Õpime, mis on kehad ja ained; õpime, kuidas kehad erinevad. Mis on aine? Millised on ainete klassid

Elus oleme ümbritsetud erinevate kehade ja objektidega. Näiteks siseruumides on see aken, uks, laud, lambipirn, tass, tänaval - auto, valgusfoor, asfalt. Iga keha või objekt koosneb ainest. Selles artiklis käsitletakse, mis aine on.

Mis on keemia?

Vesi on oluline lahusti ja stabilisaator. Sellel on tugev soojusmahtuvus ja soojusjuhtivus. Veekeskkond soodne põhiliste keemiliste reaktsioonide toimumiseks. See on läbipaistev ja praktiliselt vastupidav kokkusurumisele.

Mis vahe on anorgaanilistel ja orgaanilistel ainetel?

Eriti tugev välised erinevused nende kahe rühma vahel pole vahet. Peamine erinevus seisneb struktuuris, kus anorgaanilistel ainetel on mittemolekulaarne struktuur ja orgaanilistel ainetel on molekulaarne struktuur.

Anorgaanilistel ainetel on mittemolekulaarne struktuur, seetõttu iseloomustavad neid kõrge sulamis- ja keemistemperatuur. Need ei sisalda süsinikku. Nende hulka kuuluvad väärisgaasid (neoon, argoon), metallid (kaltsium, kaltsium, naatrium), amfoteersed ained (raud, alumiinium) ja mittemetallid (räni), hüdroksiidid, kahekomponentsed ühendid, soolad.

Molekulaarstruktuuriga orgaanilised ained. Neil on piisavalt madalad temperatuurid sulavad ja kuumutamisel lagunevad kiiresti. Koosneb peamiselt süsinikust. Erandid: karbiidid, karbonaadid, süsinikoksiidid ja tsüaniidid. Süsinik võimaldab moodustada tohutul hulgal kompleksühendeid (looduses on teada üle 10 miljoni).

Enamik nende klassidest kuulub bioloogilise päritoluga (süsivesikud, valgud, lipiidid, nukleiinhapped). Nende ühendite hulka kuuluvad lämmastik, vesinik, hapnik, fosfor ja väävel.

Et mõista, mis aine on, on vaja ette kujutada, millist rolli see meie elus mängib. Teiste ainetega suheldes moodustab see uusi. Ilma nendeta on ümbritseva maailma elutähtis tegevus lahutamatu ja mõeldamatu. Kõik esemed koosnevad teatud ainetest, seega on neil meie elus oluline roll.

Ained ja kehad kuuluvad reaalsuse materiaalsesse komponenti. Mõlemal on oma märgid. Mõelge aine ja keha erinevusele.

Definitsioon

Aine nimetatakse aineks, millel on mass (vastupidiselt näiteks elektromagnetväli) ja millel on palju osakesi. On aineid, mis koosnevad iseseisvatest aatomitest, näiteks alumiinium. Sagedamini ühendatakse aatomid enam-vähem keerukateks molekulideks. Selline molekulaarne aine on polüetüleen.

Keha- eraldiseisev materiaalne objekt, millel on oma piirid ja mis võtab enda alla osa ümbritsevast ruumist. Sellise objekti konstantsed omadused on mass ja maht. Kehadel on ka kindlad suurused ja kujundid, mis moodustavad objektidest teatud visuaalse pildi. Kehad võivad looduses juba eksisteerida või olla inimese loovuse tulemus. Kehade näited: raamat, õun, vaas.

Võrdlus

Üldiselt on substantsi ja keha erinevus järgmine: substants on see, millest luuakse olemasolevad objektid (aine sisemine aspekt) ja need objektid ise on kehad (aine väline aspekt). Niisiis, parafiin on aine ja sellest saadav küünal on keha. Peab ütlema, et keha ei ole ainus seisund, milles ained eksisteerida saavad.

Igal ainel on spetsiifiliste omaduste kogum, mille tõttu saab seda paljudest teistest ainetest eristada. Selliste omaduste hulka kuuluvad näiteks kristallstruktuuri tunnused või sulamistemperatuuri kuumutamisaste.

Olemasolevaid komponente segades saate täiesti erinevaid aineid, millel on oma ainulaadsed omadused. Looduses leiduvate ainete põhjal on inimeste loodud palju aineid. Sellised tehistooted on näiteks nailon ja sooda. Ained, millest inimesed midagi valmistavad, nimetatakse materjalideks.

Mis vahe on ainel ja kehal? Aine on koostiselt alati homogeenne, see tähendab, et kõik selles sisalduvad molekulid või muud üksikud osakesed on ühesugused. Samas ei iseloomusta keha alati ühtsus. Näiteks klaaspurk on homogeenne korpus, kuid kaevamislabidas on heterogeenne, kuna selle ülemine ja alumine osa on valmistatud erinevatest materjalidest.

Teatud ainetest saab valmistada palju erinevaid kehasid. Näiteks pallid on valmistatud kummist, Autorehvid, vaibad. Samas saab valmistada kehasid, mis täidavad sama funktsiooni erinevaid aineid nagu näiteks alumiiniumist ja puidust lusikad.

Tänases artiklis arutleme selle üle, mis on füüsiline keha. see õppeperiood on teid kooliaastate jooksul juba rohkem kui korra kohanud. Mõisteid "füüsiline keha", "aine", "nähtus" kohtame esmakordselt loodusloo tundides. Neid uuritakse enamikus eriteaduse - füüsika - osades.

Vastavalt "füüsilisele kehale" tähendab teatud materiaalne objekt, millel on vorm ja selgelt määratletud välispiir, mis seda eraldab. väliskeskkond ja muud kehad. Lisaks on füüsilisel kehal sellised omadused nagu mass ja maht. Need parameetrid on põhilised. Kuid peale nende on ka teisi. Räägime läbipaistvusest, tihedusest, elastsusest, kõvadusest jne.

Füüsilised kehad: näited

Lihtsamalt öeldes võime nimetada kõiki ümbritsevaid objekte füüsiliseks kehaks. Tuntumad näited neist on raamat, laud, auto, pall, tass. Füüsika nimetab lihtsat keha, mille geomeetriline kuju tüsistusteta. Liitkehad on need, mis eksisteerivad omavahel ühendatud kehade kombinatsioonide kujul lihtsad kehad. Näiteks võib väga tinglikult inimfiguuri kujutada silindrite ja kuulide komplektina.

Materjali, millest mõni keha koosneb, nimetatakse substantsiks. Samal ajal võivad need sisaldada nii ühte kui ka mitut ainet. Toome näiteid. füüsilised kehad- söögiriistad (kahvlid, lusikad). Tavaliselt on need valmistatud terasest. Nuga võib olla näide kahest kehast erinevad tüübid ained - terasest tera ja puidust käepide. Ja selline keeruline toode nagu mobiiltelefon on valmistatud palju suuremast hulgast "koostisosadest".

Mis on ained

Need võivad olla looduslikud või kunstlikult loodud. Iidsetel aegadel valmistasid inimesed kõik vajalikud esemed looduslikest materjalidest (nooleotsad - riietest - loomanahkadest). Tehnoloogia arenguga ilmusid inimese loodud ained. Ja nüüd on nad enamuses. Klassikaline näide füüsilisest kehast kunstlik päritolu võib olla plastikust. Iga selle tüübi on loonud inimene, et tagada konkreetse objekti vajalikud omadused. Näiteks läbipaistev plastik - prillide läätsede jaoks, mürgivaba toit - nõude jaoks, vastupidav - auto kaitseraua jaoks.

Igal objektil (alates kõrgtehnoloogilisest seadmest) on mitmeid teatud omadusi. Füüsiliste kehade üheks omaduseks on nende võime gravitatsioonilise vastasmõju tulemusena üksteist ligi tõmmata. Seda mõõdetakse füüsikalise suuruse, mida nimetatakse massiks, abil. Füüsikute definitsiooni järgi on kehade mass nende gravitatsiooni mõõt. Seda tähistatakse sümboliga m.

Massi mõõtmine

See füüsiline kogus, nagu iga teinegi, on mõõdetav. Et teada saada, milline on mis tahes objekti mass, peate seda võrdlema standardiga. Ehk siis kehaga, mille massi võetakse ühikuna. rahvusvaheline süsteemühikutes (SI) loetakse seda kilogrammiks. Selline "ideaalne" massiühik eksisteerib silindri kujul, mis on iriidiumi ja plaatina sulam. Seda rahvusvahelist disaini hoitakse Prantsusmaal ja koopiad on saadaval peaaegu igas riigis.

