Dans l'article d'aujourd'hui, nous discuterons de ce qu'est le corps physique. Vous avez rencontré ce terme plus d’une fois au cours de vos années de scolarité. On rencontre d'abord les notions de « corps physique », de « substance », de « phénomène » dans les cours d'histoire naturelle. Ils font l'objet d'études dans la plupart des branches des sciences spécialisées - la physique.
Selon « corps physique », cela signifie un certain objet matériel qui a une forme et une limite externe clairement définie qui le sépare de l'environnement extérieur et des autres corps. De plus, le corps physique possède des caractéristiques telles que la masse et le volume. Ces paramètres sont basiques. Mais à côté d’eux, il y en a d’autres. On parle de transparence, de densité, d'élasticité, de dureté, etc.
Corps physiques : exemples
Pour faire simple, nous pouvons appeler n’importe quel objet environnant un corps physique. Les exemples les plus courants sont un livre, une table, une voiture, un ballon, une tasse. Les physiciens appellent un corps simple quelque chose dont la forme géométrique est simple. Les corps physiques composites sont ceux qui existent sous la forme de combinaisons de corps simples liés ensemble. Par exemple, de manière très conventionnelle, la figure humaine peut être représentée comme un ensemble de cylindres et de boules.
Le matériau dont est constitué l’un des corps est appelé substance. De plus, ils peuvent contenir une ou plusieurs substances. Donnons des exemples. Corps physiques - couverts (fourchettes, cuillères). Ils sont le plus souvent en acier. Un couteau peut servir d'exemple de corps composé de deux types différents de substances : une lame en acier et un manche en bois. Et un produit aussi complexe qu’un téléphone portable est fabriqué à partir d’un nombre bien 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 - de vêtements - de peaux d'animaux). Avec le développement du progrès technologique, des substances créées par l'homme sont apparues. Et à l’heure actuelle, ceux-ci constituent la majorité. Un exemple classique de corps physique d’origine artificielle est le plastique. Chacun de ses types a été créé par l'homme afin de fournir les qualités nécessaires d'un article particulier. Par exemple, le plastique transparent est destiné aux verres de lunettes, le plastique non toxique de qualité alimentaire est destiné à la vaisselle et le plastique durable est destiné aux pare-chocs de voiture.
Tout article (issu d'un appareil de haute technologie) possède un certain nombre de qualités spécifiques. L’une des propriétés des corps physiques est leur capacité à être attirés les uns par les autres à la suite d’une interaction gravitationnelle. Elle est mesurée à l’aide d’une grandeur physique appelée masse. Selon les physiciens, la masse des corps est une mesure de leur gravité. Il est désigné par le symbole m.
Mesure de masse
Cette grandeur physique, comme toute autre, peut être mesurée. Pour connaître la masse d’un objet, vous devez la comparer à une norme. C'est-à-dire avec un corps dont la masse est considérée comme unité. Le Système international d'unités (SI) est le kilogramme. Cette unité de masse « idéale » existe sous la forme d’un cylindre, qui est un alliage d’iridium et de platine. Cet échantillon international est stocké en France et des copies sont disponibles dans presque tous les pays.
En plus du kilogramme, la notion de tonne, de gramme ou de milligramme est utilisée. Le poids corporel est mesuré par pesée. Il s'agit d'une méthode classique pour les calculs quotidiens. Mais dans la physique moderne, il en existe d’autres qui sont beaucoup plus modernes et très précis. 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, chacune étant importante dans une situation donnée. Par exemple, des objets de même volume peuvent différer considérablement par leur masse, c'est-à-dire avoir des densités différentes. Dans de nombreuses situations, des caractéristiques telles que la fragilité, la dureté, l’élasticité ou les propriétés magnétiques sont importantes. Nous ne devons pas oublier la conductivité thermique, la transparence, l'homogénéité, la conductivité électrique et d'autres nombreuses propriétés physiques des corps et des substances.
Dans la plupart des cas, toutes ces caractéristiques dépendent des substances ou des matériaux qui composent les objets. Par exemple, les billes de caoutchouc, de verre et d’acier auront des propriétés physiques complètement différentes. Ceci est important dans les situations où des corps interagissent les uns avec les autres, par exemple pour étudier le degré de leur déformation lors d'une collision.
À propos des approximations acceptées
Certaines branches de la physique considèrent le corps physique comme une sorte d’abstraction dotée de caractéristiques idéales. Par exemple, en mécanique, les corps sont représentés comme des points matériels qui n'ont pas de masse ni d'autres propriétés. Cette section de physique traite du mouvement de tels points conditionnels, et pour résoudre les problèmes posés ici, ces quantités n'ont pas d'importance fondamentale.
Dans les calculs scientifiques, le concept de corps absolument rigide est souvent utilisé. On considère classiquement qu'il s'agit d'un corps ne subissant aucune déformation, ni déplacement du centre de masse. Ce modèle simplifié permet de reproduire théoriquement un certain nombre de processus spécifiques.
La section de thermodynamique utilise le concept d'un corps absolument noir à ses fins. Qu'est-ce que c'est? Un corps physique (un objet abstrait) capable d'absorber tout rayonnement tombant sur sa surface. En même temps, si la tâche l’exige, ils peuvent émettre des ondes électromagnétiques. Si, selon les conditions des calculs théoriques, la forme des corps physiques n'est pas fondamentale, on suppose 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 incluent tout changement dans notre environnement qui n'est pas lié aux résultats de l'activité humaine. Beaucoup d’entre eux sont utilisés à leur avantage, mais d’autres peuvent être dangereux, voire désastreux.
L'étude du comportement et de diverses propriétés des corps physiques est nécessaire aux personnes afin de prédire 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 lutter contre les manifestations négatives des éléments marins. L’humanité a appris à résister aux tremblements de terre en développant des structures de construction spéciales résistantes aux tremblements de terre. Les pièces porteuses de la voiture sont fabriquées dans une forme spéciale 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 » implique tout ce qui peut être reconnu comme existant réellement. Chacun d'entre eux occupe nécessairement une partie de l'espace et les substances qui les composent sont un ensemble de molécules d'une certaine structure. Ses autres particules plus petites sont des atomes, mais chacun d'eux n'est pas quelque chose d'indivisible et de complètement simple. La structure d'un atome est assez complexe. Dans sa composition, on peut distinguer des particules élémentaires chargées positivement et négativement - les ions.
