Что называют веществом в химии. Основные понятия химии
Изучая в рамках школьного или вузовского курса различные направления науки, несложно заметить, что они очень часто оперируют понятием вещества.
Но что такое вещество в физике и химии, в чём разница между определениями этих двух наук? Постараемся рассмотреть подробнее.
Что такое вещество в физике?
Классическая физика учит, что , из которой состоит Вселенная, находится в одном из двух основных состояний – в виде вещества и в виде поля. Веществом в физике называют материю, состоящую из элементарных частиц (по большей части это нейтроны, протоны и электроны), образующих атомы и молекулы, которые обладают массой покоя, отличной от нуля.
Вещество представлено различными физическими телами, обладающими рядом параметров, которые поддаются объективным измерениям. В любой момент можно измерить удельный вес и плотность исследуемого вещества, его упругость и твёрдость, электропроводность и магнитные свойства, прозрачность, теплоёмкость и т.д.
В зависимости от вида вещества и внешних условий, эти параметры могут изменяться в достаточно широких пределах. В то же время каждому типу вещества свойственен определённый набор постоянных характеристик, отражающих его качественные показатели.
Агрегатные состояния веществ
Все существующие во Вселенной вещества могут пребывать в одном из агрегатных состояний:
— в виде газа;
— в виде жидкости;
— в твёрдом состоянии;
— в виде плазмы.
При этом многим веществам свойственны переходные, или пограничные состояния. Наиболее распространёнными из них являются:
— аморфное, или стеклообразное;
— жидкокристаллическое;
— высокоэластичное.
Кроме того, некоторые вещества при особых внешних условиях могут переходить в состояния сверхтекучести и сверхпроводимости.
Что такое вещество в химии?
Химическая наука изучает вещества, состоящие из атомов, а также законы, по которым происходят преобразования веществ, называемые химическими реакциями. Вещества могут пребывать в виде атомов, молекул, ионов, радикалов, а также их смесей.
Химия делит вещества на простые, т.е. те, которые состоят из атомов одного вида, и сложные, состоящие из разных видов атомов. Простые вещества называют химическими элементами: из них, как из кирпичиков, состоят все вещества в мире.
В ходе химической реакции вещества взаимодействуют друг с другом, обмениваясь атомами и атомными группами, в результате чего образуются новые вещества. В то же время химия не рассматривает процессы, при которых происходят изменения в атомарной структуре: количество и виды атомов, участвующих в реакции, всегда остаются неизменными.
Все простые вещества сведены в так называемую периодическую таблицу элементов, которая была создана русским учёным Д.И. Менделеевым. В этой таблице простые вещества расставлены в порядке возрастания их атомных масс и сгруппированы по свойствам, что существенно упрощает их дальнейшее изучение.
Органические и неорганические вещества
В современной химии принято разделение всех веществ на две основные группы: неорганические и органические. К неорганическим веществам относятся:
— оксиды – соединения химических элементов с кислородом;
— кислоты – соединения, состоящие из атомов водорода и так называемого кислотного остатка;
— соли – вещества, состоящие из атомов металла и кислотного остатка;
— основания, или щёлочи – соединения, состоящие из металла и гидроксильной группы или нескольких групп;
— амфотерные гидроксиды – вещества, обладающие свойствами оснований и кислот.
Существуют и более сложные соединения неорганических элементов. Всего насчитывается до полумиллиона разновидностей неорганических веществ.
Органические вещества – это соединения углерода с гидрогеном и другими химическими элементами. По большей части они представляют собой сложные молекулы, состоящие из большого количества атомов. Существует множество разновидностей органических веществ, в зависимости от их состава и молекулярного строения. Всего на текущий момент науке известно более 20 миллионов разновидностей органических веществ.
по своему значению близко понятию материя, но не равнозначно ему полностью. В то время как со словом "материя" преимущественно связываются представления о грубой, инертной, мертвой действительности, в которой господствуют исключительно механические законы, вещество является "материалом", который благодаря получению формы вызывает мысли об оформленности, жизненной пригодности, облагораживании. См. Гешталъткачества.
Отличное определение
Вещество
по вид материи. Совокупность дискретных образований, обладающих массой покоя.
