Cele mai uimitoare lucruri. Ce este o substanță? Care sunt clasele de substanțe

Ce este o substanță - una dintre acele întrebări, la care răspunsul pare a fi clar, dar pe de altă parte - încearcă să răspunzi! La prima vedere, totul este simplu: substanța este din ce sunt făcute corpurile... cumva s-a dovedit la infinit. Să încercăm să ne dăm seama.

Pentru simplitate, să începem cu un concept și mai complex și mai abstract - materia. Astăzi se crede că materia este o realitate obiectivă care există în spațiu și se schimbă în timp.

Această realitate există sub două forme. Una dintre aceste forme are o natură ondulatorie: imponderabilitate, continuitate, permeabilitate, capacitatea de a se propaga cu viteza luminii. Natura unei alte forme este corpusculară: are o masă de repaus, constă din particule localizate (nuclee atomice și electroni), este slab permeabilă (și în unele cazuri impenetrabilă) și este departe de viteza luminii. Prima formă a existenței materiei se numește câmp, a doua substanță.

Aici este necesar să facem o rezervă: o împărțire atât de clară a fost realizată în secolul al XIX-lea, mai târziu - odată cu descoperirea dualismului unde corpusculare - a trebuit să fie pusă în discuție. S-a dovedit că câmpul și materia au mult mai multe în comun decât ne-am fi așteptat, deoarece chiar și un electron prezintă proprietățile atât ale particulelor, cât și ale undelor! Cu toate acestea, acest lucru se manifestă în microcosmos, la nivelul particulelor elementare, în macrocosmos - la nivelul corpurilor - acest lucru nu este evident, așa că împărțirea în materie și câmp este destul de potrivită.

Dar să revenim la substanța noastră. După cum ne amintim cu toții de la școală, poate exista în trei stări. Una dintre ele este solidă: moleculele sunt practic nemișcate, puternic atrase unele de altele, astfel încât corpul își păstrează forma. Celălalt este lichid: moleculele se pot deplasa din loc în loc, corpul ia forma vasului în care se află, fără a avea formă proprie. Și în sfârșit - gazos: mișcarea haotică a moleculelor, o legătură slabă între ele, ca urmare - absența nu numai a unei forme, ci și a unui volum: gazul va umple recipientul de orice volum, fiind distribuit peste el. Orice substanță poate fi în astfel de stări, singura întrebare este ce condiții sunt necesare pentru aceasta - de exemplu, hidrogenul metalic, care este disponibil pe Jupiter, nu poate fi încă obținut pe Pământ nici măcar în laborator.

Dar există și o a patra stare a materiei - plasma. Acesta este un gaz ionizat - adică. un gaz în care, alături de atomii neutri, există particule încărcate pozitiv și negativ - ioni (atomi care au pierdut o parte din electroni) și electroni, în timp ce numărul de particule încărcate pozitiv și negativ se echilibrează între ele - aceasta se numește cvasi- neutralitate. O astfel de stare a materiei este posibilă la o temperatură foarte ridicată - numărul merge la mii de kelvin. Aceasta ridică întrebarea: dacă plasma este un gaz ionizat, de ce ar trebui să fie considerată a patra stare a materiei, de ce nu poate fi considerată un fel de gaz?

Se dovedește că nu poți! În unele proprietăți, o plasmă este opusă unui gaz. Gazele au o conductivitate electrică extrem de scăzută, în timp ce plasmele au o conductivitate electrică ridicată. Gazele sunt formate din particule care sunt similare între ele, care se ciocnesc rar, iar plasmele sunt formate din particule care diferă în incarcare electrica interacționând constant unul cu celălalt.

Dacă îți este greu să-ți imaginezi ce este plasma, nu te supăra: o vezi în fiecare zi, iar dacă ai noroc, atunci în fiecare noapte, pentru că stelele, inclusiv Soarele nostru, sunt făcute din ea! O persoană a învățat și să-l folosească: este plasma de neon sau argon care „funcționează” în semnele luminoase!