La structure selon laquelle ces particules sont disposées dans un certain système est appelée cristalline pour les solides. Tout cristal a une certaine forme strictement fixe, qui indique le mouvement ordonné et l'interaction de ses molécules et de ses atomes. Lorsque la structure des cristaux change, les propriétés physiques du corps sont perturbées. Son état d'agrégation, qui peut être solide, liquide ou gazeux, dépend du degré de mobilité de ses composants élémentaires.
Pour caractériser ces phénomènes complexes, la notion de coefficients de compression ou d'élasticité volumétrique, qui sont des grandeurs mutuellement inverses, est utilisée.
Mouvement moléculaire
Un état de repos n’est inhérent ni aux atomes ni aux molécules de solides. Ils sont en mouvement constant dont la nature dépend de l'état thermique du corps et des influences auxquelles il est actuellement exposé. Certaines 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 des objets solides, liquides ou gazeux, selon la nature du mouvement moléculaire. L'ensemble des solides peut être divisé en cristallins et amorphes. Le mouvement des particules dans un cristal est reconnu comme étant complètement ordonné. Dans les liquides, les molécules se déplacent selon un principe complètement différent. Ils se déplacent d'un groupe à un autre, que l'on peut imaginer au sens figuré comme des comètes errant d'un système céleste à un autre.
Dans tout corps gazeux, les molécules ont une liaison beaucoup plus faible que dans les corps liquides ou solides. On peut dire que les particules s’y repoussent. L'élasticité des corps physiques est déterminée par une combinaison de deux grandeurs principales : le coefficient de cisaillement et le coefficient d'élasticité volumétrique.
Fluidité des corps
Malgré toutes les différences significatives entre les corps physiques solides et liquides, leurs propriétés ont de nombreux points communs. 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 solide (par exemple de la glace ou du cirage). Il est également inhérent aux métaux, y compris les plus durs. Sous pression, la plupart d’entre eux sont capables de s’écouler comme un liquide. En connectant et en chauffant deux pièces de métal solides, il est possible de les souder en un seul tout. De plus, le processus de soudure se déroule à une température bien inférieure au point de fusion de chacun d'eux.
Ce processus est possible à condition que les deux pièces soient complètement en contact. C'est ainsi que sont produits divers alliages métalliques. 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 constituent pas un groupe isolé. La différence entre eux et les liquides réside uniquement dans une friction interne plus importante. La transition des substances vers différents états se produit dans des conditions d'une certaine température.
Les gaz diffèrent des liquides et des solides en ce sens que la force élastique n'augmente pas même avec un fort changement de volume. La différence entre les liquides et les solides réside dans l'apparition de forces élastiques dans les solides lors du cisaillement, c'est-à-dire un changement de forme. Ce phénomène n'est pas observé dans les liquides, qui peuvent prendre n'importe quelle forme.
Cristallin et amorphe
Comme déjà mentionné, les deux états possibles des solides sont amorphe et cristallin. Les corps amorphes comprennent les 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 et le verre. Leur isotropie est le résultat d’un arrangement aléatoire de molécules et d’atomes dans la composition de la substance.
À l'état cristallin, les particules élémentaires sont disposées dans un ordre strict et existent sous la forme d'une structure interne qui se répète périodiquement dans différentes directions. Les propriétés physiques de ces corps sont différentes, mais elles coïncident dans des directions parallèles. Cette propriété inhérente aux cristaux est appelée anisotropie. Sa raison est la force inégale de l'interaction entre les molécules et les atomes dans des directions différentes.
Mono- et polycristaux
Les monocristaux ont une structure interne homogène et se répètent dans tout le volume. Les polycristaux ressemblent à de nombreux petits cristallites fusionnés de manière chaotique les uns avec les autres. Les particules qui les composent sont situées à une distance strictement définie les unes des autres et dans l'ordre requis. Un réseau cristallin est compris comme un ensemble de nœuds, c'est-à-dire des points qui servent de centres à des molécules ou à des atomes. Les métaux à structure cristalline servent de matériaux pour les charpentes 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 réelle sont affectées négativement par les défauts du réseau cristallin, à la fois superficiels et internes. Une branche distincte de la physique, appelée mécanique des solides, est consacrée aux propriétés similaires des solides.
Dans la vie, nous sommes entourés d’une variété de corps et d’objets. Par exemple, à l'intérieur, il s'agit d'une fenêtre, d'une porte, d'une table, d'une ampoule, d'une tasse, à l'extérieur, d'une voiture, d'un feu de circulation, d'un asphalte. Tout corps ou objet est constitué de matière. Cet article expliquera ce qu'est une substance.
Qu'est-ce que la chimie ?
L'eau est un solvant et un stabilisant essentiel. Il a une forte capacité thermique et une forte conductivité thermique. Le milieu aqueux est favorable à la survenue de réactions chimiques basiques. Il se caractérise par sa transparence et résiste pratiquement à la compression.
Quelle est la différence entre les substances inorganiques et organiques ?
Il n’existe pas de différences externes particulièrement marquées entre ces deux groupes de substances. La principale différence réside dans la structure, où les substances inorganiques ont une structure non moléculaire et les substances organiques ont une structure moléculaire.
Les substances inorganiques ont une structure non moléculaire et se caractérisent donc par des points de fusion et d'ébullition élevés. Ils ne contiennent pas de carbone. Il s'agit notamment des gaz rares (néon, argon), des métaux (calcium, calcium, sodium), des substances amphotères (fer, aluminium) et des non-métaux (silicium), des hydroxydes, des composés binaires et des sels.
Substances organiques de structure moléculaire. Ils ont des points de fusion assez bas et se décomposent rapidement lorsqu'ils sont chauffés. Principalement composé de carbone. Exceptions : carbures, carbonates, oxydes de carbone et cyanures. Le carbone permet la formation d’un très grand nombre de composés complexes (on en connaît plus de 10 millions dans la nature).
La plupart de leurs classes appartiennent à l'origine biologique (glucides, protéines, lipides, acides nucléiques). Ces composés comprennent l'azote, l'hydrogène, l'oxygène, le phosphore et le soufre.
Pour comprendre ce qu'est une substance, il faut imaginer quel rôle elle joue dans nos vies. En interagissant avec d’autres substances, il en forme de nouvelles. Sans eux, la vie du monde environnant est indissociable et impensable. Tous les objets sont constitués de certaines substances et jouent donc un rôle important dans nos vies.
1.1. Corps et environnements. Introduction aux systèmes
En étudiant la physique l'année dernière, vous avez appris que le monde dans lequel nous vivons est un monde corps physiques Et Mercredi. En quoi le corps physique est-il différent de l’environnement ? Tout corps physique a une forme et un volume.
