Чим відрізняється речовина та тіло. Фізичні тіла – це що таке? Фізичні тіла: приклади, властивості

Тіла — це предмети, які оточують нас.

Тіла складаються із речовин.

Фізичні тіла розрізняються за формою, розміром, мають масу, об'єм.

Речовина – те, з чого складається фізичне тіло. Невід'ємною ознакою речовини є її маса.

Матеріалом називають речовину, з якої виготовляють тіла.

Дайте визначення "речовина", "матеріал", "тіло".

Чим відрізняються поняття «речовина» та «тіло»? Наведіть приклади. Чому тіл більше, ніж речовин?

Цифри та факти

З однієї тонни макулатури можна виготовити 750 кг паперу чи 25000 шкільних зошитів.

20 тонн макулатури зберігають від вирубки гектар лісу.

Допитливим

В авіаційній та космічній промисловості, у газових турбінах, в установках для хімічної переробки вугілля, де висока температура, використовують композиційні матеріали. Це матеріали, що складаються з пластичної основи (матриці) та наповнювача. Серед композитів виділяють кераміко-металеві матеріали (кермети), норпласти (наповнені органічні полімери). Як матрицю використовують метали та сплави, полімери, кераміку. Своєю міцністю композити значно перевищують традиційні матеріали.

Домашній експеримент

Хроматографія на папері

Змішайте по краплині синього та червоного чорнила (може бути суміш фарб розчинних у воді, які не взаємодіють між собою). Візьміть листок фільтрувального паперу, нанесіть маленьку краплю суміші в центр паперу, тоді центр цієї краплі капає води. На фільтрувальному папері почне утворюватися кольорова хроматограма.

Ознайомлення з лабораторним посудом та хімічним обладнанням

У процесі вивчення хімії доводиться проводити чимало дослідів, для чого використовують спеціальне обладнання та посуд.

У хімії застосовується спеціальний посуд з тонкостінного та товстостінного скла. Вироби з тонкостінного скла стійкі до перепадів температур, в них проводять хімічні операції, що потребують нагрівання. Хімічний посуд із товстого скла нагрівати не можна. За призначенням скляний посуд буває загального призначення, спеціального призначення та мірного. Посуд загального призначення використовують для виконання більшості робіт.

Тонкостінний скляний посуд загального призначення

Пробірками користуються виконуючи досліди з невеликою кількістю розчинів або твердих речовин для демонстраційних дослідів. Скористайтеся посудом для виконання дослідів.

Наллємо в дві дрібні пробірки по 1-2 мл. розчину соляної кислоти В одну додамо 1-2 крапель лакмусу, а другу - стільки ж метилового помаранчевого. Спостерігаємо зміну кольору індикаторів. Лакмус набуває червоного, а метилового помаранчевого — рожевого кольору.

Наллємо в три дрібні пробірки по 1-2 мл розчину гідроксиду натрію. В одну додамо 1-2 краплі лакмусу, колір стає синім. У другу - стільки ж метилового помаранчевого - колір стає жовтим. По-третє — фенолфталеїну, колір стає малиновим. Отже, з допомогою індикаторів можна визначити середовище розчинів.

У велику пробірку помістимо трохи натрій соди водень карбонату і доведіть 1-2 мл розчину оцтової кислоти. Відразу ж спостерігаємо своєрідне "закипання" суміші цих речовин. Таке враження створюється завдяки бурхливому виділенню бульбашок. Вуглекислий газ. Якщо запалений сірник внести у верхню частину пробірки при виділенні газу, він гасне НЕ догорів.

У колбах розчиняють речовини, що здійснюють фільтрування титрування розчинів. Хімічні склянки застосовують щодо реакцій осадження, розчинення твердих речовин під час нагрівання. До групи спеціального призначення належить посуд, який застосовується з певною метою. У товстостінному посуді виконують досліди, що не потребують нагрівання. Найчастіше у ньому зберігають реактиви. З товстого скла також виготовляють крапельниці, вирви, газометри, апарат Кіппа, скляні палички.

Одну скляну паличку вмочаємо у концентрованої р соляної кислоти, а другу — у р нашатирного спирту. Наблизимо палички один до одного, спостерігаємо утворення «диму без вогню».

До мірного посуду належать піпетки, бюретки, колби, циліндри, мензурки, склянки. Мірним посудом точно визначають об'єм рідин, готують розчини різних концентрацій.