Astfel, se poate vorbi cu încredere nu despre trei, ci despre patru stări ale materiei... nu asta au ghicit filozofii antichității când vorbeau despre cele patru elemente ale ființei: „pământ” (solid), „apă” ( lichid), „aer” (gazos), „foc” (plasmă)? Și noi, descendenți nerezonabili, încă căutăm un fel de misticism în asta!

În viață, suntem înconjurați de diverse corpuri și obiecte. De exemplu, în interior este o fereastră, o ușă, o masă, un bec, o ceașcă, pe stradă - o mașină, un semafor, asfalt. Orice corp sau obiect este alcătuit din materie. Acest articol va discuta despre ce este o substanță.

Ce este chimia?

Apa este un solvent și stabilizator esențial. Are capacitate de căldură puternică și conductivitate termică. Mediul de apă favorabil pentru apariţia reacţiilor chimice de bază. Este transparent si practic rezistent la compresie.

Care este diferența dintre substanțele anorganice și cele organice?

Nu există diferențe externe deosebit de puternice între aceste două grupuri de substanțe. Principala diferență constă în structură, unde substanțele anorganice au o structură nemoleculară, iar substanțele organice au o structură moleculară.

Substanțele anorganice au o structură nemoleculară, prin urmare se caracterizează prin temperaturi mari topindu-se si fierbinte. Nu conțin carbon. Acestea includ gaze nobile (neon, argon), metale (calciu, calciu, sodiu), substanțe amfotere (fier, aluminiu) și nemetale (siliciu), hidroxizi, compuși binari, săruri.

Substante organice cu structura moleculara. Au destule temperaturi scăzute se topesc și se descompun rapid când sunt încălzite. Compus în mare parte din carbon. Excepții: carburi, carbonați, oxizi de carbon și cianuri. Carbonul permite formarea unui număr mare de compuși complecși (mai mult de 10 milioane sunt cunoscuți în natură).

Majoritatea claselor lor aparțin de origine biologică (carbohidrați, proteine, lipide, acizi nucleici). Acești compuși includ azot, hidrogen, oxigen, fosfor și sulf.

Pentru a înțelege ce este o substanță, este necesar să ne imaginăm ce rol joacă ea în viața noastră. Interacționând cu alte substanțe, formează altele noi. Fără ele, activitatea vitală a lumii înconjurătoare este inseparabilă și de neconceput. Toate obiectele sunt alcătuite din anumite substanțe, așa că joacă un rol important în viața noastră.

Masa moleculara relativa - masa (amu) 6,02 × 10 23 de molecule ale unei substante complexe. Numeric egal cu masa molară, dar diferă ca dimensiune.

  1. Atomii din molecule sunt legați între ei într-o anumită secvență. Schimbarea acestei secvențe duce la formarea unei noi substanțe cu proprietăți noi.
  2. Legătura atomilor are loc în funcție de valența lor.
  3. Proprietățile substanțelor depind nu numai de compoziția lor, ci și de " structura chimica”, adică din ordinea conexiunii atomilor din molecule și natura influenței lor reciproce. Atomii care sunt legați direct unul de celălalt au cea mai puternică influență unul asupra celuilalt.

Efectul termic al reacției este căldura care este eliberată sau absorbită de sistem în timpul curgerii în acesta reactie chimica. În funcție de faptul că reacția are loc cu degajare de căldură sau este însoțită de absorbția de căldură, se disting reacțiile exoterme și endoterme. Primul, de regulă, include toate reacțiile conexiunii, iar al doilea - reacțiile de descompunere.

Viteza unei reacții chimice- modificarea cantităţii uneia dintre substanţele care reacţionează pe unitatea de timp într-o unitate de spaţiu de reacţie.

Energia internă a sistemului- energie totală sistem intern, care include energia de interacțiune și de mișcare a moleculelor, atomilor, nucleelor, electronilor din atomi, intranucleare și alte tipuri de energie, cu excepția energiei cinetice și potențiale a sistemului în ansamblu.

Entalpia standard (căldura) de formare a unei substanțe complexe- efectul termic al reacției de formare a 1 mol din această substanță din substanțe simple, care se află într-o stare stabilă de agregare în condiții standard (= 298 K și o presiune de 101 kPa).