Par exemple, les corps physiques sont une grande variété d’objets : 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 reste un corps physique - elle a une forme et un volume. Et pour les poissons qui y nagent, la mer est très probablement un environnement.
D’après votre expérience de vie, vous savez que tout ce qui nous entoure est constitué de quelque chose. Le manuel qui se trouve devant vous est constitué de fines feuilles de texte et d’une couverture plus résistante ; le réveil qui vous réveille le matin est composé de nombreuses pièces différentes. Autrement dit, nous pouvons affirmer qu'un manuel et un réveil représentent système.
Il est très important que les composants 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 son composé Et structure. Toutes les autres caractéristiques du système dépendent de la composition et de la structure.
Nous avons besoin d'une idée des systèmes pour comprendre en quoi consistent les corps physiques et les environnements, car ce 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 qui manquent dans le manuel (pas plus de cinq).
2.Quels environnements physiques une grenouille rencontre-t-elle dans la vie quotidienne ?
3. En quoi, à votre avis, diffère-t-il le corps physique de l'environnement ?
1.2. Atomes, molécules, substances
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 la loupe, vous remarquerez que chacun d'eux est un polyèdre à bords plats (cristallins). Sans équipement spécial, nous ne pourrons pas discerner de quoi sont constitués ces cristaux, mais la science moderne connaît bien les méthodes qui permettent d'y parvenir. Ces méthodes et les instruments qui les utilisent ont été développés par des physiciens. Ils font appel à des phénomènes très complexes que nous ne considérerons pas ici. Disons simplement que ces méthodes peuvent être assimilées à un microscope très puissant. Si nous examinons un cristal de sel ou de sucre à travers un tel « microscope » avec un grossissement de plus en plus grand, nous découvrirons finalement que ce cristal contient de très petites particules sphériques. 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 (notée A o.). Un angström mesure 10 à 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 mieux comprendre à quel point les atomes sont de petites particules, considérons cet exemple : si une pomme est agrandie jusqu'à la taille du globe, alors un atome agrandi du même montant deviendra la taille d'une pomme moyenne.
Malgré leur petite taille, les atomes sont des particules assez complexes. Vous vous familiariserez avec la structure des atomes cette année, mais pour l’instant disons simplement que tout atome est constitué de noyau atomique et liés couche électronique, c'est-à-dire qu'il représente également un système.
Actuellement, un peu plus d’une centaine de types d’atomes sont connus. Parmi eux, environ quatre-vingts sont stables. Et de ces quatre-vingts types d’atomes sont construits tous les objets qui nous entourent dans toute leur infinie diversité.
L’une des caractéristiques les plus importantes des atomes est leur tendance à se combiner les uns avec les autres. Cela aboutit le plus souvent à la formation de molécules.
Une molécule peut contenir de deux à plusieurs centaines de milliers d’atomes. De plus, les petites molécules (diatomiques, triatomiques...) peuvent être constituées d'atomes identiques, tandis que les grandes molécules sont généralement constituées d'atomes différents. Puisqu’une molécule est constituée de plusieurs atomes et que ces atomes sont connectés, une molécule est un système Dans les solides et les liquides, les molécules sont connectées les unes aux autres, mais pas dans les gaz.
Les liaisons entre atomes sont appelées liaisons chimiques, et les liaisons entre les molécules sont liaisons intermoléculaires.
Les molécules connectées les unes aux autres forment substances.
Les substances constituées de molécules sont appelées substances moléculaires. Ainsi, l'eau est constituée de molécules d'eau, le sucre - de molécules de saccharose et le polyéthylène - de molécules de polyéthylène.
De plus, de nombreuses substances sont directement constituées d’atomes ou d’autres particules et ne contiennent pas de molécules. Par exemple, l’aluminium, le fer, le diamant, le verre et le sel de table 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 molécules et non moléculaires est une classification des substances. par type de structure.
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 la Fig. 1.1.
La plupart des substances se trouvent généralement dans l'un des trois états d'agrégation: solide, liquide ou gazeux. Lorsqu'elles sont chauffées ou refroidies, les substances moléculaires peuvent passer d'un état d'agrégation à un autre. De telles transitions sont représentées schématiquement 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 des substances moléculaires, les molécules des substances ne sont ni détruites ni formées. Seules les liaisons intermoléculaires sont rompues ou formées. Par exemple, la glace se transforme en eau lorsqu'elle fond et l'eau lorsqu'elle bout se transforme en vapeur d'eau. Dans ce cas, les molécules d’eau ne sont pas détruites 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 transformés en d'autres substances, tandis que leurs molécules sont détruites. Par exemple, la cellulose (le composant principal du bois et du papier) ne fond pas lorsqu'elle est chauffée, mais se décompose. Ses molécules sont détruites et des molécules complètement différentes se forment à partir des « fragments ».
Donc, une substance moléculaire reste elle-même, c'est-à-dire chimiquement inchangée, aussi longtemps que ses molécules restent inchangées.
Mais vous savez que les molécules sont en mouvement constant. Et les atomes qui composent les molécules bougent (oscillent) également. À mesure que la température augmente, les vibrations des atomes dans les molécules augmentent. Peut-on dire que les molécules restent totalement 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.
Eau. L'eau est la substance la plus connue et la plus répandue sur notre planète : la surface de la Terre est recouverte aux 3/4 d'eau, une personne est composée à 65 % d'eau, la vie est impossible sans eau, puisque tous les processus cellulaires du corps se déroulent dans un solution aqueuse. L'eau est une substance moléculaire. C’est l’une des rares substances naturellement présentes à l’état solide, liquide et gazeux, et la seule substance pour laquelle chacun de ces états a son propre nom. |
| Fer- métal blanc argenté, brillant et malléable. Il s'agit d'une substance non moléculaire. Parmi les métaux, le fer se classe au deuxième rang après l'aluminium en termes d'abondance dans la nature et au premier rang en termes d'importance pour l'humanité. Avec un autre métal, le nickel, il constitue le noyau de notre planète. Le fer pur n’a pas de nombreuses applications pratiques. La célèbre colonne Qutub, située à proximité de Delhi, mesure environ sept mètres de haut et pèse 6,5 tonnes, vieille de près de 2 800 ans (elle a été érigée au 9ème siècle avant JC) - l'un des rares exemples d'utilisation de fer pur (99,72 %) ; il est possible que ce soit la pureté du matériau qui explique la durabilité et la résistance à la corrosion de cette structure. Sous forme de fonte, d’acier et d’autres alliages, le fer est utilisé dans pratiquement toutes les branches technologiques. Ses précieuses propriétés magnétiques sont utilisées dans les générateurs de courant électrique et les moteurs électriques. Le fer est un élément vital pour l’homme et les animaux, car il fait partie de l’hémoglobine sanguine. En cas de carence, les cellules des tissus ne reçoivent pas suffisamment d'oxygène, ce qui entraîne des conséquences très graves. |
ATOME (NUCLIDE), MOLÉCULE, LIAISONS CHIMIQUES, LIAISONS INTERMOLÉCULAIRES, SUBSTANCE MOLÉCULAIRE, SUBSTANCE NON MOLÉCULAIRE, TYPE DE STRUCTURE, ÉTAT D'AGRÉGAT.
