Fizičke tvari: primjeri i opis

Postoje teme koje usko povezuju znanje iz različitih znanstvenih disciplina prirodnog profila. Jedan od njih odnosi se na koncept fizičke supstance. S gledišta kemije govorimo o osnovnom obliku tvari, sposobnom za interakciju i preobrazbu u različita stanja, ali zadržavajući njegov elementarni sastav u obliku atoma i molekula. Fizika razmatra dublje aspekte strukture spojeva i omogućuje propadanje električki neutralnih čestica u najmanju komponentu: protone, neutrone, elektrone itd. Potrebno je uzeti u obzir primjere fizikalnih tvari kao predmete kemijskih transformacija, te preživjeti na detaljan opis njihovih svojstava.

Vrste postojanja materije

Klasifikacija usvojena u suvremenoj znanosti razlikuje tri materijalna oblika: polja, materija i plazma. U evolucija čovjeka najbolje je prilagođena percepciju svojih analizatora, prvenstveno taktilne, različite vrste spojeva čine žive i nežive prirode. Shvativši njihova svojstva, stvorio je cijelu znanost - kemiju, s kojom je nastao metalurgija, a zatim industrija nafte i plina. Istodobno, rođena je organska kemija, nakon čega slijedi - doba umjetno stvorenih tvari (lijekovi, sintetička vlakna, keramika, boje i plastika). Te organske materijale čija fizička svojstva su vrlo različite od prirodnih spojeva koji su omogućili čovjeku da bi podredio dubine oceana, osvojiti nove kontinente i korak u svemir.

Što se sastoje od kemijskih spojeva?

Zahvaljujući znanstvenim djelima MV Lomonosova i John Dalton postalo je poznato da su atomi temelj tvari. To su oni, kombinirajući se u različitim vrstama i količinama, oblikuju molekule, a one zauzvrat - stotine tisuća tvari iz kojih nastaje vidljivi dio stvarnog svijeta. U znanosti je zajedničko podijeliti spojeve u dva oblika: jednostavne i složene. Prvi od njih uključuje kisik (O₂₎, ugljika (C), magnezija (Mg), itd. Oni se sastoje samo od atoma jednog kemijskog elementa.

Fizička svojstva jednostavne supstance ovise prvenstveno o njegovom agregatnom stanju, a određuje se tipom kemijske veze i svojstvima kristalne rešetke. Na primjer, najjednostavnija tvar, najteža u prirodi, je dijamant, ima atomsku kristalnu rešetku. Određuje svoje glavne fizičke karakteristike: vrlo visoku točku topljenja, toplinsku vodljivost, a također i sposobnost odbijanja svjetlosnih zraka i luminescija bolje od ostalih prirodnih materijala.

Jednostavni plinoviti spojevi

Teško je naći nekoga tko nikada nije čuo za kisik. U normalnim uvjetima, to je plin koji je nešto teži od zraka, nema mirisa i boje. Pri niskim temperaturama, po redoslijedu od -183 ° C i atmosferskim tlakom, spoj mijenja svoj agregat, prelazi u tekućinu.

Istodobno, kisik ima novu fizičku osobinu: privlači ga magnet. Fizička svojstva krutina, na primjer, kao što je grafit, također su posljedica strukture njegovog kristala. Ima iste formule kao dijamant, ali posve različite karakteristike. Tako su atomi u svojoj kristalnoj rešetki raspoređeni u slojeve, a udaljenost između kojih je velika. Stoga sama veza dovoljno je mekana i ostavlja tragove lica na površini ili papiru. Grafit je podebljan na dodir i provodi električnu struju, stoga se široko koristi u industriji poluvodiča i za proizvodnju elektroda.

Putovanje u zemlju organske kemije

Da bismo razumjeli koje organske tvari, čija fizička svojstva proučavaju, čak i u školi, prvo moramo otkriti značajke njihove strukture. Ispada da svi oni sadrže atome ugljika koji su u uzbuđenoj državi i pokazuju valenciju od četiri. Štoviše, fizikalna i kemijska svojstva spojeva ovise o prostornom rasporedu čestica ugljika. Izomerizam je fenomen koji se javlja samo u organskoj kemiji.

