Corps physiques - qu'est-ce que c'est? Corps physiques : exemples, propriétés. Nous apprenons ce que sont les corps et les substances ; nous apprenons en quoi les corps diffèrent des

Dans l'article d'aujourd'hui, nous discuterons de ce qu'est le corps physique. ce terme vous a déjà rencontré plus d'une fois au cours des années de scolarité. On rencontre d'abord les notions de "corps physique", "substance", "phénomène" dans les leçons d'histoire naturelle. Ils font l'objet d'études dans la plupart des sections de la science spéciale - la physique.

Selon "corps physique", on entend un certain objet matériel qui a une forme et une frontière extérieure clairement définie qui le sépare de environnement externe et d'autres corps. De plus, le corps physique a des caractéristiques telles que la masse et le volume. Ces paramètres sont basiques. Mais il y en a d'autres à côté d'eux. On parle de transparence, de densité, d'élasticité, de dureté, etc.

Corps physiques : exemples

Pour le dire simplement, nous pouvons appeler n'importe lequel des objets environnants un corps physique. Les exemples les plus connus sont un livre, une table, une voiture, un ballon, une tasse. La physique appelle un corps simple celui dont Forme géométrique simple. Les corps physiques composites sont ceux qui existent sous la forme de combinaisons de corps simples. Par exemple, une figure humaine très conditionnelle peut être représentée comme un ensemble de cylindres et de boules.

La matière dont se compose l'un des corps est appelée substance. Dans le même temps, ils peuvent contenir dans leur composition à la fois une et plusieurs substances. Donnons des exemples. Corps physiques - couverts (fourchettes, cuillères). Ils sont généralement fabriqués en acier. Un couteau peut servir d'exemple d'un corps composé de deux différents types substances - lame en acier et manche en bois. Et un produit aussi complexe qu'un téléphone portable est fabriqué à partir d'un nombre beaucoup plus important d'"ingrédients".

Quelles sont les substances

Ils peuvent être naturels ou créés artificiellement. Dans les temps anciens, les gens fabriquaient tous les objets nécessaires à partir de matériaux naturels (pointes de flèches - à partir de vêtements - à partir de peaux d'animaux). Avec le développement du progrès technologique, des substances créées par l'homme sont apparues. Et maintenant, ils sont majoritaires. Un exemple classique de corps physique d'origine artificielle est le plastique. Chacun de ses types a été créé par une personne afin d'assurer les qualités nécessaires d'un objet particulier. Par exemple, du plastique transparent - pour les verres de lunettes, des aliments non toxiques - pour la vaisselle, durable - pour les pare-chocs de voiture.

Tout objet (d'un appareil de haute technologie) possède un certain nombre de qualités. L'une des propriétés des corps physiques est leur capacité à s'attirer par interaction gravitationnelle. Elle est mesurée à l'aide d'une grandeur physique appelée masse. Par définition des physiciens, la masse des corps est une mesure de leur gravité. Il est désigné par le symbole m.

Mesure de masse

Cette quantité physique, comme tout autre, est mesurable. Pour savoir quelle est la masse d'un objet, vous devez le comparer avec la norme. C'est-à-dire avec un corps dont la masse est prise comme unité. système international unités (SI), il est considéré comme un kilogramme. Une telle unité de masse "idéale" existe sous la forme d'un cylindre, qui est un alliage d'iridium et de platine. Ce modèle international est conservé en France et des copies sont disponibles dans presque tous les pays.

En plus des kilogrammes, le concept de tonnes, grammes ou milligrammes est utilisé. Le poids corporel est mesuré par pesée. C'est une méthode classique pour les calculs quotidiens. Mais dans la physique moderne, il y en a d'autres qui sont beaucoup plus modernes et très précises. Avec leur aide, la masse des microparticules, ainsi que des objets géants, est déterminée.

Autres propriétés des corps physiques

La forme, la masse et le volume sont les caractéristiques les plus importantes. Mais il existe d'autres propriétés des corps physiques, dont chacune est importante dans une certaine situation. Par exemple, des objets de volume égal peuvent différer considérablement dans leur masse, c'est-à-dire avoir des densités différentes. Dans de nombreuses situations, des caractéristiques telles que la fragilité, la dureté, la résilience ou les qualités magnétiques sont importantes. Nous ne devons pas oublier la conductivité thermique, la transparence, l'uniformité, la conductivité électrique et de nombreux autres propriétés physiques corps et substances.

Dans la plupart des cas, toutes ces caractéristiques dépendent des substances ou des matériaux dont les objets sont composés. Par exemple, les billes de caoutchouc, de verre et d'acier auront des ensembles de propriétés physiques complètement différents. Ceci est important dans les situations où les corps interagissent les uns avec les autres, par exemple pour étudier le degré de leur déformation lors de la collision.

À propos des approximations acceptées

Certaines sections de la physique considèrent le corps physique comme une sorte d'abstraction aux caractéristiques idéales. Par exemple, en mécanique, les corps sont représentés comme points matériels, n'ayant pas de masse et d'autres propriétés. Cette branche de la physique traite du mouvement de tels points conditionnels, et pour résoudre les problèmes posés ici, de telles quantités n'ont pas d'importance fondamentale.

Dans les calculs scientifiques, la notion d'absolu corps solide. Tel est conditionnellement considéré un corps qui ne subit aucune déformation, sans déplacement du centre de masse. Ce modèle simplifié permet de reproduire théoriquement un certain nombre de processus spécifiques.

La section de la thermodynamique utilise à ses propres fins le concept d'un corps complètement noir. Qu'est-ce que c'est? Un corps physique (un certain objet abstrait) capable d'absorber tout rayonnement tombant sur sa surface. En même temps, si la tâche l'exige, ils peuvent émettre ondes électromagnétiques. Si, selon les conditions de calculs théoriques, la forme des corps physiques n'est pas fondamentale, on considère par défaut qu'elle est sphérique.

Pourquoi les propriétés des corps sont-elles si importantes ?

La physique elle-même, en tant que telle, est née de la nécessité de comprendre les lois selon lesquelles les corps physiques se comportent, ainsi que les mécanismes d'existence de divers phénomènes externes. Les facteurs naturels comprennent tous les changements dans notre environnement qui ne sont pas liés aux résultats de l'activité humaine. Beaucoup d'entre eux sont utilisés par les gens à leur avantage, mais d'autres peuvent être dangereux et même catastrophiques.