Окрім скляного посуду в лабораторії використовують порцеляновий посуд: чашки, тиглі, ступки. Порцелянові чашки застосовують для випаровування розчинів, а порцелянові тиглі - для прожарювання речовин у муфельних печах. У ступках подрібнюють тверді речовини.

Лабораторне обладнання

Для нагрівання речовин у хімічних лабораторіях використовують спиртівки, електричні плитки із закритою спіраллю, водяні лазні, а за наявності газу – газові пальники. Можна скористатися і сухим пальним, спалюючи його на особливих підставках.

Велике значення при виконанні хімічних експериментів має допоміжне приладдя: металевий штатив, штатив для пробірок, щипці тиглів, азбестова сітка.

Для зважування речовин використовують ваги.

У житті нас оточують різноманітні тіла та предмети. Наприклад, у приміщеннях це вікно, двері, стіл, лампочка, чашка, на вулиці – автомобіль, світлофор, асфальт. Будь-які тіла чи предмети складаються з речовини. У цій статті йтиметься про те, що така речовина.

Що таке хімія?

Вода є незамінним розчинником та стабілізатором. Вона має сильну теплоємність і теплопровідність. Водне середовище сприятливе для протікання основних хімічних реакцій. Вона характеризується прозорістю та практично стійка до стиску.

Чим відрізняються неорганічні та органічні речовини?

Особливо сильних зовнішніх відмінностей між цими двома групами речовин немає. Головна відмінність полягає в будові, де неорганічні речовини мають немолекулярну будову, а органічні - молекулярну.

Неорганічні речовини мають немолекулярну будову, тому для них характерні високі температури плавлення та кипіння. Вони не містять вуглецю. До них можна віднести благородні гази (неон, аргон), метали (кальцій, кальцій, натрій), амфотерні речовини (залізо, алюміній) та неметали (кремній), гідроксиди, бінарні сполуки, солі.

Органічні речовини молекулярної будови. Вони досить низькі температури плавлення, і вони швидко розкладаються при нагріванні. В основному складаються з вуглецю. Винятки: карбіди, карбонати, оксиди вуглецю та ціаніди. Вуглець дозволяє утворювати величезну кількість непростих сполук (у природі їх відомо понад 10 мільйонів).

Більшість їх класів належить до біологічного народження (вуглеводи, білки, ліпіди, нуклеїнові кислоти). Дані сполуки включають азот, водень, кисень, фосфор і сірку.

Щоб зрозуміти, що така речовина, необхідно уявити, яку роль вона відіграє у нашому житті. Взаємодіючи коїться з іншими речовинами, воно утворює нові. Без них життєдіяльність навколишнього світу невіддільна та немислима. Усі предмети складаються із певних речовин, тому вони відіграють важливу роль у нашому житті.

1.1. Тіла та середовища. Уявлення про системи

Вивчаючи минулого року фізику, ви дізналися, що світ, в якому ми живемо, є світом фізичних тілі серед. Чим фізичне тіло відрізняється від середовища? Будь-яке фізичне тіло має форму та обсяг.

Наприклад, фізичними тілами є різноманітні предмети: алюмінієва ложка, цвях, діамант, склянка, поліетиленовий пакет, айсберг, крупинка кухонної солі, шматок цукру, дощова крапля. А повітря? Він постійно довкола нас, але ми не бачимо його форми. Для нас повітря – це середовище. Інший приклад: для людини море - це хоча і дуже велике, але все ж фізичне тіло - воно має форму та обсяг. А для риби, яка в ньому плаває - море - це, швидше за все, середовище.

Зі свого життєвого досвіду ви знаєте, що все, що нас з вами оточує, з чогось складається. Підручник, який лежить перед вами, складається з тонких аркушів з текстом та міцнішої обкладинки; будильник, який будить вас вранці, - з безлічі різноманітних деталей. Тобто ми можемо стверджувати, що підручник і будильник є систему.

Дуже важливо те, що складові системи саме пов'язані, оскільки за відсутності зв'язків з-поміж них будь-яка система перетворилася на " купу " .

Найважливішою особливістю кожної системи є її складі будова. Саме від складу та будівлі залежать всі інші особливості системи.

Уявлення про системи необхідно нам для того, щоб розібратися, з чого складаються фізичні тіла та середовища, адже всі вони є системами. (Газові середовища (гази) утворюють систему лише разом із тим, що утримує їхню відмінність від розширення.)