Lisaks kilogrammidele kasutatakse mõistet tonnid, grammid või milligrammid. Kehakaalu mõõdetakse kaalumise teel. See on klassikaline viis igapäevaste arvutuste tegemiseks. Kuid kaasaegses füüsikas on teisi, mis on palju kaasaegsemad ja väga täpsed. Nende abiga määratakse mikroosakeste, aga ka hiiglaslike objektide mass.

Füüsiliste kehade muud omadused

Kuju, mass ja maht on kõige olulisemad omadused. Kuid füüsilistel kehadel on ka teisi omadusi, millest igaüks on konkreetses olukorras oluline. Näiteks võivad võrdse mahuga objektid oma massi poolest oluliselt erineda, see tähendab, et neil on erinev tihedus. Paljudes olukordades on olulised sellised omadused nagu rabedus, kõvadus, vastupidavus või magnetilised omadused. Me ei tohiks unustada soojusjuhtivust, läbipaistvust, ühtlust, elektrijuhtivust ja palju muud füüsikalised omadused kehad ja ained.

Enamasti sõltuvad kõik sellised omadused ainetest või materjalidest, millest esemed koosnevad. Näiteks on kummist, klaasist ja terasest kuulidel täiesti erinevad füüsikaliste omaduste komplektid. See on oluline olukordades, kus kehad suhtlevad üksteisega, näiteks uurides nende deformatsiooniastet kokkupõrkel.

Aktsepteeritud lähenduste kohta

Teatud füüsika osad peavad füüsilist keha ideaalsete omadustega abstraktsiooniks. Näiteks mehaanikas on kehad kujutatud kui materiaalsed punktid, millel puudub mass ja muud omadused. See füüsikaharu tegeleb selliste tingimuslike punktide liikumisega ja siin püstitatud ülesannete lahendamisel pole sellistel suurustel põhimõttelist tähtsust.

Teaduslikes arvutustes mõiste absoluutselt tahke keha. Selliseks peetakse tinglikult keha, mis ei allu ühelegi deformatsioonile, ilma massikeskme nihketa. See lihtsustatud mudel võimaldab teoreetiliselt reprodutseerida mitmeid spetsiifilisi protsesse.

Termodünaamika osa oma eesmärkidel kasutab täiesti musta keha mõistet. Mis see on? Füüsiline keha (teatud abstraktne objekt), mis on võimeline neelama mis tahes selle pinnale langevat kiirgust. Samal ajal, kui ülesanne seda nõuab, võivad nad kiirata elektromagnetlained. Kui teoreetiliste arvutuste tingimuste kohaselt ei ole füüsiliste kehade kuju fundamentaalne, loetakse see vaikimisi sfääriliseks.

Miks on keha omadused nii olulised?

Füüsika kui selline sai alguse vajadusest mõista seadusi, mille järgi füüsilised kehad käituvad, aga ka erinevate välisnähtuste eksisteerimise mehhanisme. Looduslike tegurite hulka kuuluvad kõik muutused meie keskkonnas, mis ei ole seotud inimtegevuse tulemustega. Paljusid neist kasutavad inimesed oma huvides ära, kuid teised võivad olla ohtlikud ja isegi katastroofilised.

Füüsiliste kehade käitumise ja erinevate omaduste uurimine on inimestele vajalik selleks, et ennustada ebasoodsaid tegureid ning ennetada või vähendada nende tekitatud kahju. Näiteks lainemurdjaid ehitades on inimesed harjunud tegelema mere negatiivsete ilmingutega. Inimkond on õppinud maavärinatele vastu seisma spetsiaalsete maavärinakindlate ehituskonstruktsioonide väljatöötamise kaudu. Auto kandvad osad on valmistatud spetsiaalsel, hoolikalt kalibreeritud kujul, et vähendada õnnetustes tekkivaid kahjustusi.

Kehade ehitusest

Teise definitsiooni järgi tähendab mõiste "füüsiline keha" kõike, mida saab tunnistada reaalselt eksisteerivaks. Igaüks neist võtab tingimata osa ruumist ja ained, millest need koosnevad, on teatud struktuuriga molekulide kogum. Teised, rohkem väikesed osakesed tema - aatomid, kuid igaüks neist pole midagi jagamatut ja täiesti lihtsat. Aatomi struktuur on üsna keeruline. See sisaldab positiivselt ja negatiivselt laetud elementaarosakesed- ioonid.

Struktuuri, mille järgi sellised osakesed reastuvad tahkete ainete teatud süsteemi, nimetatakse kristalseks. Igal kristallil on kindel, rangelt fikseeritud kuju, mis näitab selle molekulide ja aatomite korrapärast liikumist ja vastastikmõju. Kui kristallide struktuur muutub, rikutakse keha füüsikalisi omadusi. Agregatsiooni olek, mis võib olla tahke, vedel või gaasiline, sõltub elementaarkomponentide liikuvuse astmest.

Nende keeruliste nähtuste iseloomustamiseks kasutatakse kompressioonikoefitsientide või mahuelastsuse mõistet, mis on vastastikku vastastikused.

Molekuli liikumine

Puhkeseisund ei ole omane ei aatomitele ega tahkete ainete molekulidele. Nad on pidevas liikumises, mille olemus sõltub keha termilisest olekust ja mõjudest, milles see on. Sel hetkel paljastatud. Osa elementaarosakestest – negatiivselt laetud ioonid (nimetatakse elektronideks) liiguvad suurema kiirusega kui positiivse laenguga ioonid.

Agregatsiooniseisundi seisukohalt on füüsilised kehad kõvad esemed, vedelikud või gaasid, olenevalt molekulaarse liikumise iseloomust. Kogu tahkete ainete komplekti saab jagada kristalliliseks ja amorfseks. Osakeste liikumine kristallis loetakse täiesti korrastatuks. Vedelikes liiguvad molekulid täiesti erineva põhimõtte järgi. Nad liiguvad ühest rühmast teise, mida võib piltlikult kujutada kui komeete, mis rändavad ühest taevasüsteemist teise.

Igas gaasilises kehas on molekulidel palju nõrgem side kui vedelal või tahkel ainel. Seal olevaid osakesi võib nimetada üksteise suhtes tõrjuvateks. Füüsikaliste kehade elastsus määratakse kahe põhisuuruse - nihketeguri ja mahuelastsuse koefitsiendi - kombinatsiooniga.

Keha voolavus

Vaatamata kõigile olulistele erinevustele tahkete ja vedelate füüsiliste kehade vahel, on nende omadustel palju ühist. Mõned neist, mida nimetatakse pehmeteks, hõivavad esimese ja teise agregatsiooni vahepealse oleku, millel on mõlemale omased füüsikalised omadused. Sellist omadust nagu voolavus võib leida tahkes kehas (näiteks jää või jalatsi pigi). See on omane ka metallidele, sealhulgas üsna kõvadele. Surve all on enamik neist võimelised voolama nagu vedelik. Kahe tahke metallitüki ühendamisel ja kuumutamisel on võimalik need ühtseks tervikuks jootma. Veelgi enam, jootmisprotsess toimub temperatuuril, mis on palju madalam kui igaühe sulamistemperatuur.

See protsess on võimalik tingimusel, et mõlemad osad on täielikult kontaktis. Sel viisil saadakse mitmesuguseid metallisulameid. Vastavat omadust nimetatakse difusiooniks.

Vedelike ja gaaside kohta

Arvukate katsete tulemuste põhjal on teadlased jõudnud järgmisele järeldusele: tahked füüsilised kehad ei ole mingi isoleeritud rühm. Nende erinevus vedelatest on ainult suuremas sisemises hõõrdumises. Ainete üleminek sisse erinevad osariigid toimub teatud temperatuuril.

Gaasid erinevad vedelikest ja tahketest ainetest selle poolest, et isegi tugeva mahumuutuse korral ei suurene elastsusjõud. Vedelike ja tahkete ainete erinevus seisneb tahkete ainete elastsusjõudude esinemises nihke ajal, st kuju muutumises. Seda nähtust ei täheldata vedelikes, mis võivad esineda mis tahes kujul.