Описание "вид" - морфологическое, правильное, но нас оно удовлетворить не может, так как это чисто классификационное деление, которому в реальности, в первом приближении, ничего не соответствует.
Существует гипотеза, что материя в "чистом виде"- вакуум (первый объект). Тогда: вещество - один из объектов (пятый объект) материального мира; материя в форме стоячей волны образует элементарную частицу (электрон, позитрон, протон, нейтрон и т.д.) - четвертый объект, в форме бегущей волны - фотон (третий объект), а их совокупность атом - вещество. Второй объект - поле (напряжение вакуума, подобное механическому напряжению пружины).
Здесь можно пофантазировать: есть вакуум (первый объект) и еще нечто (нулевой объект), например, апейрон, Вселенский разум, Бог и т.п., то есть то, что находится за пределами восприятия из нашего Мира и взаимодействие которого с вакуумом дает поле и вещество, дальнейшее развитие (движение и превращение) которых создает все многообразие Мира, в том числе и Жизнь. Эта фантазия несколько противоречит системе взглядов на Мир, в основе которой находится понятие материя, как вещь, "доступная нашему наблюдению".
Другой вариант: вещество, поле и вакуум - различные состояния материи (аналогично тому, как вода может пребывать в различных состояниях: газ, жидкость, твердое тело).
Вакуум - невозмущенное состояние, поле - напряженное состояние, вещество - колеблющееся состояние. Развивая мысль дальше, получим: неподвижная материя - вакуум, движущаяся в ней волна напряжения - поле, фотон, движущийся пакет стоячих волн - вещество.
Неполное определение ↓
Относительная молекулярная масса - масса (а. е. м.) 6,02 × 10 23 молекул сложного вещества. Численно равна молярной массе, но отличается размерностью.
- Атомы в молекулах соединены друг с другом в определённой последовательности. Изменение этой последовательности приводит к образованию нового вещества с новыми свойствами.
- Соединение атомов происходит в соответствии с их валентностью.
- Свойства веществ зависят не только от их состава, но и от «химического строения», то есть от порядка соединения атомов в молекулах и характера их взаимного влияния. Наиболее сильно влияют друг на друга атомы, непосредственно связанные между собой.
Тепловой эффект реакции - это теплота, которая выделяется или поглощается системой при течении в ней химической реакции. В зависимости от того, происходит реакция с выделением теплоты или сопровождается поглощением теплоты, различают экзо-и эндотермические реакции. К первым, как правило, относятся все реакции соединения, а ко вторым - реакции разложения.
Скорость химической реакции - изменение количества одного из реагирующих веществ за единицу времени в единице реакционного пространства.
Внутренняя энергия системы - суммарная энергия внутренней системы, включающая энергию взаимодействия и движения молекул, атомов, ядер, электронов в атомах, внутриядерную и другие виды энергии, кроме кинетической и потенциальной энергии системы, как целого.
Стандартная энтальпия (теплота) образования сложного вещества - тепловой эффект реакции образования 1 моля этого вещества из простых веществ, находящихся в устойчивом агрегатном состоянии при стандартных условиях (= 298 К и давлении 101 кПа).
