A legcsodálatosabb dolgok. Mi az anyag? Melyek az anyagok osztályai
Mi a szubsztancia – egyike azoknak a kérdéseknek, amelyekre egyértelműnek tűnik a válasz, de másrészt – próbáljon meg válaszolni! Első pillantásra minden egyszerű: az anyag az, amiből a testek vannak... valahogy a végtelenségig kiderült. Próbáljuk meg kitalálni.
Az egyszerűség kedvéért kezdjük egy még összetettebb és elvontabb fogalommal – anyag. Ma úgy tartják, hogy az anyag egy objektív valóság, amely térben létezik és időben változik.
Ez a valóság két formában létezik. Ezen formák egyike hullámjellegű: súlytalanság, folytonosság, áteresztőképesség, fénysebességgel terjedő képesség. A másik forma korpuszkuláris: nyugalmi tömegű, lokalizált részecskékből (atommagokból és elektronokból) áll, rosszul áteresztő (néhány esetben egyáltalán áthatolhatatlan), fénysebességétől távol áll. Az anyag létezésének első formáját mezőnek, a másodikat szubsztanciának nevezzük.
Itt egy fenntartást kell tenni: ilyen egyértelmű felosztásra a 19. században került sor, később - a korpuszkuláris-hullám dualizmus felfedezésével - meg kellett kérdőjelezni. Kiderült, hogy a mezőben és az anyagban sokkal több a közös, mint azt várni lehetett volna, mert még egy elektron is rendelkezik mind a részecskék, mind a hullámok tulajdonságaival! Ez azonban a mikrokozmoszban, az elemi részecskék szintjén, a makrokozmoszban - a testek szintjén - nyilvánul meg, ez nem nyilvánvaló, így az anyagra és a mezőre való felosztás egészen megfelelő.
De térjünk vissza a lényegre. Ahogyan mindannyian emlékszünk az iskolából, három állapotban létezhet. Az egyik szilárd: a molekulák gyakorlatilag mozdulatlanok, erősen vonzódnak egymáshoz, így a test megtartja alakját. A másik a folyékony: a molekulák egyik helyről a másikra mozoghatnak, a test felveszi annak az edénynek a formáját, amelyben található, anélkül, hogy saját formája lenne. És végül - gáznemű: a molekulák kaotikus mozgása, gyenge kapcsolat közöttük, ennek eredményeként - nemcsak forma, hanem térfogat hiánya is: a gáz bármilyen térfogatú tartályt kitölt, eloszlik rajta. Bármilyen anyag lehet ilyen állapotban, a kérdés csak az, hogy ehhez milyen feltételek szükségesek - például a Jupiteren elérhető fémes hidrogént a Földön még laboratóriumban sem lehet beszerezni.
De van egy negyedik halmazállapot is – a plazma. Ez egy ionizált gáz - pl. olyan gáz, amelyben a semleges atomok mellett pozitív és negatív töltésű részecskék - ionok (az elektronok egy részét elvesztett atomok) és elektronok - vannak, miközben a pozitív és negatív töltésű részecskék száma kiegyenlíti egymást - ezt nevezzük kvázi. semlegesség. Az anyag ilyen állapota nagyon magas hőmérsékleten lehetséges - a szám több ezer kelvinre megy. Ez felveti a kérdést: ha a plazma ionizált gáz, miért tekinthetjük az anyag negyedik halmazállapotának, miért nem tekinthetjük egyfajta gáznak?
Kiderült, hogy nem lehet! Egyes tulajdonságokban a plazma ellentétes a gázzal. A gázoknak rendkívül alacsony az elektromos vezetőképességük, míg a plazmáknak nagy az elektromos vezetőképességük. A gázok egymáshoz hasonló részecskékből állnak, amelyek ritkán ütköznek, a plazmák pedig olyan részecskékből állnak, amelyek különböznek egymástól. elektromos töltés folyamatosan kölcsönhatásba lépnek egymással.
Ha nehezen tudod elképzelni, mi az a plazma, ne keseredj el: minden nap látod, és ha szerencséd van, akkor minden este, mert a csillagok, köztük a mi Napunk is belőle készülnek! Az ember is megtanulta használni: a neon vagy argon plazma az, ami a világító jelekben „dolgozik”!
Így tehát nem három, hanem négy halmazállapotról lehet bátran beszélni... vajon nem ezt sejtették az ókor filozófusai, amikor a lét négy eleméről beszéltek: „föld” (szilárd), „víz”? folyadék), „levegő” (gáznemű), „tűz” (plazma)? És mi, ésszerűtlen leszármazottak, még mindig keresünk ebben valami misztikumot!