Kristalliline ja amorfne

Nagu juba mainitud, on tahkete ainete kaks võimalikku olekut amorfsed ja kristalsed. Amorfsed kehad on kehad, millel on igas suunas samad füüsikalised omadused. Seda omadust nimetatakse isotroopiaks. Näiteks kõvenenud vaik, merevaigust tooted, klaas. Nende isotroopia tuleneb molekulide ja aatomite juhuslikust paigutusest aine koostises.

Kristallilises olekus on elementaarosakesed paigutatud rangesse järjekorda ja eksisteerivad sisemise struktuuri kujul, kordudes perioodiliselt erinevates suundades. Selliste kehade füüsikalised omadused on erinevad, kuid paralleelsetes suundades langevad kokku. Seda kristallidele omast omadust nimetatakse anisotroopiaks. Selle põhjuseks on ebavõrdne jõud molekulide ja aatomite vahel erinevates suundades.

Mono- ja polükristallid

Üksikkristallides on sisemine struktuur homogeenne ja kordub kogu mahu ulatuses. Polükristallid näevad välja nagu paljud väikesed kristalliid, mis on üksteisega kaootiliselt kokku kasvanud. Nende koostisosad asuvad üksteisest rangelt määratletud kaugusel ja õiges järjekorras. Kristallvõre all mõistetakse sõlmede kogumit, st punkte, mis toimivad molekulide või aatomite tsentritena. Kristallilise struktuuriga metallid on materjaliks sildade, hoonete ja muude vastupidavate konstruktsioonide karkassidel. Seetõttu uuritakse praktilistel eesmärkidel kristallkehade omadusi hoolikalt.

Tegelikud tugevusomadused on negatiivne mõju defektid kristallvõre nii pealiskaudsed kui ka sisemised. Eraldi füüsika osa, mida nimetatakse tahke keha mehaanikaks, on pühendatud tahkete ainete sarnastele omadustele.

Kehad on objektid, mis meid ümbritsevad.

Kehad koosnevad ainetest.

Füüsilised kehad erinevad kuju, suuruse, massi ja mahu poolest.

Mateeria on see, millest füüsiline keha koosneb. Aine oluline omadus on selle mass.

Materjal on aine, millest kehad valmistatakse.

Defineerige "aine", "materjal", "keha".

Mis vahe on "aine" ja "keha" vahel? Too näiteid. Miks on kehasid rohkem kui aineid?

Arvud ja faktid

Ühest tonnist vanapaberist saab toota 750 kg paberit või 25 000 koolivihikut.

20 tonni vanapaberit säästab raiest hektari metsa.

uudishimulik

Lennu- ja kosmosetööstuses, gaasiturbiinides, kivisöe keemilise töötlemise tehastes, kus soojust komposiitmaterjalide kasutamine. Need on materjalid, mis koosnevad plastikust alusest (maatriksist) ja täiteainest. Komposiitide hulka kuuluvad keraamilised-metallmaterjalid (keraamika), norplastid (täidetud orgaanilised polümeerid). Maatriksina kasutatakse metalle ja sulameid, polümeere ja keraamikat. Komposiidid on palju vastupidavamad kui traditsioonilised materjalid.

kodune eksperiment

Kromatograafia paberil

Sega tilk sinist ja punast tinti (võib-olla vees lahustuvate värvide segu, mis omavahel ei suhtle). Võtke filterpaberileht, kandke väike tilk segu paberi keskele, seejärel tilgub selle tilga keskele vett. Filterpaberile hakkab moodustuma värvikromatogramm.

Labori klaasnõude ja keemiaseadmetega tutvumine

Keemia õppimise käigus tuleb läbi viia palju katseid, mille jaoks kasutatakse spetsiaalseid seadmeid ja tööriistu.

Keemias kasutatakse õhukese- ja paksuseinalisest klaasist spetsiaalseid nõusid. Õhukeseseinalisest klaasist tooted on vastupidavad äärmuslikele temperatuuridele, neis tehakse kuumutamist nõudvaid keemilisi operatsioone. Paksu klaasnõusid ei tohi kuumutada. Kokkuleppel klaasnõud on üldotstarbelised, eriotstarbeline ja mõõdetud. Enamiku tööde jaoks kasutatakse üldotstarbelisi kööginõusid.

Õhukeseseinalised üldotstarbelised klaasnõud

Katseklaase kasutatakse katsete läbiviimisel väikese koguse lahuste või tahkete ainetega, näidiskatseteks. Kasutame katsete läbiviimiseks riistu.

Valage kahte väikesesse 1-2 ml katseklaasi. vesinikkloriidhappe lahus. Ühes lisage 1-2 tilka lakmust ja teise - nii palju metüülapelsini. Jälgime indikaatorite värvimuutust. Lakmus muutub punaseks ja metüüloranž roosaks.

Valage kolme väikesesse katseklaasi 1-2 ml naatriumhüdroksiidi lahust. Lisage ühele 1-2 tilka lakmust, värvus muutub siniseks. Teises - samas koguses metüüloranži - muutub värv kollaseks. Kolmandas - fenoolftaleiinis muutub värv karmiinpunaseks. Seega saab indikaatorite abil määrata lahenduste keskkonna.

Asetage suurde katseklaasi veidi sooda naatriumvesinikkarbonaati ja lisage 1-2 ml äädikhappe lahust. Näeme kohe nende ainete segu omamoodi “keetmist”. Selline mulje tekib mullide kiire vabanemise tõttu. süsinikdioksiid. Kui gaasi vabanemisel tuuakse katseklaasi ülemisse osakesse süüdatud tikk, kustub see läbi põlemata.

Ained lahustatakse kolbides, lahused filtreeritakse ja tiitritakse. Keemilisi keeduklaase kasutatakse sadestamisreaktsioonide läbiviimiseks, tahkete ainete lahustamiseks kuumutamisel. Eriotstarbeliste gruppi kuuluvad kindlal otstarbel kasutatavad nõud. Paksuseinalistes nõudes tehakse katseid, mis ei vaja kuumutamist. Enamasti hoitakse selles reaktiive. Paksust klaasist valmistatakse ka tilgureid, lehtreid, gaasimõõtjaid, Kippi aparaate, klaasvardaid.

Kastame ühe klaaspulga kontsentreeritud p soolhappesse ja teise p ammoniaak. Toome pulgad üksteisele lähemale, jälgime "suitsu ilma tuleta" teket.

Mõõteriistade hulka kuuluvad pipetid, büretid, kolvid, silindrid, keeduklaasid, klaasid. Mõõteriistad määravad täpselt vedelike mahu, valmistavad erineva kontsentratsiooniga lahuseid.

Lisaks klaasnõudele on laboris kasutusel portselannõud: topsid, tiiglid, uhmrid. Portselantopse kasutatakse lahuste aurustamiseks ja portselantiigleid kasutatakse ainete kaltsineerimiseks muhvelahjudes. Mörtid jahvatavad tahkeid aineid.

Laboratoorsed seadmed

Ainete soojendamiseks keemialaborites kasutatakse piiritusepliite, suletud spiraaliga elektripliite, veevanne ja gaasi juuresolekul gaasipõleteid. Võite kasutada ka kuiva kütust, põletades seda spetsiaalsetel alustel.

Keemiakatsete tegemisel on suur tähtsus abitarvikutel: metallist alus, katseklaaside alus, tiigli tangid, asbestvõrk.

Ainete kaalumiseks kasutatakse kaalusid.

1.1. Kehad ja keskkonnad. Süsteemide mõistmine

Eelmisel aastal füüsikat õppides õppisite, et maailm, milles me elame, on maailm füüsilised kehad ja kolmapäeviti. Mille poolest erineb füüsiline keha keskkonnast? Igal füüsilisel kehal on kuju ja maht.

Näiteks füüsilised kehad on väga erinevad objektid: alumiiniumlusikas, nael, teemant, klaas, kilekott, jäämägi, lauasoola tera, suhkrutükk, vihmapiisk. Ja õhk? Ta on pidevalt meie ümber, kuid me ei näe tema kuju. Meie jaoks on õhk meedium. Teine näide: inimese jaoks on meri, kuigi väga suur, kuid siiski füüsiline keha – sellel on kuju ja maht. Ja selles ujuvate kalade jaoks on meri suure tõenäosusega keskkond.

Minult elukogemus sa tead, et kõik, mis meid ümbritseb, koosneb millestki. Teie ees seisev õpik koosneb õhukestest tekstilehtedest ja vastupidavamast kaanest; äratuskell, mis äratab teid hommikul – erinevatest osadest. See tähendab, et võime öelda, et õpik ja äratuskell on süsteem.

