V dnešnom článku si rozoberieme, čo je fyzické telo. S týmto pojmom ste sa počas školských rokov stretli viackrát. S pojmami „fyzické telo“, „látka“, „fenomén“ sa prvýkrát stretávame na hodinách prírodopisu. Sú predmetom štúdia vo väčšine odborov špeciálnych vied - fyzike.
Podľa „fyzického tela“ znamená určitý hmotný objekt, ktorý má tvar a jasne definovanú vonkajšiu hranicu, ktorá ho oddeľuje od vonkajšieho prostredia a iných telies. Okrem toho má fyzické telo vlastnosti, ako je hmotnosť a objem. Tieto parametre sú základné. Ale okrem nich sú aj iní. Hovoríme o priehľadnosti, hustote, elasticite, tvrdosti atď.
Fyzické telá: príklady
Zjednodušene povedané, akýkoľvek z okolitých predmetov môžeme nazvať fyzickým telom. Najbežnejšími príkladmi sú kniha, stôl, auto, lopta, pohár. Fyzici nazývajú jednoduché teleso niečím, ktorého geometrický tvar je jednoduchý. Zložené fyzické telá sú tie, ktoré existujú vo forme kombinácií jednoduchých telies spojených dohromady. Napríklad veľmi konvenčne môže byť ľudská postava reprezentovaná ako súbor valcov a gúľ.
Materiál, z ktorého pozostáva ktorékoľvek z telies, sa nazýva látka. Okrem toho môžu obsahovať jednu alebo viacero látok. Uveďme príklady. Fyzické telá - príbory (vidličky, lyžice). Najčastejšie sú vyrobené z ocele. Nôž môže slúžiť ako príklad tela pozostávajúceho z dvoch rôznych typov látok - oceľovej čepele a drevenej rukoväte. A taký zložitý produkt, akým je mobilný telefón, je vyrobený z oveľa väčšieho množstva „prísad“.
Aké sú látky?
Môžu byť prirodzené alebo umelo vytvorené. V dávnych dobách ľudia vyrábali všetky potrebné predmety z prírodných materiálov (hroty šípov - z oblečenia - zo zvieracích koží). S rozvojom technologického pokroku sa objavili látky vytvorené človekom. A tých je v súčasnosti väčšina. Klasickým príkladom fyzického tela umelého pôvodu je plast. Každý z jeho typov bol vytvorený človekom, aby poskytol potrebné vlastnosti konkrétneho predmetu. Napríklad priehľadný plast je na šošovky okuliarov, netoxický potravinársky plast na riad a odolný plast na nárazník auta.
Akákoľvek položka (z high-tech zariadenia) má množstvo určitých vlastností. Jednou z vlastností fyzických tiel je ich schopnosť vzájomne sa priťahovať v dôsledku gravitačnej interakcie. Meria sa pomocou fyzikálnej veličiny nazývanej hmotnosť. Podľa fyzikov je hmotnosť telies mierou ich gravitácie. Označuje sa symbolom m.
Meranie hmotnosti
Táto fyzikálna veličina, ako každá iná, sa dá merať. Ak chcete zistiť, aká je hmotnosť akéhokoľvek objektu, musíte ho porovnať so štandardom. Teda s telesom, ktorého hmotnosť sa berie ako jednota. Medzinárodná sústava jednotiek (SI) je kilogram. Táto „ideálna“ jednotka hmotnosti existuje vo forme valca, ktorý je zliatinou irídia a platiny. Táto medzinárodná vzorka je uložená vo Francúzsku a jej kópie sú dostupné takmer v každej krajine.
Okrem kilogramu sa používa pojem tona, gram alebo miligram. Telesná hmotnosť sa meria vážením. Toto je klasická metóda pre každodenné výpočty. Ale v modernej fyzike existujú aj iné, ktoré sú oveľa modernejšie a veľmi presné. S ich pomocou sa určuje hmotnosť mikročastíc, ako aj obrovských predmetov.
Ďalšie vlastnosti fyzických telies
Tvar, hmotnosť a objem sú najdôležitejšie vlastnosti. Ale existujú aj iné vlastnosti fyzických tiel, z ktorých každá je dôležitá v určitej situácii. Napríklad objekty rovnakého objemu sa môžu výrazne líšiť svojou hmotnosťou, to znamená, že majú rôznu hustotu. V mnohých situáciách sú dôležité vlastnosti ako krehkosť, tvrdosť, elasticita alebo magnetické vlastnosti. Netreba zabúdať ani na tepelnú vodivosť, priehľadnosť, homogenitu, elektrickú vodivosť a ďalšie početné fyzikálne vlastnosti telies a látok.
Vo väčšine prípadov všetky takéto charakteristiky závisia od látok alebo materiálov, z ktorých sú predmety zložené. Napríklad gumové, sklenené a oceľové guľôčky budú mať úplne odlišné súbory fyzikálnych vlastností. To je dôležité v situáciách, keď sa telesá navzájom ovplyvňujú, napríklad pri štúdiu stupňa ich deformácie pri zrážke.
O akceptovaných aproximáciách
Niektoré odvetvia fyziky považujú fyzické telo za akúsi abstrakciu s ideálnymi vlastnosťami. Napríklad v mechanike sú telesá reprezentované ako hmotné body, ktoré nemajú hmotnosť a iné vlastnosti. Táto časť fyziky sa zaoberá pohybom takýchto podmienených bodov a pre riešenie tu nastolených problémov takéto veličiny nemajú zásadný význam.
Vo vedeckých výpočtoch sa často používa pojem absolútne tuhé telo. Toto sa bežne považuje za teleso, ktoré nepodlieha žiadnej deformácii, bez posunutia ťažiska. Tento zjednodušený model umožňuje teoreticky reprodukovať množstvo špecifických procesov.
Sekcia termodynamiky využíva pre svoje účely koncept absolútne čierneho telesa. Čo je to? Fyzické telo (nejaký abstraktný objekt) schopné absorbovať akékoľvek žiarenie dopadajúce na jeho povrch. Zároveň, ak si to úloha vyžaduje, môžu vyžarovať elektromagnetické vlny. Ak podľa podmienok teoretických výpočtov nie je tvar fyzických telies zásadný, štandardne sa predpokladá, že je guľový.
Prečo sú vlastnosti tiel také dôležité?
Samotná fyzika ako taká vznikla z potreby pochopiť zákonitosti, ktorými sa fyzické telesá správajú, ako aj mechanizmy existencie rôznych vonkajších javov. Prírodné faktory zahŕňajú akékoľvek zmeny v našom prostredí, ktoré nesúvisia s výsledkami ľudskej činnosti. Mnohé z nich ľudia využívajú vo svoj prospech, no iné môžu byť nebezpečné a dokonca aj katastrofálne.
Štúdium správania a rôznych vlastností fyzických tiel je pre ľudí nevyhnutné, aby mohli predvídať nepriaznivé faktory a predchádzať alebo znižovať škody, ktoré spôsobujú. Napríklad stavaním vlnolamov sú ľudia zvyknutí bojovať s negatívnymi prejavmi morských živlov. Ľudstvo sa naučilo odolávať zemetraseniam vývojom špeciálnych stavebných konštrukcií odolných voči zemetraseniu. Nosné časti auta sú vyrobené v špeciálnom, starostlivo kalibrovanom tvare, aby sa znížilo poškodenie pri nehodách.
O stavbe tiel
Podľa inej definície pojem „fyzické telo“ zahŕňa všetko, čo možno rozpoznať ako skutočne existujúce. Ktorýkoľvek z nich nevyhnutne zaberá časť priestoru a látky, z ktorých pozostávajú, sú súborom molekúl určitej štruktúry. Jeho ďalšie, menšie častice sú atómy, no každý z nich nie je niečím nedeliteľným a úplne jednoduchým. Štruktúra atómu je pomerne zložitá. V jeho zložení je možné rozlíšiť pozitívne a negatívne nabité elementárne častice - ióny.
Štruktúra, podľa ktorej sú takéto častice usporiadané v určitom systéme, sa pre tuhé látky nazýva kryštalická. Každý kryštál má určitý, prísne pevný tvar, ktorý naznačuje usporiadaný pohyb a interakciu jeho molekúl a atómov. Pri zmene štruktúry kryštálov dochádza k narušeniu fyzikálnych vlastností tela. Jeho stav agregácie, ktorý môže byť pevný, kvapalný alebo plynný, závisí od stupňa pohyblivosti jeho elementárnych zložiek.