1.Quelles liaisons sont les plus fortes : chimiques ou intermoléculaires ?
2.Quelle est la différence entre les états solide, liquide et gazeux ? Comment les molécules se déplacent-elles dans les gaz, les liquides et les solides ?
3.Avez-vous déjà observé les processus de fonte de substances (à l'exception de la glace) ? Qu'en est-il de l'ébullition (sauf pour l'eau) ?
4.Quelles sont les caractéristiques de ces processus ? Donnez des exemples de sublimation de solides que vous connaissez.
5. Donnez des exemples de substances que vous connaissez et qui peuvent être trouvées a) dans les trois états d'agrégation ; b) uniquement à l'état solide ou liquide ; c) uniquement à l'état solide.
1.3. Éléments chimiques
Comme vous le savez déjà, les atomes peuvent être identiques ou différents. Vous le découvrirez bientôt à quel point les différents atomes diffèrent les uns des autres dans leur structure, mais pour l'instant, disons simplement que les différents atomes sont différents comportement chimique, c'est-à-dire leur capacité à se connecter les uns aux autres, formant des molécules (ou des substances non moléculaires).
En d’autres termes, les éléments chimiques sont les mêmes types d’atomes que ceux 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 classe de chimie de l'école.
Un élément chimique est un agrégat abstrait. C'est le nom d'un nombre quelconque d'atomes d'un type donné, et ces atomes peuvent être situés n'importe où, par exemple : l'un sur Terre et l'autre sur Vénus. L'élément chimique ne peut pas être vu ou touché avec les mains. 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 DE L'ÉLÉMENT.
1. Définir la notion d'« élément chimique » à l'aide des mots « type d'atomes ».
2. Combien de significations le mot « fer » a-t-il en chimie ? Quelles sont ces significations ?
1.4. Classification des substances
Avant de commencer à classer des objets, vous devez sélectionner la caractéristique par laquelle vous effectuerez cette classification ( signe de classification). Par exemple, lorsque vous disposez une pile de crayons dans des boîtes, vous pouvez vous laisser guider par leur couleur, leur forme, leur longueur, leur dureté ou autre chose. La caractéristique sélectionnée sera le critère de classement. Les substances sont des objets beaucoup plus complexes et diversifiés que les crayons, il y a donc ici beaucoup plus de fonctionnalités de classification.
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.
| Substance chimique– une substance constituée de particules contenant des noyaux atomiques. |
De telles particules (et elles sont appelées particules chimiques) peuvent être des atomes (particules avec un noyau), des molécules (particules avec plusieurs noyaux), des cristaux non moléculaires (particules avec plusieurs noyaux) et quelques autres. Toute particule chimique, en plus des noyaux ou des noyaux, contient également des électrons.
Outre les produits chimiques, il existe d’autres substances dans la nature. Par exemple : la matière des étoiles à neutrons, constituées de particules appelées neutrons ; flux d’électrons, de neutrons et d’autres particules. Ces substances sont dites physiques.
| Substance physique– une substance constituée de particules qui ne contiennent pas de noyaux atomiques. |
Sur Terre, vous ne rencontrez presque jamais de substances physiques.
Selon le type de particules chimiques ou le type de structure, toutes les substances chimiques sont divisées en moléculaire Et non moléculaire, tu le sais déjà.
Une substance peut être constituée de particules chimiques identiques en composition et en structure - dans ce cas on l'appelle faire le ménage, ou individu, substance. 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 composition et de structure identiques, et la substance non moléculaire « sel de table » est constituée de cristaux de sel de table de composition et de structure identiques.
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 diverses impuretés.
Les produits chimiques individuels sont souvent simplement appelés substances.
Les substances chimiques peuvent contenir des atomes d’un seul élément chimique ou des atomes d’éléments différents. Sur la base de ce critère, les substances sont divisées en simple Et complexe.
Par exemple, la substance simple « oxygène » est constituée de molécules d’oxygène diatomiques, et la substance « oxygène » ne contient que des atomes de l’élément oxygène. Autre exemple : la substance simple « fer » est constituée de cristaux de fer, et la substance « fer » ne contient que des atomes de l'élément fer. Historiquement, une substance simple porte généralement le même nom que l’élément dont les atomes la composent.
Cependant, certains éléments ne forment pas une, 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. Ce phénomène est appelé allotropie.
Ces substances simples sont appelées modifications allotropiques. Ils sont identiques par leur composition qualitative, mais diffèrent les uns des autres par leur structure.
Ainsi, la substance complexe « eau » est constituée de molécules d’eau, elles-mêmes 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, une substance complexe peut contenir des atomes de plus de deux éléments.
Les substances complexes sont également appelées Connexions.
Des exemples de substances simples et complexes, ainsi que leur type de structure, sont donnés dans le tableau 1.
Tableau I. Substances simples et complexes type de structure moléculaire (m) et non moléculaire (n/m)
Substances simples |
Substances complexes |
||
Nom |
Type de bâtiment |
Nom |
Type de bâtiment |
| Oxygène | Eau | ||
| Hydrogène | Sel | ||
| diamant | Saccharose | ||
| Fer | Sulfate de cuivre | ||
| Soufre | Butane | ||
| Aluminium | Acide phosphorique | ||
| Phosphore blanc | Un soda | ||
| Azote | Bicarbonate de soude | ||
En figue. La figure 1.3 montre un schéma de classification des substances selon les caractéristiques que nous avons étudiées : par la présence de noyaux dans les particules formant la substance, par l'identité chimique des substances, par la teneur en atomes d'un ou plusieurs éléments et par type de structure . Le schéma est complété par la division des 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 (généralement appelées simplement « solutions ») ou gazeuses (appelées mélanges de gaz). Exemples de solutions solides : alliage de bijouterie en or et argent, pierre précieuse rubis. Des exemples de solutions liquides vous sont bien connus : par exemple, une solution de sel de table dans l'eau, du vinaigre de table (une solution d'acide acétique dans l'eau). Exemples de solutions gazeuses : air, mélanges oxygène-hélium pour les plongeurs respiratoires, etc.