On väga oluline, et süsteemi koostisosad oleksid ühendatud, kuna nendevaheliste ühenduste puudumisel muutuks iga süsteem "hunnikuks".

Iga süsteemi kõige olulisem omadus on selle ühend ja struktuur. Kõik muud süsteemi omadused sõltuvad koostisest ja struktuurist.

Süsteemide mõiste on meile vajalik selleks, et mõista, millest füüsilised kehad ja keskkonnad koosnevad, sest kõik need on süsteemid. (Gaasikeskkonnad (gaasid) moodustavad süsteemi ainult koos sellega, mis takistab nende paisumist.)

KEHA, KESKKOND, SÜSTEEM, SÜSTEEMI KOOSTIS, SÜSTEEMI STRUKTUUR.
1. Too mitu näidet õpikus puuduvate füüsiliste kehade kohta (mitte rohkem kui viis).
2. Milliste füüsiliste keskkondadega konn igapäevaelus kokku puutub?
3. Mille poolest erineb teie arvates füüsiline keha keskkonnast?

1.2. Aatomid, molekulid, ained

Kui vaatate suhkrukaussi või soolaloksutisse, näete, et suhkur ja sool koosnevad üsna väikestest teradest. Ja kui vaadata neid teri läbi suurendusklaasi, siis on näha, et igaüks neist on lamedate servadega hulktahukas (kristall). Ilma spetsiaalse varustuseta ei suuda me eristada, millest need kristallid on valmistatud, kuid tänapäeva teadus on hästi kursis meetoditega, mis seda võimaldavad. Need meetodid ja neid kasutavad seadmed töötasid välja füüsikud. Nad kasutavad väga keerulisi nähtusi, mida me siin ei käsitle. Ütleme vaid, et neid meetodeid saab võrrelda väga võimsa mikroskoobiga. Kui vaatame soola- või suhkrukristalli sellises "mikroskoobis" üha suurema suurendusega, siis lõpuks leiame, et selle kristalli osaks on väga väikesed sfäärilise kujuga osakesed. Tavaliselt kutsutakse neid aatomid(kuigi see pole täiesti tõsi, on nende täpsem nimi nukliidid). Aatomid on osa kõigist meid ümbritsevatest kehadest ja keskkondadest.

Aatomid on väga väikesed osakesed, nende suurus on üks kuni viis angströmit (tähistatud - A o .). Üks angström on 10-10 meetrit. Suhkrukristalli suurus on ligikaudu 1 mm; selline kristall on ligikaudu 10 miljonit korda suurem kui ükski selle koostises olev aatom. Parema ettekujutuse saamiseks sellest, kui väikesed osakesed on aatomid, kaaluge seda näidet: kui õun on suurendatud suuruseni gloobus, siis saab sama teguriga suurendatud aatom keskmise õuna suuruseks.
Vaatamata oma väikesele suurusele on aatomid üsna keerulised osakesed. Sel aastal saate tutvuda aatomite ehitusega, kuid praegu ütleme ainult, et iga aatom koosneb aatomituum ja sellega seotud elektronkiht, mis on samuti süsteem.
Praegu on teada veidi üle saja aatomitüübi. Neist umbes kaheksakümmend on stabiilsed. Ja nendest kaheksakümnest aatomitüübist on ehitatud kõik meid ümbritsevad objektid nende lõpmatus mitmekesisuses.
Üks neist põhijooned aatomid on nende kalduvus üksteisega ühineda. Enamasti põhjustab see molekulid.

Molekul võib sisaldada kahte kuni mitusada tuhat aatomit. Samal ajal võivad väikesed molekulid (kahe-, kolmeaatomilised ...) koosneda ka identsetest aatomitest, samas kui suured molekulid koosnevad reeglina erinevatest aatomitest. Kuna molekul koosneb mitmest aatomist ja need aatomid on omavahel seotud, siis on molekul süsteem.Tahketes ja vedelikes on molekulid omavahel seotud, gaasides aga mitte.
Aatomite vahelisi sidemeid nimetatakse keemilised sidemed ja sidemeid molekulide vahel molekulidevahelised sidemed.
Moodustuvad omavahel seotud molekulid ained.

Molekulidest koosnevaid aineid nimetatakse molekulaarsed ained. Niisiis koosneb vesi veemolekulidest, suhkur koosneb sahharoosi molekulidest ja polüetüleen koosneb polüetüleeni molekulidest.
Lisaks koosnevad paljud ained otse aatomitest või muudest osakestest ega sisalda oma koostises molekule. Näiteks alumiinium, raud, teemant, klaas, sool ei sisalda molekule. Selliseid aineid nimetatakse mittemolekulaarne.

Mittemolekulaarsetes ainetes on aatomid ja muud keemilised osakesed, nagu ka molekulides, omavahel seotud keemiliste sidemetega Ainete jagunemine molekulaarseteks ja mittemolekulaarseteks on ainete klassifitseerimine. hoone tüübi järgi.
Eeldusel, et omavahel seotud aatomid säilitavad sfäärilise kuju, on võimalik konstrueerida molekulide ja mittemolekulaarsete kristallide kolmemõõtmelisi mudeleid. Selliste mudelite näited on näidatud joonistel fig. 1.1.
Enamikku aineid leidub tavaliselt ühes kolmest koondseisundid: tahke, vedel või gaasiline. Kuumutamisel või jahutamisel võivad molekulaarsed ained minna ühest agregatsiooniolekust teise. Sellised üleminekud on skemaatiliselt näidatud joonisel fig. 1.2.

Mittemolekulaarse aine üleminekuga ühest agregatsiooniseisundist teise võib kaasneda struktuuri tüübi muutus. Kõige sagedamini esineb see nähtus mittemolekulaarsete ainete aurustumisel.

Kell sulamine, keetmine, kondenseerumine ja sarnased nähtused, mis esinevad molekulaarsete ainetega, ainete molekulid ei hävi ega moodustu. Katkevad või moodustuvad ainult molekulidevahelised sidemed. Näiteks jää sulamisel muutub see veeks ja vee keemisel veeauruks. Veemolekulid sel juhul ei hävi ja seetõttu jääb vesi ainena muutumatuks. Seega on kõigis kolmes agregatsiooni olekus sama aine - vesi.

Kuid mitte kõik molekulaarsed ained ei saa eksisteerida kõigis kolmes agregatsiooniolekus. Paljud neist kuumutamisel lagunema st nad muudetakse muudeks aineteks, samal ajal kui nende molekulid hävivad. Näiteks tselluloos (puidu ja paberi põhikomponent) kuumutamisel ei sula, vaid laguneb. Selle molekulid hävivad ja "fragmentidest" moodustuvad täiesti erinevad molekulid.

Niisiis, molekulaarne aine jääb iseendaks ehk keemiliselt muutumatuks seni, kuni selle molekulid jäävad muutumatuks.

Kuid teate, et molekulid on pidevas liikumises. Ja ka molekule moodustavad aatomid liiguvad (võnkuvad). Temperatuuri tõustes suureneb aatomite vibratsioon molekulides. Kas võib öelda, et molekulid jäävad täiesti muutumatuks? Muidugi mitte! Mis jääb siis muutumatuks? Vastus sellele küsimusele on ühes järgmistest lõikudest.

Vesi. Vesi on meie planeedil kõige kuulsam ja väga levinud aine: Maa pinnast on 3/4 ulatuses kaetud veega, inimene koosneb 65% ulatuses veest, ilma veeta on elu võimatu, sest vesilahus kõik rakulised protsessid kehas. Vesi on molekulaarne aine. See on üks väheseid aineid, mis looduslikud tingimused esineb tahkes, vedelas ja gaasilises olekus ning see on ainus aine, mille igal neist olekust on oma nimi.
Vee struktuurilised iseärasused on põhjustatud selle ebatavalised omadused. Näiteks külmumisel suureneb vee maht, mistõttu jää hõljub oma sulamisvees - vedelas vees ja vee kõrgeimat tihedust täheldatakse 4 o C juures, nii et talvel ei külmu suured veehoidlad põhjani. Celsiuse temperatuuriskaala ise põhineb vee omadustel (0 o - külmumispunkt, 100 o - keemistemperatuur). Nende nähtuste põhjuste ja vee keemiliste omadustega tutvute 9. klassis.