Na charakterizáciu týchto zložitých javov sa používa pojem kompresné koeficienty alebo objemová elasticita, čo sú vzájomne inverzné veličiny.
Molekulárny pohyb
Stav pokoja nie je vlastný ani atómom, ani molekulám pevných látok. Sú v neustálom pohybe, ktorého charakter závisí od tepelného stavu tela a vplyvov, ktorým je práve vystavené. Niektoré elementárne častice – záporne nabité ióny (nazývané elektróny) sa pohybujú vyššou rýchlosťou ako tie s kladným nábojom.
Z hľadiska stavu agregácie sú fyzické telesá pevné predmety, kvapaliny alebo plyny, čo závisí od charakteru pohybu molekúl. Celý súbor pevných látok možno rozdeliť na kryštalické a amorfné. Pohyb častíc v kryštáli sa považuje za úplne usporiadaný. V kvapalinách sa molekuly pohybujú podľa úplne iného princípu. Prechádzajú z jednej skupiny do druhej, čo si možno obrazne predstaviť ako kométy putujúce z jedného nebeského systému do druhého.
V akomkoľvek plynnom telese majú molekuly oveľa slabšiu väzbu ako v kvapalných alebo pevných. Dá sa povedať, že častice sa navzájom odpudzujú. Pružnosť fyzických telies je určená kombináciou dvoch hlavných veličín – šmykového koeficientu a koeficientu objemovej elasticity.
Tekutosť tiel
Napriek všetkým podstatným rozdielom medzi pevnými a kvapalnými fyzickými telesami majú ich vlastnosti veľa spoločného. Niektoré z nich, nazývané mäkké, zaberajú stredný stav agregácie medzi prvým a druhým s fyzikálnymi vlastnosťami, ktoré sú vlastné obom. Kvalitu, akou je tekutosť, možno nájsť v pevnej látke (napríklad ľad alebo krém na topánky). Je tiež súčasťou kovov, vrátane dosť tvrdých. Pod tlakom je väčšina z nich schopná prúdiť ako kvapalina. Spojením a nahriatím dvoch pevných kusov kovu je možné ich spájkovať do jedného celku. Okrem toho proces spájkovania prebieha pri teplote oveľa nižšej ako je teplota topenia každého z nich.
Tento proces je možný za predpokladu, že obe časti sú v úplnom kontakte. Takto sa vyrábajú rôzne zliatiny kovov. Zodpovedajúca vlastnosť sa nazýva difúzia.
O kvapalinách a plynoch
Na základe výsledkov početných experimentov dospeli vedci k nasledovnému záveru: pevné fyzické telá nie sú nejakou izolovanou skupinou. Rozdiel medzi nimi a tekutými je len vo väčšom vnútornom trení. K prechodu látok do rôznych stavov dochádza za podmienok určitej teploty.
Plyny sa líšia od kvapalín a pevných látok tým, že elastická sila sa nezvýši ani pri silnej zmene objemu. Rozdiel medzi kvapalinami a tuhými látkami je výskyt elastických síl v tuhých látkach počas šmyku, teda zmeny tvaru. Tento jav nie je pozorovaný v kvapalinách, ktoré môžu mať akúkoľvek z foriem.
Kryštalické a amorfné
Ako už bolo uvedené, dva možné stavy pevných látok sú amorfné a kryštalické. Medzi amorfné telesá patria telesá, ktoré majú vo všetkých smeroch rovnaké fyzikálne vlastnosti. Táto kvalita sa nazýva izotropia. Príklady zahŕňajú tvrdenú živicu, výrobky z jantáru a sklo. Ich izotropia je výsledkom náhodného usporiadania molekúl a atómov v zložení látky.
V kryštalickom stave sú elementárne častice usporiadané v prísnom poradí a existujú vo forme vnútornej štruktúry, ktorá sa periodicky opakuje v rôznych smeroch. Fyzikálne vlastnosti takýchto telies sú rôzne, ale v paralelných smeroch sa zhodujú. Táto vlastnosť vlastná kryštálom sa nazýva anizotropia. Jeho dôvodom je nerovnaká sila interakcie medzi molekulami a atómami v rôznych smeroch.
Mono- a polykryštály
Monokryštály majú homogénnu vnútornú štruktúru a opakujú sa v celom objeme. Polykryštály vyzerajú ako veľa malých kryštalitov, ktoré sú navzájom chaoticky spojené. Ich základné častice sú umiestnené v presne definovanej vzdialenosti od seba a v požadovanom poradí. Kryštálovou mriežkou sa rozumie súbor uzlov, teda bodov, ktoré slúžia ako centrá molekúl alebo atómov. Kovy s kryštalickou štruktúrou slúžia ako materiály pre rámy mostov, budov a iných odolných konštrukcií. Preto sa vlastnosti kryštalických telies starostlivo skúmajú na praktické účely.
Skutočné pevnostné charakteristiky sú negatívne ovplyvnené defektmi kryštálovej mriežky, povrchovými aj vnútornými. Podobným vlastnostiam pevných látok sa venuje samostatný odbor fyziky, nazývaný mechanika pevných látok.
V živote sme obklopení rôznymi telami a predmetmi. Napríklad v interiéri je to okno, dvere, stôl, žiarovka, pohár, vonku - auto, semafor, asfalt. Akékoľvek telo alebo predmet pozostáva z hmoty. Tento článok bude diskutovať o tom, čo je látka.
čo je chémia?
Voda je základným rozpúšťadlom a stabilizátorom. Má silnú tepelnú kapacitu a tepelnú vodivosť. Vodné prostredie je priaznivé pre vznik základných chemických reakcií. Vyznačuje sa priehľadnosťou a je prakticky odolný voči stlačeniu.
Aký je rozdiel medzi anorganickými a organickými látkami?
Medzi týmito dvoma skupinami látok nie sú žiadne zvlášť výrazné vonkajšie rozdiely. Hlavný rozdiel spočíva v štruktúre, kde anorganické látky majú nemolekulárnu štruktúru a organické látky majú molekulárnu štruktúru.
Anorganické látky majú nemolekulárnu štruktúru, preto sa vyznačujú vysokými teplotami topenia a varu. Neobsahujú uhlík. Patria sem vzácne plyny (neón, argón), kovy (vápnik, vápnik, sodík), amfotérne látky (železo, hliník) a nekovy (kremík), hydroxidy, binárne zlúčeniny, soli.
Organické látky molekulárnej štruktúry. Majú pomerne nízke teploty topenia a pri zahrievaní sa rýchlo rozkladajú. Skladá sa hlavne z uhlíka. Výnimky: karbidy, uhličitany, oxidy uhlíka a kyanidy. Uhlík umožňuje tvorbu obrovského množstva komplexných zlúčenín (v prírode ich poznáme viac ako 10 miliónov).
Väčšina ich tried patrí biologickému pôvodu (sacharidy, bielkoviny, lipidy, nukleové kyseliny). Tieto zlúčeniny zahŕňajú dusík, vodík, kyslík, fosfor a síru.
Aby sme pochopili, čo je to látka, je potrebné si predstaviť, akú úlohu hrá v našom živote. Interakciou s inými látkami vytvára nové. Bez nich je život okolitého sveta neoddeliteľný a nemysliteľný. Všetky predmety pozostávajú z určitých látok, preto zohrávajú v našom živote dôležitú úlohu.
1.1. Telá a prostredia. Úvod do systémov
Minulý rok ste počas štúdia fyziky zistili, že svet, v ktorom žijeme, je svet fyzické telá A streda. Ako sa fyzické telo líši od prostredia? Akékoľvek fyzické telo má tvar a objem.
Napríklad fyzické telá sú rôzne predmety: hliníková lyžica, klinec, diamant, pohár, plastové vrecko, ľadovec, zrnko kuchynskej soli, kocka cukru, kvapka dažďa. A čo vzduch? Je neustále okolo nás, no my nevidíme jeho podobu. Vzduch je pre nás médium. Ďalší príklad: pre človeka je more síce veľmi veľké, ale predsa fyzické telo – má tvar a objem. A pre ryby, ktoré v ňom plávajú, je more s najväčšou pravdepodobnosťou prostredím.
