazwiska fizyka Ernesta Rutherforda. Posiada on własności chemiczne podobne do hafnu.

    Ze względu na naturalne fluktuacje stany metastabilne rozpadają się samoistnie, ale czas ich trwania może być bardzo długi. Dlatego dostarczenie energii, np. przez podgrzanie, zwiększa szybkość przemiany i może doprowadzić do zmiany stanu substancji.

    Z fizycznego punktu widzenia układ w stanie metastabilnym znajduje się w minimum lokalnym (ale nie globalnym) energii, a po dostarczeniu energii potrzebnej do pokonania bariery lub w wyniku zjawiska tunelowego przechodzi do stanu o mniejszej energii.

    Ekstremum (l. mn. ekstrema; z łac. extrēmum – koniec) – w analizie matematycznej największa lub najmniejsza wartość funkcji.Izotopy – odmiany pierwiastka chemicznego różniące się liczbą neutronów w jądrze atomu (z definicji atomy tego samego pierwiastka mają tę samą liczbę protonów w jądrze). Izotopy tego samego pierwiastka różnią się liczbą masową (łączną liczbą neutronów i protonów w jądrze), ale mają tę samą liczbę atomową (liczbę protonów w jądrze).

    Metastabilność substancji chemicznych[]

    Zazwyczaj metastabilność jest spowodowana względnie wolnym tempem przejścia fazowego. Przypadkiem metastabilności jest alotropia pierwiastków chemicznych – przy danej temperaturze i ciśnieniu, w pełni stabilna jest tylko jedna odmiana, ale inne również mogą istnieć. Przykładowo, w temperaturze pokojowej diament jest metastabilny, ponieważ przejście do stabilnej postaci grafitu jest niezwykle powolne. Przy wyższych temperaturach tempo przejścia fazowego jest większe i diament przekształci się w grafit.

    Stan szklisty – stan skupienia, w którym materia nie posiada uporządkowania dalekiego zasięgu, a jedynie lokalne zagęszczenia materii zwane mikroobszarami, domenami lub klasterami, tworzące nieregularną więźbę i ograniczające się do objętości o średnicy nie przekraczającej 20 Å. Z tych powodów promieniowanie rentgenowskie rozproszone na powierzchni ciała w stanie szklistym nie daje efektu interferencyjnego, jak to ma miejsce w przypadku kryształów (dyfrakcja Bragga). Dlatego szkieł nie można identyfikować rentgenograficznie.Fluktuacja, wahania przypadkowe - przypadkowe, nie dające się przewidzieć, odchylenia od wartości średniej zmiennej losowej (np. wielkości fizycznej) podlegającej stochastycznym zmianom w czasie i nie wykazujące żadnej tendencji.

    Innymi przykładami substancji w stanach metastabilnych są ciecz przechłodzona i przegrzana.

    Często powtarzanym błędem jest twierdzenie, że szkło jest substancją w stanie metastabilnym. Nie jest to prawda, ponieważ stan szklisty jest z termodynamicznego punktu widzenia niestabilny. Jest to przykład tzw. "zamrożonego nieporządku".

    Metastabilność w fizyce jądrowej[]

    Schemat rozpadu jądra Rf ze stanu podstawowego (g) i metastabilnego stanu wzbudzonego (m). W jądrze potomnym No występuje kilka niestabilnych stanów wzbudzonych i jeden stan metastabilny.

    Pojęcie metastabilności pojawia się także w kontekście przemian jądrowych. Metastabilne izomery jądrowe są jądrami atomowymi w stanie wzbudzonym, z którego przechodzą do stanu o niższej energii (przejście izomeryczne). Przejście to może odbywać się przez emisję gamma, w wyniku której otrzymuje się w stanie końcowym ten sam izotop, lub poprzez inny typ rozpadu, wtedy jednak powstaje inny nuklid.