Raud- hõbevalge, läikiv, tempermalmist metall. See on mittemolekulaarne aine. Metallide hulgas on raud alumiiniumi järel teisel kohal looduses leiduva arvukuse ja tähtsuse poolest inimkonnale. koos teise metalli - nikliga - moodustab see meie planeedi tuuma. Puhtal raual ei ole laialdast praktilist rakendust. Delhi naabruses asuv kuulus Kutubi sammas on umbes seitsme meetri kõrgune ja 6,5 ​​tonni kaaluv ning ligi 2800 aastat vana (paigutati 9. sajandil eKr) – üks väheseid kasutusnäiteid puhas raud(99,72%); võimalik, et selle konstruktsiooni vastupidavust ja korrosioonikindlust seletab just materjali puhtus.
Malmi, terase ja muude sulamite kujul kasutatakse rauda sõna otseses mõttes kõigis tehnoloogiaharudes. Tema väärtuslik magnetilised omadused kasutatakse elektrigeneraatorites ja elektrimootorites. Raud on inimestele ja loomadele eluliselt tähtis element, kuna see on osa vere hemoglobiinist. Selle defitsiidi korral ei saa kudede rakud piisavalt hapnikku, mis põhjustab väga tõsiseid tagajärgi.

ATOM (NUKLIIID), MOLEKUL, KEEMILINE SIDE, MOLEKULIDE VAHELINE SIDE, MOLEKULARNE AINE, MITTEMOLEKULAARNE AINE, STRUKTUURI TÜÜP, AKGREGAATOLEK.

1. Millised sidemed on tugevamad: keemilised või molekulidevahelised?
2. Mille poolest erinevad tahked, vedelad ja gaasilised olekud üksteisest? Kuidas molekulid liiguvad gaasis, vedelas ja tahkes aines?
3. Kas olete kunagi jälginud mingite ainete (v.a jää) sulamist? Aga keetmine (va vesi)?
4. Millised on nende protsesside omadused? Tooge näiteid teile teadaolevate tahkete ainete sublimatsioonist.
5. Tooge näiteid teile teadaolevatest ainetest, mis võivad olla a) kõigis kolmes agregatsiooni olekus; b) ainult tahkes või vedelas olekus; c) ainult tahkes olekus.

1.3. Keemilised elemendid

Nagu te juba teate, on aatomid samad ja erinevad. Kuidas erinevad aatomid üksteisest struktuuri poolest erinevad, saate varsti teada, kuid praegu ütleme ainult, et erinevad aatomid erinevad keemiline käitumine st selle võimet omavahel kombineerida, moodustades molekule (või mittemolekulaarseid aineid).

Teisisõnu, keemilised elemendid on just need aatomitüübid, mida mainiti eelmises lõigus.
Igal keemilisel elemendil on oma nimi, näiteks: vesinik, süsinik, raud jne. Lisaks on igale elemendile määratud ka oma sümbol. Neid sümboleid näete näiteks kooli keemiakabineti "Keemiliste elementide tabelis".
Keemiline element on abstraktne kogum. See on suvalise arvu antud tüüpi aatomite nimi ja need aatomid võivad asuda kõikjal, näiteks: üks Maal ja teine ​​Veenusel. Keemilist elementi ei saa käsitsi näha ega tunda. Keemilise elemendi moodustavad aatomid võivad olla üksteisega seotud, kuid ei pruugi olla. Järelikult ei ole keemiline element ei aine ega materiaalne süsteem.

KEEMILINE ELEMINE, ELEMENDI SYMBOL.
1. Määratlege mõiste "keemiline element", kasutades sõnu "aatomite tüüp".
2. Mitu tähendust on sõnal "raud" keemias? Mis need väärtused on?

1.4. Aine klassifikatsioon

Enne mis tahes objektide klassifitseerimisega jätkamist on vaja valida tunnus, mille järgi seda klassifitseerimist teostate ( klassifitseerimisfunktsioon). Näiteks hunnikut pliiatseid karpidesse pannes saab juhinduda nende värvist, kujust, pikkusest, kõvadusest või millestki muust. Valitud omadus on klassifitseerimistunnus. Ained on palju keerukamad ja mitmekesisemad objektid kui pliiatsid, seega on siin palju rohkem klassifitseerimistunnuseid.
Kõik ained (ja te juba teate, et aine on süsteem) koosnevad osakestest. Esimene klassifitseerimistunnus on aatomituumade olemasolu (või puudumine) nendes osakestes. Selle alusel jagunevad kõik ained keemilised ained ja füüsikalised ained.

Keemiline aine- aine, mis koosneb aatomituumi sisaldavatest osakestest.

Sellised osakesed (ja neid nimetatakse keemilised osakesed) võivad olla aatomid (ühe tuumaga osakesed), molekulid (mitme tuumaga osakesed), mittemolekulaarsed kristallid (palju tuumaga osakesed) ja mõned teised. Iga keemiline osake sisaldab lisaks tuumadele või tuumadele ka elektrone.
Välja arvatud keemilised ained, looduses leidub ka teisi aineid. Näiteks: neutrontähtede aine, mis koosneb osakestest, mida nimetatakse neutroniteks; elektronide, neutronite ja muude osakeste vood. Selliseid aineid nimetatakse füüsikalisteks.

füüsiline aine- aine, mis koosneb osakestest, mis ei sisalda aatomituumi.

Maal ei kohta te peaaegu kunagi füüsilist ainet.
Vastavalt keemiliste osakeste tüübile või struktuuri tüübile jagunevad kõik kemikaalid molekulaarne ja mittemolekulaarne, sa juba tead seda.
Aine võib koosneda sama koostise ja struktuuriga keemilistest osakestest – antud juhul nimetatakse seda puhas, või individuaalne aine. Kui osakesed on erinevad, siis segu.

See kehtib nii molekulaarsete kui ka mittemolekulaarsete ainete kohta. Näiteks molekulaarne aine "vesi" koosneb sama koostise ja struktuuriga veemolekulidest ning mittemolekulaarne aine "sool" koosneb sama koostise ja struktuuriga soolakristallidest.
Enamik looduslikke aineid on segud. Näiteks õhk on segu molekulaarsetest ainetest "lämmastik" ja "hapnik" teiste gaaside lisanditega ning kivim "graniit" on mittemolekulaarsete ainete "kvarts", "päevakivi" ja "vilgukivi" segu ka erinevate gaasidega. lisandid.
Üksikuid kemikaale nimetatakse sageli lihtsalt aineteks.
Keemilised ained võivad sisaldada ainult ühe keemilise elemendi aatomeid või erinevate elementide aatomeid. Selle alusel jagatakse ained lihtne ja keeruline.

Näiteks lihtaine "hapnik" koosneb kaheaatomilistest hapnikumolekulidest ja aine "hapnik" koostis sisaldab ainult hapniku elemendi aatomeid. Teine näide: lihtaine "raud" koosneb rauakristallidest ja aine "raud" koostis sisaldab ainult elemendi raud aatomeid. Ajalooliselt on lihtsal ainel tavaliselt sama nimi kui elemendil, mille aatomid on selle aine osaks.
Mõned elemendid ei moodusta aga ühte, vaid mitut lihtsad ained. Näiteks element hapnik moodustab kaks lihtsat ainet: "hapnik", mis koosneb kaheaatomilistest molekulidest, ja "osoon", mis koosneb kolmeaatomilistest molekulidest. Element süsinik moodustab kaks tuntud mittemolekulaarset lihtainet: teemant ja grafiit. Sellist nähtust nimetatakse allotroopia.

Neid lihtsaid aineid nimetatakse allotroopsed modifikatsioonid. Need on kvaliteedi koostiselt identsed, kuid erinevad üksteisest struktuuri poolest.

Seega koosneb kompleksaine "vesi" veemolekulidest, mis omakorda koosnevad vesiniku- ja hapnikuaatomitest. Seetõttu on vesiniku- ja hapnikuaatomid osa veest. Kompleksaine "kvarts" koosneb kvartskristallidest, kvartskristallid koosnevad räni aatomitest ja hapnikuaatomitest, see tähendab, et räni aatomid ja hapnikuaatomid on osa kvartsist. Muidugi võib keerulise aine koostis sisaldada aatomeid ja rohkem kui kahte elementi.
Ühendeid nimetatakse ka ühendused.
Tabelis 1 on toodud lihtsate ja keerukate ainete näited, samuti nende struktuuri tüübid.