L'étude du comportement et des diverses propriétés des corps physiques est nécessaire pour les personnes afin de prévoir les facteurs défavorables et de prévenir ou de réduire les dommages qu'ils causent. Par exemple, en construisant des brise-lames, les gens sont habitués à faire face aux manifestations négatives de la mer. L'humanité a appris à résister aux tremblements de terre en développant des structures de construction spéciales antisismiques. Les pièces porteuses de la voiture sont fabriquées sous une forme spéciale et soigneusement calibrée pour réduire les dommages en cas d'accident.

À propos de la structure des corps

Selon une autre définition, le terme "corps physique" désigne tout ce qui peut être reconnu comme existant réellement. Chacun d'eux occupe nécessairement une partie de l'espace, et les substances dont ils sont composés sont un ensemble de molécules d'une certaine structure. D'autres, plus petites particules ses - atomes, mais chacun d'eux n'est pas quelque chose d'indivisible et de complètement simple. La structure d'un atome est assez compliquée. Il contient des charges positives et négatives particules élémentaires- des ions.

La structure, selon laquelle de telles particules s'alignent dans un certain système, pour les solides est appelée cristalline. Tout cristal a une certaine forme strictement fixe, qui indique le mouvement ordonné et l'interaction de ses molécules et atomes. Lorsque la structure des cristaux change, une violation des propriétés physiques du corps se produit. L'état d'agrégation, qui peut être solide, liquide ou gazeux, dépend du degré de mobilité des composants élémentaires.

Pour caractériser ces phénomènes complexes, on utilise la notion de coefficients de compression ou d'élasticité volumique, réciproques entre eux.

Mouvement de la molécule

L'état de repos n'est inhérent ni aux atomes ni aux molécules des solides. Ils sont en mouvement constant, dont la nature dépend de l'état thermique du corps et des influences auxquelles il est actuellement exposé. Une partie des particules élémentaires - les ions chargés négativement (appelés électrons) se déplacent à une vitesse plus élevée que celles ayant une charge positive.

Du point de vue de l'état d'agrégation, les corps physiques sont objets durs, liquides ou gaz, selon la nature du mouvement moléculaire. L'ensemble des solides peut être divisé en cristallin et amorphe. Le mouvement des particules dans un cristal est reconnu comme complètement ordonné. Dans les liquides, les molécules se déplacent selon un tout autre principe. Ils se déplacent d'un groupe à l'autre, qui peut être représenté au sens figuré comme des comètes errant d'un système céleste à l'autre.

Dans tous les corps gazeux, les molécules ont une liaison beaucoup plus faible que dans un liquide ou un solide. Les particules qui s'y trouvent peuvent être qualifiées de répulsives les unes par rapport aux autres. L'élasticité des corps physiques est déterminée par une combinaison de deux grandeurs principales - le coefficient de cisaillement et le coefficient d'élasticité volumique.

Fluidité corporelle

Malgré toutes les différences significatives entre les corps physiques solides et liquides, leurs propriétés ont beaucoup en commun. Certains d'entre eux, dits mous, occupent un état d'agrégation intermédiaire entre le premier et le second avec des propriétés physiques inhérentes aux deux. Une qualité telle que la fluidité peut être trouvée dans un corps solide (par exemple, la glace ou le pas de chaussure). Il est également inhérent aux métaux, y compris ceux plutôt durs. Sous pression, la plupart d'entre eux sont capables de s'écouler comme un liquide. En joignant et en chauffant deux pièces de métal solides, il est possible de les souder en un seul ensemble. De plus, le processus de brasage se déroule à une température bien inférieure au point de fusion de chacun d'eux.

Ce processus est possible à condition que les deux parties soient en contact total. C'est ainsi que divers alliages métalliques sont obtenus. La propriété correspondante est appelée diffusion.

À propos des liquides et des gaz

Sur la base des résultats de nombreuses expériences, les scientifiques sont arrivés à la conclusion suivante : les corps physiques solides ne sont pas un groupe isolé. La différence entre eux et les liquides réside uniquement dans une plus grande friction interne. La transition des substances en différents états a lieu à une certaine température.

Les gaz diffèrent des liquides et des solides en ce qu'il n'y a pas d'augmentation de la force élastique même avec une forte variation de volume. La différence entre les liquides et les solides réside dans l'apparition de forces élastiques dans les solides pendant le cisaillement, c'est-à-dire un changement de forme. Ce phénomène n'est pas observé dans les liquides, qui peuvent prendre n'importe laquelle des formes.

Cristallin et amorphe

Comme déjà mentionné, deux états possibles des solides sont amorphe et cristallin. Les corps amorphes sont des corps qui ont les mêmes propriétés physiques dans toutes les directions. Cette qualité est appelée isotropie. Les exemples incluent la résine durcie, les produits ambrés, le verre. Leur isotropie est le résultat de l'arrangement aléatoire des molécules et des atomes dans la composition de la matière.

À l'état cristallin, les particules élémentaires sont disposées dans un ordre strict et existent sous la forme d'une structure interne, se répétant périodiquement dans différentes directions. Les propriétés physiques de ces corps sont différentes, mais dans des directions parallèles, elles coïncident. Cette propriété inhérente aux cristaux s'appelle l'anisotropie. Sa raison est la force inégale d'interaction entre les molécules et les atomes dans différentes directions.

Mono- et polycristaux

Dans les monocristaux, la structure interne est homogène et se répète dans tout le volume. Les polycristaux ressemblent à un grand nombre de petits cristallites imbriqués de manière chaotique les uns dans les autres. Leurs particules constitutives sont situées à une distance strictement définie les unes des autres et dans le bon ordre. Un réseau cristallin est compris comme un ensemble de nœuds, c'est-à-dire des points qui servent de centres de molécules ou d'atomes. Les métaux à structure cristalline servent de matériau pour les cadres de ponts, de bâtiments et d'autres structures durables. C'est pourquoi les propriétés des corps cristallins sont soigneusement étudiées à des fins pratiques.

Les caractéristiques de résistance réelles sont impact négatif défauts du réseau cristallin, à la fois superficiels et internes. Une section distincte de la physique, appelée mécanique des corps solides, est consacrée aux propriétés similaires des solides.