Diferența dintre materie și câmp

Câmpul, spre deosebire de substanțe, se caracterizează prin continuitate, se cunosc câmpurile electromagnetice și gravitaționale, câmpul de forțe nucleare, câmpurile de undă ale diferitelor particule elementare.

Știința naturală modernă elimină diferența dintre materie și câmp, având în vedere că atât substanțele, cât și câmpurile constau din diferite particule care au o natură corpuscular-undă (duală). Dezvăluirea relației strânse dintre câmp și materie a condus la o aprofundare a ideilor despre unitatea tuturor formelor și structurii lumii materiale.

O substanță omogenă se caracterizează prin densitate - raportul dintre masa unei substanțe și volumul acesteia:

Unde ρ - densitatea substanței, m- masa substanței, V este volumul substanței.

Câmpurile fizice nu au o asemenea densitate.

Proprietățile materiei

Fiecare substanță are un set proprietăți specifice- caracteristici obiective care definesc identitatea unei anumite substanțe și, prin urmare, o deosebesc de toate celelalte substanțe. Cele mai caracteristice proprietăți fizico-chimice includ constante - densitatea, punctul de topire, punctul de fierbere, caracteristicile termodinamice, parametrii structurii cristaline. Principalele caracteristici ale unei substanțe sunt ea Proprietăți chimice.

Varietate de substanțe

Numărul de substanțe este, în principiu, infinit de mare; unui număr cunoscut de substanțe se adaugă tot timpul substanțe noi, atât descoperite în natură, cât și sintetizate artificial.

Substanțe și amestecuri individuale

Stări agregate

Toate substanțele, în principiu, pot exista în trei stări de agregare - solidă, lichidă și gazoasă. Deci, gheața, apa lichidă și vaporii de apă sunt stări solide, lichide și gazoase ale aceleiași substanțe - apa H 2 O. Formele solide, lichide și gazoase nu sunt caracteristici individuale ale substanțelor, ci corespund doar unora diferite, în funcție de fizicul extern. condiţionează stările de existenţă ale substanţelor. Prin urmare, este imposibil să atribui apei doar un semn de lichid, oxigenului - semn de gaz și clorurii de sodiu - semn de stare solidă. Fiecare dintre acestea (și toate celelalte substanțe) în condiții schimbătoare poate intra în oricare dintre cele trei stări de agregare.

În trecerea de la modelele ideale de stări solide, lichide și gazoase la stările reale ale materiei, se găsesc mai multe tipuri intermediare de limită, dintre care binecunoscutele sunt starea amorfă (sticlă), starea unui cristal lichid și cea foarte mare. stare elastică (polimerică). În acest sens, conceptul mai larg de „fază” este adesea folosit.

În fizică, se consideră a patra stare agregată a materiei - plasma, o stare parțial sau complet ionizată în care densitatea sarcinilor pozitive și negative este aceeași (plasma este neutră din punct de vedere electric).

cristale

Cristalele sunt solide care au aspectul natural al poliedrelor simetrice regulate pe baza lor structura interna, adică pe unul dintre câteva aranjamente regulate specifice de particule (atomi, molecule, ioni) care alcătuiesc materia. Structura cristalină, fiind individuală pentru fiecare substanță, se referă la proprietățile fizice și chimice de bază. Particulele care alcătuiesc acest solid formează o rețea cristalină. Dacă rețelele cristaline sunt stereometric (spațial) la fel sau similare (au aceeași simetrie), atunci diferența geometrică dintre ele constă, în special, în distanțe diferite între particulele care ocupă nodurile rețelei. Distanțele dintre particule se numesc parametri rețelei. Parametrii rețelei, precum și unghiurile poliedrelor geometrice, sunt determinați prin metode fizice de analiză structurală, de exemplu, metode de analiză structurală cu raze X.