Tabel I. Liht- ja kompleksained molekulaarne (m) ja mittemolekulaarne (n / m) tüüpi struktuur

Lihtsad ained

Komplekssed ained

Nimi

Hoone tüüp

Nimi

Hoone tüüp

Hapnik Vesi
Vesinik soola
Teemant sahharoos
Raud sinine vitriool
Väävel butaan
Alumiiniumist Fosforhappe
Valge fosfor Sooda
Lämmastik joogisoodat

Joonisel fig. 1.3 näitab skeemi ainete klassifitseerimiseks vastavalt meie uuritud omadustele: tuumade olemasolu ainet moodustavates osakestes, ainete keemilise identiteedi, ühe või mitme elemendi aatomite sisalduse ja tüübi järgi. struktuurist. Skeemi täiendatakse segude jagamisega mehaanilised segud ja lahendusi, siin on klassifitseerimistunnuseks struktuuritase, millel osakesed segunevad.

Nagu üksikud ained, võivad ka lahused olla tahked, vedelad (mida tavaliselt nimetatakse lihtsalt "lahusteks") ja gaasilised (nn gaaside segud). Tahkete lahenduste näited: kulla-hõbeda ehete sulam, rubiini vääriskivi. Vedelate lahuste näited on teile hästi teada: näiteks lauasoola lahus vees, lauaäädikas (äädikhappe lahus vees). Gaasiliste lahuste näited: õhk, hapniku-heeliumi segud hingavate sukeldujate jaoks jne.

Teemant- süsiniku allotroopne modifikatsioon. See on värvitu kalliskivi hinnatud oma värvidemängu ja sära eest. Sõna "teemant" tõlkes iidse India keelest tähendab "seda, mis ei purune". Kõigist mineraalidest on teemandil kõrgeim kõvadus. Kuid vaatamata oma nimele on see üsna habras. Lõigatud teemante nimetatakse briljantideks.
Lõike- ja abrasiivmaterjalina kasutatakse liiga väikeseid või ebakvaliteetseid looduslikke teemante, mida ehetes kasutada ei saa (abrasiivmaterjal on materjal lihvimiseks ja poleerimiseks).
Oma keemiliste omaduste järgi kuulub teemant mitteaktiivsete ainete hulka.
Grafiit- süsiniku teine ​​allotroopne modifikatsioon. See on ka mittemolekulaarne aine. Erinevalt teemandist on see must-hall, katsudes õline ja üsna pehme, lisaks juhib päris hästi elektrit. Tänu oma omadustele kasutatakse grafiiti erinevates inimtegevuse valdkondades. Näiteks: te kõik kasutate "lihtsaid" pliiatseid, kuid kirjutuspulk - pliiats - on valmistatud samast grafiidist. Grafiit on väga kuumakindel, seetõttu valmistatakse sellest tulekindlad tiiglid, milles sulatatakse metallid. Lisaks kasutatakse grafiiti kuumakindla määrdeaine valmistamiseks, samuti liigutatavaid elektrikontakte, eriti neid, mis on paigaldatud trollibussi stangedele kohtades, kus need libisevad mööda elektrijuhtmeid. Selle kasutamisel on ka teisi sama olulisi valdkondi. Grafiit on reaktiivsem kui teemant.

KEEMILINE AINE, ÜKSIK AINED, SEGU, LIHTNE AINE, LISAINE, ALLOTROOPIA, LAHUS.
1. Tooge vähemalt kolm näidet üksikutest ainetest ja sama palju näiteid segudest.
2. Milliseid lihtsaid aineid sa elus pidevalt kohtad?
3. Millised teie näitena toodud üksikutest ainetest on lihtained ja millised kompleksained?
4. Millistes järgmistest lausetest räägime keemilisest elemendist ja millised lihtainest?
a) Hapnikuaatom põrkas kokku süsinikuaatomiga.
b) Vesi sisaldab vesinikku ja hapnikku.
c) Vesiniku ja hapniku segu on plahvatusohtlik.
d) Kõige tulekindlam metall on volfram.
e) Pann on valmistatud alumiiniumist.
f) Kvarts on räni ühend hapnikuga.
g) Hapniku molekul koosneb kahest hapnikuaatomist.
h) Vask, hõbe ja kuld on inimestele tuntud iidsetest aegadest.
5. Too viis näidet lahendustest, mida tead.
6. Mis on teie arvates välise erinevus mehaanilise segu ja lahuse vahel?

1.5. Ainete omadused ja omadused. Segude eraldamine

Iga materiaalse süsteemi objekt (välja arvatud elementaarosakesed) on ise süsteem, see tähendab, et see koosneb teistest, väiksematest omavahel seotud objektidest. Seega on iga süsteem ise keeruline objekt ja peaaegu kõik objektid on süsteemid. Näiteks keemia jaoks oluline süsteem – molekul – koosneb aatomitest, mis on omavahel seotud keemiliste sidemetega (nende sidemete olemuse kohta saad teada 7. peatükki uurides). Teine näide: aatom. See on ka materiaalne süsteem, mis koosneb aatomituumast ja sellega seotud elektronidest (nende sidemete olemuse kohta saate teada 3. peatükki uurides).
Iga objekti saab kirjeldada või iseloomustada rohkem või vähem üksikasjalikult, st loetleda omadused.

Keemias on objektid ennekõike ained. Kemikaalid on väga mitmekesised: vedelad ja tahked, värvitud ja värvilised, kerged ja rasked, aktiivsed ja inertsed jne. Üks aine erineb teisest mitmel viisil, mida teatavasti nimetatakse omadusteks.

Aine omadus- sellele ainele omane omadus.

Ainetel on väga erinevaid omadusi: agregatsiooni olek, värvus, lõhn, tihedus, sulamisvõime, sulamistemperatuur, lagunemisvõime kuumutamisel, lagunemistemperatuur, hügroskoopsus (võime niiskust imada), viskoossus, võime suhelda muud ained ja paljud teised. Nendest funktsioonidest on kõige olulisemad ühend ja struktuur. Kõik muud selle omadused, sealhulgas omadused, sõltuvad aine koostisest ja struktuurist.
Eristama kvalitatiivne koostis ja kvantitatiivne koostis ained.
Aine kvalitatiivse koostise kirjeldamiseks loetlege aatomid, mille elemendid on selle aine osad.
Molekulaarse aine kvantitatiivse koostise kirjeldamisel milliste elementide aatomid ja millises koguses moodustavad antud aine molekuli.
Mittemolekulaarse aine kvantitatiivse koostise kirjeldamisel näidatakse iga selle aine moodustava elemendi aatomite arvu suhet.
Aine struktuuri all mõistetakse a) tekkivate aatomite omavaheliste seoste järjestust antud aine; b) nendevaheliste sidemete olemus ja c) aatomite vastastikune paigutus ruumis.
Nüüd pöördume tagasi küsimuse juurde, mis lõpetas punkti 1.2: mis jääb molekulides muutumatuks, kui molekulaarne aine jääb iseendaks? Nüüd saame sellele küsimusele juba vastata: nende koostis ja struktuur jäävad molekulides muutumatuks. Ja kui nii, siis saame selgitada punktis 1.2 tehtud järeldust:

Aine jääb iseendaks ehk keemiliselt muutumatuks seni, kuni selle molekulide koostis ja struktuur jäävad muutumatuks (mittemolekulaarsete ainete puhul - seni, kuni säilib selle koostis ja aatomitevaheliste sidemete olemus ).

Mis puudutab muid süsteeme, siis ainete omaduste hulgas erirühm välja paistma ainete omadused st nende võimet muutuda interaktsiooni tulemusena teiste kehade või ainetega, samuti interaktsiooni tulemusena koostisosad sellest ainest.
Teine juhtum on üsna haruldane, seega võib aine omadusi defineerida kui selle aine võimet teatud viisil muutuda mingi välise mõju all. Ja kuna välismõjud võivad olla väga mitmekesised (kuumutamine, kokkusurumine, vette kastmine, segamine mõne muu ainega jne), võivad needki põhjustada erinevaid muutusi. Kuumutamisel võib tahke aine sulada või sulamata laguneda, muutudes muudeks aineteks. Kui aine sulab kuumutamisel, siis me ütleme, et sellel on sulamisvõime. See on antud aine omadus (see esineb näiteks hõbedas ja puudub tselluloosis). Samuti võib vedelik kuumutamisel keeda või mitte keeda, vaid ka laguneda. See on keemisvõime (see avaldub näiteks vees ja puudub sulas polüetüleenist). Vette sukeldatud aine võib selles lahustuda, aga ei pruugi, see omadus on võime vees lahustuda. Tulele toodud paber süttib õhus, kuid kuldtraat mitte, see tähendab, et paberil (õigemini tselluloosil) on õhus põlemisvõime ja kuldtraadil see omadus puudub. Ainetel on palju erinevaid omadusi.
Sulamisvõime, keemisvõime, deformeerumisvõime jms omadused viitavad füüsikalised omadused ained.