| diamant– modification allotropique du carbone. C'est une gemme incolore appréciée pour son jeu de couleurs et son éclat. Le mot « diamant » traduit de l'ancienne langue indienne signifie « celui qui ne se brise pas ». Parmi tous les minéraux, le diamant possède la plus grande dureté. Mais malgré son nom, il est assez fragile. Les diamants taillés sont appelés brillants. Les diamants naturels, trop petits ou de mauvaise qualité, qui ne peuvent pas être utilisés en bijouterie, sont utilisés comme matériaux de coupe et abrasifs (le matériau abrasif est un matériau de meulage et de polissage). Selon ses propriétés chimiques, le diamant est une substance peu active. |
| Graphite– la deuxième modification allotropique du carbone. C'est aussi une substance non moléculaire. Contrairement au diamant, il est gris noir, gras au toucher et assez mou, en plus il conduit assez bien l’électricité. En raison de ses propriétés, le graphite est utilisé dans une grande variété de domaines de l’activité humaine. Par exemple : vous utilisez tous des crayons « simples », mais la tige d'écriture - la mine - est faite du même graphite. Le graphite est très résistant à la chaleur, il est donc utilisé pour fabriquer des creusets réfractaires dans lesquels sont fondus les métaux. De plus, un lubrifiant résistant à la chaleur est fabriqué à partir de graphite, ainsi que des contacts électriques mobiles, notamment ceux installés sur les barres de trolleybus aux endroits où ils glissent le long des fils électriques. Il existe d'autres domaines d'utilisation non moins importants. Comparé au diamant, le graphite est plus réactif. |
SUBSTANCE CHIMIQUE, SUBSTANCE INDIVIDUELLE, MÉLANGE, SUBSTANCE SIMPLE, SUBSTANCE COMPLEXE, 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 citées en exemple, lesquelles sont des substances simples et lesquelles sont complexes ?
4. Parmi les phrases suivantes, lesquelles parlent d'un élément chimique et lesquelles parlent d'une substance simple ?
a) Un atome d'oxygène entre 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 poêle est en aluminium.
f) Le quartz est un composé de silicium et d'oxygène.
g) Une molécule d'oxygène est constituée de deux atomes d'oxygène.
h) Le cuivre, l'argent et l'or sont connus des hommes 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 ?
1.5. Caractéristiques et propriétés des substances. Séparation des mélanges
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 reliés les uns aux autres par des liaisons chimiques (vous découvrirez la nature de ces liaisons en étudiant le chapitre 7). Autre exemple : l'atome. C'est aussi un système matériel constitué d'un noyau atomique et d'électrons qui y sont liés (vous découvrirez la nature de ces liaisons au chapitre 3).
Chaque objet peut être décrit ou caractérisé de manière plus ou moins détaillée, c'est-à-dire qu'il peut être répertorié caractéristiques.
En chimie, les objets sont avant tout des substances. Les substances chimiques se présentent sous des formes très diverses : liquides et solides, incolores et colorées, légères et lourdes, actives et inertes, etc. Une substance diffère d’une autre de plusieurs manières, qui, comme vous le savez, sont appelées caractéristiques.
| Caractéristiques de la substance- une caractéristique inhérente à une substance donnée. |
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'elle est chauffée, température de décomposition, hygroscopique (capacité à absorber l'humidité), viscosité, capacité à interagir avec d'autres substances et bien d'autres. Les plus importantes de ces caractéristiques 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 de haute qualité Et composition quantitative substances.
Pour décrire la composition qualitative d'une substance, ils répertorient les atomes dont les éléments entrent dans la composition 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 la molécule de cette substance sont indiqués.
Lors de la description de la composition quantitative d'une substance non moléculaire, indiquez le rapport entre le nombre d'atomes de chacun des éléments qui composent cette substance.
La structure d'une substance s'entend comme a) la séquence de connexions entre les atomes qui forment la substance ; b) la nature des connexions entre eux et c) la disposition relative des atomes dans l'espace.
Revenons maintenant à la question avec laquelle nous avons terminé le paragraphe 1.2 : qu'est-ce qui reste inchangé dans les molécules si la substance moléculaire reste elle-même ? Désormais, nous pouvons déjà répondre à cette question : la composition et la structure des molécules restent inchangées. Et si tel est le cas, nous pouvons alors clarifier la conclusion que nous avons tirée 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, un groupe spécial est attribué 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 de l'interaction des éléments constitutifs d'une substance donnée.
Le deuxième cas est assez rare, donc les propriétés d'une substance peuvent être définies comme la capacité de cette substance à changer d'une certaine manière sous toute 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 des modifications différentes. 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. Il s'agit de la capacité de bouillir (elle se manifeste par exemple dans l'eau et est absente dans le polyéthylène fondu). Une substance immergée dans l'eau peut ou non s'y dissoudre ; cette propriété est la capacité de se dissoudre dans l'eau. Le papier amené 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, mais 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 des propriétés similaires font référence à propriétés physiques substances.
La capacité de réagir avec d'autres substances, la capacité de se décomposer et parfois la capacité de se dissoudre appartiennent à propriétés chimiques substances.
Un autre groupe de caractéristiques des substances est quantitatif caractéristiques. Parmi les caractéristiques données au début du paragraphe, les caractéristiques quantitatives sont la densité, le point de fusion, la température de décomposition et la viscosité. Ils représentent tous grandeurs physiques. Dans un cours de physique, vous avez été initié aux grandeurs physiques en septième année et vous continuez à les étudier. Cette année, vous étudierez en détail les grandeurs physiques les plus importantes utilisées en chimie.
Parmi les caractéristiques d'une substance, il y a celles qui ne sont ni des propriétés ni des caractéristiques quantitatives, mais qui sont très importantes pour décrire la substance. Ceux-ci incluent la composition, la structure, l’état d’agrégation et d’autres caractéristiques.