1.1. Corps et environnements. Comprendre les systèmes

Pendant vos études de physique l'année dernière, vous avez appris que le monde dans lequel nous vivons est un monde corps physiques et les mercredis. En quoi le corps physique est-il différent de l'environnement ? Tout corps physique a une forme et un volume.

Par exemple, une grande variété d'objets sont des corps physiques : une cuillère en aluminium, un clou, un diamant, un verre, un sac en plastique, un iceberg, un grain de sel de table, un morceau de sucre, une goutte de pluie. Et l'air ? Il est constamment autour de nous, mais nous ne voyons pas sa forme. Pour nous, l'air est un médium. Autre exemple: pour une personne, la mer est, bien que très grande, mais toujours un corps physique - elle a une forme et un volume. Et pour les poissons qui y nagent, la mer est très probablement l'environnement.

Vous savez de votre expérience de vie que tout ce qui nous entoure consiste en quelque chose. Le manuel qui se trouve devant vous se compose de fines feuilles de texte et d'une couverture plus résistante ; un réveil qui vous réveille le matin - à partir d'une variété de pièces différentes. Autrement dit, nous pouvons dire que le manuel et le réveil sont système.

Il est très important que les éléments constitutifs du système soient connectés, car en l'absence de connexions entre eux, tout système se transformerait en un "tas".

La caractéristique la plus importante de chaque système est sa composé et structure. Toutes les autres caractéristiques du système dépendent de la composition et de la structure.

Le concept de systèmes nous est nécessaire pour comprendre en quoi consistent les corps physiques et les environnements, car ils sont tous des systèmes. (Les milieux gazeux (gaz) ne forment un système qu'avec ce qui les empêche de se dilater.)

CORPS, ENVIRONNEMENT, SYSTÈME, COMPOSITION DU SYSTÈME, STRUCTURE DU SYSTÈME.
1. Donnez plusieurs exemples de corps physiques manquants dans le manuel (pas plus de cinq).
2. À quels environnements physiques une grenouille est-elle confrontée au quotidien ?
3. Selon vous, en quoi le corps physique diffère-t-il de l'environnement ?

Si vous regardez dans un sucrier ou une salière, vous verrez que le sucre et le sel sont constitués de grains assez petits. Et si vous regardez ces grains à travers une loupe, vous pouvez voir que chacun d'eux est un polyèdre à bords plats (cristal). Sans équipement spécial, nous ne pourrons pas distinguer de quoi sont faits ces cristaux, mais la science moderne connaît bien les méthodes qui permettent de le faire. Ces méthodes et les appareils qui les utilisent ont été développés par des physiciens. Ils utilisent des phénomènes très complexes, que nous n'aborderons pas ici. Nous dirons seulement que ces méthodes peuvent être assimilées à un microscope très puissant. Si nous regardons un cristal de sel ou de sucre dans un tel "microscope" avec un grossissement de plus en plus important, nous constaterons finalement que de très petites particules de forme sphérique font partie de ce cristal. On les appelle généralement atomes(bien que ce ne soit pas tout à fait vrai, leur nom plus précis est nucléides). Les atomes font partie de tous les corps et environnements qui nous entourent.

Les atomes sont de très petites particules, leur taille varie de un à cinq angströms (noté - A o .). Un angström correspond à 10-10 mètres. La taille d'un cristal de sucre est d'environ 1 mm ; un tel cristal est environ 10 millions de fois plus gros que n'importe lequel de ses atomes constitutifs. Pour avoir une meilleure idée de la taille des atomes de particules, considérons cet exemple : si une pomme est agrandie à la taille le globe, alors un atome agrandi par le même facteur deviendra la taille d'une pomme moyenne.
Malgré leur petite taille, les atomes sont des particules plutôt complexes. Vous vous familiariserez avec la structure des atomes cette année, mais pour l'instant nous dirons seulement que tout atome est constitué de noyau atomique et liés coquille d'électrons, qui est aussi un système.
Un peu plus d'une centaine de types d'atomes sont actuellement connus. Parmi ceux-ci, environ quatre-vingts sont stables. Et à partir de ces quatre-vingts types d'atomes, tous les objets qui nous entourent sont construits dans toute leur infinie variété.
Un des principales caractéristiques atomes est leur tendance à se combiner les uns avec les autres. Le plus souvent, cela se traduit par molécules.

Une molécule peut contenir de deux à plusieurs centaines de milliers d'atomes. Dans le même temps, les petites molécules (diatomiques, triatomiques ...) peuvent également être constituées d'atomes identiques, tandis que les grandes, en règle générale, sont constituées d'atomes différents. Puisqu'une molécule est constituée de plusieurs atomes et que ces atomes sont connectés, la molécule est un système. Dans les solides et les liquides, les molécules sont connectées les unes aux autres, mais dans les gaz, elles ne le sont pas.
Les liaisons entre les atomes sont appelées liaisons chimiques, et des liaisons entre molécules liaisons intermoléculaires.
Les molécules liées entre elles forment substances.

Les substances composées de molécules sont appelées substances moléculaires. Ainsi, l'eau est composée de molécules d'eau, le sucre est composé de molécules de saccharose et le polyéthylène est composé de molécules de polyéthylène.
De plus, de nombreuses substances sont composées directement d'atomes ou d'autres particules et ne contiennent pas de molécules dans leur composition. Par exemple, l'aluminium, le fer, le diamant, le verre, le sel ne contiennent pas de molécules. De telles substances sont appelées non moléculaire.

Dans les substances non moléculaires, les atomes et autres particules chimiques, comme dans les molécules, sont interconnectés par des liaisons chimiques.La division des substances en moléculaires et non moléculaires est la classification des substances par type de bâtiment.
En supposant que les atomes interconnectés conservent une forme sphérique, il est possible de construire des modèles tridimensionnels de molécules et de cristaux non moléculaires. Des exemples de tels modèles sont présentés dans les Fig. 1.1.
La plupart des substances se trouvent généralement dans l'un des trois états agrégés: solide, liquide ou gazeux. Lorsqu'elles sont chauffées ou refroidies, les substances moléculaires peuvent passer d'un état d'agrégation à un autre. Ces transitions sont schématisées sur la Fig. 1.2.

Le passage d'une substance non moléculaire d'un état d'agrégation à un autre peut s'accompagner d'un changement de type de structure. Le plus souvent, ce phénomène se produit lors de l'évaporation de substances non moléculaires.