Az életben különféle testek és tárgyak vesznek körül bennünket. Például beltérben ez egy ablak, egy ajtó, egy asztal, egy villanykörte, egy csésze, az utcán - egy autó, egy közlekedési lámpa, aszfalt. Bármely test vagy tárgy anyagból áll. Ez a cikk azt tárgyalja, hogy mi is az anyag.
Mi a kémia?
A víz alapvető oldószer és stabilizátor. Erős hőkapacitással és hővezető képességgel rendelkezik. Vízi környezet kedvező az alapvető kémiai reakciók lezajlásához. Átlátszó és gyakorlatilag nyomásálló.
Mi a különbség a szervetlen és a szerves anyagok között?
E két anyagcsoport között nincs különösebben erős külső különbség. A fő különbség a szerkezetben rejlik, ahol a szervetlen anyagok nem molekuláris szerkezetűek, a szerves anyagok pedig molekuláris szerkezetűek.
A szervetlen anyagok nem molekuláris szerkezetűek, ezért jellemző rájuk magas hőmérsékletek olvadás és forrás. Nem tartalmaznak szenet. Ide tartoznak a nemesgázok (neon, argon), fémek (kalcium, kalcium, nátrium), amfoter anyagok (vas, alumínium) és nemfémek (szilícium), hidroxidok, bináris vegyületek, sók.
Molekulaszerkezetű szerves anyagok. Elegük van alacsony hőmérsékletek megolvadnak, és hevítés hatására gyorsan lebomlanak. Többnyire szénből áll. Kivételek: karbidok, karbonátok, szén-oxidok és cianidok. A szén nagyszámú összetett vegyület képződését teszi lehetővé (a természetben több mint 10 millió ismert).
Osztályaik többsége biológiai eredetű (szénhidrátok, fehérjék, lipidek, nukleinsavak). Ezek a vegyületek közé tartozik a nitrogén, a hidrogén, az oxigén, a foszfor és a kén.
Ahhoz, hogy megértsük, mi az anyag, el kell képzelnünk, milyen szerepet játszik az életünkben. Más anyagokkal kölcsönhatásba lépve újakat képez. Nélkülük a környező világ létfontosságú tevékenysége elválaszthatatlan és elképzelhetetlen. Minden tárgy bizonyos anyagokból áll, ezért fontos szerepet töltenek be életünkben.
Relatív molekulatömeg - tömeg (amu) 6,02 × 10 23 komplex anyag molekula. Számszerűen megegyezik a moláris tömeggel, de eltérő méretben.
- A molekulák atomjai egy bizonyos sorrendben kapcsolódnak egymáshoz. Ennek a sorrendnek a megváltoztatása új tulajdonságokkal rendelkező új anyag képződéséhez vezet.
- Az atomok kapcsolódása vegyértéküknek megfelelően történik.
- Az anyagok tulajdonságai nemcsak összetételüktől függenek, hanem attól is, hogy " kémiai szerkezete”, vagyis a molekulákban lévő atomok kapcsolódási sorrendjéből és kölcsönös befolyásuk természetéből. Az egymáshoz közvetlenül kapcsolódó atomok a legerősebb hatással vannak egymásra.
A reakció termikus hatása az a hő, amelyet a rendszer felszabadít vagy elnyel az áramlás során kémiai reakció. Attól függően, hogy a reakció hőfelszabadulással vagy hőelnyeléssel jár-e, exoterm és endoterm reakciókat különböztetünk meg. Az első általában magában foglalja a kapcsolat összes reakcióját, a második pedig a bomlási reakciókat.
A kémiai reakció sebessége- az egyik reagáló anyag mennyiségének változása egységnyi idő alatt egységnyi reakciótérben.
A rendszer belső energiája- összenergia belső rendszer, amely magában foglalja a molekulák, atomok, atommagok, elektronok kölcsönhatásának és mozgásának energiáját az atomokban, az intranukleáris és más típusú energiákat, kivéve a rendszer egészének kinetikai és potenciális energiáját.
Egy komplex anyag képződésének standard entalpiája (hő).- 1 mol ebből az anyagból keletkező reakció termikus hatása egyszerű anyagok, amelyek standard körülmények között (= 298 K és 101 kPa nyomás) stabil aggregált állapotban vannak.
