3. Реальні гази

Реальний газ — газ, для якого термічне рівняння стану є відмінним від Клапейрона-Менделєєва.

На формі залежностей між його параметрами відбивається те, що молекули його взаємодіють між собою та займають певний об'єм.

У твердих кристалічних тілах сили взаємодії між частинками дуже великі, тому молекули не можуть віддалитися одна від одної на дуже великі відстані. У результаті спільного впливу сил притягання й відштовхування частинки твердого тіла здійснюють коливання біля певних середніх положень — вузлів кристалічної решітки. У рідинах кожна частинка протягом деякого часу коливається біля певного положення рівноваги, яке час від часу зміщається на відстань, сумірну з розміром молекули. У результаті молекули всередині рідини коливаються і повільно переміщаються. На відміну від рідин, у яких переважає притягання частинок, у газах домінує відштовхування. Воно сильно залежить від температури, тому що вона визначає швидкість руху частинок і їхню кінетичну енергію. Молекулярно-кінетична теорія користується ідеалізованою моделлю газоподібної речовини — так званим ідеальним газом.

4. Метали і напівпровідники

Мета́ли — клас хімічних елементів і речовин з такими хімічними та фізичними властивостями:

• добре проводять електричний струм і тепло,

• непрозорі, але здатні відбивати світло (мають металічний блиск),

• ковкі, що дозволяє надавати виробам з них потрібної форми та розвальцьовувати їх,

• пластичні, що дає можливість витягати їх у тонкий дріт.

Металами є прості речовини більшості хімічних елементів (приблизно 80 % елементів періодичної системи елементів). Найпоширенішим хімічним елементом-металом у земній корі є алюміній.

Широко використовуються такі типи металів:

• чорні метали — залізо, манган, хром - використовуються як основні метали у чорній металургії, а їх сплави у всіх галузях машинобудування;

• дорогоцінні метали - золото, срібло і платина - використовуються переважно в ювелірній промисловості;

• важкі метали - мідь, цинк, олово і свинець - застосовуються в машинобудуванні, енергетиці;

• рідкісні важкі метали - нікель, кадмій, вольфрам, молібден, манган, кобальт, ванадій, бісмут - використовуються в сплавах з чорними металами як легуючі елементи;

• легкі метали - алюміній, титан і магній - використовуються в авіації, космічній галузі;

• лужні метали - калій, натрій і літій - використовуються переважно у сполуках у вигляді солей та електролітів;

• лужноземельні метали - кальцій, барій і стронцій - застосовуються в хімії

У техніці найбільшого застосування набули залізо, алюміній, мідь, свинець, цинк, олово, нікель. Вони ще мають назву «технічні метали».

Характерною особливістю металів є здатність їх атомів віддавати свої валентні електрони і утворювати позитивно заряджені іони. На відміну від неметалів метали негативно заряджених іонів не утворюють. Отже, вільні метали є відновниками. Чим легше даний метал віддає свої валентні електрони, тим він активніший відновник. За хімічною активністю метали можна розподілити на три групи: високоактивні — калій, натрій, барій, кальцій і ін., середньої активності — цинк, залізо, нікель тощо і малоактивні — срібло, золото і платина. Відносну активність металів можна визначити за положенням елемента в періодичній системі Д. І. Менделєєва: металічний характер елементів і хімічна активність металів посилюється в періодах справа наліво, а в головних підгрупах - згори донизу.

Напівпровідни́к — матеріал, електропровідність якого має проміжне значення між провідностями провідника та діелектрика. Відрізняються від провідників сильною залежністю питомої провідності від концентрації домішок, температури і різних видів випромінювання. Основною властивістю цих матеріалів є збільшення електричної провідності з ростом температури.

Напівпровідниками є речовини, ширина забороненої зони яких складає близько кількох електронвольт (еВ). Наприклад, алмаз можна віднести до широкозонних напівпровідників, а арсенід індію — до вузькозонних. До числа напівпровідників належать багато простих речовин хімічних елементів (германій, кремній, селен, телур, арсен та інші), величезна кількість сплавів і хімічних сполук (арсенід галію та ін.).

Провідність напівпровідників сильно залежить від температури. Поблизу абсолютного нуля температури напівпровідники мають властивості діелектриків.

Характерна риса напівпровідників — зростання електропровідності зі зростанням температури; при низьких температурах електропровідність мала. При температурі близькій до абсолютного нуля напівпровідники мають властивості ізоляторів. Кремній, наприклад, при низькій температурі погано проводить електричний струм, але під впливом світла, тепла чи напруги електропровідність зростає.