À fusion, ébullition, condensation et des phénomènes similaires qui se produisent avec les substances moléculaires, les molécules des substances ne sont pas détruites et ne se forment pas. Seules les liaisons intermoléculaires sont rompues ou formées. Par exemple, lorsque la glace fond, elle se transforme en eau et lorsque l'eau bout, elle se transforme en vapeur d'eau. Les molécules d'eau ne sont pas détruites dans ce cas et, par conséquent, en tant que substance, l'eau reste inchangée. Ainsi, dans les trois états d'agrégation, il s'agit de la même substance - l'eau.

Mais toutes les substances moléculaires ne peuvent pas exister dans les trois états d'agrégation. Beaucoup d'entre eux lorsqu'ils sont chauffés décomposer, c'est-à-dire qu'ils sont convertis en d'autres substances, tandis que leurs molécules sont détruites. Par exemple, la cellulose (le principal composant du bois et du papier) ne fond pas lorsqu'elle est chauffée, mais se décompose. Ses molécules sont détruites et des molécules complètement différentes sont formées à partir des "fragments".

Alors, la substance moléculaire reste elle-même, c'est-à-dire chimiquement inchangée, tant que ses molécules restent inchangées.

Mais vous savez que les molécules sont en mouvement constant. Et les atomes qui composent les molécules bougent également (oscillent). Lorsque la température augmente, les vibrations des atomes dans les molécules augmentent. Peut-on dire que les molécules restent complètement inchangées ? Bien sûr que non! Qu'est-ce qui reste alors inchangé ? La réponse à cette question se trouve dans l'un des paragraphes suivants.

ATOME (NUCLIDE), MOLÉCULE, LIAISON CHIMIQUE, LIAISON INTERMOLÉCULAIRE, SUBSTANCE MOLÉCULAIRE, SUBSTANCE NON MOLÉCULAIRE, TYPE DE STRUCTURE, ÉTAT AGRÉGÉ.

1. Quelles sont les liaisons les plus fortes : chimiques ou intermoléculaires ?
2. Quelle est la différence entre les états solides, liquides et gazeux les uns des autres ? Comment les molécules se déplacent-elles dans le gaz, le liquide et le solide ?
3. Avez-vous déjà observé la fonte de substances (à l'exception de la glace) ? Qu'en est-il de l'ébullition (autre que de l'eau) ?
4. Quelles sont les caractéristiques de ces procédés ? Donnez des exemples de sublimation de solides que vous connaissez.
5. Donnez des exemples de substances que vous connaissez et qui peuvent être a) dans les trois états d'agrégation ; b) uniquement à l'état solide ou liquide ; c) uniquement à l'état solide.

Comme vous le savez déjà, les atomes sont identiques et différents. Vous apprendrez bientôt comment différents atomes diffèrent les uns des autres dans leur structure, mais pour l'instant nous dirons seulement que différents atomes diffèrent comportement chimique, c'est-à-dire sa capacité à se combiner les unes avec les autres, formant des molécules (ou des substances non moléculaires).

En d'autres termes, les éléments chimiques sont les mêmes types d'atomes qui ont été mentionnés dans le paragraphe précédent.
Chaque élément chimique a son propre nom, par exemple : hydrogène, carbone, fer, etc. De plus, chaque élément se voit également attribuer son propre symbole. Vous voyez ces symboles, par exemple, dans le "Tableau des éléments chimiques" dans la salle de chimie de l'école.
Un élément chimique est une collection abstraite. C'est le nom d'un nombre quelconque d'atomes d'un type donné, et ces atomes peuvent être n'importe où, par exemple : l'un sur Terre et l'autre sur Vénus. Un élément chimique ne peut pas être vu ou ressenti à la main. Les atomes qui composent un élément chimique peuvent ou non être liés les uns aux autres. Par conséquent, un élément chimique n'est ni une substance ni un système matériel.

ÉLÉMENT CHIMIQUE, SYMBOLE D'ÉLÉMENT.
1. Donnez une définition du concept d'"élément chimique" en utilisant les mots "type d'atomes".
2. Combien de significations le mot « fer » a-t-il en chimie ? Quelles sont ces valeurs ?

Avant de procéder à la classification de tout objet, il est nécessaire de choisir la caractéristique par laquelle vous effectuerez cette classification ( fonction de classification). Par exemple, lorsque vous mettez une pile de crayons dans des boîtes, vous pouvez être guidé par leur couleur, leur forme, leur longueur, leur dureté ou autre chose. La caractéristique sélectionnée sera la caractéristique de classification. Les substances sont des objets beaucoup plus complexes et diversifiés que les crayons, il y a donc beaucoup plus de caractéristiques de classification ici.
Toutes les substances (et vous savez déjà que la matière est un système) sont constituées de particules. La première caractéristique de classification est la présence (ou l'absence) de noyaux atomiques dans ces particules. Sur cette base, toutes les substances sont divisées en substances chimiques et substances physiques.

De telles particules (et on les appelle particules chimiques) peuvent être des atomes (particules à un noyau), des molécules (particules à plusieurs noyaux), des cristaux non moléculaires (particules à plusieurs noyaux) et quelques autres. Toute particule chimique, en plus des noyaux ou des noyaux, contient également des électrons.
À l'exception substances chimiques, il existe d'autres substances dans la nature. Par exemple : la substance des étoiles à neutrons, constituée de particules appelées neutrons ; flux d'électrons, de neutrons et d'autres particules. Ces substances sont appelées physiques.

sur terre avec substances physiques vous ne rencontrez presque jamais.
Selon le type de particules chimiques ou le type de structure, tous les produits chimiques sont divisés en moléculaire et non moléculaire, vous le savez déjà.
Une substance peut être constituée de particules chimiques de même composition et structure - dans ce cas, on l'appelle nettoyer, ou substance individuelle. Si les particules sont différentes, alors mélange.

Cela s'applique aux substances moléculaires et non moléculaires. Par exemple, la substance moléculaire "eau" est constituée de molécules d'eau de même composition et structure, et la substance non moléculaire "sel" est constituée de cristaux de sel de même composition et structure.
La plupart des substances naturelles sont des mélanges. Par exemple, l'air est un mélange de substances moléculaires "azote" et "oxygène" avec des impuretés d'autres gaz, et la roche "granit" est un mélange de substances non moléculaires "quartz", "feldspath" et "mica" également avec divers impuretés.
Les produits chimiques individuels sont souvent appelés simplement substances.
Les substances chimiques peuvent contenir des atomes d'un seul élément chimique ou des atomes d'éléments différents. Sur cette base, les substances sont divisées en Facile et complexe.