Adesea, solidele formează (în funcție de condiții) mai mult de o formă de rețea cristalină; astfel de forme se numesc modificări polimorfe. De exemplu, printre substanțele simple se cunosc sulful rombic și monoclinic, grafitul și diamantul, care sunt modificări hexagonale și cubice ale carbonului, printre substanțele complexe - cuarț, tridimit și cristobalit sunt diverse modificări ale dioxidului de siliciu.

materie organică

Literatură

  • Chimie: Ref. ed. / W. Schroeter, K.-H. Lautenschleger, H. Bibrak și alții: Per. cu el. - M.: Chimie, 1989

Vezi si

SUBSTANŢĂ

SUBSTANŢĂ

fel de materie, care, spre deosebire de fizic. câmpuri, are o masă de repaus. În cele din urmă, unda este compusă din particule elementare al căror repaus nu este egal cu zero (mai ales din electroni, protoni, neutroni). În clasic V. fizica si fizica. câmpurile erau absolut opuse între ele ca două tipuri de materie, dintre care primul este discret, iar al doilea este continuu. Quantum, care a introdus ideea de duale. natura corpuscular-undă a oricărui micro-obiect, a condus la nivelarea acestei opoziții. Dezvăluirea strânsei interrelații dintre apă și câmp a condus la o adâncire a ideilor despre structura materiei. Pe această bază, V. și materia au fost strict delimitate, în întregime pl. secole, identificate atât cu filozofia cât și cu știința și filozofie semnificația a rămas cu categoria materiei, iar V. a păstrat cea științifică în fizică și chimie. Vidul are loc în condiții terestre în patru stări: gaze, lichide, solide și plasmă. Se sugerează că V. poate exista și într-un mod special, supradens (de exemplu, în neutroni) condiție.

Vavilov S. I., Dezvoltarea ideii de materie, Sobr. op., t. 3, M., 1956, cu.-41-62; Structura și formele materiei. [Sam. Art.], M., 1967.

I. S. Alekseev.

Filosofic Dicţionar enciclopedic. - M.: Enciclopedia Sovietică. Ch. editori: L. F. Ilyichev, P. N. Fedoseev, S. M. Kovalev, V. G. Panov. 1983 .

SUBSTANŢĂ

apropiată în sensul conceptului materie, dar nu complet echivalent. În timp ce cuvântul „” este asociat în principal cu idei despre o realitate brută, inertă, moartă, în care domină exclusiv legile mecanice, substanța este un „material”, care, datorită primirii unei forme, evocă formă, adecvare de viață, înnobilare. Cm. Gestalt țesut.

Dicţionar Enciclopedic Filosofic. 2010 .

SUBSTANŢĂ

una dintre formele de bază ale materiei. V. includ macroscopice. corpurile în toate stările de agregare (gaze, lichide, cristale etc.) și particulele care le formează, având masa proprie („masă de repaus”). În V. sunt cunoscute multe tipuri de particule: particule „elementare” (electroni, protoni, neutroni, mezoni, pozitroni etc.), nuclei atomici, atomi, molecule, ioni, radicali liberi, particule coloidale, macromolecule etc. (vezi Particule elementare de materie).

Lit.: Engels F., Dialectica naturii, Moscova, 1955; al său, Anti-Dühring, M., 1957; V. I. Lenin, Materialism și empiriocriticism, Soch., ed. a IV-a, vol. 14; Vavilov S. I., Dezvoltarea ideii de materie, Sobr. soch., vol. 3, M., 1956; al lui, Lenin și modern, ibid; ale lui, Lenin și problemele filozofice ale fizicii moderne, ibid.; Goldansky V., Leikin E., Transformations of atomic nuclei, M., 1958; Kondratyev VN, Structura și proprietățile chimice ale moleculelor, M., 1953; „Avansuri în științe fizice”, 1952, vol. 48, nr. 2 (dedicat problemei masei și energiei); Ovchinnikov N. F., Concepte de masă și energie ..., M., 1957; Kedrov B. M., Evoluția conceptului de element în chimie, M., 1956; Novozhilov Yu. V., Particule elementare, Moscova, 1959.

Enciclopedie filosofică. În 5 volume - M .: Enciclopedia sovietică. Editat de F. V. Konstantinov. 1960-1970 .


Sinonime:
Postari similare