Chaque substance individuelle possède son propre ensemble de caractéristiques et les caractéristiques quantitatives d'une telle substance sont constantes. Par exemple, l'eau pure à pression normale bout à exactement 100 °C, l'alcool éthylique dans les mêmes conditions bout à 78 °C. L'eau et l'alcool éthylique sont des substances distinctes. Et l'essence, par exemple, étant un mélange de plusieurs substances, n'a pas de point d'ébullition précis (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 : maintenir Avec en décantant(en évacuant le liquide des sédiments), filtration(effort), évaporation,séparation magnétique(séparation magnétique) et bien d’autres méthodes. Vous vous familiariserez pratiquement avec certaines de ces méthodes.
| Or– l’un des métaux précieux connus de l’homme depuis l’Antiquité. Les gens trouvaient de l’or sous forme de pépites ou de sable doré battu. Au Moyen Âge, les alchimistes considéraient le Soleil comme le patron de l’or. L'or est une substance non moléculaire. C'est un métal jaune plutôt mou, beau, malléable, lourd, avec un point de fusion élevé. En raison de ces propriétés, ainsi que de sa capacité à ne pas évoluer dans le temps et de son immunité à diverses influences (faible réactivité), l'or est très apprécié depuis l'Antiquité. Auparavant, l'or était principalement utilisé pour frapper des pièces de monnaie, pour fabriquer des bijoux et dans certains autres domaines, comme par exemple pour fabriquer de la vaisselle précieuse. À ce jour, une partie de l’or est utilisée à des fins de bijouterie. L'or pur est un métal très mou, c'est pourquoi les bijoutiers n'utilisent pas l'or lui-même, mais ses alliages avec d'autres métaux - la résistance mécanique de ces alliages est nettement plus élevée. Cependant, la majeure partie de l’or extrait est désormais utilisée dans des équipements électroniques. Cependant, l’or reste un métal monétaire. |
| Argent- également l'un des métaux précieux connus de l'homme depuis l'Antiquité. L’argent natif est présent dans la nature, mais beaucoup moins fréquemment que l’or. Au Moyen Âge, les alchimistes considéraient la Lune comme la patronne de l’argent. Comme tous les métaux, l’argent est une substance non moléculaire. L'argent est un métal assez mou et ductile, mais moins ductile que l'or. Les gens ont remarqué depuis longtemps les propriétés désinfectantes et antimicrobiennes de l’argent lui-même et de ses composés. Dans les églises orthodoxes, les fonts baptismaux et les ustensiles de l'église étaient souvent en argent, de sorte que l'eau ramenée de l'église restait claire et propre pendant longtemps. L'argent avec une granulométrie d'environ 0,001 mm est inclus dans le médicament "collargol" - gouttes dans les yeux et le nez. Il a été démontré que l’argent est accumulé de manière sélective par diverses plantes, comme le chou et le concombre. Auparavant, l’argent était utilisé pour fabriquer des pièces de monnaie et des bijoux. Les bijoux en argent sont encore appréciés aujourd'hui, mais, comme l'or, ils trouvent de plus en plus d'applications techniques, notamment dans la production de films et de matériel photographique, de produits électroniques et de batteries. De plus, l’argent, comme l’or, est un métal monétaire. |
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 composants de ces systèmes et la nature des connexions entre les composants.
2. Donnez des exemples de systèmes constitués des mêmes composants, mais ayant des structures différentes
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.Quelle est la 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 de quelles substances nous parlons
a) Un solide incolore d'une densité de 2,16 g/cm 3 forme des cristaux cubiques transparents, inodores, solubles dans l'eau, la solution aqueuse a un goût salé, fond lorsqu'elle est chauffée à 801 o C et bout à 1465 o C, de manière modérée les doses ne sont pas toxiques pour les humains.
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 l'électricité, est plastique (facilement étiré en fil) , fond à 1 084 o C et bout à 2 540 o C ; dans l'air, il se recouvre progressivement d'une couche lâche bleu-vert pâle.
c) Liquide transparent incolore à 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, utilisé comme assaisonnement pour les aliments, lorsque refroidi à - 17 o C durcit et lorsqu'il est chauffé à 118 o C, il bout et corrode de nombreux métaux. 7. Lesquelles des caractéristiques données dans les trois exemples précédents représentent a) des propriétés physiques, b) des propriétés chimiques, c) des valeurs de grandeurs physiques.
8.Faites vos propres listes de caractéristiques de deux autres substances.
Séparation des substances par filtration.
1.6. Phénomènes physiques et chimiques. Réactions chimiques
Tout ce qui se passe avec la participation d'objets physiques est appelé phénomène naturel. Ceux-ci incluent les transitions de substances d'un état d'agrégation à un autre, 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 d'un corps solide et d'autres phénomènes similaires, les molécules des substances ne changent pas.
Que se passe-t-il, par exemple, lorsque le soufre brûle ?
Lorsque le soufre brûle, les molécules de soufre et les molécules d'oxygène changent : elles se transforment en molécules de dioxyde de soufre (voir Fig. 1.4). Veuillez noter que le nombre total d'atomes et le nombre d'atomes de chaque élément restent inchangés.
Il existe donc deux types de phénomènes naturels :
1) phénomènes dans lesquels les molécules des substances ne changent pas – phénomènes physiques ;
2) phénomènes dans lesquels les molécules des substances changent – phénomènes chimiques.
Qu’arrive-t-il aux substances lors de ces phénomènes ?
Dans le premier cas, les molécules entrent en collision et s'envolent sans changement ; dans la seconde, lorsque les molécules entrent en collision, elles réagissent les unes avec les autres, tandis que certaines molécules (anciennes) sont détruites, tandis que d'autres (nouvelles) se forment.
Quelles évolutions des molécules lors de phénomènes chimiques ?
Dans les molécules, les atomes sont reliés par des liaisons chimiques fortes en une seule particule (dans les substances non moléculaires - en un monocristal). 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 ni n'apparaissent). Qu'est-ce qui change ? Des liens entre atomes ! De la même manière, dans les substances non moléculaires, les phénomènes chimiques modifient les liaisons entre atomes. Changer les connexions se résume généralement à leur rupture et à la formation ultérieure de nouvelles connexions. Par exemple, lorsque le soufre brûle 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 brûle, la poudre de soufre jaune se transforme en un gaz avec une odeur piquante et désagréable, et lorsque le phosphore brûle, des nuages de fumée blanche se forment, constitués de minuscules 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 se produisent la rupture et la formation de liaisons chimiques (réactions chimiques), les phénomènes physiques qui les accompagnent et, naturellement, les substances chimiques. impliqués dans ces réactions.
Pour étudier les phénomènes chimiques (c'est-à-dire la chimie), vous devez d'abord étudier les connexions entre les atomes (ce qu'ils sont, ce qu'ils sont, quelles sont leurs caractéristiques). Mais des liaisons se forment entre atomes. Il faut donc avant tout étudier les atomes eux-mêmes, ou plus précisément la structure des atomes des différents éléments.