Par exemple, la substance simple "oxygène" est constituée de molécules d'oxygène diatomique et la composition de la substance "oxygène" ne comprend que des atomes de l'élément oxygène. Autre exemple: la substance simple "fer" est constituée de cristaux de fer et la composition de la substance "fer" ne comprend que des atomes de l'élément fer. Historiquement, une substance simple porte généralement le même nom que l'élément dont les atomes font partie de cette substance.
Cependant, certains éléments forment non pas un, mais plusieurs substances simples. Par exemple, l'élément oxygène forme deux substances simples : "l'oxygène", constitué de molécules diatomiques, et "l'ozone", constitué de molécules triatomiques. L'élément carbone forme deux substances simples non moléculaires bien connues : le diamant et le graphite. Un tel phénomène est appelé allotropie.

Ces substances simples sont appelées modifications allotropiques. Ils sont identiques dans leur composition de qualité, mais diffèrent les uns des autres dans leur structure.

Ainsi, la substance complexe "l'eau" est constituée de molécules d'eau, qui, à leur tour, sont constituées d'atomes d'hydrogène et d'oxygène. Par conséquent, les atomes d'hydrogène et les atomes d'oxygène font partie de l'eau. La substance complexe "quartz" est constituée de cristaux de quartz, les cristaux de quartz sont constitués d'atomes de silicium et d'atomes d'oxygène, c'est-à-dire que les atomes de silicium et les atomes d'oxygène font partie du quartz. Bien entendu, la composition d'une substance complexe peut comprendre des atomes et plus de deux éléments.
Les composés sont aussi appelés composés.
Des exemples de substances simples et complexes, ainsi que leur type de structure, sont présentés dans le tableau 1.

Tableau I. Substances simples et complexes type de structure moléculaire (m) et non moléculaire (n / m)

Sur la fig. 1.3 montre un schéma de classification des substances selon les caractéristiques que nous avons étudiées: par la présence de noyaux dans les particules qui forment la substance, par l'identité chimique des substances, par la teneur en atomes d'un ou plusieurs éléments et par le type de structuration. Le schéma est complété en divisant les mélanges en mélanges mécaniques et solutions, ici la caractéristique de classification est le niveau structurel auquel les particules sont mélangées.

Comme les substances individuelles, les solutions peuvent être solides, liquides (communément appelées simplement « solutions ») et gazeuses (appelées mélanges de gaz). Exemples de solutions solides: alliage de bijoux or-argent, pierre gemme rubis. Des exemples de solutions liquides vous sont bien connus : par exemple, une solution de sel de table dans de l'eau, du vinaigre de table (une solution d'acide acétique dans de l'eau). Exemples de solutions gazeuses : air, mélanges oxygène-hélium pour les scaphandriers respiratoires, etc.

SUBSTANCE CHIMIQUE, SUBSTANCE INDIVIDUELLE, MÉLANGE, SUBSTANCE SIMPLE, SUBSTANCE COMPOSÉE, ALLOTROPIE, SOLUTION.
1. Donnez au moins trois exemples de substances individuelles et le même nombre d'exemples de mélanges.
2. Quelles substances simples rencontrez-vous constamment dans la vie ?
3. Parmi les substances individuelles que vous avez données en exemple, lesquelles sont des substances simples et lesquelles sont complexes ?
4. Dans laquelle des phrases suivantes parle-t-on d'un élément chimique, et lesquelles parlent d'une substance simple ?
a) Un atome d'oxygène est entré en collision avec un atome de carbone.
b) L'eau contient de l'hydrogène et de l'oxygène.
c) Un mélange d'hydrogène et d'oxygène est explosif.
d) Le métal le plus réfractaire est le tungstène.
e) La casserole est en aluminium.
f) Le quartz est un composé de silicium avec de l'oxygène.
g) Une molécule d'oxygène est constituée de deux atomes d'oxygène.
h) Le cuivre, l'argent et l'or sont connus depuis l'Antiquité.
5. Donnez cinq exemples de solutions que vous connaissez.
6. Quelle est, à votre avis, la différence externe entre un mélange mécanique et une solution ?

Chacun des objets du système matériel (à l'exception des particules élémentaires) est lui-même un système, c'est-à-dire qu'il est constitué d'autres objets plus petits interconnectés. Ainsi, tout système lui-même est un objet complexe, et presque tous les objets sont des systèmes. Par exemple, un système important pour la chimie - une molécule - est constitué d'atomes liés par des liaisons chimiques (vous découvrirez la nature de ces liaisons en étudiant le chapitre 7). Autre exemple : un atome. C'est aussi un système matériel constitué d'un noyau atomique et d'électrons qui lui sont associés (vous découvrirez la nature de ces liaisons en étudiant le chapitre 3).
Chaque objet peut être décrit ou caractérisé plus ou moins en détail, c'est-à-dire le lister les caractéristiques.

En chimie, les objets sont avant tout des substances. Les produits chimiques sont très divers : liquides et solides, incolores et colorés, légers et lourds, actifs et inertes, etc. Une substance diffère d'une autre de plusieurs manières, qui, comme vous le savez, sont appelées caractéristiques.

Il existe une grande variété de caractéristiques des substances : état d'agrégation, couleur, odeur, densité, capacité à fondre, point de fusion, capacité à se décomposer lorsqu'il est chauffé, température de décomposition, hygroscopicité (capacité à absorber l'humidité), viscosité, capacité à interagir avec d'autres substances et bien d'autres. Les plus importantes de ces fonctionnalités sont composé et structure. C'est de la composition et de la structure d'une substance que dépendent toutes ses autres caractéristiques, y compris ses propriétés.
Distinguer composition qualitative et composition quantitative substances.
Pour décrire la composition qualitative d'une substance, énumérez les atomes dont les éléments font partie de cette substance.
Lors de la description de la composition quantitative d'une substance moléculaire, les atomes dont les éléments et en quelle quantité forment une molécule d'une substance donnée.
Lors de la description de la composition quantitative d'une substance non moléculaire, le rapport du nombre d'atomes de chacun des éléments qui composent cette substance est indiqué.
La structure d'une substance est comprise comme a) la séquence d'interconnexion d'atomes formant substance donnée; b) la nature des liaisons entre eux et c) l'arrangement mutuel des atomes dans l'espace.
Revenons maintenant à la question qui terminait le paragraphe 1.2 : qu'est-ce qui reste inchangé dans les molécules si la substance moléculaire reste elle-même ? Maintenant, nous pouvons déjà répondre à cette question : leur composition et leur structure restent inchangées dans les molécules. Et si c'est le cas, alors nous pouvons clarifier la conclusion que nous avons faite au paragraphe 1.2 :

Une substance reste elle-même, c'est-à-dire chimiquement inchangée, tant que la composition et la structure de ses molécules restent inchangées (pour les substances non moléculaires - tant que sa composition et la nature des liaisons entre atomes sont préservées ).