Az anyag és a mező közötti különbség
A mezőt az anyagokkal ellentétben a folytonosság jellemzi, ismertek az elektromágneses és gravitációs mezők, a nukleáris erők tere, a különböző elemi részecskék hullámterei.
A modern természettudomány megszünteti az anyag és a mező közötti különbséget, tekintve, hogy mind az anyagok, mind a mezők különböző részecskékből állnak, amelyek korpuszkuláris hullámú (kettős) természetűek. A mező és az anyag szoros kapcsolatának feltárása az anyagi világ minden formájának és szerkezetének egységéről alkotott elképzelések elmélyüléséhez vezetett.
A homogén anyagot a sűrűség jellemzi - az anyag tömegének és térfogatának aránya:
ahol ρ - az anyag sűrűsége, m- az anyag tömege, V az anyag térfogata.
A fizikai mezőknek nincs ilyen sűrűsége.
Az anyag tulajdonságai
Minden anyagnak van egy készlete konkrét tulajdonságok- objektív jellemzők, amelyek meghatározzák egy adott anyag azonosítását, és ezáltal megkülönböztetik azt minden más anyagtól. A legjellemzőbb fizikai-kémiai tulajdonságok az állandók - sűrűség, olvadáspont, forráspont, termodinamikai jellemzők, a kristályszerkezet paraméterei. Az anyag fő jellemzői az Kémiai tulajdonságok.
Változatos anyagok
Az anyagok száma elvileg végtelenül nagy; számos ismert anyaghoz folyamatosan új anyagokat adnak, amelyeket a természetben fedeznek fel és mesterségesen szintetizálnak.
Egyedi anyagok és keverékek
Összesített állapotok
Minden anyag elvileg három halmazállapotban létezhet - szilárd, folyékony és gáz halmazállapotú. Tehát a jég, a folyékony víz és a vízgőz ugyanannak az anyagnak - a víznek H 2 O - szilárd, folyékony és gáz halmazállapota. A szilárd, folyékony és gáznemű formák nem az anyagok egyedi jellemzői, hanem csak a különböző tulajdonságoknak felelnek meg, a külső fizikai tényezőktől függően. feltételek az anyagok létezési állapotai. Ezért lehetetlen a víznek csak a folyadék jelét, az oxigénnek a gáz jelét, a nátrium-kloridnak pedig a szilárd állapot jelét tulajdonítani. Ezek mindegyike (és az összes többi anyag) változó körülmények között a három aggregációs állapot bármelyikébe kerülhet.
A szilárd, folyékony és gáz halmazállapotok ideális modelljétől a valós halmazállapotig való átmenet során több határközti típus is megtalálható, amelyek közül jól ismert az amorf (üveges) állapot, a folyadékkristály állapota, valamint az erősen rugalmas (polimer) állapot. Ebben a tekintetben gyakran használják a "fázis" tágabb fogalmát.
A fizikában az anyag negyedik aggregált állapotát tekintik - a plazmát, egy részben vagy teljesen ionizált állapotot, amelyben a pozitív és negatív töltések sűrűsége azonos (a plazma elektromosan semleges).
kristályok
A kristályok olyan szilárd testek, amelyek természetes, szimmetrikus poliéderek megjelenésével rendelkeznek belső szerkezet, azaz az anyagot alkotó részecskék (atomok, molekulák, ionok) több meghatározott szabályos elrendezésének egyikén. A kristályszerkezet, amely minden anyag esetében egyedi, az alapvető fizikai és kémiai tulajdonságokra utal. A szilárd anyagot alkotó részecskék kristályrácsot alkotnak. Ha a kristályrácsok sztereometrikusan (térben) azonosak vagy hasonlóak (azonos szimmetriájúak), akkor a köztük lévő geometriai különbség különösen a rácscsomópontokat elfoglaló részecskék közötti eltérő távolságokban rejlik. Maguk a részecskék közötti távolságokat rácsparamétereknek nevezzük. A rácsparamétereket, valamint a geometriai poliéderek szögeit a szerkezeti elemzés fizikai módszereivel, például a röntgensugaras szerkezeti elemzés módszereivel határozzák meg.