В химии физическая субстанция со специфическим химическим составом. В философском словаре Григория Теплова в 1751 году словом вещество переводился латинский термин Substantia. Вещество в современной физике как правило понимается… … Википедия
Вещество). Химическое соединение (сложное вещество из нескольких элементов). Химическая реакция (процесс превращения веществ). Химическое разложение. Химический процесс. Химическое сродство тел. Химическая физика. Химически (нареч.) чистый.… … Толковый словарь Ушакова
Вид материи, который, в отличие от физич. поля, обладает массой покоя. В конечном счёте В. слагается из элементарных частиц, масса покоя которых не равна нулю (в основном из электронов, протонов, нейтронов). В классич. физике В. и физич.… … Философская энциклопедия
Сущ., с., употр. сравн. часто Морфология: (нет) чего? вещества, чему? веществу, (вижу) что? вещество, чем? веществом, о чём? о веществе; мн. что? вещества, (нет) чего? веществ, чему? веществам, (вижу) что? вещества, чем? веществами, о чём? о… … Толковый словарь Дмитриева
Материя, материал, существо, сущность, суть. .. пищевое вещество... Словарь русских синонимов и сходных по смыслу выражений. под. ред. Н. Абрамова, М.: Русские словари, 1999. вещество материя, материал, существо, сущность, суть, субстанция; сов,… … Словарь синонимов
А; ср. Качественная сущность материи; то, из чего состоит физическое тело. Твёрдое, жидкое, газообразное, кристаллическое в. Органические вещества. Отравляющие, ядовитые, горючие, взрывчатые вещества. Белое, серое в. ◊ Обмен веществ. Совокупность … Энциклопедический словарь
ВЕЩЕСТВО, то, из чего состоят все тела и предметы в мире. Простые вещества состоят из АТОМОВ соединений ЭЛЕКТРОНОВ, ПРОТОНОВ и НЕЙТРОНОВ. Атомами, в свою очередь, представлены ЭЛЕМЕНТЫ. Одни вещества имеют лишь один протон в ядре (водород), а… … Научно-технический энциклопедический словарь
Вещество, вещества, вещества, веществ, веществу, веществам, вещество, вещества, веществом, веществами, веществе, веществах (Источник: «Полная акцентуированная парадигма по А. А. Зализняку») … Формы слов
вещество - ВЕЩЕСТВО1, а, ср Качественная сущность материи; то, из чего состоит физическое тело (элементарные частицы, атомы, молекулы и др.); на эмпирическом уровне принято различать вещества твердые, жидкие, газообразные, кристаллические, отравляющие,… … Толковый словарь русских существительных
ВЕЩЕСТВО, вещества, ср. (книжн.). То, из чего состоит физическое тело; материя. Взрывчатые вещества. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова
Книги
- , Бочаров Сергей Георгиевич. Книга выдающегося филолога Сергея Георгиевича Бочарова `Вещество существования` имеет подзаголовок - филологические этюды. Как считает
- Вещество существования. Филологические этюды , Бочаров Сергей Георгиевич. Книга выдающегося филолога Сергея Георгиевича Бочарова "Вещество существования" имеет подзаголовок - филологические этюды. Как считает автор: у филологии слово - общая территория с её…
Из курса физики известно, что атомы химических элементов имеют вид свободных частиц. Они могут объединяться между собой посредством различных видов химической связи. В результате образуются молекулы веществ как простых, так и сложных. Таким способом формируется одна из форм существования материи, которая является наиболее распространенной на Земле. В нашей статье мы рассмотрим строение и свойства веществ и приведем примеры различных их состояний: твердого, жидкого и газообразного.
Общая характеристика соединений
Кислород, которым дышат живые существа, алмазная россыпь, залежи каменного угля - это примеры простых веществ, свойства которых зависят от строения их молекул. Они содержат атомы только одного химического элемента - карбона, оксигена, нитрогена. Некоторые из элементов могут образовывать не одно, а несколько простых веществ. Они различаются между собой не только внешним видом, но и внутренним строением, а, значит, и свойствами. Речь идет об аллотропных видоизменениях, на которых мы остановимся далее. Противоположны им частицы сложного соединения, что является другим названием вещества, состоят они из атомов различных элементов. Вода, кухонная соль, этиловый спирт, крахмал - список сложных соединений, образующих объекты материального мира, можно продолжать до бесконечности.
Аллотропия
Как разительно отличаются между собой графитовый стержень карандаша, бриллиант в изысканной оправе и белый кристаллический порошок карбина, добытого из Аризонского кратера... А ведь все три названных простых соединения состоят только из атомов углерода. Почему же они так отличаются друг от друга? Что такое вещество, называемое в химии аллотропной модификацией? Ответ мы найдем во внутреннем строении соединения, т. е. в особенностях формы его кристаллической решетки. В природе аллотропия встречается нечасто. Кислород и озон - еще один пример таких веществ. Они отличаются количеством атомов оксигена в составе молекул: у кислорода их два, в озоне - три.
Алмаз и графит
Гигантская молекула, в которой каждый атом углерода связан с четырьмя другими, расположенными на одинаковом расстоянии, - это алмаз. Ковалентные связи между частицами чрезвычайно прочные, кристалл идеально преломляет световые лучи, поэтому считается самым дорогим ювелирным украшением. Он не проводит электрический ток и является сверхтвердым природным материалом, используемым для бурения скважин и резания стекла. Что такое вещество - графит? Его темно-серые кристаллы - жирные на ощупь, мягкие и легко оставляют след на бумаге. Атомы в молекуле расположены послойно. Он относится к проводникам тока и применяется в электротехнике.