Zo svojej životnej skúsenosti viete, že všetko, čo nás obklopuje, sa z niečoho skladá. Učebnica, ktorá leží pred vami, pozostáva z tenkých listov textu a odolnejšieho obalu; budík, ktorý vás ráno zobudí, je vyrobený z mnohých rôznych častí. To znamená, že môžeme tvrdiť, že učebnica a budík predstavujú systému.
Je veľmi dôležité, aby boli komponenty systému presne spojené, pretože pri absencii spojení medzi nimi by sa každý systém zmenil na „hromadu“.
Najdôležitejšou vlastnosťou každého systému je jeho zlúčenina A štruktúru. Všetky ostatné vlastnosti systému závisia od zloženia a štruktúry.
Potrebujeme predstavu o systémoch, aby sme pochopili, z čoho pozostávajú fyzické telá a prostredia, pretože sú to všetky systémy. (Plynné médiá (plyny) tvoria systém len spolu s tým, čo im bráni v expanzii.)
TELO, PROSTREDIE, SYSTÉM, ZLOŽENIE SYSTÉMU, ŠTRUKTÚRA SYSTÉMU.
1. Uveďte niekoľko príkladov fyzických tiel, ktoré v učebnici chýbajú (nie viac ako päť).
2.S akými fyzickými prostrediami sa žaba stretáva v každodennom živote?
3. Čím sa podľa vás líši fyzické telo od prostredia?
1.2. Atómy, molekuly, látky
Ak sa pozriete do cukorničky alebo soľničky, uvidíte, že cukor a soľ pozostávajú z pomerne malých zŕn. A ak sa na tieto zrná pozriete cez lupu, môžete vidieť, že každé z nich je mnohosten s plochými okrajmi (kryštalický). Bez špeciálneho vybavenia nebudeme schopní rozoznať, z čoho sú tieto kryštály vyrobené, no moderná veda dobre pozná metódy, ktoré to umožňujú. Tieto metódy a nástroje, ktoré ich používajú, vyvinuli fyzici. Používajú veľmi zložité javy, ktoré tu nebudeme uvažovať. Povedzme, že tieto metódy možno prirovnať k veľmi výkonnému mikroskopu. Ak takýmto „mikroskopom“ skúmame kryštál soli alebo cukru s väčším a väčším zväčšením, tak nakoniec zistíme, že tento kryštál obsahuje veľmi malé guľovité častice. Zvyčajne sú tzv atómov(aj keď to nie je úplne pravda, ich presnejší názov je nuklidy). Atómy sú súčasťou všetkých tiel a prostredí okolo nás.
Atómy sú veľmi malé častice, ich veľkosť sa pohybuje od jedného do piatich angstromov (označuje sa A o.). Jeden angstrom je 10-10 metrov. Veľkosť kryštálu cukru je približne 1 mm, takýto kryštál je približne 10 miliónov krát väčší ako ktorýkoľvek z jeho základných atómov. Aby ste lepšie pochopili, aké malé sú atómy častíc, zvážte tento príklad: ak sa jablko zväčší na veľkosť zemegule, potom atóm zväčšený o rovnaké množstvo bude mať veľkosť priemerného jablka.
Napriek takýmto malým veľkostiam sú atómy pomerne zložité častice. Tento rok sa zoznámite so štruktúrou atómov, ale teraz povedzme, že sa skladá z každého atómu atómové jadro a súvisiace elektrónový obal, teda predstavuje aj systém.
V súčasnosti je známych niečo vyše sto druhov atómov. Z nich je približne osemdesiat stabilných. A z týchto osemdesiatich typov atómov sú všetky objekty okolo nás postavené v celej ich nekonečnej rozmanitosti.
Jednou z najdôležitejších charakteristík atómov je ich tendencia sa navzájom spájať. Najčastejšie to vedie k vzniku molekuly.
Molekula môže obsahovať od dvoch do niekoľko stoviek tisíc atómov. Navyše malé molekuly (dvojatómové, triatómové...) môžu pozostávať z rovnakých atómov, zatiaľ čo veľké molekuly spravidla pozostávajú z rôznych atómov. Pretože molekula pozostáva z niekoľkých atómov a tieto atómy sú spojené, molekula je systém v pevných látkach a kvapalinách, molekuly sú navzájom spojené, ale v plynoch nie.
Väzby medzi atómami sa nazývajú chemické väzby a väzby medzi molekulami sú medzimolekulové väzby.
Vznikajú navzájom spojené molekuly látok.
Látky zložené z molekúl sa nazývajú molekulárne látky. Voda sa teda skladá z molekúl vody, cukru - z molekúl sacharózy a polyetylénu - z polyetylénových molekúl.
Okrem toho mnohé látky pozostávajú priamo z atómov alebo iných častíc a neobsahujú molekuly. Napríklad hliník, železo, diamant, sklo a kuchynská soľ neobsahujú molekuly. Takéto látky sú tzv nemolekulárne.
V nemolekulárnych látkach sú atómy a iné chemické častice, podobne ako v molekulách, vzájomne prepojené chemickými väzbami Rozdelenie látok na molekulárne a nemolekulárne je klasifikáciou látok podľa typu konštrukcie.
Za predpokladu, že prepojené atómy si zachovajú sférický tvar, je možné zostaviť trojrozmerné modely molekúl a nemolekulárnych kryštálov. Príklady takýchto modelov sú znázornené na obr. 1.1.
Väčšina látok sa zvyčajne nachádza v jednej z troch stavov agregácie: tuhé, kvapalné alebo plynné. Pri zahrievaní alebo ochladzovaní môžu molekulárne látky prechádzať z jedného stavu agregácie do druhého. Takéto prechody sú schematicky znázornené na obr. 1.2.
Prechod nemolekulárnej látky z jedného stavu agregácie do druhého môže byť sprevádzaný zmenou typu štruktúry. Najčastejšie k tomuto javu dochádza pri vyparovaní nemolekulárnych látok.
O topenie, varenie, kondenzácia a podobné javy, ktoré sa vyskytujú pri molekulárnych látkach, molekuly látok sa neničia ani netvoria. Prerušujú sa alebo vytvárajú iba medzimolekulové väzby. Napríklad ľad sa pri topení mení na vodu a voda pri varení na vodnú paru. V tomto prípade sa molekuly vody nezničia, a preto voda ako látka zostáva nezmenená. Vo všetkých troch stavoch agregácie ide teda o tú istú látku – vodu.
Ale nie všetky molekulárne látky môžu existovať vo všetkých troch stavoch agregácie. Mnohé z nich pri zahriatí rozložiť, to znamená, že sa premieňajú na iné látky, pričom ich molekuly sú zničené. Napríklad celulóza (hlavná zložka dreva a papiera) sa pri zahrievaní netopí, ale rozkladá. Jeho molekuly sú zničené a z „fragmentov“ sa vytvoria úplne iné molekuly.
takže, molekulárna látka zostáva sama sebou, to znamená chemicky nezmenená, pokiaľ jej molekuly zostávajú nezmenené.
Ale viete, že molekuly sú v neustálom pohybe. A atómy, ktoré tvoria molekuly, sa tiež pohybujú (kmitajú). So zvyšujúcou sa teplotou sa zvyšujú vibrácie atómov v molekulách. Dá sa povedať, že molekuly zostanú úplne nezmenené? Samozrejme, že nie! Čo potom zostane nezmenené? Odpoveď na túto otázku je v jednom z nasledujúcich odsekov.