ТІЛО, СЕРЕДОВИЩА, СИСТЕМА, СКЛАД СИСТЕМИ, БУДОВА СИСТЕМИ.
1.Наведіть кілька відсутніх у підручнику прикладів фізичних тіл (трохи більше п'яти).
2.З якими фізичними середовищами стикається у повсякденному житті жаба?
3.Чим, на вашу думку, відрізняється фізичне тіло від середовища?

Якщо ви заглянете в цукорницю або сільничку, то побачите, що цукор і сіль складаються з досить дрібних крупинок. А якщо подивитися на ці крупинки через збільшувальне скло, то можна розглянути, що кожна з них є багатогранником з плоскими гранями (кристалік). Без спеціальної апаратури нам не вдасться розрізнити, із чого складаються ці кристалики, але сучасній науці добре відомі методи, що дозволяють це зробити. Ці методи та прилади, що їх використовують, розроблені фізиками. У них використовуються дуже складні явища, які ми тут не розглядатимемо. Скажімо, що ці методи можна уподібнити дуже сильному мікроскопу. Якщо розглядати в такий "мікроскоп" кристал солі або цукру все з великим і великим збільшенням, то, зрештою, ми виявимо що до складу цього кристалика входять дуже маленькі частинки кулястої форми. Зазвичай їх називають атоми(хоча це не зовсім вірно, точніша їх назва – нукліди). Атоми входять до складу всіх навколишніх тіл і середовищ.

Атоми – дуже малі частинки, їх розмір лежить у межах від однієї до п'яти ангстрем (позначається – А o .). Один ангстрем - це 10-10 метра. Розмір кристаліка цукру приблизно 1 мм, такий кристалик більше будь-якого з атомів, що входять до його складу, приблизно в 10 мільйонів разів. Щоб краще уявити, наскільки маленькими частинками є атоми, розглянемо такий приклад: якщо яблуко збільшити до земної кулі, то атом, збільшений у стільки ж разів, стане розміром із середнє яблуко.
Незважаючи на такі малі розміри, атоми є досить складними частинками. З будовою атомів ви познайомитеся цього року, а поки що скажемо тільки, що будь-який атом складається з атомного ядрата пов'язаної з ним електронної оболонки, Тобто теж є системою.
В даний час відомо трохи більше ста видів атомів. З них стійко близько вісімдесяти. І з цих вісімдесяти видів атомів побудовано всі навколишні об'єкти у всьому їх нескінченному різноманітті.
Однією з найважливіших особливостей атомів є їхня схильність з'єднуватися один з одним. Найчастіше при цьому утворюються молекули.

Молекула може містити від двох до кількох сотень тисяч атомів. При цьому маленькі молекули (двохатомні, триатомні...) можуть складатися з однакових атомів, а великі, як правило, складаються з різних атомів. Оскільки молекула складається з кількох атомів і ці атоми пов'язані, молекула є систему. У твердих і рідких тілах молекули пов'язані друг з одним, а газах – не пов'язані.
Зв'язки між атомами називаються хімічними зв'язками, а зв'язки між молекулами – міжмолекулярними зв'язками.
Пов'язані між собою молекули утворюють речовини.

Речовини, що складаються з молекул, називаються молекулярними речовинами. Так, вода складається з молекул води, цукор – із молекул сахарози, а поліетилен – із молекул поліетилену.
Крім цього, багато речовин складаються безпосередньо з атомів або інших частинок і не містять у своєму складі молекул. Наприклад, містять молекул алюміній, залізо, алмаз, скло, кухонна сіль. Такі речовини називаються немолекулярними.

У немолекулярних речовин атоми та інші хімічні частинки, як і в молекулах, пов'язані між собою хімічними зв'язками. за типом будівлі.
Приймаючи, що пов'язані між собою атоми зберігають кулясту форму, можна побудувати об'ємні моделі молекул та немолекулярних кристалів. Приклади таких моделей наведено на рис. 1.1.
Більшість речовин зазвичай знаходиться в одному з трьох агрегатних станів: твердий, рідкий або газоподібний. При нагріванні чи охолодженні молекулярні речовини можуть переходити з одного агрегатного стану до іншого. Такі переходи схематично показано на рис. 1.2.

Перехід немолекулярного речовини з одного агрегатного стану до іншого може супроводжуватися зміною типу будови. Найчастіше це відбувається при випаровуванні немолекулярних речовин.