Dva ili više spojeva mogu imati istu molekulsku formulu, ali potpuno različita svojstva. Na primjer, metilni propan i butan se razlikuju u točkama vrenja, ali njihova formula je ista - C₄H₁₀. Primjeri fizikalnih svojstava tvari izomera potvrđuju činjenicu njihove ovisnosti o strukturi molekule i strukturnoj formuli. Razlog izomerizma je različita prostornu konfiguraciju ugljikovog skeleta molekule. Sve značajke takvih spojeva proučavali su izvanredni ruski znanstvenik M. Butlerov, koji je stvorio teoriju strukture organskih spojeva.

Nove mogućnosti polimera

Ranije smo spomenuli da organske tvari proizvedene od čovjeka imaju jedinstvene karakteristike koje nisu prethodno bile u prirodi. Dajmo primjere fizičkih supstanci organskog podrijetla, dobivenih u laboratorijima znanstvenika. Stoga, butadien-stiren gume nastaju kao rezultat reakcije polimerizacije između vinilbenzena i butadiena. Oni imaju visoku otpornost na trošenje, elastičnost i otpornost na abnormalno visoke i niske temperature. Od takvih polimera proizvodi se automobilske gume, transportne trake, stepenice, lagani mikroporozni materijal za industriju cipela.

Fenol-formaldehidne plastike i njihova uloga

Reakcije polikondenzacije provedene na industrijskoj razini omogućuju dobivanje takvih spojeva koji su neophodni u mnogim područjima industrije. To uključuje proizvode interakcije između cikličkog ugljikovodika koji sadrži hidroksilnu skupinu - fenol, i metan. Reakcija između njih nastaje uz grijanje pomoću katalizatora (kiseline ili lužine). Razmotrimo konkretne primjere. Fizičke tvari koje se odnose na plastiku pripremaju se od fenol-formaldehidnih smola.

Što je bakelit?

Materijali dobiveni iz polimera nazivaju se fenolima ili bakelitima. Ova sirovina za proizvodnju dijelova u industriji strojogradnje. Također, plastika se koristi kao zamjena za obojenih i obojenih metala. Predmeti izrađeni od umjetnih materijala imaju niz prednosti: otporni su na habanje, otporni na koroziju, laganu i jaku. Širok raspon proizvoda od fenol-formaldehidne plastike vidljiv je među kućanskim proizvodima: kuhinjskim posuđem, namještajem, priborom i igračkama.

Fizičke i kemijske tvari

Ako je zadatak da se upoznaju sa svojstvima spojeva kao što su gustoća, tvrdoća, talište i vrelište, to je uobičajeno govoriti o fizikalna svojstva tvari koja se razmatra, uglavnom u toku fizike. Uzmi na primjer metale. Njihova zajednička svojstva su električna i toplinska vodljivost. Najlakši je litij: njegova gustoća je samo 0,53 g / cm³, a najteži metal je osmij (22,6 g / cm2³).

Tvrdoća je drugo svojstvo fizikalnih tvari. Ovdje je kromo na prvom mjestu, budući da je sposobna rezati čak i staklo. No, natrij, kalijev i cezij su toliko meki da su izrezani običnim nožem.

Uobičajeno je govoriti o kemikalijama u kontekstu njihove sposobnosti interakcije s drugim spojevima. Ova svojstva proučavaju se kemijom. Na primjer, metali reagiraju s kisikom kako bi nastali bazični oksidi. Najaktivniji od njih u interakciji s vodom, što dovodi do pojave alkalija: hidroksidi natrija, kalija, kalcija itd.

Tako su gore navedeni primjeri fizikalnih tvari karakteriziranih sposobnošću provođenja toplinske i električne struje, gustoće, tvrdoće i drugih svojstava.