Voda. Voda je najznámejšia a najrozšírenejšia látka na našej planéte: povrch Zeme je z 3/4 pokrytý vodou, človek tvorí 65% vody, život bez vody nie je možný, keďže všetky bunkové procesy v tele prebiehajú v vodný roztok. Voda je molekulárna látka. Je to jedna z mála látok, ktoré sa prirodzene vyskytujú v pevnom, kvapalnom a plynnom skupenstve a jediná látka, pre ktorú má každý z týchto stavov svoj vlastný názov. |
| Železo- striebristo biely, lesklý, kujný kov. Toto je nemolekulárna látka. Medzi kovmi je železo na druhom mieste po hliníku z hľadiska hojnosti v prírode a na prvom mieste v dôležitosti pre ľudstvo. Spolu s ďalším kovom – niklom – tvorí jadro našej planéty. Čisté železo nemá široké praktické využitie. Slávny stĺp Qutub, ktorý sa nachádza v blízkosti Dillí, je vysoký asi sedem metrov a váži 6,5 tony, je takmer 2800 rokov starý (vztýčený bol v 9. storočí pred Kristom) – jeden z mála príkladov použitia čistého železa (99,72 %); je možné, že práve čistota materiálu vysvetľuje trvanlivosť a odolnosť tejto konštrukcie proti korózii. Vo forme liatiny, ocele a iných zliatin sa železo používa doslova vo všetkých odvetviach techniky. Jeho cenné magnetické vlastnosti sa využívajú v generátoroch elektrického prúdu a elektromotoroch. Železo je životne dôležitý prvok pre ľudí a zvieratá, pretože je súčasťou krvného hemoglobínu. S jeho nedostatkom tkanivové bunky nedostávajú dostatok kyslíka, čo vedie k veľmi vážnym následkom. |
ATÓM (NUKLID), MOLEKULA, CHEMICKÉ VÄZBY, MEDZIMOLEKULÁRNE VÄZBY, MOLEKULÁRNA LÁTKA, NEMOLEKULÁRNA LÁTKA, TYP ŠTRUKTÚRY, STAV AGREGÁTU.
1.Ktoré väzby sú silnejšie: chemické alebo medzimolekulové?
2.Aký je rozdiel medzi pevným, kvapalným a plynným stavom? Ako sa molekuly pohybujú v plynoch, kvapalinách a pevných látkach?
3. Pozorovali ste niekedy procesy topenia nejakých látok (okrem ľadu)? A čo varenie (okrem vody)?
4. Aké sú vlastnosti týchto procesov? Uveďte príklady sublimácie pevných látok, ktoré poznáte.
5. Uveďte príklady látok, ktoré poznáte a ktoré možno nájsť a) vo všetkých troch stavoch agregácie; b) len v pevnom alebo kvapalnom stave; c) len v pevnom stave.
1.3. Chemické prvky
Ako už viete, atómy môžu byť rovnaké a rôzne. Ako sa rôzne atómy navzájom líšia v štruktúre, čoskoro zistíte, ale teraz povedzme, že rôzne atómy sú odlišné chemické správanie, teda ich schopnosť spájať sa navzájom, vytvárať molekuly (alebo nemolekulárne látky).
Inými slovami, chemické prvky sú rovnaké typy atómov, ktoré boli uvedené v predchádzajúcom odseku.
Každý chemický prvok má svoj vlastný názov, napríklad: vodík, uhlík, železo atď. Okrem toho má každý prvok priradený svoj vlastný symbol. Tieto symboly vidíte napríklad v „Tabuľke chemických prvkov“ v školskej chemickej učebni.
Chemický prvok je abstraktný agregát. Toto je názov pre ľubovoľný počet atómov daného typu a tieto atómy môžu byť umiestnené kdekoľvek, napríklad: jeden na Zemi a druhý na Venuši. Chemický prvok nie je možné vidieť ani sa ho dotknúť rukami. Atómy, ktoré tvoria chemický prvok, môžu alebo nemusia byť navzájom viazané. V dôsledku toho chemický prvok nie je látkou ani hmotným systémom.
CHEMICKÝ PRVOK, SYMBOL PRVKU.
1. Definujte pojem „chemický prvok“ pomocou slov „typ atómov“.
2. Koľko významov má slovo „železo“ v chémii? Aké sú tieto významy?
1.4. Klasifikácia látok
Predtým, ako začnete klasifikovať akékoľvek predmety, musíte vybrať charakteristiku, podľa ktorej túto klasifikáciu vykonáte ( klasifikačný znak). Napríklad pri ukladaní kôpky ceruziek do krabičiek sa môžete riadiť ich farbou, tvarom, dĺžkou, tvrdosťou alebo niečím iným. Vybraná charakteristika bude klasifikačným kritériom. Látky sú oveľa zložitejšie a rozmanitejšie predmety ako ceruzky, preto je tu oveľa viac klasifikačných znakov.
Všetky látky (a už viete, že hmota je systém) pozostávajú z častíc. Prvým klasifikačným znakom je prítomnosť (alebo neprítomnosť) atómových jadier v týchto časticiach. Na tomto základe sú všetky látky rozdelené na chemických látok A fyzikálnych látok.
| Chemická látka– látka pozostávajúca z častíc obsahujúcich atómové jadrá. |
Takéto častice (a nazývajú sa chemické častice) môžu byť atómy (častice s jedným jadrom), molekuly (častice s viacerými jadrami), nemolekulárne kryštály (častice s mnohými jadrami) a niektoré ďalšie. Akákoľvek chemická častica okrem jadier alebo jadier obsahuje aj elektróny.
Okrem chemikálií sú v prírode aj iné látky. Napríklad: hmota neutrónových hviezd, pozostávajúca z častíc nazývaných neutróny; toky elektrónov, neutrónov a iných častíc. Takéto látky sa nazývajú fyzikálne.
| Fyzikálna látka– látka pozostávajúca z častíc, ktoré neobsahujú atómové jadrá. |
Na Zemi sa takmer nikdy nestretnete s fyzickými látkami.
Podľa typu chemických častíc alebo typu štruktúry sa všetky chemické látky delia na molekulárne A nemolekulárne, to už vieš.
Látka môže pozostávať z chemických častíc identických v zložení a štruktúre - v tomto prípade sa nazýva čistý, alebo jednotlivec, látka. Ak sú častice odlišné, potom - zmes.
To platí pre molekulárne aj nemolekulárne látky. Napríklad molekulárna látka „voda“ pozostáva z molekúl vody, ktoré sú identické v zložení a štruktúre, a nemolekulárna látka „stolová soľ“ pozostáva z kryštálov kuchynskej soli, ktoré sú identické v zložení a štruktúre.
Väčšina prírodných látok sú zmesi. Napríklad vzduch je zmesou molekulárnych látok „dusíka“ a „kyslíka“ s nečistotami iných plynov a hornina „žula“ je zmesou nemolekulárnych látok „kremeň“, „živec“ a „sľuda“ aj s rôzne nečistoty.
Jednotlivé chemikálie sa často označujú jednoducho ako látky.
Chemické látky môžu obsahovať atómy iba jedného chemického prvku alebo atómy rôznych prvkov. Na základe tohto kritéria sa látky delia na jednoduché A komplexné.
Napríklad jednoduchá látka „kyslík“ pozostáva z dvojatómových molekúl kyslíka a látka „kyslík“ obsahuje iba atómy prvku kyslík. Ďalší príklad: jednoduchá látka „železo“ pozostáva z kryštálov železa a látka „železo“ obsahuje iba atómy prvku železo. Historicky má jednoduchá látka zvyčajne rovnaký názov ako prvok, ktorého atómy túto látku tvoria.
Niektoré prvky však tvoria nie jednu, ale niekoľko jednoduchých látok. Napríklad prvok kyslík tvorí dve jednoduché látky: „kyslík“ pozostávajúci z dvojatómových molekúl a „ozón“ pozostávajúci z trojatómových molekúl. Prvok uhlík tvorí dve známe nemolekulárne jednoduché látky: diamant a grafit. Tento jav sa nazýva alotropia.
Tieto jednoduché látky sú tzv alotropné modifikácie. Sú identické v kvalitatívnom zložení, ale líšia sa navzájom štruktúrou.
Komplexná látka „voda“ teda pozostáva z molekúl vody, ktoré sa skladajú z atómov vodíka a kyslíka. Preto sú atómy vodíka a atómy kyslíka súčasťou vody. Komplexná látka „kremeň“ pozostáva z kryštálov kremeňa, kryštály kremeňa pozostávajú z atómov kremíka a atómov kyslíka, to znamená, že atómy kremíka a atómy kyslíka sú súčasťou kremeňa. Samozrejme, komplexná látka môže obsahovať atómy viac ako dvoch prvkov.
Komplexné látky sú tiež tzv spojenia.
Príklady jednoduchých a zložitých látok, ako aj ich typ štruktúry sú uvedené v tabuľke 1.