Что такое карбин?
Карбин - третья модификация углерода. В 60-х годах XX века он был получен в лаборатории российского ученого В. В. Коршака, а затем обнаружен в природе в составе метеоритного вещества. Строение его углеродных цепей - линейное, соединение имеет вид волокна, порошка или пленок белого цвета. Карбин обладает свойствами полупроводника, идеально приживается в организме человека. Поэтому он применяется для производства искусственных протезов суставов, кровеносных сосудов, элементов в офтальмологии, урологии и зубном протезировании.
Состояние вещества
Если соединение имеет атомное строение и относится к неметаллам, то его частицы связаны между собой единичной ковалентной связью. По этой причине такие молекулы двухатомные. Что представляют собой следующие формулы: Cl 2 , N 2, O 2 ? Это молекулы хлора, азота, кислорода. В приведенном примере вещества находятся в газообразном состоянии и их частицы движутся разнонаправленно, а силы взаимодействия между ними очень слабы. Иная картина наблюдается, когда агрегатная форма соединения плотная - конденсированная. Жидкости и твердые вещества, в отличие от газов, при постоянной температуре занимают определенный объем. Их частицы притягиваются друг к другу достаточно сильно, природа таких связей - электрическая. Интересным представляется строение металлических соединений, обладающих целым рядом специфических свойств: теплопроводностью, ковкостью, пластичностью, электропроводностью. Что такое вещество-металл сточки зрения строения его кристаллической решетки? Его можно сравнить с гигантским комплексом атомов, содержащим общие электроны. Они двигаются внутри кристалла и образуют так называемый электронный газ, который и является причиной всех выше перечисленных характеристик металлов. Итак, мы установили, что химические соединения имеют три агрегатных состояния: твердое, жидкое и газообразное.
Как внутреннее строение вещества определяет его свойства
Твердая кристаллическая форма является наиболее распространенной в природе. Строение вещества определяется конфигурацией его кристаллической решетки, что, в свою очередь, влияет на физические и химические свойства. Например, самая высокая твердость алмаза объясняется тем, что в узлах его решетки находятся атомы, силы взаимодействия между которыми достаточно велики. Возникшие таким способом ковалентные связи прочно удерживают частицы друг возле друга, обеспечивая устойчивость структуры. Кристаллы йода, напротив, способны быстро разрушаться при нагревании. Даже не переходя в жидкую фазу, йод возгоняется до образования пара, т. е. сублимирует. Объясняется это явление особенностями внутреннего строения кристаллического йода. В узлах его решетки на больших расстояниях друг от друга находятся молекулы. Под влиянием высокой температуры они легко отрываются друг от друга, образуя газовую фазу. Соединения с ионным типом кристаллической решетки являются прекрасными проводниками тока. Они тугоплавкие и прочные, имеют в узлах решетки заряженные частицы - ионы. Между катионами и анионами возникают силы электростатического притяжения, поэтому кристаллы солей достаточно твердые и прочные.
Номенклатура соединений
Наряду с общеизвестными, тривиальными, т. е. давно сложившимися в быту названиями, например: пищевая сода или кухонная соль, существует достаточно разнообразная научная классификация химических соединений. Так, в рациональной номенклатуре они делятся на простые и сложные, металлы и неметаллы. В классификаторе ИЮПАК большое внимание уделено различным группам органических соединений. Название вещества в ней зависит от присутствия в молекуле одинарных, двойных, тройных связей или циклов. Например, соединения, содержащие сигма-связь, называются алканами, а молекулы непредельного характера относят к алкенам или алкинам. Вследствие того, что арсенал новых, синтетических органических соединений постоянно пополняется, они классифицируются согласно международной номенклатуре ИЮПАК. Это обеспечивает принцип систематичности и помогает ученым-химикам разных стран мира в проведении совместных исследований.
В нашей статье мы ответили на вопросы: что такое вещество, и как физические и химические свойства зависят от его внутреннего строения.