При плавлення, кипіння, конденсаціїі тому подібні явища, що відбуваються з молекулярними речовинами, молекули речовин не руйнуються і не утворюються. Рвуться чи утворюються лише міжмолекулярні зв'язки. Наприклад, лід при плавленні перетворюється на воду, а вода при кипінні – на водяну пару. Молекули води у своїй не руйнуються, отже, як речовина вода залишається незмінною. Таким чином, у всіх трьох агрегатних станах це одна і та ж речовина - вода.

Але далеко не всі молекулярні речовини можуть існувати у всіх трьох агрегатних станах. Багато хто з них при нагріванні розкладаютьсятобто перетворюються на інші речовини, при цьому руйнуються їх молекули. Наприклад, целюлоза (основна складова частина деревини та паперу) при нагріванні не плавиться, а розкладається. Її молекули руйнуються, та якщо з " уламків " утворюються зовсім інші молекули.

Отже, молекулярна речовина залишається самим собою, тобто хімічно незмінним, допоки зберігаються незмінними його молекули.

Але ви знаєте, що молекули перебувають у постійному русі. І атоми, з яких складаються молекули, теж рухаються (вагаються). У разі підвищення температури коливання атомів у молекулах посилюються. Чи можемо сказати, що молекули залишаються повністю незмінними? Звичайно, ні! Що тоді залишається незмінним? Відповідь це питання – у одному з наступних параграфів.

АТОМ (НУКЛІД), МОЛЕКУЛА, ХІМІЧНІ ЗВ'ЯЗКИ, МІЖМОЛЕКУЛЯРНІ ЗВ'ЯЗКИ, МОЛЕКУЛЯРНА РЕЧОВИНА, НЕМОЛЕКУЛЯРНА РЕЧОВИНА, ТИП БУДОВА, АГРЕГАТНИЙ СТАН.

1. Які зв'язки міцніші: хімічні чи міжмолекулярні?
2.У чому відмінність твердого, рідкого та газоподібного станів один від одного? Як рухаються молекули в газі, рідині та твердому тілі?
3.Чи доводилося спостерігати процеси плавлення будь-яких речовин (крім льоду)? А кипіння (крім води)?
4.У чому особливості цих процесів? Наведіть відомі приклади сублімації твердих речовин.
5. Наведіть приклади відомих вам речовин, які можуть бути: а) у всіх трьох агрегатних станах; б) тільки у твердому чи рідкому стані; в) лише у твердому стані.

Як ви вже знаєте, атоми бувають однакові та різні. Чим різні атоми відрізняються один від одного за будовою, ви скоро дізнаєтесь, а поки що скажемо тільки, що різні атоми відрізняються хімічною поведінкоютобто своєю здатністю з'єднуватися один з одним, утворюючи молекули (або немолекулярні речовини).

Іншими словами, хімічні елементи – це ті самі види атомів, які згадувалися у попередньому параграфі.
Кожен хімічний елемент має свою назву, наприклад: водень, вуглець, залізо тощо. Крім того, кожному елементу присвоєно ще й свій символ. Ці символи ви бачите, наприклад, у "Таблиці хімічних елементів" у шкільному кабінеті хімії.
Хімічний елемент – абстрактна сукупність. Так називають будь-яке число атомів цього виду, причому ці атоми можуть знаходитися де завгодно, наприклад: один - на Землі, а інший - на Венері. Хімічний елемент не можна побачити, ні помацати руками. Атоми, що утворюють хімічний елемент, можуть бути пов'язані, так і не пов'язані один з одним. Отже, хімічний елемент перестав бути ні речовиною, ні матеріальної системою.

ХІМІЧНИЙ ЕЛЕМЕНТ, СИМВОЛ ЕЛЕМЕНТУ.
1. Дайте визначення поняття "хімічний елемент" з використанням слів "вигляд атомів".
2. Скільки значень має слово "залізо" у хімії? Які це значення?

Перш ніж приступати до класифікації будь-яких об'єктів, необхідно вибрати ознаку, за якою ви проводитимете цю класифікацію ( класифікаційна ознака). Наприклад, розкладаючи по коробочках купу олівців, ви можете керуватися їх кольором, формою, довжиною, твердістю або чимось іншим. Вибрана характеристика буде класифікаційною ознакою. Речовини – набагато складніші та різноманітніші об'єкти, ніж олівці, тому й класифікаційних ознак тут значно більше.
Усі речовини (а ви знаєте, що речовина – це система) складаються з частинок. Перша класифікаційна ознака – наявність (або відсутність) у цих частках атомних ядер. За цією ознакою всі речовини поділяються на хімічні речовиниі фізичні речовини.