Tabuľka I. Jednoduché a zložité látky molekulový (m) a nemolekulárny (n/m) typ štruktúry
Jednoduché látky |
Komplexné látky |
||
názov |
Typ budovy |
názov |
Typ budovy |
| Kyslík | Voda | ||
| Vodík | Soľ | ||
| diamant | Sacharóza | ||
| Železo | Síran meďnatý | ||
| Síra | bután | ||
| hliník | Kyselina fosforečná | ||
| Biely fosfor | Soda | ||
| Dusík | Prášok na pečenie | ||
Na obr. Obrázok 1.3 ukazuje schému klasifikácie látok podľa charakteristík, ktoré sme študovali: podľa prítomnosti jadier v časticiach tvoriacich látku, podľa chemickej identity látok, podľa obsahu atómov jedného alebo viacerých prvkov a podľa typu štruktúry . Schéma je doplnená delením zmesí na mechanické zmesi A riešenia, tu je klasifikačným znakom štrukturálna úroveň, na ktorej sú častice zmiešané.
Rovnako ako jednotlivé látky, aj roztoky môžu byť pevné, kvapalné (zvyčajne jednoducho „roztoky“) alebo plynné (nazývané zmesi plynov). Príklady pevných riešení: šperková zliatina zlata a striebra, rubínový drahokam. Príklady tekutých roztokov sú vám dobre známe: napríklad roztok kuchynskej soli vo vode, stolový ocot (roztok kyseliny octovej vo vode). Príklady plynných roztokov: vzduch, zmesi kyslíka a hélia na dýchanie potápačov atď.
| diamant– alotropická modifikácia uhlíka. Je to bezfarebný drahokam cenený pre svoju hru farieb a lesk. Slovo „diamant“ preložené zo starovekého indického jazyka znamená „ten, ktorý sa nerozbije“. Diamant má spomedzi všetkých minerálov najväčšiu tvrdosť. Ale napriek svojmu názvu je dosť krehký. Brúsené diamanty sa nazývajú brilianty. Prírodné diamanty, príliš malé alebo nekvalitné, ktoré sa nedajú použiť v šperkoch, sa používajú ako rezné a brúsne materiály (brúsny materiál je materiál na brúsenie a leštenie). Diamant je podľa svojich chemických vlastností málo aktívna látka. |
| Grafit– druhá alotropná modifikácia uhlíka. Toto je tiež nemolekulárna látka. Na rozdiel od diamantu je čierno-sivý, na dotyk mastný a celkom mäkký, navyše celkom dobre vedie elektrinu. Vďaka svojim vlastnostiam sa grafit používa v najrôznejších oblastiach ľudskej činnosti. Napríklad: všetci používate „jednoduché“ ceruzky, ale písacia tyčinka - tuha - je vyrobená z rovnakého grafitu. Grafit je veľmi tepelne odolný, preto sa z neho vyrábajú žiaruvzdorné tégliky, v ktorých sa tavia kovy. Okrem toho je z grafitu vyrobené teplovzdorné mazivo, ako aj pohyblivé elektrické kontakty, najmä tie, ktoré sú inštalované na tyčiach trolejbusov v miestach, kde sa posúvajú po elektrických vodičoch. Existujú aj ďalšie, nemenej dôležité oblasti jeho využitia. V porovnaní s diamantom je grafit reaktívnejší. |
CHEMICKÁ LÁTKA, JEDNOTLIVÁ LÁTKA, ZMES, JEDNODUCHÁ LÁTKA, KOMPLEXNÁ LÁTKA, ALOTROPIA, ROZTOK.
1. Uveďte aspoň tri príklady jednotlivých látok a rovnaký počet príkladov zmesí.
2.S akými jednoduchými látkami sa v živote neustále stretávaš?
3. Ktoré z jednotlivých látok, ktoré ste uviedli ako príklady, sú jednoduché látky a ktoré sú zložité?
4. Ktoré z nasledujúcich viet hovoria o chemickom prvku a ktoré o jednoduchej látke?
a) Atóm kyslíka sa zráža s atómom uhlíka.
b) Voda obsahuje vodík a kyslík.
c) Zmes vodíka a kyslíka je výbušná.
d) Najviac žiaruvzdorný kov je volfrám.
e) Panvica je vyrobená z hliníka.
f) Kremeň je zlúčenina kremíka s kyslíkom.
g) Molekula kyslíka pozostáva z dvoch atómov kyslíka.
h) Meď, striebro a zlato poznali ľudia už od pradávna.
5.Uveďte päť príkladov riešení, ktoré poznáte.
6. Aký je podľa vás vonkajší rozdiel medzi mechanickou zmesou a roztokom?
1.5. Charakteristika a vlastnosti látok. Separácia zmesí
Každý z objektov hmotného systému (okrem elementárnych častíc) je sám o sebe systémom, to znamená, že pozostáva z iných menších objektov, ktoré sú navzájom prepojené. Takže každý systém sám o sebe je zložitý objekt a takmer všetky objekty sú systémy. Napríklad systém dôležitý pre chémiu - molekula - pozostáva z atómov spojených navzájom chemickými väzbami (o podstate týchto väzieb sa dozviete preštudovaním 7. kapitoly). Ďalší príklad: atóm. Ide tiež o hmotný systém pozostávajúci z atómového jadra a naň naviazaných elektrónov (o podstate týchto väzieb sa dozviete v 3. kapitole).
Každý objekt možno viac či menej podrobne opísať alebo charakterizovať, to znamená, že môže byť uvedený vlastnosti.
V chémii sú predmety predovšetkým látky. Chemické látky prichádzajú v širokej škále foriem: kvapalné a pevné, bezfarebné a farebné, ľahké a ťažké, aktívne a inertné atď. Jedna látka sa od druhej líši mnohými spôsobmi, ktoré, ako viete, sa nazývajú vlastnosti.
| Charakteristika látky- vlastnosť vlastná danej látke. |
Existuje široká škála charakteristík látok: stav agregácie, farba, vôňa, hustota, schopnosť topenia, teplota topenia, schopnosť rozkladu pri zahrievaní, teplota rozkladu, hygroskopickosť (schopnosť absorbovať vlhkosť), viskozita, schopnosť interakcie s iné látky a mnohé iné. Najdôležitejšie z týchto charakteristík sú zlúčenina A štruktúru. Od zloženia a štruktúry látky závisia všetky jej ostatné vlastnosti, vrátane vlastností.
Rozlišovať vysoko kvalitné zloženie A kvantitatívne zloženie látok.
Na opis kvalitatívneho zloženia látky uvádzajú atómy, ktorých prvky sú zahrnuté v zložení tejto látky.
Pri popise kvantitatívneho zloženia molekulárnej látky sú uvedené atómy ktorých prvkov a v akom množstve tvorí molekula tejto látky.
Pri popise kvantitatívneho zloženia nemolekulárnej látky uveďte pomer počtu atómov každého z prvkov, ktoré tvoria túto látku.
Štruktúrou látky sa rozumie a) postupnosť spojení medzi atómami tvoriacimi látku; b) povaha spojení medzi nimi a c) vzájomné usporiadanie atómov v priestore.
Teraz sa vráťme k otázke, ktorou sme ukončili odsek 1.2: čo zostáva nezmenené v molekulách, ak molekulárna látka zostane sama sebou? Teraz už môžeme na túto otázku odpovedať: zloženie a štruktúra molekúl zostáva nezmenená. A ak áno, potom môžeme objasniť záver, ktorý sme urobili v odseku 1.2:
Látka zostáva sama sebou, to znamená chemicky nezmenená, pokiaľ zloženie a štruktúra jej molekúl zostanú nezmenené (pre nemolekulárne látky - pokiaľ sa zachová jeho zloženie a povaha väzieb medzi atómami ).
Pokiaľ ide o iné systémy, medzi charakteristikami látok je pridelená osobitná skupina vlastnosti látok, teda ich schopnosť meniť sa v dôsledku interakcie s inými telesami alebo látkami, ako aj v dôsledku interakcie zložiek danej látky.