Ainsi, en 8e et 9e années, vous étudierez
1) structure des atomes ;
2) liaisons chimiques et structure des substances ;
3) les réactions chimiques et les processus qui les accompagnent ;
4) propriétés des substances et composés simples les plus importants.
De plus, pendant cette période, vous vous familiariserez avec les grandeurs physiques les plus importantes utilisées en chimie et les relations entre elles, et vous apprendrez également à effectuer des calculs chimiques de base.
| Oxygène. Sans cette substance gazeuse, notre vie serait impossible. Après tout, ce gaz incolore, insipide et inodore est nécessaire à la respiration. Environ un cinquième de l’atmosphère terrestre est constitué d’oxygène. L'oxygène est une substance moléculaire ; chaque molécule est formée de deux atomes. À l’état liquide, il est bleu clair, à l’état solide, il est bleu. L'oxygène est très réactif et réagit avec la plupart des autres produits chimiques. La combustion de l'essence et du bois, la rouille du fer, la pourriture et la respiration sont autant de processus chimiques impliquant l'oxygène. Dans l’industrie, la majeure partie de l’oxygène provient de l’air atmosphérique. L'oxygène est utilisé dans la production du fer et de l'acier en augmentant la température des flammes dans les fours et en accélérant ainsi le processus de fusion. L'air enrichi en oxygène est utilisé dans la métallurgie des non-ferreux, pour le soudage et la découpe des métaux. Il est également utilisé en médecine pour faciliter la respiration des patients. Les réserves d'oxygène sur Terre se reconstituent continuellement : les plantes vertes produisent environ 300 milliards de tonnes d'oxygène par an. Les composants des substances chimiques, sortes de « briques » à partir desquelles elles sont construites, sont des particules chimiques, et ce sont avant tout des atomes et des molécules. Leurs tailles se situent dans une plage de longueur de l'ordre de 10 -10 – 10 -6 mètres (voir Fig. 1.5).
La physique étudie les particules plus petites et leurs interactions. Ces particules sont appelées ; particules microphysiques. Processus auxquels participent les particules et les corps grandes tailles, encore une fois étudié par la physique. La géographie physique étudie les objets naturels qui forment la surface de la Terre. La taille de ces objets varie de plusieurs mètres (par exemple, la largeur d’une rivière) à 40 000 kilomètres (la longueur de l’équateur terrestre). Les planètes, les étoiles, les galaxies et les phénomènes qui s'y produisent sont étudiés par l'astronomie et l'astrophysique. La géologie étudie la structure de la Terre. Une autre science naturelle, la biologie, étudie les organismes vivants qui habitent la Terre. En termes de complexité de leur structure (mais pas en termes de complexité de compréhension de la nature des interactions), les objets microphysiques sont les plus simples. Viennent ensuite les particules chimiques et les substances qui en résultent. Les objets biologiques (les cellules, leurs « parties », les organismes vivants eux-mêmes) sont formés de substances chimiques et leur structure est donc encore plus complexe. Il en va de même pour les objets géologiques, par exemple les roches constituées de minéraux (produits chimiques). Toutes les sciences naturelles, lorsqu’elles étudient la nature, s’appuient sur des lois physiques. Les lois physiques sont les lois les plus générales de la nature auxquelles sont soumis tous les objets matériels, y compris les particules chimiques. Par conséquent, la chimie, qui étudie les atomes, les molécules, les substances chimiques et leurs interactions, doit exploiter pleinement les lois de la physique. À leur tour, la biologie et la géologie, lorsqu'elles étudient « leurs » objets, sont tenues d'utiliser non seulement les lois de la physique, mais aussi les lois chimiques. Ainsi, la place qu'occupe la chimie parmi les sciences naturelles connexes devient claire. Cet emplacement est schématisé sur la figure 1.6. Au XVIIIe siècle, le lien étroit entre ces deux sciences naturelles a été remarqué et utilisé dans ses travaux par le célèbre scientifique russe Mikhaïl Vassilievitch Lomonossov (1711 – 1765), qui écrivait : « Un chimiste sans connaissances en physique est comme une personne qui Il faut tout chercher au toucher. Et ces deux sciences sont comme cela liées l’une à l’autre, que l’une ne peut exister parfaitement sans l’autre. Maintenant, clarifions ce que la chimie nous apporte en tant que consommateurs ? D’un autre côté, le corps humain contient un grand nombre de produits chimiques différents. La connaissance de la chimie aide les biologistes à comprendre leurs interactions et à comprendre les raisons de l'apparition de certains processus biologiques. Et cela, à son tour, permet à la médecine de préserver plus efficacement la santé des personnes, de traiter les maladies et, en fin de compte, de prolonger la vie humaine. |
Les corps sont des objets qui nous entourent.
Les corps sont constitués de substances.
Les corps physiques varient en forme, taille, masse et volume.
La substance est la matière dont est constitué le corps physique. Une caractéristique essentielle d'une substance est sa masse.
Le matériau est la substance à partir de laquelle les corps sont fabriqués.
Définissez « substance », « matière », « corps ».
Quelle est la différence entre les concepts « 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 peut produire 750 kg de papier ou 25 000 cahiers scolaires.
20 tonnes de vieux papiers sauvent un hectare de forêt de la déforestation.
Pour les curieux
Dans les industries aéronautique et spatiale, dans les turbines à gaz, dans les installations de traitement chimique du charbon, où la température est élevée, on utilise des matériaux composites. Ce sont des matériaux constitués d'une base en plastique (matrice) et d'une charge. Les composites comprennent des matériaux céramiques-métalliques (cermets) et des norplastes (polymères organiques chargés). Les métaux et alliages, les polymères et les céramiques sont utilisés comme matrice. Les composites sont beaucoup plus résistants que les matériaux traditionnels.
Expérience à domicile
Chromatographie sur papier
Mélangez une goutte d'encre bleue et rouge (peut-être un mélange d'encres hydrosolubles qui n'interagissent pas entre elles). Prenez un morceau de papier filtre, déposez une petite goutte du mélange au centre du papier, puis de l'eau coule au centre de cette goutte. Un chromatogramme couleur commencera à se former sur le papier filtre.
Familiarisation avec la verrerie de laboratoire et les équipements chimiques
Dans le processus d'étude de la chimie, vous devez mener de nombreuses expériences pour lesquelles vous utilisez un équipement et des ustensiles spéciaux.