Comme pour les autres systèmes, parmi les caractéristiques des substances groupe spécial ressortir propriétés des substances, c'est-à-dire leur capacité à changer à la suite d'une interaction avec d'autres corps ou substances, ainsi qu'à la suite d'une interaction parties constitutives de cette substance.
Le deuxième cas est assez rare, de sorte que les propriétés d'une substance peuvent être définies comme la capacité de cette substance à changer d'une certaine manière sous une influence extérieure. Et comme les influences extérieures peuvent être très diverses (échauffement, compression, immersion dans l'eau, mélange avec une autre substance, etc.), elles peuvent également provoquer diverses modifications. Lorsqu'il est chauffé, un solide peut fondre ou se décomposer sans fondre, se transformant en d'autres substances. Si une substance fond lorsqu'elle est chauffée, on dit alors qu'elle a la capacité de fondre. C'est une propriété d'une substance donnée (elle apparaît par exemple dans l'argent et est absente dans la cellulose). De plus, lorsqu'il est chauffé, un liquide peut bouillir ou ne pas bouillir, mais aussi se décomposer. C'est la capacité à bouillir (elle se manifeste, par exemple, dans l'eau et est absente dans le polyéthylène fondu). Une substance immergée dans l'eau peut s'y dissoudre ou non, cette propriété est la capacité de se dissoudre dans l'eau. Le papier porté au feu s'enflamme dans l'air, mais pas le fil d'or, c'est-à-dire que le papier (ou plutôt la cellulose) présente la capacité de brûler dans l'air et que le fil d'or n'a pas cette propriété. Les substances ont de nombreuses propriétés différentes.
La capacité à fondre, la capacité à bouillir, la capacité à se déformer et les propriétés similaires se réfèrent à propriétés physiques substances.

La capacité de réagir avec d'autres substances, la capacité de se décomposer, et parfois la capacité de se dissoudre, fait référence à propriétés chimiques substances.

Un autre groupe de caractéristiques des substances - quantitatif les caractéristiques. Parmi les caractéristiques données au début du paragraphe, la densité, le point de fusion, la température de décomposition et la viscosité sont quantitatifs. Tous représentent grandeurs physiques. Au cours de la physique, vous vous êtes familiarisé avec les quantités physiques en septième année et continuez à les étudier. Les grandeurs physiques les plus importantes utilisées en chimie, vous les étudierez en détail cette année.
Parmi les caractéristiques d'une substance, il y a celles qui ne sont ni des propriétés ni des caractéristiques quantitatives, mais qui sont d'une grande importance pour décrire la substance. Ceux-ci incluent la composition, la structure, l'état d'agrégation et d'autres caractéristiques.
Chaque substance individuelle a son propre ensemble de caractéristiques et les caractéristiques quantitatives d'une telle substance sont constantes. Par exemple, eau pure sous pression normale, il bout à exactement 100 ° C, l'alcool éthylique bout à 78 ° C dans les mêmes conditions.L'eau et l'alcool éthylique sont des substances individuelles. Et l'essence, par exemple, étant un mélange de plusieurs substances, n'a pas de point d'ébullition spécifique (elle bout dans une certaine plage de température).

Les différences dans les propriétés physiques et autres caractéristiques des substances permettent de séparer les mélanges qui en sont constitués.

Pour séparer les mélanges en leurs substances constitutives, diverses méthodes de séparation physique sont utilisées, par exemple : soutenir Avec décantation(en drainant le liquide du sédiment), filtration(tendre), évaporation,séparation magnétique(séparation avec un aimant) et bien d'autres méthodes. Vous apprendrez à connaître certaines de ces méthodes pratiquement.

CARACTÉRISTIQUES DE LA SUBSTANCE, COMPOSITION QUALITATIVE, COMPOSITION QUANTITATIVE, STRUCTURE DE LA SUBSTANCE, PROPRIÉTÉS DE LA SUBSTANCE, PROPRIÉTÉS PHYSIQUES, PROPRIÉTÉS CHIMIQUES.
1. Décrivez comment le système
a) tout objet bien connu de vous,
b) système solaire. Indiquer les éléments constitutifs de ces systèmes et la nature des liaisons entre les éléments constitutifs.
2. Donner des exemples de systèmes constitués des mêmes composants, mais ayant une structure différente
3. Énumérez autant de caractéristiques que possible d'un article ménager, par exemple, un crayon (en tant que système !). Parmi ces caractéristiques, lesquelles sont des propriétés ?
4. Qu'est-ce qu'une caractéristique d'une substance ? Donne des exemples.
5. Qu'est-ce qu'une propriété d'une substance ? Donne des exemples.
6. Voici les ensembles de caractéristiques de trois substances. Toutes ces substances vous sont bien connues. Déterminer quelles substances sont impliquées
a) Un solide incolore d'une densité de 2,16 g / cm 3 forme des cristaux cubiques transparents, inodores, solubles dans l'eau, une solution aqueuse a un goût salé, fond lorsqu'elle est chauffée à 801 o C et bout à 1465 o C, à température modérée doses pour l'homme n'est pas toxique.
b) Un solide rouge orangé d'une densité de 8,9 g / cm 3, les cristaux sont indiscernables à l'œil nu, la surface est brillante, ne se dissout pas dans l'eau, conduit très bien le courant électrique, est en plastique (facilement étiré dans un fil ), fond à 1084 o C et bout à 2540 o C, dans l'air il se recouvre progressivement d'un revêtement lâche bleu-vert pâle.
c) Liquide incolore transparent avec une odeur piquante, densité 1,05 g / cm 3, miscible à l'eau à tous égards, les solutions aqueuses ont un goût aigre, dans les solutions aqueuses diluées, il n'est pas toxique pour l'homme, il est utilisé comme assaisonnement pour les aliments , lorsqu'il est refroidi à - 17 o C se solidifie, et lorsqu'il est chauffé à 118 o C bout, corrode de nombreux métaux. 7. Parmi les caractéristiques données dans les trois exemples précédents, lesquelles sont a) des propriétés physiques, b) Propriétés chimiques, c) les valeurs des grandeurs physiques.
8. Faites vos propres listes de caractéristiques de deux autres substances que vous connaissez.
Séparation des substances par filtration.