Druhý prípad je pomerne zriedkavý, preto vlastnosti látky možno definovať ako schopnosť tejto látky meniť sa určitým spôsobom pod akýmkoľvek vonkajším vplyvom. A keďže vonkajšie vplyvy môžu byť veľmi rôznorodé (zahrievanie, stláčanie, ponorenie do vody, zmiešanie s inou látkou a pod.), môžu spôsobiť aj rôzne zmeny. Pri zahrievaní sa tuhá látka môže roztaviť alebo sa môže rozložiť bez roztavenia a zmeniť sa na iné látky. Ak sa látka pri zahrievaní topí, potom hovoríme, že má schopnosť topiť. Ide o vlastnosť danej látky (objavuje sa napr. v striebre a chýba v celulóze). Taktiež pri zahrievaní môže kvapalina vrieť, alebo nemusí vrieť, ale aj rozkladať. Ide o schopnosť varu (prejavuje sa napr. vo vode a chýba v roztavenom polyetyléne). Látka ponorená do vody sa v nej môže alebo nemusí rozpúšťať, táto vlastnosť je schopnosť rozpúšťať sa vo vode. Papier prinesený do ohňa sa na vzduchu zapáli, ale zlatý drôt nie, to znamená, že papier (alebo skôr celulóza) má schopnosť horieť na vzduchu, ale zlatý drôt túto vlastnosť nemá. Látky majú mnoho rôznych vlastností.
Schopnosť topenia, schopnosť varu, schopnosť deformácie a podobné vlastnosti sa týkajú fyzikálne vlastnosti látok.
Patrí k nim schopnosť reagovať s inými látkami, schopnosť rozkladu a niekedy aj schopnosť rozpúšťať sa chemické vlastnosti látok.
Ďalšou skupinou vlastností látok je kvantitatívne vlastnosti. Z charakteristík uvedených na začiatku odseku sú kvantitatívne charakteristiky hustota, teplota topenia, teplota rozkladu a viskozita. Všetci reprezentujú fyzikálnych veličín. Na kurze fyziky ste sa v siedmom ročníku zoznámili s fyzikálnymi veličinami a pokračujete v ich štúdiu. Tento rok si podrobne preštudujete najdôležitejšie fyzikálne veličiny používané v chémii.
Medzi charakteristikami látky sú tie, ktoré nie sú ani vlastnosťami, ani kvantitatívnymi charakteristikami, ale sú veľmi dôležité pri opise látky. Patria sem zloženie, štruktúra, stav agregácie a ďalšie charakteristiky.
Každá jednotlivá látka má svoj vlastný súbor charakteristík a kvantitatívne charakteristiky takejto látky sú konštantné. Napríklad čistá voda pri normálnom tlaku vrie presne pri 100 o C, etylalkohol za rovnakých podmienok vrie pri 78 o C. Voda aj etylalkohol sú samostatné látky. A napríklad benzín, ktorý je zmesou niekoľkých látok, nemá špecifický bod varu (vrie v určitom teplotnom rozsahu).
Rozdiely vo fyzikálnych vlastnostiach a iných charakteristikách látok umožňujú oddeliť zmesi, ktoré sa z nich skladajú.
Na rozdelenie zmesí na ich zložky sa používajú rôzne fyzikálne separačné metódy, napríklad: udržiavanie s dekantovaním(vypustením kvapaliny zo sedimentu), filtrácia(napínanie), odparovanie,magnetická separácia(magnetická separácia) a mnoho ďalších metód. S niektorými z týchto metód sa zoznámite prakticky.
| Zlato– jeden z drahých kovov, ktoré ľudia poznali už v staroveku. Ľudia našli zlato vo forme nugetov alebo ryžovaného zlatého piesku. V stredoveku považovali alchymisti Slnko za patróna zlata. Zlato je nemolekulárna látka. Je to pomerne mäkký, krásny žltý kov, tvárny, ťažký, s vysokým bodom topenia. Vďaka týmto vlastnostiam, ako aj schopnosti nemeniť sa v čase a odolnosti voči rôznym vplyvom (nízka reaktivita), bolo zlato už od staroveku veľmi vysoko cenené. Predtým sa zlato používalo najmä na razenie mincí, na výrobu šperkov a v niektorých ďalších oblastiach, napríklad na výrobu vzácneho stolového riadu. Dodnes sa časť zlata využíva na šperkárske účely. Čisté zlato je veľmi mäkký kov, preto klenotníci nepoužívajú zlato samotné, ale jeho zliatiny s inými kovmi – mechanická pevnosť takýchto zliatin je výrazne vyššia. Teraz sa však väčšina vyťaženého zlata používa v elektronických zariadeniach. Zlato je však stále menovým kovom. |
| Strieborná- tiež jeden z drahých kovov, ktoré človek poznal už v staroveku. Natívne striebro sa v prírode vyskytuje, ale oveľa menej často ako zlato. V stredoveku považovali alchymisti Mesiac za patróna striebra. Ako všetky kovy, aj striebro je nemolekulárna látka. Striebro je pomerne mäkký, tvárny kov, ale menej tvárny ako zlato. Ľudia si už dlho všimli dezinfekčné a antimikrobiálne vlastnosti samotného striebra a jeho zlúčenín. V pravoslávnych kostoloch boli krstiteľnica a cirkevné náčinie často vyrobené zo striebra, a preto voda prinesená z kostola zostala dlho číra a čistá. Striebro s veľkosťou častíc asi 0,001 mm je súčasťou lieku „collargol“ - kvapky do očí a nosa. Ukázalo sa, že striebro je selektívne akumulované rôznymi rastlinami, ako je kapusta a uhorky. Predtým sa striebro používalo na výrobu mincí a šperkov. Strieborné šperky sú dodnes cenené, no podobne ako zlato stále častejšie nachádzajú technické uplatnenie, najmä pri výrobe filmových a fotografických materiálov, elektronických produktov a batérií. Navyše striebro, podobne ako zlato, je menovým kovom. |
CHARAKTERISTIKA LÁTKY, KVALITATÍVNE ZLOŽENIE, KVANTITATÍVNE ZLOŽENIE, ŠTRUKTÚRA LÁTKY, VLASTNOSTI LÁTKY, FYZIKÁLNE VLASTNOSTI, CHEMICKÉ VLASTNOSTI.
1. Popíšte systém
a) akýkoľvek predmet, ktorý je vám dobre známy,
b) Slnečná sústava. Uveďte komponenty týchto systémov a charakter spojení medzi komponentmi.
2. Uveďte príklady systémov, ktoré pozostávajú z rovnakých komponentov, ale majú rôznu štruktúru
3. Uveďte čo najviac vlastností nejakého predmetu do domácnosti, napríklad ceruzky (ako systému!). Ktoré z týchto charakteristík sú vlastnosti?
4.Aká je charakteristika látky? Uveďte príklady.
5.Čo je vlastnosť látky? Uveďte príklady.
6.Nasledujú súbory charakteristík troch látok. Všetky tieto látky sú vám dobre známe. Určite, o akých látkach hovoríme
a) Bezfarebná tuhá látka s hustotou 2,16 g/cm 3 tvorí priehľadné kubické kryštály, bez zápachu, rozpustné vo vode, vodný roztok má slanú chuť, topí sa pri zahriatí na 801 o C a vrie pri 1465 o C, pri miernom dávky nie sú pre človeka toxické.
b) Oranžovo-červená tuhá látka s hustotou 8,9 g/cm 3, kryštály sú okom nerozoznateľné, povrch je lesklý, nerozpúšťa sa vo vode, veľmi dobre vedie elektrický prúd, je plastický (ľahko sa ťahá do drôtu) , topí sa pri 1084 o C a pri 2540 o C vrie, na vzduchu sa postupne pokrýva voľným bledomodrozeleným povlakom.
c) Priehľadná bezfarebná kvapalina štipľavého zápachu, hustota 1,05 g/cm 3, vo všetkých ohľadoch miešateľná s vodou, vodné roztoky majú kyslú chuť, v zriedených vodných roztokoch nie je pre človeka jedovatá, používa sa ako dochucovadlo do jedál, pri ochladený na - 17 o C stvrdne a pri zahriatí na 118 o C vrie a koroduje mnohé kovy. 7.Ktoré z charakteristík uvedených v troch predchádzajúcich príkladoch predstavujú a) fyzikálne vlastnosti, b) chemické vlastnosti, c) hodnoty fyzikálnych veličín.
8. Vytvorte si vlastný zoznam vlastností dvoch ďalších látok, ktoré poznáte.
Separácia látok filtráciou.