A szilárd anyagok gyakran (a körülményektől függően) egynél több kristályrácsot alkotnak; az ilyen formákat polimorf módosulásoknak nevezzük. Például az egyszerű anyagok közül ismert az ortorombikus és monoklin kén, a grafit és a gyémánt, amelyek a szén hatszögletű és köbös módosulatai, az összetett anyagok közül - a kvarc, a tridymit és a krisztobalit - a szilícium-dioxid különféle módosításai.
szerves anyag
Irodalom
- Kémia: Ref. szerk. / W. Schroeter, K.-H. Lautenschleger, H. Bibrak és mások: Per. vele. - M.: Kémia, 1989
Lásd még
| Ügy | |
|---|---|
| Fizika | |
| minőség jellegzetes |
Anyag
|
ANYAG
ANYAG
fajta anyag, amely a fizikaival ellentétben. mezők, nyugalmi tömege van. Végső soron a hullám olyan elemi részecskékből áll, amelyek nyugalma nem egyenlő nullával (leginkább elektronokból, protonokból, neutronokból). A klasszikusban V. fizika és fizikai. A mezők abszolút szemben álltak egymással, mint kétféle anyag, amelyek közül az első diszkrét, a második pedig folytonos. Quantum, amely bevezette a duálok gondolatát. bármely mikroobjektum korpuszkuláris hullám jellege ennek az ellentétnek a kiegyenlítéséhez vezetett. A víz és a mező közötti szoros kapcsolat feltárása az anyag szerkezetére vonatkozó elképzelések elmélyüléséhez vezetett. Ezen az alapon V. és az anyag szigorúan elhatárolódott, mindvégig pl. században, a filozófiával és a tudománnyal egyaránt azonosítva, ill filozófia jelentősége megmaradt az anyag kategóriájának, V. pedig megtartotta a tudományosat a fizikában és a kémiában. A vákuum földi körülmények között négy halmazállapotban fordul elő: gázok, folyadékok, szilárd anyagok és plazma. Azt állítják, hogy V. létezhet speciális, szupersűrűben is (pl. neutronban)állapot.
Vavilov S. I., Az anyag gondolatának fejlesztése, Sobr. op., t. 3, M., 1956, Val vel.-41-62; Az anyag szerkezete és formái. [Ült. cikk], M., 1967.
I. S. Alekszejev.
Filozófiai enciklopédikus szótár. - M.: Szovjet enciklopédia. Ch. szerkesztők: L. F. Iljicsev, P. N. Fedosejev, S. M. Kovalev, V. G. Panov. 1983 .
ANYAG
jelentésében közel áll a fogalomhoz ügy, de nem teljesen egyenértékű. Míg a "" szóhoz túlnyomórészt a durva, inert, holt valóságról alkotott elképzelések társulnak, amelyben kizárólag a mechanikai törvények dominálnak, addig a szubsztancia egy "anyag", amely a forma átvételének köszönhetően formát, életre való alkalmasságot idéz, nemesedés. Cm. Gestalt szövés.
Filozófiai enciklopédikus szótár. 2010 .
ANYAG
az anyag egyik alapvető formája. V. magukban foglalják a makroszkopikus. a testek minden halmozódási állapotában (gázok, folyadékok, kristályok stb.) és az ezeket alkotó, saját tömeggel ("nyugalmi tömeg") rendelkező részecskék. A részecskék sok fajtája ismert az V.-ben: "elemi" részecskék (elektronok, protonok, neutronok, mezonok, pozitronok, stb.), atommagok, atomok, molekulák, ionok, szabad gyökök, kolloid részecskék, makromolekulák stb. Az anyag elemi részecskéi).
Megvilágított.: Engels F., A természet dialektikája, Moszkva, 1955; saját, Anti-Dühring, M., 1957; V. I. Lenin, Materialism and empirio-criticism, Soch., 4. kiadás, 14. kötet; Vavilov S. I., Az anyag gondolatának fejlesztése, Sobr. soch., 3. kötet, M., 1956; az övé, Lenin és modern, uo. sajátja, Lenin és a modern fizika filozófiai problémái, uo.; Goldansky V., Leikin E., Transformations of atomuclei, M., 1958; Kondratyev VN, Molekulák szerkezete és kémiai tulajdonságai, M., 1953; "Advances in Physical Sciences", 1952, 48. évf. 2 (a tömeg és energia problémájának szentelve); Ovchinnikov N. F., A tömeg és az energia fogalmai ..., M., 1957; Kedrov B. M., Evolution of the concept of an element in chemistry, M., 1956; Novozhilov Yu. V., Elemi részecskék, Moszkva, 1959.
Filozófiai Enciklopédia. 5 kötetben - M .: Szovjet enciklopédia. Szerkesztette: F. V. Konstantinov. 1960-1970 .
Szinonimák:
