A mai cikkben megvitatjuk, mi is az a fizikai test. Az iskolai évek alatt nem egyszer találkozott ezzel a kifejezéssel. A „fizikai test”, „szubsztancia”, „jelenség” fogalmakkal először természetrajzi órákon találkozunk. A speciális tudomány - a fizika - legtöbb ágában tanulmányozzák őket.
A „fizikai test” szerint egy bizonyos anyagi tárgyat jelent, amelynek alakja és világosan meghatározott külső határa van, amely elválasztja a külső környezettől és más testektől. Ezenkívül a fizikai test olyan jellemzőkkel rendelkezik, mint a tömeg és a térfogat. Ezek a paraméterek alapvetőek. De rajtuk kívül vannak mások is. Beszélünk átlátszóságról, sűrűségről, rugalmasságról, keménységről stb.
Fizikai testek: példák
Leegyszerűsítve, a környező tárgyak bármelyikét nevezhetjük fizikai testnek. A leggyakoribb példák a könyv, az asztal, az autó, a labda, a csésze. A fizikusok egyszerű testnek neveznek valamit, amelynek geometriai alakja egyszerű. Az összetett fizikai testek azok, amelyek egyszerű testek kombinációi formájában léteznek, amelyek egymáshoz vannak rögzítve. Például nagyon hagyományosan az emberi alak hengerek és golyók gyűjteményeként ábrázolható.
Azt az anyagot, amelyből bármely test áll, szubsztanciának nevezzük. Ezenkívül egy vagy több anyagot is tartalmazhatnak. Mondjunk példákat. Fizikai testek - evőeszközök (villák, kanalak). Leggyakrabban acélból készülnek. A kés példaként szolgálhat két különböző típusú anyagból - acél pengéből és fa nyélből - álló testre. És egy ilyen összetett termék, mint a mobiltelefon, sokkal nagyobb számú „összetevőből” készül.
Mik azok az anyagok?
Lehetnek természetesek vagy mesterségesen előállítottak. Az ókorban az emberek minden szükséges tárgyat természetes anyagokból készítettek (nyílhegyek - ruhákból - állatbőrökből). A technológiai fejlődés fejlődésével megjelentek az ember által létrehozott anyagok. És jelenleg ezek alkotják a többséget. A mesterséges eredetű fizikai test klasszikus példája a műanyag. Mindegyik típusát az ember hozta létre, hogy biztosítsa egy adott tárgy szükséges tulajdonságait. Például az átlátszó műanyag a szemüveglencsékhez, a nem mérgező élelmiszer-minőségű műanyag az edényekhez, a tartós műanyag pedig az autó lökhárítójához.
Bármely elem (a csúcstechnológiás eszközből) számos bizonyos tulajdonsággal rendelkezik. A fizikai testek egyik tulajdonsága, hogy a gravitációs kölcsönhatás eredményeként képesek egymáshoz vonzódni. Ezt a tömegnek nevezett fizikai mennyiséggel mérik. A fizikusok szerint a testek tömege a gravitációjuk mértéke. Ezt az m szimbólum jelöli.
Tömegmérés
Ez a fizikai mennyiség, mint bármely más, mérhető. Ahhoz, hogy megtudja, mekkora az objektum tömege, össze kell hasonlítania egy standarddal. Vagyis olyan testtel, amelynek tömegét egységnek vesszük. A Nemzetközi Mértékegységrendszer (SI) a kilogramm. Ez az „ideális” tömegegység henger formájában létezik, amely irídium és platina ötvözete. Ezt a nemzetközi mintát Franciaországban tárolják, és szinte minden országban kaphatók belőle másolatok.
A kilogrammon kívül a tonna, gramm vagy milligramm fogalmát használják. A testtömeg mérése méréssel történik. Ez egy klasszikus módszer a mindennapi számításokhoz. De a modern fizikában vannak mások, amelyek sokkal modernebbek és nagyon pontosak. Segítségükkel meghatározzák a mikrorészecskék tömegét, valamint az óriási tárgyakat.
A fizikai testek egyéb tulajdonságai
A forma, a tömeg és a térfogat a legfontosabb jellemzők. De vannak a fizikai testeknek más tulajdonságai is, amelyek mindegyike fontos egy bizonyos helyzetben. Például az azonos térfogatú tárgyak tömegükben jelentősen eltérhetnek, azaz eltérő sűrűséggel rendelkeznek. Sok esetben fontosak az olyan jellemzők, mint a ridegség, a keménység, a rugalmasság vagy a mágneses tulajdonságok. Nem szabad megfeledkeznünk a testek és anyagok hővezető képességéről, átlátszóságáról, homogenitásáról, elektromos vezetőképességéről és számos egyéb fizikai tulajdonságáról sem.
A legtöbb esetben az összes ilyen jellemző az anyagoktól vagy anyagoktól függ, amelyekből a tárgyak készülnek. Például a gumi-, üveg- és acélgolyóknak teljesen eltérő fizikai tulajdonságaik lesznek. Ez fontos olyan helyzetekben, amikor a testek kölcsönhatásba lépnek egymással, például az ütközéskor bekövetkező deformációjuk mértékének tanulmányozása során.
Az elfogadott közelítésekről
A fizika bizonyos ágai a fizikai testet egyfajta absztrakciónak tekintik, ideális tulajdonságokkal. Például a mechanikában a testeket olyan anyagi pontokként ábrázolják, amelyeknek nincs tömegük vagy más tulajdonságuk. A fizika jelen része az ilyen feltételes pontok mozgásával foglalkozik, és az itt feltett problémák megoldásához az ilyen mennyiségeknek nincs alapvető jelentősége.
A tudományos számításokban gyakran használják az abszolút merev test fogalmát. Ezt hagyományosan olyan testnek tekintik, amely nincs kitéve semmilyen deformációnak, és nincs a tömegközéppont elmozdulása. Ez az egyszerűsített modell lehetővé teszi számos specifikus folyamat elméleti reprodukálását.
A termodinamika része az abszolút fekete test fogalmát használja céljaira. Mi az? Fizikai test (valamilyen absztrakt tárgy), amely képes elnyelni a felületére eső sugárzást. Ugyanakkor, ha a feladat megkívánja, elektromágneses hullámokat bocsáthatnak ki. Ha az elméleti számítások feltételei szerint a fizikai testek alakja nem alapvető, akkor az alapértelmezés szerint gömb alakú.
Miért olyan fontosak a test tulajdonságai?
Maga a fizika a fizikai testek viselkedésének törvényszerűségeinek, valamint a különféle külső jelenségek létezési mechanizmusainak megértésének igényéből fakadt. A természeti tényezők közé tartozik minden olyan változás a környezetünkben, amely nincs összefüggésben az emberi tevékenység eredményeivel. Sokukat az emberek a maguk javára használják fel, de mások veszélyesek, sőt katasztrofálisak lehetnek.
A fizikai testek viselkedésének és különféle tulajdonságainak tanulmányozása szükséges az emberek számára, hogy előre jelezzék a kedvezőtlen tényezőket, és megelőzzék vagy csökkentsék az általuk okozott károkat. Például a hullámtörők építésével az emberek hozzászoktak a tengeri elemek negatív megnyilvánulásai elleni küzdelemhez. Az emberiség megtanulta ellenállni a földrengéseknek azáltal, hogy speciális földrengésálló épületszerkezeteket fejlesztett ki. Az autó teherhordó alkatrészei speciális, gondosan kalibrált formában készülnek, hogy csökkentsék a baleseti károkat.
A testek felépítéséről
Egy másik definíció szerint a „fizikai test” kifejezés magában foglal mindent, ami valóban létezőnek ismerhető fel. Bármelyik szükségszerűen elfoglalja a tér egy részét, és az anyagok, amelyekből állnak, bizonyos szerkezetű molekulák gyűjteménye. Másik, kisebb részecskéi atomok, de mindegyik nem valami oszthatatlan és teljesen egyszerű. Az atom szerkezete meglehetősen összetett. Összetételében megkülönböztethetők a pozitív és negatív töltésű elemi részecskék - ionok.
Azt a szerkezetet, amely szerint az ilyen részecskék egy bizonyos rendszerben elrendeződnek, szilárd anyagok esetében kristályosnak nevezik. Bármely kristálynak van egy bizonyos, szigorúan rögzített alakja, amely molekuláinak és atomjainak rendezett mozgását és kölcsönhatását jelzi. Amikor a kristályok szerkezete megváltozik, a test fizikai tulajdonságai felborulnak. Aggregáltsági állapota, amely lehet szilárd, folyékony vagy gáznemű, elemi komponenseinek mobilitási fokától függ.
Ezen összetett jelenségek jellemzésére a kompressziós együtthatók vagy térfogati rugalmasság fogalmát használjuk, amelyek kölcsönösen inverz mennyiségek.
Molekuláris mozgás
A nyugalmi állapot nem velejárója sem az atomoknak, sem a szilárd anyagok molekuláinak. Állandó mozgásban vannak, melynek természete a test termikus állapotától és az éppen kitett hatásoktól függ. Egyes elemi részecskék - a negatív töltésű ionok (úgynevezett elektronok) nagyobb sebességgel mozognak, mint a pozitív töltésűek.
Az aggregáció állapota szempontjából a fizikai testek szilárd tárgyak, folyadékok vagy gázok, ami a molekulamozgás természetétől függ. A szilárd anyagok teljes halmaza kristályosra és amorfra osztható. A részecskék mozgását a kristályban teljesen rendezettnek ismerjük el. A folyadékokban a molekulák egészen más elv szerint mozognak. Egyik csoportból a másikba költöznek, amit képletesen úgy képzelhetünk el, mint az egyik égi rendszerből a másikba vándorló üstökösöket.
Bármely gáz halmazállapotú testben a molekulák sokkal gyengébb kötéssel rendelkeznek, mint a folyékony vagy szilárd testekben. Az ott található részecskékről elmondható, hogy taszítják egymást. A fizikai testek rugalmasságát két fő mennyiség - a nyírási együttható és a térfogati rugalmassági együttható - kombinációja határozza meg.
A testek folyékonysága
A szilárd és folyékony fizikai testek közötti jelentős különbségek ellenére tulajdonságaikban sok közös vonás van. Némelyikük, úgynevezett lágy, az első és a második közötti aggregáció közbenső állapotát foglalja el, mindkettőben rejlő fizikai tulajdonságokkal. Olyan tulajdonság, mint a folyékonyság, megtalálható a szilárd anyagban (például jégben vagy cipőkrémben). A fémekben is benne van, beleértve a meglehetősen keményeket is. Nyomás alatt legtöbbjük folyadékként képes folyni. Két tömör fémdarab összekapcsolásával és melegítésével egyetlen egésszé forraszthatók. Ezenkívül a forrasztási folyamat sokkal alacsonyabb hőmérsékleten megy végbe, mint mindegyik olvadáspontja.
Ez a folyamat akkor lehetséges, ha mindkét rész teljesen érintkezik. Így készülnek a különféle fémötvözetek. A megfelelő tulajdonságot diffúziónak nevezzük.
Folyadékokról és gázokról
Számos kísérlet eredménye alapján a tudósok arra a következtetésre jutottak: a szilárd fizikai testek nem valami elszigetelt csoport. A különbség köztük és a folyékony között csak a nagyobb belső súrlódásban van. Az anyagok különböző állapotokba való átmenete egy bizonyos hőmérséklet körülményei között megy végbe.
A gázok abban különböznek a folyadékoktól és a szilárd anyagoktól, hogy a rugalmas erő erős térfogatváltozás esetén sem nő. A folyadékok és a szilárd anyagok közötti különbség a szilárd anyagokban a nyírás során fellépő rugalmas erők, vagyis az alakváltozás során jelentkezik. Ez a jelenség nem figyelhető meg folyadékokban, amelyek bármilyen formát ölthetnek.
Kristályos és amorf
Mint már említettük, a szilárd anyagok két lehetséges halmazállapota az amorf és a kristályos. Az amorf testek közé tartoznak azok a testek, amelyek minden irányban azonos fizikai tulajdonságokkal rendelkeznek. Ezt a minőséget izotrópiának nevezik. Ilyenek például a keményített gyanta, a borostyánsárga termékek és az üveg. Izotrópiájuk a molekulák és atomok véletlenszerű elrendezésének eredménye az anyag összetételében.
Kristályos állapotban az elemi részecskék szigorú sorrendben vannak elrendezve, és belső szerkezet formájában léteznek, amely periodikusan ismétlődik különböző irányokban. Az ilyen testek fizikai tulajdonságai eltérőek, de párhuzamos irányban egybeesnek. Ezt a kristályokban rejlő tulajdonságot anizotrópiának nevezik. Ennek oka a molekulák és az atomok különböző irányú kölcsönhatásának egyenlőtlen erőssége.
Mono- és polikristályok
Az egykristályok belső szerkezete homogén, és a teljes térfogatban ismétlődnek. A polikristályok úgy néznek ki, mint sok kis krisztallit, amelyek kaotikusan összeolvadtak egymással. Alkotó részecskéi egymástól szigorúan meghatározott távolságra és a szükséges sorrendben helyezkednek el. A kristályrács alatt csomópontok halmazát értjük, vagyis olyan pontokat, amelyek molekulák vagy atomok középpontjaként szolgálnak. A kristályos szerkezetű fémek hidak, épületek és egyéb tartós szerkezetek vázaként szolgálnak. Éppen ezért gyakorlati célokra gondosan tanulmányozzák a kristályos testek tulajdonságait.
A valós szilárdsági jellemzőket negatívan befolyásolják a kristályrács hibák, mind a felületi, mind a belső térben. A fizika egy külön ága, az úgynevezett szilárd mechanika, a szilárd testek hasonló tulajdonságaival foglalkozik.
Az életben különféle testek és tárgyak vesznek körül minket. Például beltérben ez egy ablak, ajtó, asztal, villanykörte, csésze, szabadban - autó, közlekedési lámpa, aszfalt. Bármely test vagy tárgy anyagból áll. Ez a cikk azt tárgyalja, hogy mi is az anyag.
Mi az a kémia?
A víz alapvető oldószer és stabilizátor. Erős hőkapacitással és hővezető képességgel rendelkezik. A vizes környezet kedvező az alapvető kémiai reakciók lezajlásához. Átlátszóság jellemzi, és gyakorlatilag tömörítésálló.
Mi a különbség a szervetlen és a szerves anyagok között?
E két anyagcsoport között nincs különösebben erős külső különbség. A fő különbség a szerkezetben rejlik, ahol a szervetlen anyagok nem molekuláris szerkezetűek, a szerves anyagok pedig molekuláris szerkezetűek.
A szervetlen anyagok nem molekuláris szerkezetűek, ezért magas olvadáspont és forráspont jellemzi őket. Nem tartalmaznak szenet. Ide tartoznak a nemesgázok (neon, argon), fémek (kalcium, kalcium, nátrium), amfoter anyagok (vas, alumínium) és nemfémek (szilícium), hidroxidok, bináris vegyületek, sók.
Molekulaszerkezetű szerves anyagok. Meglehetősen alacsony olvadáspontjuk van, és hevítés hatására gyorsan lebomlanak. Főleg szénből áll. Kivételek: karbidok, karbonátok, szén-oxidok és cianidok. A szén nagyszámú összetett vegyület képződését teszi lehetővé (ebből több mint 10 millió ismert a természetben).
Osztályaik többsége biológiai eredetű (szénhidrátok, fehérjék, lipidek, nukleinsavak). Ezek a vegyületek közé tartozik a nitrogén, a hidrogén, az oxigén, a foszfor és a kén.
Ahhoz, hogy megértsük, mi az anyag, el kell képzelnünk, milyen szerepet játszik az életünkben. Más anyagokkal kölcsönhatásba lépve új anyagokat képez. Nélkülük a környező világ élete elválaszthatatlan és elképzelhetetlen. Minden tárgy bizonyos anyagokból áll, ezért fontos szerepet töltenek be életünkben.
1.1. Testek és környezetek. Bevezetés a rendszerekbe
Míg tavaly fizikát tanultál, megtanultad, hogy a világ, amelyben élünk, egy világ fizikai testekÉs szerda. Miben különbözik a fizikai test a környezettől? Minden fizikai testnek van alakja és térfogata.
Például sokféle tárgy fizikai test: alumíniumkanál, szög, gyémánt, pohár, műanyag zacskó, jéghegy, konyhasószem, cukorrög, esőcsepp. Mi a helyzet a levegővel? Állandóan körülöttünk van, de nem látjuk a formáját. Számunkra a levegő közeg. Egy másik példa: az ember számára a tenger, bár nagyon nagy, de mégis fizikai test - van alakja és térfogata. A benne úszó halak számára pedig a tenger nagy valószínűséggel környezet.
Élettapasztalata alapján tudja, hogy minden, ami körülvesz bennünket, áll valamiből. Az előtted heverő tankönyv vékony szöveglapokból és tartósabb borítóból áll; a reggel felébresztő ébresztőóra sok különböző részből áll. Vagyis vitathatjuk, hogy a tankönyv és az ébresztőóra képviseli rendszer.
Nagyon fontos, hogy a rendszer elemei pontosan kapcsolódjanak, hiszen a köztük lévő kapcsolatok hiányában minden rendszer „kupacsá” válna.
Minden rendszer legfontosabb jellemzője az összetettÉs szerkezet. A rendszer minden egyéb jellemzője az összetételtől és a felépítéstől függ.
Szükségünk van egy elképzelésre a rendszerekről, hogy megértsük, miből állnak a fizikai testek és a környezetek, mivel ezek mind rendszerek. (A gáznemű közegek (gázok) csak azzal együtt alkotnak rendszert, ami megakadályozza, hogy kitáguljanak.)
TEST, KÖRNYEZET, RENDSZER, A RENDSZER ÖSSZETÉTELE, A RENDSZER FELÉPÍTÉSE.
1. Mondjon néhány példát olyan fizikai testekre, amelyek hiányoznak a tankönyvből (legfeljebb öt).
2. Milyen fizikai környezetekkel találkozik a béka a mindennapi életében?
3. Ön szerint miben különbözik a fizikai test a környezettől?
1.2. Atomok, molekulák, anyagok
Ha belenéz egy cukortartóba vagy sószóróba, látni fogja, hogy a cukor és a só meglehetősen kis szemcsékből áll. És ha nagyítón keresztül nézzük ezeket a szemcséket, láthatjuk, hogy mindegyik egy poliéder lapos élekkel (kristályos). Speciális felszerelés nélkül nem fogjuk tudni felismerni, hogy miből készülnek ezek a kristályok, de a modern tudomány jól ismeri azokat a módszereket, amelyek ezt lehetővé teszik. Ezeket a módszereket és az azokat használó műszereket fizikusok fejlesztették ki. Nagyon összetett jelenségeket használnak, amelyeket itt nem fogunk figyelembe venni. Tegyük fel, hogy ezek a módszerek egy nagyon erős mikroszkóphoz hasonlíthatók. Ha egy ilyen „mikroszkópon” egyre nagyobb nagyítással megvizsgálunk egy só- vagy cukorkristályt, akkor a végén azt fogjuk felfedezni, hogy ez a kristály nagyon kis gömb alakú részecskéket tartalmaz. Általában hívják atomok(bár ez nem teljesen igaz, pontosabb elnevezésük igen nuklidok). Az atomok minden minket körülvevő test és környezet részei.
Az atomok nagyon kicsi részecskék, méretük egytől öt angströmig terjed (A o.-val jelöljük). Egy angström 10-10 méter. Egy cukorkristály mérete körülbelül 1 mm, egy ilyen kristály körülbelül 10 milliószor nagyobb, mint bármely alkotó atomja. Hogy jobban megértsük, milyen apró részecskék az atomok, nézzük meg ezt a példát: ha egy almát a földgömb méretűre nagyítunk, akkor egy ugyanekkora nagyságú atom egy átlagos alma méretűvé válik.
Az ilyen kis méretek ellenére az atomok meglehetősen összetett részecskék. Idén megismerkedhetsz az atomok felépítésével, de most maradjunk annyiban, hogy bármelyik atom abból áll atommagés kapcsolódó elektronhéj, azaz rendszert is képvisel.
Jelenleg alig több mint százféle atom ismert. Ebből körülbelül nyolcvan stabil. És ebből a nyolcvanféle atomból épül fel a körülöttünk lévő összes objektum végtelen sokféleségében.
Az atomok egyik legfontosabb jellemzője az egymással való egyesülésre való hajlam. Leggyakrabban ez a kialakulását eredményezi molekulák.
Egy molekula kettőtől több százezer atomot tartalmazhat. Ezenkívül a kis molekulák (kétatomos, háromatomos...) azonos atomokból állhatnak, míg a nagyok általában különböző atomokból állnak. Mivel egy molekula több atomból áll, és ezek az atomok kapcsolódnak egymáshoz, a molekula egy rendszer A szilárd anyagokban és a folyadékokban a molekulák kapcsolódnak egymáshoz, de a gázokban nem.
Az atomok közötti kötéseket ún kémiai kötések, és a molekulák közötti kötések intermolekuláris kötések.
Egymáshoz kapcsolódó molekulák alakulnak ki anyagokat.
A molekulákból álló anyagokat ún molekuláris anyagok. Így a víz vízmolekulákból, cukor - szacharózmolekulákból és polietilén - polietilénmolekulákból áll.
Ezenkívül sok anyag közvetlenül atomokból vagy más részecskékből áll, és nem tartalmaz molekulákat. Például az alumínium, a vas, a gyémánt, az üveg és a konyhasó nem tartalmaz molekulákat. Az ilyen anyagokat ún nem molekuláris.
A nem molekuláris anyagokban az atomok és más kémiai részecskék, akárcsak a molekulákban, kémiai kötésekkel kapcsolódnak egymáshoz. Az anyagok molekulárisra és nem molekulárisra való felosztása az anyagok osztályozása szerkezet típusa szerint.
Feltételezve, hogy az összekapcsolt atomok gömb alakúak maradnak, lehetséges molekulák és nem molekuláris kristályok háromdimenziós modelljei megalkotása. Az ilyen modellek példái az ábrán láthatók. 1.1.
A legtöbb anyag általában a három közül az egyikben található aggregáció állapotai: szilárd, folyékony vagy gáznemű. Hevítés vagy hűtés hatására a molekuláris anyagok az egyik halmozódási állapotból a másikba változhatnak. Az ilyen átmeneteket vázlatosan mutatja az ábra. 1.2.
Egy nem molekuláris anyagnak az egyik aggregációs állapotból a másikba való átmenete a szerkezet típusának megváltozásával járhat. Leggyakrabban ez a jelenség nem molekuláris anyagok elpárolgása során fordul elő.
Nál nél olvadás, forralás, kondenzációés hasonló jelenségek, amelyek molekuláris anyagokkal fordulnak elő, az anyagok molekulái nem pusztulnak el, nem képződnek. Csak az intermolekuláris kötések szakadnak meg vagy alakulnak ki. Például a jég olvadáskor vízzé, a víz forraláskor vízgőzné válik. Ebben az esetben a vízmolekulák nem pusztulnak el, és ezért anyagként a víz változatlan marad. Így az aggregáció mindhárom állapotában ugyanaz az anyag - a víz.
De nem minden molekuláris anyag létezhet mindhárom aggregációs állapotában. Sokan közülük melegítve bomlik le, azaz más anyagokká alakulnak át, miközben molekuláik elpusztulnak. Például a cellulóz (a fa és a papír fő alkotóeleme) hevítés közben nem olvad meg, hanem lebomlik. Molekulái megsemmisülnek, a „töredékekből” egészen más molekulák keletkeznek.
Így, egy molekuláris anyag önmaga, azaz kémiailag változatlan marad mindaddig, amíg molekulái változatlanok maradnak.
De tudod, hogy a molekulák állandó mozgásban vannak. És a molekulákat alkotó atomok is mozognak (oszcillálnak). A hőmérséklet emelkedésével a molekulákban lévő atomok rezgése megnő. Mondhatjuk, hogy a molekulák teljesen változatlanok maradnak? Természetesen nem! Akkor mi marad változatlan? A válasz erre a kérdésre a következő bekezdések egyikében található.
Víz. A víz a leghíresebb és legelterjedtebb anyag bolygónkon: a Föld felszínének 3/4-ét víz borítja, az ember 65%-a víz, az élet víz nélkül lehetetlen, mivel a test minden sejtfolyamata egy vizesoldat. A víz egy molekuláris anyag. Egyike azon kevés anyagoknak, amelyek természetesen szilárd, folyékony és gáz halmazállapotban fordulnak elő, és az egyetlen olyan anyag, amelyre ezen állapotok mindegyikének saját neve van. |
| Vas- ezüstös-fehér, fényes, alakítható fém. Ez egy nem molekuláris anyag. A fémek közül a vas a második helyen áll az alumínium után a természetben előforduló bőség tekintetében, és az első helyet az emberiség szempontjából. Egy másik fémmel - a nikkellel - együtt alkotja bolygónk magját. A tiszta vasnak nincs széles gyakorlati alkalmazása. A Delhi környékén található híres Qutub-oszlop körülbelül hét méter magas és 6,5 tonna súlyú, közel 2800 éves (a Kr. e. 9. században állították fel) – azon kevés példák egyike a tiszta vas használatára (99,72). %); lehetséges, hogy ennek a szerkezetnek a tartósságát és korrózióállóságát az anyag tisztasága magyarázza. Öntöttvas, acél és egyéb ötvözetek formájában a vasat szó szerint a technológia minden ágában használják. Értékes mágneses tulajdonságait elektromos áramgenerátorokban és villanymotorokban használják fel. A vas létfontosságú eleme az emberek és az állatok számára, mivel része a vér hemoglobinjának. Hiánya miatt a szöveti sejtek nem kapnak elegendő oxigént, ami nagyon súlyos következményekkel jár. |
ATOM (NUKLID), MOLEKULA, KÉMIAI KÖTÉSEK, KÖZI MOLEKULÁLIS KÖTÉSEK, MOLEKULÁLIS ANYAG, NEM MOLEKULÁLIS ANYAG, SZERKEZETTÍPUS, AGGREGÁTUM ÁLLAPOT.
1.Melyik kötések erősebbek: kémiai vagy intermolekuláris kötések?
2.Mi a különbség a szilárd, folyékony és gáznemű halmazállapot között? Hogyan mozognak a molekulák gázokban, folyadékokban és szilárd anyagokban?
3.Megfigyelte valaha valamilyen anyag olvadási folyamatát (a jég kivételével)? Mi a helyzet a forralással (kivéve a vizet)?
4.Milyen jellemzői vannak ezeknek a folyamatoknak? Mondjon példákat az Ön által ismert szilárd anyagok szublimációjára!
5. Mondjon példákat az Ön által ismert anyagokra, amelyek a) mindhárom aggregációs állapotában megtalálhatók; b) csak szilárd vagy folyékony állapotban; c) csak szilárd állapotban.
1.3. Kémiai elemek
Mint már tudod, az atomok lehetnek azonosak és különbözőek. Hogy a különböző atomok szerkezetükben miben térnek el egymástól, hamarosan megtudod, de egyelőre maradjunk annyiban, hogy a különböző atomok különböznek egymástól kémiai viselkedés, vagyis az egymáshoz való kapcsolódási képességük, molekulákat (vagy nem molekuláris anyagokat) képezve.
Más szavakkal, a kémiai elemek ugyanazok az atomtípusok, amelyeket az előző bekezdésben említettünk.
Minden kémiai elemnek saját neve van, például: hidrogén, szén, vas stb. Ezenkívül minden elemhez hozzá van rendelve a sajátja szimbólum. Ezeket a szimbólumokat láthatja például az iskolai kémia tantermében a „Kémiai elemek táblázatában”.
A kémiai elem egy absztrakt aggregátum. Ez egy adott típusú atom tetszőleges számú elnevezése, és ezek az atomok bárhol elhelyezkedhetnek, például: az egyik a Földön, a másik a Vénuszon. A kémiai elemet nem lehet kézzel látni vagy megérinteni. A kémiai elemet alkotó atomok kötődhetnek egymáshoz, vagy nem. Következésképpen egy kémiai elem sem nem anyag, sem nem anyagi rendszer.
KÉMIAI ELEM, ELEM SZIMBÓLUM.
1. Határozza meg a „kémiai elem” fogalmát az „atomok típusa” szavakkal!
2. Hány jelentése van a „vas” szónak a kémiában? Mik ezek a jelentések?
1.4. Az anyagok osztályozása
Mielőtt elkezdené az objektumok osztályozását, ki kell választania azt a jellemzőt, amellyel ezt az osztályozást végrehajtja ( osztályozási jel). Például, amikor egy halom ceruzát dobozokba rendez, a színük, alakjuk, hosszuk, keménységük vagy valami más vezérelheti. A kiválasztott jellemző lesz az osztályozás kritériuma. Az anyagok sokkal összetettebb és változatosabb tárgyak, mint a ceruzák, ezért itt sokkal több osztályozási jellemző van.
Minden anyag (és már tudod, hogy az anyag rendszer) részecskékből áll. Az első osztályozási jellemző az atommagok jelenléte (vagy hiánya) ezekben a részecskékben. Ezen az alapon minden anyag fel van osztva vegyi anyagokÉs fizikai anyagok.
| Vegyi anyag– atommagot tartalmazó részecskékből álló anyag. |
Az ilyen részecskéket (és hívják őket kémiai részecskék) lehetnek atomok (egy maggal rendelkező részecskék), molekulák (több maggal rendelkező részecskék), nem molekuláris kristályok (sok maggal rendelkező részecskék) és mások. Bármely kémiai részecske az atommagokon vagy magokon kívül elektronokat is tartalmaz.
A vegyszereken kívül más anyagok is vannak a természetben. Például: a neutroncsillagok anyaga, amelyek neutronnak nevezett részecskékből állnak; elektronok, neutronok és egyéb részecskék áramlása. Az ilyen anyagokat fizikainak nevezzük.
| Fizikai anyag– atommagot nem tartalmazó részecskékből álló anyag. |
A Földön szinte soha nem találkozunk fizikai anyagokkal.
A kémiai részecskék típusa vagy a szerkezet típusa szerint minden kémiai anyag fel van osztva molekulárisÉs nem molekuláris, ezt már tudod.
Egy anyag összetételében és szerkezetében azonos kémiai részecskékből állhat – ebben az esetben ez az ún tiszta, vagy egyén, anyag. Ha a részecskék különbözőek, akkor - keverék.
Ez vonatkozik mind a molekuláris, mind a nem molekuláris anyagokra. Például a „víz” molekuláris anyag összetételében és szerkezetében azonos vízmolekulákból áll, a nem molekuláris „étkezési só” pedig konyhasó kristályokból áll, amelyek összetételükben és szerkezetükben azonosak.
A legtöbb természetes anyag keverék. Például a levegő „nitrogén” és „oxigén” molekuláris anyagok keveréke más gázok szennyeződéseivel, a „gránit” kőzet pedig „kvarc”, „földpát” és „csillám” nem molekuláris anyagok keveréke. különféle szennyeződések.
Az egyes vegyi anyagokat gyakran egyszerűen anyagoknak nevezik.
A kémiai anyagok csak egy kémiai elem atomjait vagy különböző elemek atomjait tartalmazhatják. E kritérium alapján az anyagokat a következőkre osztják fel egyszerűÉs összetett.
Például az „oxigén” egyszerű anyag kétatomos oxigénmolekulákból áll, az „oxigén” anyag pedig csak az oxigén elem atomjait tartalmazza. Egy másik példa: az egyszerű „vas” anyag vaskristályokból áll, a „vas” anyag pedig csak a vas elem atomjait tartalmazza. Történelmileg egy egyszerű anyagnak általában ugyanaz a neve, mint annak az elemnek, amelynek atomjai az anyagot alkotják.
Egyes elemek azonban nem egy, hanem több egyszerű anyagot alkotnak. Például az oxigén elem két egyszerű anyagot képez: "oxigént", amely kétatomos molekulákból áll, és "ózont", amely háromatomos molekulákból áll. A szén elem két jól ismert, nem molekuláris egyszerű anyagot képez: a gyémántot és a grafitot. Ezt a jelenséget az ún allotrópia.
Ezeket az egyszerű anyagokat ún allotróp módosítások. Minőségi összetételükben azonosak, de szerkezetükben különböznek egymástól.
Így a „víz” összetett anyag vízmolekulákból áll, amelyek viszont hidrogén- és oxigénatomokból állnak. Ezért a hidrogénatomok és az oxigénatomok a víz részét képezik. A "kvarc" összetett anyag kvarckristályokból áll, a kvarckristályok szilíciumatomokból és oxigénatomokból állnak, vagyis a szilíciumatomok és az oxigénatomok a kvarc részét képezik. Természetesen egy összetett anyag kettőnél több elem atomját is tartalmazhatja.
Komplex anyagokat is neveznek kapcsolatokat.
Példák egyszerű és összetett anyagokra, valamint szerkezetük típusára az 1. táblázatban találhatók.
I. táblázat. Egyszerű és összetett anyagok molekuláris (m) és nem molekuláris (n/m) típusú szerkezet
Egyszerű anyagok |
Komplex anyagok |
||
Név |
Épület típusa |
Név |
Épület típusa |
| Oxigén | Víz | ||
| Hidrogén | Só | ||
| gyémánt | Szacharóz | ||
| Vas | Rézszulfát | ||
| Kén | Bután | ||
| Alumínium | Foszforsav | ||
| Fehér foszfor | Szóda | ||
| Nitrogén | Szódabikarbóna | ||
ábrán. Az 1.3. ábra egy sémát mutat be az anyagok osztályozására az általunk vizsgált jellemzők szerint: az anyagot alkotó részecskékben lévő atommagok jelenléte, az anyagok kémiai azonossága, egy vagy több elem atomtartalma és a szerkezet típusa szerint. . A sémát a keverékek felosztása egészíti ki mechanikus keverékekÉs megoldásokat, itt az osztályozási jellemző az a szerkezeti szint, amelyen a részecskék keverednek.
Az egyes anyagokhoz hasonlóan az oldatok is lehetnek szilárdak, folyékonyak (általában egyszerűen "oldatoknak" nevezik) vagy gázneműek (gázkeverékeknek). Példák szilárd megoldásokra: arany és ezüst ékszerötvözet, rubin drágakő. A folyékony oldatokra példák jól ismertek: például konyhasó vizes oldata, asztali ecet (ecetsav vizes oldata). Példák gáznemű oldatokra: levegő, oxigén-hélium keverékek lélegeztető búvárok számára stb.
| gyémánt– a szén allotróp módosulása. Ez egy színtelen drágakő, amelyet a színek játéka és ragyogása miatt értékelnek. A "gyémánt" szó az ősi indiai nyelvről lefordítva azt jelenti, hogy "nem törik". Az összes ásvány közül a gyémánt a legnagyobb keménységű. De a neve ellenére meglehetősen törékeny. A csiszolt gyémántokat briliánsoknak nevezik. Vágó- és csiszolóanyagként túl kicsi vagy rossz minőségű természetes gyémántokat használnak, amelyek nem használhatók ékszerekhez (a csiszolóanyag csiszolásra és polírozásra szolgáló anyag). Kémiai tulajdonságai alapján a gyémánt alacsony aktivitású anyag. |
| Grafit– a szén második allotróp módosulata. Ez is egy nem molekuláris anyag. A gyémánttal ellentétben fekete-szürke, tapintásra zsíros és elég puha, ráadásul elég jól vezeti az áramot. Tulajdonságai miatt a grafitot az emberi tevékenység legkülönbözőbb területein használják. Például: mindannyian „egyszerű” ceruzát használnak, de az írórúd - az ólom - ugyanabból a grafitból készül. A grafit nagyon hőálló, ezért tűzálló tégelyek készítésére használják, amelyekben fémeket olvasztanak. Ezenkívül a hőálló kenőanyag grafitból, valamint mozgatható elektromos érintkezőkből készül, különösen a trolibuszrudakra szerelve olyan helyeken, ahol az elektromos vezetékek mentén csúsznak. Vannak más, ugyanolyan fontos felhasználási területei is. A gyémánthoz képest a grafit reaktívabb. |
VEGYI ANYAG, EGYEDI ANYAG, KEVERÉK, EGYSZERŰ ANYAG, KOMPLEX ANYAG, ALLOTRÓPIA, OLDAT.
1. Adjon meg legalább három példát az egyes anyagokra és ugyanennyi példát a keverékekre.
2. Milyen egyszerű anyagokkal találkozik folyamatosan az életben?
3. Az Ön által példaként említett egyes anyagok közül melyek egyszerűek és melyek összetettek?
4. Az alábbi mondatok közül melyik beszél kémiai elemről, és melyik egyszerű anyagról?
a) Egy oxigénatom ütközik szénatommal.
b) A víz hidrogént és oxigént tartalmaz.
c) A hidrogén és oxigén keveréke robbanásveszélyes.
d) A leginkább tűzálló fém a volfrám.
e) A serpenyő alumíniumból készül.
f) A kvarc szilícium vegyülete oxigénnel.
g) Egy oxigénmolekula két oxigénatomból áll.
h) A rezet, ezüstöt és aranyat ősidők óta ismerték az emberek.
5. Adjon öt példát az Ön számára ismert megoldásokra!
6. Ön szerint mi a külső különbség a mechanikus keverék és az oldat között?
1.5. Az anyagok jellemzői és tulajdonságai. A keverékek szétválasztása
Az anyagi rendszer minden tárgya (az elemi részecskék kivételével) maga is rendszer, azaz más, egymással összefüggő kisebb objektumokból áll. Tehát maga minden rendszer összetett objektum, és szinte minden objektum rendszer. Például egy kémia szempontjából fontos rendszer - egy molekula - kémiai kötésekkel egymáshoz kapcsolódó atomokból áll (e kötések természetét a 7. fejezet tanulmányozásával ismerheti meg). Egy másik példa: atom. Ez is egy anyagi rendszer, amely egy atommagból és a hozzá kötött elektronokból áll (e kötések természetét a 3. fejezetben ismerheti meg).
Minden objektum többé-kevésbé részletesen leírható, jellemezhető, azaz felsorolható jellemzők.
A kémiában a tárgyak elsősorban anyagok. A kémiai anyagok nagyon sokféle formában léteznek: folyékonyak és szilárd, színtelenek és színesek, könnyűek és nehézek, aktívak és inertek stb. Az egyik anyag számos módon különbözik a másiktól, amelyeket, mint tudják, jellemzőknek nevezik.
| Az anyag jellemzői- egy adott anyagban rejlő tulajdonság. |
Az anyagoknak nagyon sokféle jellemzője van: aggregációs állapot, szín, szag, sűrűség, olvadási képesség, olvadáspont, hő hatására bomlási képesség, bomlási hőmérséklet, higroszkóposság (nedvesség-elnyelő képesség), viszkozitás, kölcsönhatás képessége egyéb anyagok és még sok más. Ezen jellemzők közül a legfontosabbak összetettÉs szerkezet. Egy anyag összetételétől és szerkezetétől függ minden egyéb jellemzője, beleértve a tulajdonságait is.
Megkülönböztetni kiváló minőségű kompozícióÉs mennyiségi összetétel anyagokat.
Egy anyag minőségi összetételének leírásához felsorolják azokat az atomokat, amelyek elemei az anyag összetételében szerepelnek.
Egy molekuláris anyag mennyiségi összetételének leírásakor fel kell tüntetni, hogy mely elemek atomjai és milyen mennyiségben alkotják ennek az anyagnak a molekuláját.
Egy nem molekuláris anyag mennyiségi összetételének leírásakor jelölje meg az anyagot alkotó egyes elemek atomszámának arányát.
Egy anyag szerkezetén a) az anyagot alkotó atomok közötti kapcsolódási sorrendet értjük; b) a köztük lévő kapcsolatok jellege és c) az atomok relatív elrendezése a térben.
Most térjünk vissza ahhoz a kérdéshez, amellyel az 1.2. bekezdést befejeztük: mi marad változatlan a molekulákban, ha a molekuláris anyag önmaga marad? Most már válaszolhatunk erre a kérdésre: a molekulák összetétele és szerkezete változatlan marad. És ha igen, akkor tisztázhatjuk az 1.2. bekezdésben levont következtetést:
Egy anyag önmagában, azaz kémiailag változatlan marad mindaddig, amíg molekuláinak összetétele és szerkezete változatlan marad (nem molekuláris anyagoknál - mindaddig, amíg összetétele és az atomok közötti kötések jellege megmarad ).
Ami a többi rendszert illeti, az anyagok jellemzői között van egy speciális csoport anyagok tulajdonságait, azaz más testekkel vagy anyagokkal való kölcsönhatás, valamint egy adott anyag alkotórészeinek kölcsönhatása következtében változási képességük.
A második eset meglehetősen ritka, ezért egy anyag tulajdonságait úgy határozhatjuk meg, mint az anyag azon képességét, hogy bármilyen külső hatás hatására bizonyos módon megváltozzon. És mivel a külső hatások nagyon sokrétűek lehetnek (hevítés, kompresszió, vízbe merítés, keverés más anyaggal stb.), ezek is különböző változásokat okozhatnak. Melegítéskor a szilárd anyag megolvadhat, vagy olvadás nélkül lebomlik, és más anyagokká alakulhat. Ha egy anyag hevítés közben megolvad, akkor azt mondjuk, hogy képes megolvadni. Ez egy adott anyag tulajdonsága (például ezüstben jelenik meg, cellulózban pedig hiányzik). Emellett hevítéskor a folyadék felforrhat, vagy nem forrhat fel, de le is bomlik. Ez a forralási képesség (például vízben nyilvánul meg, és nincs jelen az olvadt polietilénben). A vízbe merített anyag feloldódhat benne, vagy nem, ez a tulajdonság a vízben való oldódás képessége. A tűzre vitt papír a levegőben meggyullad, de az aranyhuzal nem, vagyis a papír (vagy inkább cellulóz) képes levegőben égni, de az aranyhuzal nem rendelkezik ezzel a tulajdonsággal. Az anyagoknak sokféle tulajdonságuk van.
Az olvadási képesség, a forrásképesség, az alakváltozás képessége és hasonló tulajdonságok utalnak fizikai tulajdonságok anyagokat.
A más anyagokkal való reakció képessége, a lebomlási képesség, és néha az oldódási képesség is hozzátartozik kémiai tulajdonságok anyagokat.
Az anyagok jellemzőinek másik csoportja az mennyiségi jellemzők. A bekezdés elején megadott jellemzők közül a mennyiségi jellemzők a sűrűség, az olvadáspont, a bomlási hőmérséklet és a viszkozitás. Mindannyian képviselik fizikai mennyiségek. Egy fizika tanfolyamon a hetedik osztályban megismerkedtél a fizikai mennyiségekkel, és tovább tanulod őket. Ebben az évben részletesen tanulmányozni fogja a kémiában használt legfontosabb fizikai mennyiségeket.
Az anyag jellemzői között vannak olyanok, amelyek nem tulajdonságok és nem is mennyiségi jellemzők, de nagyon fontosak az anyag leírásában. Ide tartoznak az összetétel, a szerkezet, az aggregáltsági állapot és egyéb jellemzők.
Minden egyes anyagnak megvannak a saját jellemzői, és az ilyen anyagok mennyiségi jellemzői állandóak. Például a tiszta víz normál nyomáson pontosan 100 o C-on, az etil-alkohol azonos körülmények között 78 o C-on forr. A víz és az etil-alkohol is különálló anyag. És például a benzinnek, mivel több anyag keveréke, nincs meghatározott forráspontja (bizonyos hőmérsékleti tartományban forr).
Az anyagok fizikai tulajdonságaiban és egyéb jellemzőiben mutatkozó különbségek lehetővé teszik az ezekből álló keverékek elkülönítését.
A keverékek összetevőkre történő szétválasztására számos fizikai elválasztási módszert alkalmaznak, például: fenntartva Val vel dekantálással(a folyadék leeresztésével az üledékből), szűrés(feszítés), párolgás,mágneses elválasztás(mágneses elválasztás) és sok más módszer. Ezen módszerek némelyikével a gyakorlatban is megismerkedhet.
| Arany– az ember által ősidők óta ismert nemesfémek egyike. Az emberek aranyat találtak rögök vagy aranyhomok formájában. A középkorban az alkimisták a Napot az arany védőszentjének tekintették. Az arany nem molekuláris anyag. Ez egy meglehetősen puha, szép sárga fém, képlékeny, nehéz, magas olvadásponttal. Ezeknek a tulajdonságoknak, valamint az idő múlásával nem változik, és a különféle hatásokkal szembeni ellenálló képességének (alacsony reakcióképességének) köszönhetően az aranyat az ősidők óta nagyon nagyra értékelték. Korábban az aranyat főként érmék verésére, ékszerkészítésre és más területeken, például értékes étkészletek készítésére használták. A mai napig az arany egy részét ékszerkészítésre használják. A tiszta arany nagyon puha fém, ezért az ékszerészek nem magát az aranyat, hanem más fémekkel alkotott ötvözeteit használják - az ilyen ötvözetek mechanikai szilárdsága lényegesen nagyobb. Jelenleg azonban a bányászott arany nagy részét elektronikus berendezésekben használják. Az arany azonban továbbra is valutafém. |
| Ezüst- az ember által ősidők óta ismert nemesfémek egyike is. A természetes ezüst előfordul a természetben, de sokkal ritkábban, mint az arany. A középkorban az alkimisták a Holdat az ezüst védőszentjének tekintették. Mint minden fém, az ezüst is nem molekuláris anyag. Az ezüst meglehetősen puha, képlékeny fém, de kevésbé képlékeny, mint az arany. Az emberek már régóta felfigyeltek magának az ezüstnek és vegyületeinek fertőtlenítő és antimikrobiális tulajdonságaira. Az ortodox templomokban a kút és a templomi eszközök gyakran ezüstből készültek, ezért a templomból hazahozott víz sokáig tiszta és tiszta maradt. A körülbelül 0,001 mm-es részecskeméretű ezüst szerepel a „collargol” gyógyszerben - a szem és az orr cseppjeiben. Kimutatták, hogy az ezüstöt szelektíven felhalmozzák a különféle növények, például a káposzta és az uborka. Korábban az ezüstöt érmék és ékszerek készítésére használták. Az ezüst ékszereket a mai napig nagyra értékelik, de az aranyhoz hasonlóan egyre gyakrabban találnak technikai alkalmazásokat, különösen a film- és fényképészeti anyagok, elektronikai termékek és akkumulátorok gyártásában. Ezenkívül az ezüst, az aranyhoz hasonlóan, valutafém. |
AZ ANYAG JELLEMZŐI, MINŐSÉGI ÖSSZETÉTEL, MENNYISÉGI ÖSSZETÉTEL, AZ ANYAG SZERKEZETE, AZ ANYAG TULAJDONSÁGAI, FIZIKAI TULAJDONSÁGAI, KÉMIAI TULAJDONSÁGOK.
1. Ismertesse a rendszert
a) bármely Ön által jól ismert tárgy,
b) Naprendszer. Mutassa be ezeknek a rendszereknek az összetevőit és az összetevők közötti kapcsolatok jellegét.
2. Mondjon példákat azonos komponensekből álló, de eltérő felépítésű rendszerekre!
3. Soroljon fel minél több jellemzőt valamelyik háztartási cikkre, például egy ceruzára (rendszerként!). Melyek ezek a tulajdonságok?
4.Mi a jellemzője egy anyagnak? Adj rá példákat.
5.Mi az anyag tulajdonsága? Adj rá példákat.
6. Az alábbiakban három anyag jellemzőinek halmazai láthatók. Mindezek az anyagok jól ismertek az Ön számára. Határozza meg, milyen anyagokról beszélünk
a) A 2,16 g/cm 3 sűrűségű színtelen szilárd anyag átlátszó köbös kristályokat képez, szagtalan, vízben oldódik, a vizes oldat sós ízű, 801 o C-ra melegítve megolvad, 1465 o C-on forr, közepesen adagok nem mérgezőek az emberre.
b) Narancsvörös szilárd anyag, sűrűsége 8,9 g/cm 3, a kristályok szemmel nem megkülönböztethetők, felülete fényes, nem oldódik vízben, nagyon jól vezeti az elektromosságot, műanyag (könnyen huzalba húzható) , 1084 o C-on olvad, 2540 o C-on pedig felforr, levegőn fokozatosan laza halványkék-zöld bevonat borítja.
c) Átlátszó színtelen, csípős szagú, 1,05 g/cm 3 sűrűségű, vízzel minden szempontból elegyedő folyadék, vizes oldatai savanyú ízűek, híg vizes oldatban emberre nem mérgező, élelmiszer ízesítőként használják, ha - 17 o C-ra hűtve megkeményedik, 118 o C-ra hevítve pedig felforr és sok fémet korrodál. 7. Az előző három példában megadott jellemzők közül melyik reprezentálja a) fizikai tulajdonságokat, b) kémiai tulajdonságokat, c) fizikai mennyiségek értékeit.
8. Készítsen saját listát további két, Ön által ismert anyag jellemzőiről.
Anyagok szétválasztása szűréssel.
1.6. Fizikai és kémiai jelenségek. Kémiai reakciók
Minden, ami fizikai tárgyak részvételével történik, ún természetes jelenség. Ide tartoznak az anyagok egyik aggregációs állapotból a másikba való átmenetei, valamint az anyagok hevítés közbeni bomlása, valamint egymás közötti kölcsönhatásaik.
Olvadás, forrás, szublimáció, folyadékáramlás, szilárd test hajlítása és más hasonló jelenségek során az anyagok molekulái nem változnak.
Mi történik például, ha a kén ég?
A kén égésekor a kénmolekulák és az oxigénmolekulák megváltoznak: kén-dioxid molekulákká alakulnak (lásd 1.4. ábra). Kérjük, vegye figyelembe, hogy mind az atomok teljes száma, mind az egyes elemek atomjainak száma változatlan marad.
Ezért kétféle természeti jelenség létezik:
1) olyan jelenségek, amelyekben az anyagok molekulái nem változnak – fizikai jelenségek;
2) olyan jelenségek, amelyek során az anyagok molekulái megváltoznak – kémiai jelenségek.
Mi történik az anyagokkal e jelenségek során?
Az első esetben a molekulák ütköznek és változatlanul repülnek szét; a másodikban, amikor a molekulák ütköznek, reakcióba lépnek egymással, miközben egyes (régi) molekulák elpusztulnak, míg mások (újak) keletkeznek.
Mi változik a molekulákban kémiai jelenségek során?
A molekulákban az atomokat erős kémiai kötések kötik egyetlen részecskévé (nem molekuláris anyagokban - egyetlen kristályba). Az atomok természete a kémiai jelenségekben nem változik, vagyis az atomok nem alakulnak át egymásba. Az egyes elemek atomjainak száma szintén nem változik (az atomok nem tűnnek el vagy nem jelennek meg). Mi változik? Az atomok közötti kötések! Ugyanígy a nem molekuláris anyagokban a kémiai jelenségek megváltoztatják az atomok közötti kötéseket. A kapcsolatok megváltozása általában azok megszakadásán és az azt követő új kapcsolatok kialakításán múlik. Például amikor a kén ég a levegőben, a kénmolekulák kénatomjai, az oxigénmolekulák oxigénatomjai közötti kötések megszakadnak, és kötések jönnek létre a kén- és az oxigénatomok között a kén-dioxid-molekulákban.
Az új anyagok megjelenését a reagáló anyagok jellemzőinek eltűnése és a reakciótermékekben rejlő új jellemzők megjelenése érzékeli. Így a kén égésekor a sárga kénpor éles, kellemetlen szagú gázzá alakul, a foszfor égésekor pedig fehér füstfelhők képződnek, amelyek apró foszfor-oxid részecskékből állnak.
Tehát a kémiai jelenségeket kémiai kötések felbomlása és kialakulása kíséri, ezért a kémia, mint tudomány azokat a természeti jelenségeket, amelyekben a kémiai kötések felbomlása és kialakulása (kémiai reakciók), az ezzel járó fizikai jelenségeket és természetesen a kémiai anyagokat vizsgálja. részt vesz ezekben a reakciókban.
A kémiai jelenségek (vagyis a kémia) tanulmányozásához először az atomok közötti kapcsolatokat kell tanulmányoznia (mik ezek, mik, mik a jellemzőik). De az atomok között kötések jönnek létre, ezért mindenekelőtt magukat az atomokat, pontosabban a különböző elemek atomjainak szerkezetét kell tanulmányozni.
Így a 8. és 9. osztályban fogsz tanulni
1) az atomok szerkezete;
2) az anyagok kémiai kötései és szerkezete;
3) kémiai reakciók és az azokat kísérő folyamatok;
4) a legfontosabb egyszerű anyagok és vegyületek tulajdonságai.
Ezen túlmenően ez idő alatt megismerkedhet a kémiában használt legfontosabb fizikai mennyiségekkel és a köztük lévő összefüggésekkel, valamint megtanulja az alapvető kémiai számítások elvégzését.
| Oxigén. E nélkül a gáznemű anyag nélkül az életünk lehetetlen lenne. Végül is ez a színtelen, íztelen és szagtalan gáz szükséges a légzéshez. A Föld légkörének körülbelül egyötöde oxigénből áll. Az oxigén egy molekuláris anyag, minden molekulát két atom alkot. Folyékony halmazállapotban világoskék, szilárd állapotban kék színű. Az oxigén nagyon reaktív és reagál a legtöbb más vegyszerrel. A benzin és a fa égése, a vas rozsdásodása, a rothadás és a légzés mind oxigénnel járó kémiai folyamatok. Az iparban a legtöbb oxigént a légköri levegőből nyerik. Az oxigént a vas és acél gyártása során használják fel a kemencékben a lángok hőmérsékletének emelésével és ezáltal az olvasztási folyamat felgyorsításával. Az oxigénnel dúsított levegőt a színesfémkohászatban, fémek hegesztésére és vágására használják. A gyógyászatban is használják a betegek légzésének megkönnyítésére. A Föld oxigéntartalékait folyamatosan töltik fel – évente mintegy 300 milliárd tonna oxigént állítanak elő a zöld növények. A kémiai anyagok összetevői, egyfajta „tégla”, amelyből felépülnek, kémiai részecskék, és ezek elsősorban atomok és molekulák. Méretük a 10 -10 - 10 -6 méteres hossztartományba esik (lásd 1.5. ábra).
A fizika a kisebb részecskéket és kölcsönhatásaikat vizsgálja; mikrofizikai részecskék. Olyan folyamatok, amelyekben részecskék és testek vesznek részt nagy méretek, ismét a fizika tanulmányozta. A fizikai földrajz a Föld felszínét alkotó természeti objektumokat vizsgálja. Az ilyen objektumok mérete több métertől (például egy folyó szélességétől) 40 ezer kilométerig (a Föld egyenlítőjének hossza) terjed. A bolygókat, csillagokat, galaxisokat és a velük előforduló jelenségeket a csillagászat és az asztrofizika vizsgálja. A geológia a Föld szerkezetét vizsgálja. Egy másik természettudomány, a biológia a Földön élő élőlényeket vizsgálja. Szerkezetük összetettségét tekintve (de nem az interakciók természetének megértésének bonyolultságát tekintve) a mikrofizikai objektumok a legegyszerűbbek. Következnek a kémiai részecskék és a belőlük képződött anyagok. A biológiai tárgyak (sejtek, „részeik”, maguk az élő szervezetek) kémiai anyagokból jönnek létre, ezért szerkezetük még bonyolultabb. Ugyanez vonatkozik a geológiai objektumokra, például az ásványokból (vegyi anyagokból) álló kőzetekre. Minden természettudomány a természet tanulmányozása során a fizikai törvényekre támaszkodik. A fizikai törvények a természet legáltalánosabb törvényei, amelyeknek minden anyagi tárgy, beleértve a kémiai részecskéket is, alá vannak vetve. Következésképpen az atomokat, molekulákat, kémiai anyagokat és ezek kölcsönhatásait tanulmányozó kémiának teljes mértékben ki kell használnia a fizika törvényeit. A biológiának és a geológiának viszont „a tárgyaik” tanulmányozása során nemcsak a fizika, hanem a kémiai törvényeket is alkalmaznia kell. Így világossá válik, hogy a rokon természettudományok között milyen helyet foglal el a kémia. Ezt a helyet vázlatosan mutatja az 1.6. ábra. A 18. században a két természettudomány közötti szoros kapcsolatra a híres orosz tudós, Mihail Vasziljevics Lomonoszov (1711 – 1765) figyelt fel és használta fel munkáiban, aki ezt írta: „A fizikát nem ismerő vegyész olyan, mint az ember, aki mindent érintéssel kell keresni, és ez a két tudomány olyan, mint ami összefügg egymással, hogy az egyik nem létezhet tökéletesen a másik nélkül. Most tisztázzuk, mit ad nekünk fogyasztóként a kémia? Másrészt az emberi test rengeteg különféle vegyi anyagot tartalmaz. A kémia ismerete segít a biológusoknak megérteni kölcsönhatásaikat és megérteni bizonyos biológiai folyamatok előfordulásának okait. Ez pedig lehetővé teszi az orvostudomány számára, hogy hatékonyabban megőrizze az emberek egészségét, kezelje a betegségeket, és végső soron meghosszabbítsa az emberi életet. |
A testek olyan tárgyak, amelyek körülvesznek bennünket.
A testek anyagokból állnak.
A fizikai testek alakja, mérete, tömege és térfogata változó.
Az anyag az, amiből a fizikai test áll. Az anyag szerves jellemzője a tömege.
Az anyag az az anyag, amelyből a testek készülnek.
Definiálja az „anyag”, „anyag”, „test”.
Mi a különbség az „anyag” és a „test” fogalmak között? Adj rá példákat. Miért van több test, mint anyag?
Számok és tények
Egy tonna papírhulladékból 750 kg papír vagy 25 000 iskolai füzet állítható elő.
20 tonna papírhulladék egy hektár erdőt ment meg az erdőirtástól.
A kíváncsiaknak
A légi közlekedésben és az űriparban, a gázturbinákban, a szén kémiai feldolgozására szolgáló létesítményekben, ahol magas a hőmérséklet, kompozit anyagokat használnak. Ezek műanyag alapból (mátrixból) és töltőanyagból álló anyagok. A kompozitok közé tartoznak a kerámia-fém anyagok (cermet), a norplasztok (töltött szerves polimerek). Fémeket és ötvözeteket, polimereket és kerámiákat használnak mátrixként. A kompozitok sokkal erősebbek, mint a hagyományos anyagok.
Otthoni kísérlet
Papírkromatográfia
Keverjen össze egy csepp kék és vörös tintát (esetleg olyan vízben oldódó tinták keverékét, amelyek nem lépnek kölcsönhatásba egymással). Vegyünk egy darab szűrőpapírt, helyezzünk egy kis csepp keveréket a papír közepére, majd víz csöpög a közepébe. A szűrőpapíron színkromatogram kezd kialakulni.
Laboratóriumi üvegedények és vegyi felszerelések megismerése
A kémia tanulmányozása során sok kísérletet kell végeznie, amelyekhez speciális berendezéseket és edényeket használ.
A kémiában vékony falú és vastag falú üvegből készült speciális üvegárut használnak. A vékonyfalú üvegből készült termékek ellenállnak a hőmérséklet-változásoknak, amelyekben melegítést igényelnek. A vastag üvegből készült vegyszertárolók nem melegíthetők. Az üvegedények rendeltetésük szerint lehetnek általános rendeltetésűek, speciális rendeltetésűek és méretre szabottak. A legtöbb munkához általános célú edényeket használnak.
Vékony falú üvegáru általános használatra
A kémcsöveket kis mennyiségű oldattal vagy szilárd anyaggal végzett kísérletek során használjuk demonstrációs kísérletekhez. Használjuk az edényeket a kísérletek elvégzéséhez.
Öntsön 1-2 ml-t két kis kémcsőbe. sósav oldat. Adjunk hozzá 1-2 csepp lakmuszt az egyikhez, a másodikhoz pedig annyi metilnarancsot. Megfigyeljük az indikátorok színének változását. A lakmusz pirosra, a metilnarancs pedig rózsaszínre változik.
Öntsön 1-2 ml nátrium-hidroxid oldatot három kis kémcsőbe. Adjunk hozzá 1-2 csepp lakmuszt, a színe kék lesz. A második alkalommal - ugyanannyi metil-narancs - a szín sárgává válik. A harmadikban - fenolftaleinben - a szín bíborvörössé válik. Tehát indikátorok segítségével meghatározhatja a megoldás környezetét.
Tegyünk egy kis nátrium-hidrogén-karbonát szódát egy nagy kémcsőbe, és adjunk hozzá 1-2 ml ecetsavoldatot. Azonnal megfigyeljük ezen anyagok keverékének egyfajta „forrását”. Ez a benyomás a szén-dioxid-buborékok gyors felszabadulásának köszönhető. Ha egy meggyújtott gyufát belehelyezünk a kémcső felső részecskéjébe, amikor gáz felszabadul, az kialszik anélkül, hogy kiégne.
Az anyagokat lombikban oldjuk fel, és az oldatokat szűréssel titráljuk. A főzőpoharak a kicsapási reakciók végrehajtására szolgálnak, amelyek melegítéskor feloldják a szilárd anyagokat. A speciális célú csoportba a meghatározott célra használt edények tartoznak. A melegítést nem igénylő kísérleteket vastag falú edényekben végezzük. Leggyakrabban a reagenseket tárolják benne. Vastag üvegből készülnek csepegtetők, tölcsérek, gázmérők, Kipp-készülékek és üvegrudak is.
Az egyik üvegrudat mártsuk tömény sósavba, a másikat pedig tömény ammóniába. Közelítsük egymáshoz a rudakat, és figyeljük meg a „tűz nélküli füst” képződését.
A mérőüvegek közé tartoznak a pipetták, büretták, lombikok, hengerek, főzőpoharak és főzőpoharak. A mérőedények segítségével pontosan meghatározzák a folyadékok térfogatát, és különböző koncentrációjú oldatokat készítenek.
A laboratóriumban az üvegedények mellett porcelán edényeket használnak: csészéket, tégelyeket, mozsárokat. Porceláncsészéket az oldatok elpárologtatására, porcelán tégelyeket pedig az anyagok kalcinálására a tokos kemencékben. A szilárd anyagokat habarcsban őrlik.
Laboratóriumi felszerelés
A vegyi laboratóriumokban az anyagok melegítésére alkohollámpákat, zárt spirálos villanytűzhelyeket, vízfürdőket, és ha van gáz, gázégőket használnak. Száraz üzemanyagot is használhat, speciális állványokon elégetve.
Kémiai kísérletek végzésekor nagy jelentőséggel bírnak a segédtartozékok: fémállvány, kémcsövek állványa, tégelyfogó, azbesztháló.
Mérlegeket használnak az anyagok mérésére.
„Hogy működik a világ” - Élettelen természet ESŐAGYAG FELHŐ ARANY. Hogyan működik a világ. Mi a természet? Az ég világoskék. Süt az aranyló nap, a szél játszik a levelekkel, felhő lebeg az égen. Élő természet. A természet típusai. Az élő és az élettelen természet összefügg egymással. A biológia tudománya az élő természetet vizsgálja. Tud-e az ember a természet nélkül?
„Többszínű szivárvány” – süt a nap és nevet, és ömlik az eső a Földre. Kucherova általános iskolai tanár munkája I.V. És a Hétszínű ív kibukkan a réteken. Tudd, Sits. Ahol. A szivárvány színei. Fácán. Miért sokszínű a szivárvány? Vadász. kívánságok. Az égen eső cseppekre hulló napsugarak sokszínű sugarakra bomlanak fel.
"A talaj lakói" - És az emberek azt mondták: "Föld, hogy élj!" A cipőn ez állt: "Föld, amin járni lehet." Medvedka. A talaj. Varangy. Földigiliszta. Egy vödör krumpli egy csodálatos kamrában húsz vödörré változik. A talaj lakói. A. Teterin. Talajbogár. Scolopendra. A lapát ezt mondta: „Föld az ásnivalónak”. Kullancsok. Május bogár lárva.
„Természetvédelem” - Mi magunk is a természet részei vagyunk, és a halak... Azt akarom, hogy ide szállítsák... Mindannyian ugyanazon a bolygón élünk. És a zöld erdőnkbe. És egy ember természet nélkül?... MEGMENTSÜK A TERMÉSZETET Készítette: Ilja Kocsetygov, 5 „B”. A természet létezhet ember nélkül is, Ember! Óvjuk és óvjuk természetünket! A rovarok is védelemre szorulnak
„Talajösszetétel” – Tartalom. Víz van a talajban. A homok leülepszik az aljára, az agyag pedig a homok tetejére. A talaj. Víz. 2. számú tapasztalat. A talajban humusz van. 3. számú tapasztalat. A talaj sókat tartalmaz. 1. kísérlet. Levegő van a talajban. 5. számú tapasztalat. A talaj összetétele. Humusz. A termékenység a talaj fő tulajdonsága. 4. számú tapasztalat. Homok. Levegő.
"Játék a természetről" - A köpenytartó. Bikabéka. Málna. Melyik kétéltű hangja hallható 2-3 km-re? Cseresznye. Általános iskolai tanár, MAOU 24. számú Középiskola Rodina Victoria Evgenievna. Kamilla. Sündisznó. Teknősbéka. Vérfű. Tarajos sül. Játék. Gyógynövények. Lóhere. Gyöngyvirág. Kabóca. De gyerekkorom óta tisztelem a Heart Remedy-t. Leveles tengeri sárkány.
A témában összesen 36 előadás hangzik el