En chimie, on utilise de la verrerie spéciale en verre à paroi mince et à paroi épaisse. Les produits en verre à paroi mince résistent aux changements de température ; des opérations chimiques nécessitant un chauffage y sont effectuées. Les récipients chimiques en verre épais ne peuvent pas être chauffés. Selon leur destination, la verrerie peut être à usage général, à usage spécial ou mesurée. Les ustensiles à usage général sont utilisés pour effectuer la plupart des travaux.
Verrerie à paroi mince à usage général
Les tubes à essai sont utilisés pour réaliser des expériences avec de petites quantités de solutions ou de solides, à des fins d'expériences de démonstration. Utilisons les plats pour réaliser les expériences.
Versez 1 à 2 ml dans deux petits tubes à essai. solution d'acide chlorhydrique. Ajoutez 1 à 2 gouttes de tournesol à l'un et à l'autre - autant d'orange méthylique. On observe un changement de couleur des indicateurs. Le tournesol devient rouge et le méthylorange devient rose.
Versez 1 à 2 ml de solution d'hydroxyde de sodium dans trois petits tubes à essai. Ajoutez 1 à 2 gouttes de tournesol à une, la couleur devient bleue. La deuxième fois - avec la même quantité d'orange de méthyle - la couleur devient jaune. Dans le troisième - phénolphtaléine, la couleur devient pourpre. Ainsi, à l'aide d'indicateurs, vous pouvez déterminer l'environnement de la solution.
Placez un peu de carbonate acide de sodium dans un grand tube à essai et ajoutez 1 à 2 ml de solution d'acide acétique. On observe immédiatement une sorte de « ébullition » du mélange de ces substances. Cette impression est créée par la libération rapide de bulles de dioxyde de carbone. Si une allumette allumée est insérée dans la particule supérieure d’un tube à essai lorsque du gaz est libéré, elle s’éteint sans s’éteindre.
Les substances sont dissoutes dans des flacons et les solutions sont titrées par filtration. Les béchers sont utilisés pour effectuer des réactions de précipitation, dissolvant les solides lorsqu'ils sont chauffés. Le groupe à usage spécial comprend les ustensiles utilisés dans un but spécifique. Les expériences qui ne nécessitent pas de chauffage sont réalisées dans des récipients à parois épaisses. Le plus souvent, des réactifs y sont stockés. Les compte-gouttes, les entonnoirs, les gazomètres, les appareils Kipp et les tiges de verre sont également fabriqués à partir de verre épais.
Trempez une tige de verre dans de l'acide chlorhydrique concentré et la seconde dans de l'ammoniaque concentrée. Rapprochons les bâtons les uns des autres et observons la formation de « fumée sans feu ».
La verrerie de mesure comprend les pipettes, les burettes, les flacons, les cylindres, les béchers et les béchers. À l'aide de tasses à mesurer, le volume de liquides est déterminé avec précision et des solutions de différentes concentrations sont préparées.
En plus de la verrerie, la vaisselle en porcelaine est utilisée en laboratoire : tasses, creusets, mortiers. Des tasses en porcelaine sont utilisées pour évaporer les solutions et des creusets en porcelaine sont utilisés pour calciner des substances dans des fours à moufle. Les solides sont broyés dans des mortiers.
Équipement de laboratoire
Pour chauffer des substances dans les laboratoires chimiques, des lampes à alcool, des cuisinières électriques à spirale fermée, des bains-marie et, si le gaz est disponible, des brûleurs à gaz sont utilisés. Vous pouvez également utiliser du combustible sec en le brûlant sur des supports spéciaux.
Lors de la réalisation d'expériences chimiques, les accessoires auxiliaires sont d'une grande importance : un support métallique, un support pour tubes à essai, des pinces à creuset, un treillis en amiante.
Les balances sont utilisées pour peser des substances.
«Comment fonctionne le monde» - Nature inanimée RAIN CLAY CLOUD GOLD. Comment fonctionne le monde. Qu'est-ce que la nature ? Le ciel est bleu clair. Le soleil doré brille, le vent joue avec les feuilles, un nuage flotte dans le ciel. Vivez la nature. Types de nature. La nature vivante et inanimée sont liées les unes aux autres. La science de la biologie étudie la nature vivante. L'homme peut-il se passer de la nature ?
"Arc-en-ciel multicolore" - Le soleil brille et rit, Et la pluie tombe sur la Terre. Le travail de l'institutrice Kucherova I.V. Et l'Arc aux Sept Couleurs émerge dans les prairies. Sachez, assis. Où. Couleurs de l'arc-en-ciel. Faisan. Pourquoi l'arc-en-ciel est-il multicolore ? Chasseur. Vœux. Les rayons du soleil, tombant sur les gouttes de pluie dans le ciel, se décomposent en rayons multicolores.
« Habitants du sol » - Et les gens disaient : « La Terre pour vivre ! » Les chaussures disaient : « Une terre sur laquelle marcher. » Medvédka. Le sol. Crapaud. Ver de terre. Un seau de pommes de terre dans un magnifique garde-manger se transforme en vingt seaux. Habitants du sol. A. Teterin. Coléoptère terrestre. Scolopendre. La pelle disait : « Terre à creuser ». Tiques. Larve de coléoptère.
« Protection de la Nature » - Nous faisons nous-mêmes partie de la Nature, Et les petits poissons... Je veux être transporté ici... Nous vivons tous sur la même planète. Et à notre forêt verte. Et un homme sans nature ?... SAUVONS LA NATURE Complété par : Ilya Kochetygov, 5 « B ». La nature peut exister sans l'homme, Homme ! Protégeons et préservons notre nature ! Les insectes ont aussi besoin de protection
« Composition du sol » - Sommaire. Il y a de l'eau dans le sol. Le sable se dépose au fond et l'argile se dépose au-dessus du sable. Le sol. Eau. Expérience n°2. Il y a de l'humus dans le sol. Expérience n°3. Le sol contient des sels. Expérience n°1. Il y a de l'air dans le sol. Expérience n°5. Composition du sol. Humus. La fertilité est la principale propriété du sol. Expérience n°4. Sable. Air.
"Jeu sur la nature" - Cloaked. Grenouille ouaouaron. Framboises. Le bruit de quel amphibien peut-on entendre à 2-3 km ? Cerise. Enseignante du primaire, école secondaire MAOU n° 24 Rodina Victoria Evgenievna. Camomille. Hérisson. Tortue. Chélidoine. Porc-épic. Un jeu. Plantes médicinales. Trèfle. Muguet. Cigale. Mais je respecte Heart Remedy depuis l’enfance. Dragon de mer feuillu.
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