такими частинками (а їх називають хімічними частинками) можуть бути атоми (частки з одним ядром), молекули (частки з кількома ядрами), немолекулярні кристали (частки з безліччю ядер) та деякі інші. Будь-яка хімічна частка, крім ядер чи ядра, містить ще й електрони.
Крім хімічних речовин, у природі існують інші речовини. Наприклад: речовина нейтронних зірок, що складається з частинок, які називаються нейтронами; потоки електронів, нейтронів та інших частинок. Такі речовини називають фізичними.

На Землі з фізичними речовинами ви ніколи не стикаєтеся.
За типом хімічних частинок або за типом будови всі хімічні речовини поділяються на молекулярніі немолекулярніЦе ви вже знаєте.
Речовина може складатися з однакових за складом та будовою хімічних частинок – у цьому випадку його називають чистим,або індивідуальною речовиною. Якщо ж частки різні, то – сумішшю.

Це стосується як молекулярних, так і немолекулярних речовин. Наприклад, молекулярна речовина "вода" складається з однакових за складом і будовою молекул води, а немолекулярна речовина "кухонна сіль" складається з однакових за складом та будовою кристаликів кухонної солі.
Більшість природних речовин є сумішшю. Наприклад, повітря – суміш молекулярних речовин " азоту " і " кисню " з домішками інших газів, а гірська порода " граніт" – суміш немолекулярних речовин " кварцу " , " польового шпату " і " слюди " також із різними домішками.
Індивідуальні хімічні речовини найчастіше називають просто речовинами.
Хімічні речовини можуть містити лише атоми одного хімічного елемента або атоми різних елементів. За цією ознакою речовини ділять на простіі складні.

Наприклад, проста речовина "кисень" складається з двоатомних молекул кисню, а до складу речовини "кисень" входять лише атоми елемента кисню. Інший приклад: проста речовина "залізо" складається з кристалів заліза, а до складу речовини "залізо" входять лише атоми елемента заліза. Історично склалося так, що зазвичай проста речовина має ту саму назву, що і елемент, атоми якого входять до складу цієї речовини.
Однак деякі елементи утворюють не одну, а декілька простих речовин. Наприклад, елемент кисень утворює дві прості речовини: "кисень", що складається з двоатомних молекул, і "озон", що складається з триатомних молекул. Елемент вуглець утворює дві широко відомі немолекулярні прості речовини: алмаз і графіт. Таке явище називається алотропією.

Ці прості речовини називаються алотропними модифікаціями. Вони однакові за якісним складом, але відрізняються один від одного будовою.

Так, складна речовина "вода" складається з молекул води, які, у свою чергу, складаються з атомів водню та кисню. Отже, атоми водню та атоми кисню входять до складу води. Складна речовина "кварц" складається з кристалів кварцу, кристали кварцу складаються з атомів кремнію та атомів кисню, тобто атоми кремнію та атоми кисню входять до складу кварцу. Звичайно, до складу складної речовини можуть входити атоми і більш ніж два елементи.
Складні речовини інакше називають з'єднаннями.
Приклади простих та складних речовин, а також їх тип будови наведено у таблиці 1.

Таблиця I. Прості та складні речовини молекулярного (м) та немолекулярного (н/м) типу будови

На рис. 1.3 показана схема класифікації речовин за вивченими нами ознаками: за наявності ядер у речовинах, що утворюють частинках, за хімічною індивідуальністю речовин, за вмістом атомів одного або декількох елементів і за типом будови. Схема доповнена поділом сумішей на механічні сумішіі розчини, тут класифікаційний ознака – структурний рівень, у якому перемішані частки.

Як і індивідуальні речовини, розчини можуть бути твердими, рідкими (зазвичай називаються просто "розчини") і газоподібними (називаються сумішами газів). Приклади твердих розчинів: ювелірний сплав золота із сріблом, дорогоцінний камінь рубін. Приклади рідких розчинів добре відомі: це, наприклад, розчин кухонної солі у воді, столовий оцет (розчин оцтової кислоти у воді). Приклади газоподібних розчинів: повітря, киснево-гелієві суміші для дихання аквалангістів та ін.