Võime reageerida teiste ainetega, võime laguneda ja mõnikord ka lahustumisvõime viitab keemilised omadused ained.

Teine ainete omaduste rühm - kvantitatiivne omadused. Lõike alguses toodud omadustest on tihedus, sulamistemperatuur, lagunemistemperatuur ja viskoossus kvantitatiivsed. Kõik nad esindavad füüsikalised kogused. Füüsika kursusel tutvusite seitsmendas klassis füüsikaliste suurustega ja jätkate nende uurimist. Olulisemaid keemias kasutatavaid füüsikalisi suurusi uurid täpsemalt sel aastal.
Aine omaduste hulgas on selliseid, mis ei ole omadused ega kvantitatiivsed tunnused, kuid millel on aine kirjeldamisel suur tähtsus. Nende hulka kuuluvad koostis, struktuur, agregatsiooni olek ja muud omadused.
Igal üksikul ainel on oma omaduste kogum ja sellise aine kvantitatiivsed omadused on konstantsed. Näiteks, puhas vesi normaalrõhul keeb täpselt 100 o C, etüülalkohol samadel tingimustel 78 o C. Nii vesi kui etüülalkohol on üksikud ained. Ja näiteks bensiin, mis on mitme aine segu, ei oma kindlat keemistemperatuuri (keeb teatud temperatuurivahemikus).

Ainete füüsikaliste omaduste ja muude omaduste erinevused võimaldavad eraldada neist koosnevaid segusid.

Segude lahutamiseks koostisaineteks kasutatakse erinevaid füüsikalisi eraldamismeetodeid, näiteks: toetades Koos dekanteerimine(vedeliku setetest tühjendades), filtreerimine(pingutamine), aurustumine,magnetiline eraldamine(magnetiga eraldamine) ja palju muid meetodeid. Sa õpid mõnda neist meetoditest praktiliselt tundma.

Kuldne- üks väärismetallidest, iidsetest aegadest saadik inimesele teada. Inimesed leidsid kulda tükikeste või pannitud kullatolmu kujul. Keskajal pidasid alkeemikud Päikest kulla kaitsepühakuks. Kuld on mittemolekulaarne aine. See on üsna pehme ilus kollane metall, tempermalmist, raske, kõrge sulamistemperatuuriga. Tänu nendele omadustele, samuti võimele aja jooksul mitte muutuda ja immuunsusele erinevatele mõjudele (madal reaktsioonivõime) on kulda juba iidsetest aegadest saadik väga kõrgelt hinnatud. Varem kasutati kulda peamiselt müntide vermimiseks, ehete valmistamiseks ja mõnel muul alal, näiteks hinnaliste lauariistade valmistamiseks. tänini kasutatakse osa kullast ehete valmistamisel. Puhas kuld on väga pehme metall, seega ei kasuta juveliirid kulda ennast, vaid selle sulameid teiste metallidega – selliste sulamite mehaaniline tugevus on palju suurem. Nüüd aga kasutatakse enamikku kaevandatud kullast elektroonikatehnoloogias. Kuld on aga endiselt valuutametall.
Hõbedane on ka üks Väärismetallid inimestele teada iidsetest aegadest. Looduses leidub looduslikku hõbedat, kuid palju harvemini kui kulda. Keskajal pidasid alkeemikud kuud hõbeda kaitsepühakuks. Nagu kõik metallid, on ka hõbe mittemolekulaarne aine. Hõbe on üsna pehme, tempermalmist metall, kuid vähem tempermalmist kui kuld. Inimesed on juba ammu märganud hõbeda enda ja selle ühendite desinfitseerivaid ja antimikroobseid omadusi. Õigeusu kirikutes olid font ja kirikuriistad sageli hõbedast ning seetõttu püsis kirikust koju toodud vesi pikka aega selge ja puhas. Hõbe, mille osakeste suurus on umbes 0,001 mm, on osa ravimist "collargol" - silma- ja ninatilgad. On tõestatud, et hõbedat koguvad valikuliselt erinevad taimed, näiteks kapsas ja kurk. Varem kasutati hõbedat müntide ja ehete valmistamisel. Hõbeehteid hinnatakse tänaseni, kuid sarnaselt kullaga on seda aina rohkem tehniline rakendus, eelkõige filmi- ja fotomaterjalide, elektroonikatoodete, patareide tootmisel. Lisaks on hõbe, nagu kuld, valuutametall.

AINE OMADUSED, KVALITATIIVNE KOOSTIS, KVANTITATIIVNE KOOSTIS, AINE STRUKTUUR, AINE OMADUSED, FÜÜSIKALISED OMADUSED, KEEMILISED OMADUSED.
1. Kirjeldage, kuidas süsteem
a) mis tahes teile hästi tuntud objekt,
b) Päikesesüsteem. Märkige nende süsteemide koostisosad ja komponentide vaheliste ühenduste olemus.
2. Tooge näiteid süsteemidest, mis koosnevad samadest komponentidest, kuid millel on erinev struktuur
3. Loetlege võimalikult palju mõne majapidamistarbe, näiteks pliiatsi omadusi (süsteemina!). Millised neist omadustest on omadused?
4. Mis on aine omadus? Too näiteid.
5. Mis on aine omadus? Too näiteid.
6. Järgnevalt on toodud kolme aine tunnuste komplektid. Kõik need ained on teile hästi teada. Tehke kindlaks, millised ained on seotud
a) Värvitu tahke aine tihedusega 2,16 g / cm 3 moodustab läbipaistvad kuupkristallid, lõhnatud, vees lahustuvad, vesilahus on soolase maitsega, sulab kuumutamisel temperatuurini 801 o C ja keeb temperatuuril 1465 o C, mõõdukalt inimestele mõeldud annused ei ole toksilised.
b) Oranžikaspunane tahke aine tihedusega 8,9 g/cm 3, kristallid on silmale eristamatud, pind läikiv, vees ei lahustu, juhib väga hästi elektrivoolu, on plastiline (tõmbub kergesti juhtmesse ), sulab 1084 o C juures ja 2540 o C juures keeb, õhus kattub see järk-järgult lahtise kahvatu sinakasrohelise õiega.
c) Läbipaistev värvitu terava lõhnaga vedelik, tihedus 1,05 g/cm 3, igati veega segunev, vesilahustel on hapu maitse, inimesele mõeldud lahjendatud vesilahustes ei ole mürgine, kasutatakse toidu maitseainena, jahutatuna -17 o C-ni kivistub ning 118 o C-ni kuumutades keeb, söövitab palju metalle. 7. Millised kolmes eelmises näites toodud tunnustest on a) füüsikalised omadused, b) Keemilised omadused, c) füüsikaliste suuruste väärtused.
8. Koostage veel kahe teile tuttava aine omaduste loetelu.
Ainete eraldamine filtreerimise teel.

1.6. Füüsikalised ja keemilised nähtused. keemilised reaktsioonid

Kõik, mis toimub füüsiliste objektide osalusel, nimetatakse looduslik fenomen. Nende hulka kuuluvad ainete üleminekud ühest agregatsiooniseisundist teise ning ainete lagunemine kuumutamisel ja nende vastastikmõjud.

Sulamise, keemise, sublimatsiooni, vedeliku voolamise, tahke keha paindumise ja muude sarnaste nähtuste käigus ainete molekulid ei muutu.