    Tantal (Ta, łac. tantalium) – pierwiastek chemiczny z grupy metali przejściowych w układzie okresowym. Nazwa pochodzi od Tantala – postaci w mitologii greckiej.Grafit – pospolity i szeroko rozpowszechniony minerał z gromady pierwiastków rodzimych. Stosowany jako naturalny suchy smar. Jest – obok diamentu i fulerytu – odmianą alotropową węgla. Nazwa pochodzi od gr. graphein = pisać, nawiązuje do tradycyjnego zastosowania tego minerału.

    W rzadkich przypadkach izomery jądrowe mogą być bardzo trwałe; najtrwalsze znane jądro wzbudzone Ta ma czas połowicznego rozpadu powyżej 1,2×10 lat i występuje naturalnie na Ziemi, podczas gdy stan podstawowy tego izotopu ulega rozpadowi w czasie rzędu godzin.

    Przypisy

    1. Sergei V. Nemilov: Thermodynamic and kinetic aspects of the vitreous state. CRC Press, 1995, s. 11-12. ISBN 0-8493-3782-8.
    Ciecz przegrzana – ciało istniejące w stanie ciekłym powyżej temperatury wrzenia. Zazwyczaj ciecze wrą w jednej, określonej temperaturze przy stałym ciśnieniu. Proces wrzenia wymaga jednak odpowiednich warunków – m.in. możliwości ulatniania się powstającego z cieczy gazu, ponadto nie występuje jednocześnie w całej objętości cieczy i wymaga zainicjowania oraz czasu.Przemiana fazowa (przejście fazowe) – proces termodynamiczny, polegający na przejściu jednej fazy termodynamicznej w drugą, zachodzący w kierunku zapewniającym zmniejszenie energii swobodnej układu



    w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)

    Warto wiedzieć że... beta

    Izomery jądrowe – jądra atomowe o identycznej liczbie protonów i neutronów (stanowiące ten sam nuklid), jednakże różniące się stanem kwantowym. Odkrył je Otto Hahn, badając produkty rozpadu uranu.
    Radioaktywność (promieniotwórczość) – zdolność jąder atomowych do rozpadu promieniotwórczego, który najczęściej jest związany z emisją cząstek alfa, cząstek beta oraz promieniowania gamma.
    Nobel (No, łac. nobelium) – pierwiastek chemiczny, aktynowiec. Nazwa pochodzi od nazwiska chemika Alfreda Nobla. Pierwiastek otrzymano po raz pierwszy w 1958 pod kierunkiem Alberta Ghiorso w Berkeley w Kalifornii.
    Emisja gamma jest to przemiana jądrowa, podczas której emitowane jest tylko promieniowanie gamma, a nie są emitowane inne cząstki. Przykładem takiej przemiany jest drugi etap opisanego niżej rozpadu kobaltu-60.
    Stan wzbudzony – w mechanice kwantowej jest to stan związany układu kwantowomechanicznego, mający większą energię niż stan podstawowy.
    Przejście izomeryczne – przejście nuklidu metastabilnego na drodze emisji promieniowania gamma lub konwersji wewnętrznej. Podczas takiego przejścia zmienia się tylko stan energetyczny pierwiastka. Przykładem takiego przejścia (z emisją kwantu promieniowania gamma) jest deekscytacja Tc do Tc.
    Ciecz przechłodzona - ciało istniejące w stanie ciekłym poniżej temperatury krzepnięcia. "Typowa" ciecz powinna teoretycznie przejść w ciało krystaliczne w temperaturze krzepnięcia. Krystalizacja jest jednak procesem wymagającym odpowiednich warunków i przeważnie musi być ona w jakiś sposób zainicjowana. Ponadto proces ten nie przebiega zwykle natychmiastowo, tylko wymaga czasu. Wszystko to umożliwia uzyskanie cieczy przechłodzonej. Przykładem takiej substancji może być tiosiarczan sodu, który jest wykorzystywany przy produkcji ogrzewaczy dłoni.

    Reklama

    Czas generowania strony: 0.032 sek.