Tout ce qui se passe avec la participation d'objets physiques s'appelle phénomène naturel. Ceux-ci incluent les transitions de substances d'un état d'agrégation à un autre, et la décomposition des substances lorsqu'elles sont chauffées, et leurs interactions les unes avec les autres.

Lors de la fusion, de l'ébullition, de la sublimation, de l'écoulement de liquide, de la flexion des corps solides et d'autres phénomènes similaires, les molécules des substances ne changent pas.

Et que se passe-t-il, par exemple, lors de la combustion du soufre ?
Lors de la combustion du soufre, les molécules de soufre et les molécules d'oxygène se transforment : elles se transforment en molécules de dioxyde de soufre (voir Fig. 1.4). Veuillez noter que et nombre total atomes, et le nombre d'atomes de chacun des éléments reste inchangé.
Il existe donc deux types de phénomènes naturels :
1) phénomènes dans lesquels les molécules de substances ne changent pas - phénomènes physiques;
2) phénomènes dans lesquels les molécules de substances changent - phénomènes chimiques.
Que deviennent les substances lors de ces phénomènes ?
Dans le premier cas, les molécules entrent en collision et s'envolent sans changer ; dans le second, les molécules, entrées en collision, réagissent entre elles, tandis que certaines molécules (anciennes) sont détruites, et d'autres (nouvelles) se forment.
Quels changements dans les molécules lors de phénomènes chimiques ?
Dans les molécules, les atomes sont liés par de fortes liaisons chimiques en une seule particule (dans les substances non moléculaires, en un seul cristal). La nature des atomes dans les phénomènes chimiques ne change pas, c'est-à-dire que les atomes ne se transforment pas les uns dans les autres. Le nombre d'atomes de chaque élément ne change pas non plus (les atomes ne disparaissent pas et n'apparaissent pas). Qu'est-ce qui change ? Des liens entre atomes ! De même, dans les substances non moléculaires, les phénomènes chimiques modifient les liaisons entre les atomes. La modification des liens se résume généralement à leur rupture et à la formation ultérieure de nouveaux liens. Par exemple, lors de la combustion du soufre dans l'air, les liaisons entre les atomes de soufre dans les molécules de soufre et entre les atomes d'oxygène dans les molécules d'oxygène sont rompues, et des liaisons se forment entre les atomes de soufre et d'oxygène dans les molécules de dioxyde de soufre.

L'apparition de nouvelles substances est détectée par la disparition des caractéristiques des substances en réaction et l'apparition de nouvelles caractéristiques inhérentes aux produits de réaction. Ainsi, lorsque le soufre est brûlé, la poudre de soufre jaune se transforme en un gaz avec une forte odeur désagréable, et lorsque le phosphore est brûlé, des nuages ​​de fumée blanche se forment, constitués des plus petites particules d'oxyde de phosphore.
Ainsi, les phénomènes chimiques s'accompagnent de la rupture et de la formation de liaisons chimiques, par conséquent, la chimie en tant que science étudie les phénomènes naturels dans lesquels les liaisons chimiques sont rompues et formées (réactions chimiques), les phénomènes physiques qui les accompagnent et, bien sûr, les produits chimiques impliqués dans ces réactions.
Pour étudier les phénomènes chimiques (c'est-à-dire la chimie), il faut d'abord étudier les liaisons entre les atomes (ce qu'ils sont, ce qu'ils sont, quelles sont leurs caractéristiques). Mais des liaisons se forment entre les atomes, il faut donc d'abord étudier les atomes eux-mêmes, plus précisément la structure des atomes des différents éléments.
Ainsi, en 8e et 9e année, vous apprendrez
1) la structure des atomes ;
2) liaisons chimiques et structure des substances ;
3) réactions chimiques et les processus qui les accompagnent ;
4) propriétés des substances et composés simples les plus importants.
De plus, pendant ce temps, vous vous familiariserez avec les grandeurs physiques les plus importantes utilisées en chimie et avec les relations entre elles, ainsi qu'apprendre à effectuer des calculs chimiques de base.

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Les substances et les corps appartiennent à la composante matérielle de la réalité. Les deux ont leurs propres signes. Considérez la différence entre la matière et le corps.

Définition

Substance appelée matière qui a une masse (contrairement, par exemple, de Champ électromagnétique) et ayant une structure de nombreuses particules. Il existe des substances constituées d'atomes indépendants, comme l'aluminium. Le plus souvent, les atomes sont combinés en molécules plus ou moins complexes. Une telle substance moléculaire est le polyéthylène.

Corps- un objet matériel séparé ayant ses propres limites, occupant une partie de l'espace environnant. Les caractéristiques constantes d'un tel objet sont la masse et le volume. Les corps ont également des tailles et des formes spécifiques, qui forment une certaine image visuelle des objets. Les corps peuvent déjà exister dans la nature ou être le résultat de la créativité humaine. Exemples de corps : un livre, une pomme, un vase.

Comparaison

En général, la différence entre une substance et un corps est la suivante : la substance est ce à partir duquel les objets existants sont créés (l'aspect interne de la matière), et ces objets eux-mêmes sont des corps (l'aspect externe de la matière). Ainsi, la paraffine est une substance et une bougie en est un corps. Il faut dire que le corps n'est pas le seul état dans lequel les substances peuvent exister.

Toute substance possède un ensemble de propriétés spécifiques grâce auxquelles elle peut être distinguée d'un certain nombre d'autres substances. Ces propriétés comprennent, par exemple, les caractéristiques de la structure cristalline ou le degré de chauffage auquel la fusion se produit.

En mélangeant les composants existants, vous pouvez obtenir des substances complètement différentes avec leur propre ensemble unique de propriétés. Il existe de nombreuses substances créées par des personnes à partir de celles trouvées dans la nature. Ces produits artificiels sont, par exemple, le nylon et la soude. Les substances à partir desquelles quelque chose est fabriqué par des personnes sont appelées des matériaux.