Ja mis juhtub näiteks väävli põletamisel?
Väävli põlemisel muutuvad väävlimolekulid ja hapnikumolekulid: muutuvad vääveldioksiidi molekulideks (vt joonis 1.4). Pange tähele, et ja koguarv aatomite arv ja iga elemendi aatomite arv jääb muutumatuks.
Seetõttu on kahte tüüpi loodusnähtusi:
1) nähtused, milles ainete molekulid ei muutu - füüsikalised nähtused;
2) nähtused, milles ainete molekulid muutuvad - keemilised nähtused.
Mis juhtub ainetega nende nähtuste ajal?
Esimesel juhul molekulid põrkuvad ja lendavad lahku muutumata; teises, põrkuvad molekulid reageerivad üksteisega, samal ajal kui mõned molekulid (vanad) hävivad ja teised (uued) moodustuvad.
Mis muutub molekulides keemiliste nähtuste käigus?
Molekulides on aatomid seotud tugevate keemiliste sidemetega üheks osakeseks (mittemolekulaarsetes ainetes üksikkristalliks). Aatomite olemus keemilistes nähtustes ei muutu, see tähendab, et aatomid ei muutu üksteiseks. Samuti ei muutu iga elemendi aatomite arv (aatomid ei kao ega ilmu). Mis muutub? Sidemed aatomite vahel! Samamoodi muudavad mittemolekulaarsetes ainetes keemilised nähtused aatomite vahelisi sidemeid. Sidemete muutmine taandub tavaliselt nende katkemisele ja sellele järgnevale uute sidemete tekkimisele. Näiteks väävli põlemisel õhus katkevad sidemed väävlimolekulides väävliaatomite ja hapnikumolekulides hapnikuaatomite vahel ning vääveldioksiidi molekulides tekivad sidemed väävli ja hapniku aatomite vahel.

Uute ainete ilmumist tuvastatakse reageerivate ainete omaduste kadumise ja reaktsiooniproduktidele omaste uute omaduste ilmnemise järgi. Niisiis, väävli põletamisel muutub kollane väävlipulber terava ebameeldiva lõhnaga gaasiks ja fosfori põletamisel moodustuvad valge suitsu pilved, mis koosnevad fosforoksiidi väikseimatest osakestest.
Niisiis kaasneb keemiliste nähtustega keemiliste sidemete katkemine ja moodustumine, seetõttu uurib keemia teadusena loodusnähtusi, milles keemilised sidemed katkevad ja moodustuvad (keemilised reaktsioonid), nendega kaasnevaid füüsikalisi nähtusi ja loomulikult ka seotud kemikaale. nendes reaktsioonides.
Keemiliste nähtuste (see tähendab keemia) uurimiseks tuleb kõigepealt uurida aatomitevahelisi sidemeid (mis need on, millised need on, millised on nende omadused). Kuid aatomite vahel tekivad sidemed, mistõttu on vaja uurida eelkõige aatomeid endid, täpsemalt erinevate elementide aatomite ehitust.
Nii et 8. ja 9. klassis õpid
1) aatomite ehitus;
2) ainete keemilised sidemed ja struktuur;
3) keemilised reaktsioonid ja nendega kaasnevad protsessid;
4) olulisemate lihtainete ja -ühendite omadused.
Lisaks tutvud selle aja jooksul keemias kasutatavate olulisemate füüsikaliste suurustega ja nendevaheliste seostega ning õpid tegema elementaarseid keemilisi arvutusi.

Hapnik. Ilma selle gaasilise aineta oleks meie elu võimatu. Lõppude lõpuks on see värvitu, lõhnatu ja maitsetu gaas hingamiseks vajalik. Maa atmosfäär umbes viiendik on hapnik. Hapnik on molekulaarne aine, iga molekuli moodustavad kaks aatomit. Vedelas olekus on see helesinine, tahkes olekus sinine. Hapnik on väga reaktiivne, reageerib enamiku teiste kemikaalidega. Bensiini ja puidu põletamine, raua roostetamine, mädanemine ja hingamine on kõik hapnikuga seotud keemilised protsessid.
Tööstuses enamus hapnikku saadakse atmosfääriõhust. Hapnikku kasutatakse raua ja terase tootmisel, tõstes ahjudes leegi temperatuuri ja kiirendades seeläbi sulatusprotsessi. Hapnikuga rikastatud õhku kasutatakse värvilises metallurgias, metallide keevitamiseks ja lõikamiseks. Seda kasutatakse ka meditsiinis - patsientide hingamise hõlbustamiseks. Maa hapnikuvarusid täiendatakse pidevalt – rohelised taimed toodavad aastas umbes 300 miljardit tonni hapnikku.

Kemikaalide koostisosad, teatud tüüpi "tellised", millest need on ehitatud, on keemilised osakesed ja need on peamiselt aatomid ja molekulid. Nende mõõtmed jäävad vahemikku 10 -10 - 10 -6 meetrit (vt joonis 1.5).

Väiksemaid osakesi ja nende vastastikmõju uurib füüsika, neid osakesi nimetatakse mikrofüüsikalised osakesed. Protsesse, milles osalevad suured osakesed ja kehad, uurib jällegi füüsika. looduslikud objektid, mis moodustavad Maa pinna, uuritakse füüsilise geograafia abil. Selliste objektide suurused ulatuvad mõnest meetrist (näiteks jõe laius) kuni 40 000 kilomeetrini (Maa ekvaatori pikkus). Planeete, tähti, galaktikaid ja nendega toimuvaid nähtusi uurivad astronoomia ja astrofüüsika. Maa ehitust uurib geoloogia. Teine loodusteadus – bioloogia – uurib Maad asustavaid elusorganisme. Oma struktuuri keerukuse (kuid mitte interaktsioonide olemuse mõistmise keerukuse) tõttu on mikrofüüsikalised objektid kõige lihtsamad. Järgmiseks tulevad keemilised osakesed ja neist moodustunud ained. Bioloogilised objektid (rakud, nende "detailid", elusorganismid ise) tekivad kemikaalidest ja järelikult on nende struktuur veelgi keerulisem. Sama kehtib geoloogiliste objektide kohta, näiteks kivid koosneb mineraalidest (kemikaalidest).

Kõik loodusteadused looduse uurimisel põhinevad füüsikaseadustel. Füüsikalised seadused on kõige üldisemad loodusseadused, millele alluvad kõik materiaalsed objektid, sealhulgas keemilised osakesed. Seetõttu peab keemia aatomeid, molekule, keemilisi aineid ja nende vastastikmõjusid uurides täielikult ära kasutama füüsikaseadusi. Bioloogia ja geoloogia on omakorda kohustatud "oma" objekte uurides kasutama mitte ainult füüsikaseadusi, vaid ka keemilisi seadusi.

Nii saab selgeks, milline koht on lähedaste seas loodusteadused võtab keemiat. See asukoht on skemaatiliselt näidatud joonisel 1.6.
Keemia on füüsikaga tihedalt seotud. Lõppude lõpuks uurivad need mõlemad teadused isegi samu objekte (aatomeid, molekule, kristalle, gaase, vedelikke).

Veel 18. sajandil märkas ja kasutas nende kahe loodusteaduse vahelist tihedat seost oma töös kuulus vene teadlane Mihhail Vasilievich Lomonosov (1711 - 1765), kes kirjutas: "Keemik ilma füüsikateadmisteta on nagu inimene, kes peab otsima kõike puudutusega Ja need kaks teadust on omavahel nii seotud, et üks ei saa olla täiuslik ilma teiseta.

Teeme nüüd selgeks, mida keemia meile kui tarbijatele annab?
Esiteks on keemia keemiatehnoloogia alus – rakendusteadus, mis arendab tööstuslikke protsesse väga erinevate kemikaalide saamiseks. Ja selliseid aineid kasutab inimkond väga palju. Need on mineraalväetised ja ravimid, metallid ja vitamiinid, kütused ja plastid, ehitusmaterjalide ja lõhkeainete komponendid ning palju-palju muud.

Teisest küljest sisaldab inimkeha tohutul hulgal erinevaid kemikaale. Keemiateadmised aitavad bioloogidel mõista nende koostoimeid, mõista teatud bioloogiliste protsesside põhjuseid. Ja see omakorda võimaldab meditsiinil tõhusamalt hoida inimeste tervist, ravida haigusi ja kokkuvõttes pikendada inimese eluiga.
Ja lõpuks, keemia on lihtsalt väga huvitav teadus. Selles pole veel kaugeltki kõike uuritud ja uute teadlaste põlvkondade annete kasutamiseks on laialdased võimalused. Üldiselt pole tänapäeva maailmas praktiliselt ühtegi tegevusvaldkonda, kus inimene ei oleks. keemiaga ühel või teisel määral kokku puutuda.