1.6. Fyzikálne a chemické javy. Chemické reakcie
Všetko, čo sa deje za účasti fyzických objektov, sa nazýva prirodzený fenomén. Patria sem prechody látok z jedného stavu agregácie do druhého a rozklad látok pri zahrievaní a ich vzájomné interakcie.
Počas topenia, varu, sublimácie, prúdenia kvapaliny, ohýbania pevného telesa a iných podobných javov sa molekuly látok nemenia.
Čo sa stane napríklad pri horení síry?
Pri horení síry sa molekuly síry a molekuly kyslíka menia: menia sa na molekuly oxidu siričitého (pozri obr. 1.4). Upozorňujeme, že celkový počet atómov a počet atómov každého prvku zostávajú nezmenené.
Preto existujú dva typy prírodných javov:
1) javy, pri ktorých sa molekuly látok nemenia – fyzikálne javy;
2) javy, pri ktorých sa menia molekuly látok – chemické javy.
Čo sa deje s látkami počas týchto javov?
V prvom prípade sa molekuly zrazia a rozletia sa nezmenené; v druhom, keď sa molekuly zrazia, navzájom reagujú, pričom niektoré molekuly (staré) sú zničené, zatiaľ čo iné (nové) vznikajú.
Aké zmeny v molekulách počas chemických javov?
V molekulách sú atómy spojené silnými chemickými väzbami do jednej častice (v nemolekulárnych látkach - do jedného kryštálu). Povaha atómov v chemických javoch sa nemení, to znamená, že atómy sa navzájom nepremieňajú. Počet atómov každého prvku sa tiež nemení (atómy nezmiznú ani sa neobjavia). čo sa mení? Väzby medzi atómami! Tak isto v nemolekulárnych látkach chemické javy menia väzby medzi atómami. Zmena spojení zvyčajne vedie k ich prerušeniu a následnému vytváraniu nových spojení. Napríklad, keď síra horí vo vzduchu, väzby medzi atómami síry v molekulách síry a medzi atómami kyslíka v molekulách kyslíka sa prerušia a medzi atómami síry a kyslíka v molekulách oxidu siričitého sa vytvoria väzby.
Výskyt nových látok sa zisťuje vymiznutím charakteristík reagujúcich látok a objavením sa nových charakteristík, ktoré sú súčasťou reakčných produktov. Pri horení síry sa teda žltý sírový prášok mení na plyn s ostrým nepríjemným zápachom a pri horení fosforu sa vytvárajú oblaky bieleho dymu, pozostávajúce z drobných čiastočiek oxidu fosforečného.
Chemické javy sú teda sprevádzané rozpadom a tvorbou chemických väzieb, preto chémia ako veda študuje prírodné javy, pri ktorých dochádza k rozpadu a tvorbe chemických väzieb (chemické reakcie), sprievodné fyzikálne javy a prirodzene aj chemické látky. podieľajú sa na týchto reakciách.
Ak chcete študovať chemické javy (to znamená chémiu), musíte najprv študovať spojenia medzi atómami (čo sú, aké sú, aké sú ich vlastnosti). Väzby sa však vytvárajú medzi atómami, preto je potrebné v prvom rade študovať samotné atómy, presnejšie štruktúru atómov rôznych prvkov.
Takto sa budete učiť v 8. a 9. ročníku
1) štruktúra atómov;
2) chemické väzby a štruktúra látok;
3) chemické reakcie a procesy, ktoré ich sprevádzajú;
4) vlastnosti najdôležitejších jednoduchých látok a zlúčenín.
Okrem toho sa počas tejto doby zoznámite s najdôležitejšími fyzikálnymi veličinami používanými v chémii a vzťahmi medzi nimi, ako aj naučíte sa vykonávať základné chemické výpočty.
| Kyslík. Bez tejto plynnej látky by bol náš život nemožný. Koniec koncov, tento bezfarebný plyn, bez chuti a zápachu, je potrebný na dýchanie. Asi pätinu zemskej atmosféry tvorí kyslík. Kyslík je molekulárna látka; každá molekula je tvorená dvoma atómami. V kvapalnom skupenstve je svetlomodrý, v tuhom je modrý. Kyslík je veľmi reaktívny, reaguje s väčšinou iných chemikálií. Spaľovanie benzínu a dreva, hrdzavenie železa, hniloba a dýchanie sú všetky chemické procesy zahŕňajúce kyslík. V priemysle sa väčšina kyslíka získava z atmosférického vzduchu. Kyslík sa používa pri výrobe železa a ocele zvýšením teploty plameňov v peciach a tým zrýchlením procesu tavenia. Vzduch obohatený kyslíkom sa používa v metalurgii neželezných kovov, na zváranie a rezanie kovov. Používa sa aj v medicíne na uľahčenie dýchania pacientov. Zásoby kyslíka na Zemi sa priebežne dopĺňajú – zelené rastliny vyprodukujú ročne asi 300 miliárd ton kyslíka. Zložky chemických látok, akési „tehly“, z ktorých sú postavené, sú chemické častice, a to sú predovšetkým atómy a molekuly. Ich veľkosti sa pohybujú v dĺžkovom rozmedzí rádovo 10 -10 – 10 -6 metrov (pozri obr. 1.5).
Fyzika študuje menšie častice a ich interakcie sa nazývajú mikrofyzikálne častice. Procesy, na ktorých sa zúčastňujú častice a telesá veľké veľkosti, opäť študovaný fyzikou. Fyzická geografia študuje prírodné objekty, ktoré tvoria povrch Zeme. Veľkosti takýchto objektov sa pohybujú od niekoľkých metrov (napríklad šírka rieky) do 40 000 kilometrov (dĺžka zemského rovníka). Planéty, hviezdy, galaxie a javy, ktoré sa s nimi vyskytujú, študuje astronómia a astrofyzika. Geológia študuje štruktúru Zeme. Ďalšia prírodná veda, biológia, študuje živé organizmy, ktoré obývajú Zem. Z hľadiska zložitosti ich štruktúry (nie však z hľadiska zložitosti chápania podstaty interakcií) sú mikrofyzikálne objekty najjednoduchšie. Ďalej prichádzajú chemické častice a látky z nich vytvorené. Biologické objekty (bunky, ich „časti“, samotné živé organizmy) sú tvorené z chemických látok, a preto je ich štruktúra ešte zložitejšia. To isté platí pre geologické objekty, napríklad horniny pozostávajúce z minerálov (chemikálií). Všetky prírodné vedy sa pri štúdiu prírody opierajú o fyzikálne zákony. Fyzikálne zákony sú najvšeobecnejšie zákony prírody, ktorým podliehajú všetky hmotné objekty vrátane chemických častíc. V dôsledku toho musí chémia, ktorá študuje atómy, molekuly, chemické látky a ich interakcie, plne využívať fyzikálne zákony. Na druhej strane, biológia a geológia musia pri štúdiu „svojich“ objektov používať nielen zákony fyziky, ale aj chemické zákony. Ukazuje sa teda, aké miesto zaujíma chémia medzi príbuznými prírodnými vedami. Toto umiestnenie je schematicky znázornené na obrázku 1.6. Úzke prepojenie týchto dvoch prírodných vied si ešte v 18. storočí všimol a využil vo svojej práci slávny ruský vedec Michail Vasiljevič Lomonosov (1711 – 1765), ktorý napísal: „Chemik bez znalosti fyziky je ako človek, ktorý musí hľadať všetko dotykom a tieto dve vedy sú navzájom prepojené, že jedna bez druhej nemôže dokonale existovať." Teraz si ujasnime, čo nám ako spotrebiteľom dáva chémia? Na druhej strane, ľudské telo obsahuje obrovské množstvo rôznych chemikálií. Znalosť chémie pomáha biológom pochopiť ich interakcie a pochopiť dôvody výskytu určitých biologických procesov. A to zase umožňuje medicíne efektívnejšie chrániť zdravie ľudí, liečiť choroby a v konečnom dôsledku predĺžiť ľudský život. |
Telá sú predmety, ktoré nás obklopujú.
Telá sa skladajú z látok.
Fyzické telá sa líšia tvarom, veľkosťou, hmotnosťou a objemom.
Látka je to, z čoho sa skladá fyzické telo. Neoddeliteľnou vlastnosťou látky je jej hmotnosť.