Quelle est la différence entre la matière et le corps ? Une substance a toujours une composition homogène, c'est-à-dire que toutes les molécules ou autres particules individuelles qu'elle contient sont identiques. Dans le même temps, le corps n'est pas toujours caractérisé par l'uniformité. Par exemple, un bocal en verre est un corps homogène, mais une pelle à creuser est hétérogène, puisque ses parties supérieure et inférieure sont constituées de matériaux différents.

A partir de certaines substances, de nombreux corps différents peuvent être fabriqués. Par exemple, les balles sont en caoutchouc, pneus de voiture, tapis. Dans le même temps, les corps qui remplissent la même fonction peuvent être constitués de différentes substances, comme, par exemple, des cuillères en aluminium et en bois.

Les corps sont des objets qui nous entourent.

Les corps sont constitués de substances.

Les corps physiques diffèrent par la forme, la taille, ont une masse, un volume.

La matière est ce dont le corps physique est fait. La propriété essentielle d'une substance est sa masse.

La matière est la substance à partir de laquelle les corps sont fabriqués.

Définir "substance", "matière", "corps".

Quelle est la différence entre "substance" et "corps" ? Donne des exemples. Pourquoi y a-t-il plus de corps que de substances ?

Chiffres et faits

Une tonne de vieux papiers permet de produire 750 kg de papier ou 25 000 cahiers scolaires.

20 tonnes de vieux papiers évitent la coupe d'un hectare de forêt.

curieux

Dans l'industrie aéronautique et spatiale, dans les turbines à gaz, dans les usines de traitement chimique du charbon, où Chauffer utilisant des matériaux composites. Ce sont des matériaux constitués d'une base en plastique (matrice) et d'une charge. Les composites comprennent les matériaux céramiques-métalliques (cermets), les norplasts (polymères organiques chargés). En tant que matrice, des métaux et des alliages, des polymères et des céramiques sont utilisés. Les composites sont beaucoup plus durables que les matériaux traditionnels.

expérience à domicile

Chromatographie sur papier

Mélangez une goutte d'encre bleue et rouge (peut-être un mélange de peintures hydrosolubles qui n'interagissent pas entre elles). Prenez une feuille de papier filtre, appliquez une petite goutte du mélange au centre du papier, puis de l'eau s'égoutte au centre de cette goutte. Un chromatogramme de couleur commencera à se former sur le papier filtre.

Familiarisation avec la verrerie de laboratoire et les équipements chimiques

Au cours de l'étude de la chimie, de nombreuses expériences doivent être réalisées, pour lesquelles un équipement et des ustensiles spéciaux sont utilisés.

En chimie, des plats spéciaux en verre à paroi mince et à paroi épaisse sont utilisés. Les produits en verre à paroi mince résistent aux températures extrêmes, des opérations chimiques nécessitant un chauffage y sont effectuées. La verrerie épaisse ne doit pas être chauffée. Sur rendez-vous, la verrerie est à usage général, but spécial et mesuré. Les ustensiles de cuisine à usage général sont utilisés pour la plupart des travaux.

Verrerie à usage général à paroi mince

Les tubes à essai sont utilisés lors de la réalisation d'expériences avec de petites quantités de solutions ou de solides, pour des expériences de démonstration. Utilisons les ustensiles pour effectuer les expériences.

Verser dans deux petits tubes à essai de 1-2 ml. solution d'acide chlorhydrique. Dans l'un, ajoutez 1 à 2 gouttes de tournesol et dans le second - autant de méthyl orange. On observe le changement de couleur des indicateurs. Le tournesol devient rouge et le méthyl orange devient rose.

Verser dans trois petits tubes à essai 1-2 ml de solution d'hydroxyde de sodium. Ajoutez 1-2 gouttes de tournesol à une, la couleur devient bleue. Dans le second - la même quantité de méthyl orange - la couleur devient jaune. Dans le troisième - phénolphtaléine, la couleur devient cramoisie. Ainsi, à l'aide d'indicateurs, vous pouvez déterminer l'environnement des solutions.

Placer un peu d'hydrogénocarbonate de soude dans un grand tube à essai et ajouter 1 à 2 ml de solution d'acide acétique. On observe immédiatement une sorte d'« ébullition » d'un mélange de ces substances. Cette impression est créée en raison de la libération rapide de bulles. gaz carbonique. Si une allumette allumée est amenée dans la particule supérieure du tube à essai lorsque le gaz est libéré, elle s'éteint sans brûler.

Les substances sont dissoutes dans des flacons, les solutions sont filtrées et titrées. Les béchers chimiques sont utilisés pour effectuer des réactions de précipitation, la dissolution de solides lorsqu'ils sont chauffés. Le groupe à usage spécial comprend les plats utilisés dans un but précis. Dans des plats à parois épaisses, des expériences sont effectuées qui ne nécessitent pas de chauffage. Le plus souvent, les réactifs y sont stockés. Compte-gouttes, entonnoirs, gazomètres, appareils Kipp, tiges de verre sont également en verre épais.

Nous trempons une tige de verre dans de l'acide chlorhydrique p concentré, et la seconde dans p ammoniac. En rapprochant les bâtons l'un de l'autre, on observe la formation de "fumée sans feu".

Aux ustensiles de mesure appartiennent les pipettes, les burettes, les flacons, les cylindres, les béchers, les verres. Les ustensiles de mesure déterminent avec précision le volume des liquides, préparent des solutions de différentes concentrations.

En plus de la verrerie de laboratoire, ils utilisent porcelaine: coupelles, creusets, mortiers. Les tasses en porcelaine sont utilisées pour évaporer les solutions et les creusets en porcelaine sont utilisés pour calciner les substances dans les fours à moufle. Les mortiers broient les solides.

Équipement de laboratoire

Pour chauffer des substances dans les laboratoires de chimie, on utilise des réchauds à alcool, des réchauds électriques à spirale fermée, des bains-marie et, en présence de gaz, des brûleurs à gaz. Vous pouvez également utiliser du combustible sec en le brûlant sur des supports spéciaux.

Les accessoires auxiliaires sont d'une grande importance lors de la réalisation d'expériences chimiques: un support en métal, un support pour tubes à essai, une pince à creuset, un treillis en amiante.

Les balances sont utilisées pour peser des substances.