Materiál je látka, z ktorej sú telá vyrobené.
Definujte „látku“, „materiál“, „telo“.
Aký je rozdiel medzi pojmami „látka“ a „telo“? Uveďte príklady. Prečo je viac tiel ako látok?
Čísla a fakty
Jedna tona zberového papiera dokáže vyprodukovať 750 kg papiera alebo 25 000 školských zošitov.
20 ton zberového papiera zachráni hektár lesa pred odlesňovaním.
Pre zvedavcov
V leteckom a vesmírnom priemysle, v plynových turbínach, v zariadeniach na chemické spracovanie uhlia, kde je vysoká teplota, sa používajú kompozitné materiály. Ide o materiály pozostávajúce z plastovej základne (matrice) a plniva. Kompozity zahŕňajú keramicko-kovové materiály (cermety), norplasty (plnené organické polyméry). Ako matrica sa používajú kovy a zliatiny, polyméry a keramika. Kompozity sú oveľa pevnejšie ako tradičné materiály.
Domáci experiment
Papierová chromatografia
Zmiešajte kvapku modrého a červeného atramentu (možno zmes atramentov rozpustných vo vode, ktoré sa navzájom neovplyvňujú). Vezmite kúsok filtračného papiera, do stredu papiera umiestnite malú kvapku zmesi a do stredu tejto kvapky kvapká voda. Na filtračnom papieri sa začne vytvárať farebný chromatogram.
Oboznámenie sa s laboratórnym sklom a chemickými zariadeniami
V procese štúdia chémie musíte vykonať veľa experimentov, na ktoré používate špeciálne vybavenie a náčinie.
V chémii sa používa špeciálne sklo z tenkostenného a hrubostenného skla. Výrobky vyrobené z tenkostenného skla sú odolné voči zmenám teploty, vykonávajú sa v nich chemické operácie, ktoré vyžadujú ohrev. Nádoby na chemikálie vyrobené z hrubého skla sa nedajú ohrievať. Podľa zamýšľaného účelu môže byť sklenený tovar všeobecný, špeciálny alebo meraný. Náradie na všeobecné použitie sa používa na vykonávanie väčšiny prác.
Tenkostenné sklo na všeobecné účely
Skúmavky sa používajú pri vykonávaní experimentov s malými množstvami roztokov alebo tuhých látok na demonštračné experimenty. Použime riad na vykonanie experimentov.
Nalejte 1-2 ml do dvoch malých skúmaviek. roztok kyseliny chlorovodíkovej. Do jednej pridajte 1-2 kvapky lakmusu a do druhej - toľko metyl pomaranča. Pozorujeme zmenu farby indikátorov. Lakmus sa sfarbí do červena a metyl pomaranč do ružova.
Nalejte 1-2 ml roztoku hydroxidu sodného do troch malých skúmaviek. Do jednej pridajte 1-2 kvapky lakmusu, farba sa zmení na modrú. Druhýkrát - rovnaké množstvo metyl oranžovej - farba zožltne. V treťom - fenolftaleíne sa farba stáva karmínovou. Takže pomocou indikátorov môžete určiť prostredie riešenia.
Do veľkej skúmavky vložte trochu sódy hydrogénuhličitanu sodného a pridajte 1 – 2 ml roztoku kyseliny octovej. Okamžite pozorujeme akési „varenie“ zmesi týchto látok. Tento dojem vzniká v dôsledku rýchleho uvoľňovania bublín oxidu uhličitého. Ak sa zapálená zápalka vloží do hornej častice skúmavky pri uvoľnení plynu, zhasne bez vyhorenia.
Látky sa rozpustia v bankách a roztoky sa titrujú filtráciou. Kadičky sa používajú na uskutočňovanie zrážacích reakcií, pri ktorých sa pri zahrievaní rozpúšťajú tuhé látky. Skupina špeciálneho určenia zahŕňa nádoby používané na konkrétny účel. Experimenty, ktoré nevyžadujú zahrievanie, sa vykonávajú v hrubostenných nádobách. Najčastejšie sú v ňom uložené činidlá. Z hrubého skla sú vyrobené aj kvapkadlá, lieviky, plynomery, Kippov prístroj a sklenené tyčinky.
Ponorte jednu sklenenú tyčinku do koncentrovanej kyseliny chlorovodíkovej a druhú do koncentrovaného amoniaku. Priblížme palice k sebe a pozorujme, ako sa tvorí „dym bez ohňa“.
Odmerné sklo zahŕňa pipety, byrety, banky, valce, kadičky a kadičky. Pomocou odmeriek sa presne určí objem kvapalín a pripravia sa roztoky rôznych koncentrácií.
Okrem skla sa v laboratóriu používa porcelánový riad: poháre, tégliky, mažiare. Porcelánové poháre slúžia na odparovanie roztokov a porcelánové tégliky na kalcináciu látok v muflových peciach. Pevné látky sa melú v maltách.
Laboratórne vybavenie
Na ohrev látok v chemických laboratóriách sa používajú liehové lampy, elektrické sporáky s uzavretou špirálou, vodné kúpele a ak je k dispozícii plyn, plynové horáky. Môžete tiež použiť suché palivo, spáliť ho na špeciálnych stojanoch.
Pri chemických pokusoch má veľký význam pomocné príslušenstvo: kovový stojan, stojan na skúmavky, kliešte na tégliky, azbestové pletivo.
Na váženie látok sa používajú váhy.
„Ako funguje svet“ – Neživá príroda DAŽĎ HLINA OBLAK ZLATO. Ako funguje svet. čo je príroda? Obloha je svetlomodrá. Svieti zlaté slnko, vietor sa hrá s lístím, na oblohe sa vznáša oblak. Živá príroda. Druhy prírody. Živá a neživá príroda sú navzájom prepojené. Biologická veda študuje živú prírodu. Dokáže sa človek zaobísť bez prírody?
„Viacfarebná dúha“ - Slnko svieti a smeje sa a dážď leje na Zem. Práca učiteľky základnej školy Kucherovej I.V. A na lúky sa vynára Sedemfarebný oblúk. Vieš, sedí. Kde. Farby dúhy. Bažant. Prečo je dúha viacfarebná? Hunter. želania. Slnečné lúče dopadajúce na dažďové kvapky na oblohe sa rozpadajú na viacfarebné lúče.
"Obyvatelia pôdy" - A ľudia povedali: "Zem na život!" Na topánkach bolo napísané: "Zem, po ktorej sa dá chodiť." Medvedka. Pôda. Ropucha. Dážďovka. Vedro zemiakov v nádhernej špajzi sa zmení na dvadsať vedier. Obyvatelia pôdy. A. Teterin. Zemný chrobák. Scolopendra. Lopata hovorila: "Zem na kopanie." Kliešte. Larva chrobáka májového.
“Ochrana prírody” – My sami sme súčasťou Prírody, A tie rybičky... Chcem sa sem preniesť... Všetci žijeme na tej istej planéte. A do nášho zeleného lesa. A človek bez prírody?... ZACHRÁŇME PRÍRODU Doplnil: Ilya Kochetygov, 5 “B”. Príroda môže existovať bez človeka, Človeče! Chráňme a chráňme našu prírodu! Hmyz tiež potrebuje ochranu
„Zloženie pôdy“ - obsah. V pôde je voda. Piesok sa usadí na dne a hlina sa usadí na vrchu piesku. Pôda. Voda. Skúsenosť č.2. V pôde je humus. Skúsenosť č.3. Pôda obsahuje soli. Pokus č.1. V pôde je vzduch. Skúsenosť č.5. Zloženie pôdy. Humus. Úrodnosť je hlavnou vlastnosťou pôdy. Skúsenosť č.4. Piesok. Vzduch.
"Hra o prírode" - The Cloak Bearer. Bullfrog. Maliny. Zvuk ktorého obojživelníka je možné počuť na 2-3 km? Čerešňa. Učiteľka základnej školy, MAOU Stredná škola č. 24 Rodina Victoria Evgenievna. Harmanček. ježko. Korytnačka. skorocel. Dikobraz. Hra. Liečivé rastliny. Ďatelina. Konvalinka. Cikáda. Heart Remedy však rešpektujem už od detstva. Listnatý morský drak.
V téme je spolu 36 prezentácií