ХІМІЧНА РЕЧОВИНА, ІНДИВІДУАЛЬНА РЕЧОВИНА, СУМІШ, ПРОСТА РЕЧОВИНА, СКЛАДНА РЕЧОВИНА, АЛОТРОПІЯ, РОЗЧИН.
1. Наведіть не менше трьох прикладів індивідуальних речовин і стільки прикладів сумішей.
2.З якими простими речовинами ви постійно стикаєтесь у житті?
3. Які з наведених вами як приклад індивідуальних речовин відносяться до простих речовин, а які до складних?
4.У яких із наступних пропозицій мова йдепро хімічний елемент, а в яких – про просту речовину?
а) Атом кисню зіткнувся з атомом вуглецю.
б) До складу води входять водень та кисень.
в) Суміш водню з киснем вибухонебезпечна.
г) Найбільш тугоплавкий метал – вольфрам.
д) Каструля виготовлена ​​з алюмінію.
е) Кварц - з'єднання кремнію з киснем.
ж) Молекула кисню і двох атомів кисню.
з) Мідь, срібло та золото відомі людям з давніх-давен.
5. Наведіть п'ять прикладів відомих вам розчинів.
6. Яка, на вашу думку, зовнішня відмінність механічної суміші від розчину?

Кожен із об'єктів матеріальної системи (крім елементарних частинок) сам є системою, тобто складається з інших, дрібніших, об'єктів, пов'язаних між собою. Отже, будь-яка система сама є складним об'єктом, а майже всі об'єкти є системою. Наприклад, важлива для хімії система – молекула – складається з атомів, пов'язаних між собою хімічними зв'язками (про природу цих зв'язків ви дізнаєтесь, вивчивши розділ 7). Інший приклад: атом. Він також є матеріальною системою, що складається з атомного ядра і пов'язаних з ним електронів (про природу цих зв'язків ви дізнаєтеся, вивчивши розділ 3).
Кожен об'єкт можна більш-менш докладно описати або охарактеризувати, тобто перерахувати його Характеристики.

У хімії об'єктами є насамперед речовини. Хімічні речовини бувають найрізноманітніші: рідкі та тверді, безбарвні та пофарбовані, легкі та важкі, активні та інертні і так далі. Одна речовина від іншої відрізняється за цілим рядом ознак, які, як ви знаєте, називаються характеристиками.

Існують найрізноманітніші характеристики речовин: агрегатний стан, колір, запах, щільність, здатність плавитися, температура плавлення, здатність розкладатися при нагріванні, температура розкладання, гігроскопічність (здатність поглинати вологу), в'язкість, здатність взаємодіяти з іншими речовинами та багато інших. Найважливіші з цих характеристик – складі будова. Саме від складу і будови речовини залежать всі інші характеристики, в тому числі і властивості.
Розрізняють якісний складі кількісний складречовини.
Щоб описати якісний склад речовини, перераховують атоми яких елементів входять до складу цієї речовини.
При описі кількісного складу молекулярної речовини вказують атоми яких елементів і скільки утворюють молекулу даного речовини.
При описі кількісного складу немолекулярного речовини вказують відношення числа атомів кожного з елементів, що входять до складу цієї речовини.
Під будовою речовини розуміють а) послідовність з'єднання між собою атомів, що утворюють цю речовину; б) характер зв'язків між ними та в) взаємне розташування атомів у просторі.
Тепер повернемося до питання, яким закінчили параграф 1.2: що залишається незмінним у молекулах, якщо молекулярна речовина залишається собою? Тепер ми можемо відповісти це питання: незмінним у молекулах залишається їх склад і будова. А якщо так, то можна уточнити і висновок, зроблений нами в параграфі 1.2:

Речовина залишається самою собою, тобто хімічно незмінною, доки зберігаються незмінними склад і будова його молекул (для немолекулярних речовин – поки зберігається його склад та характер зв'язків між атомами ).

Як і інших систем, серед характеристик речовин у особливу групу виділяються властивості речовинтобто їх здатність змінюватися в результаті взаємодії з іншими тілами або речовинами, а також в результаті взаємодії складових частин цієї речовини.
Другий випадок досить рідкісний, тому властивості речовини можна визначити як здатність цієї речовини певним чином змінюватися за будь-якого зовнішнього впливу. А оскільки зовнішні впливи можуть бути найрізноманітнішими (нагрівання, стиснення, занурення у воду, змішування з іншою речовиною тощо), то й зміни вони можуть викликати також різні. При нагріванні тверда речовина може розплавитися, а може розкластися без плавлення, перетворившись на інші речовини. Якщо речовина при нагріванні плавиться, то ми говоримо, що вона має здатність плавитися. Це властивість цієї речовини (вона проявляється, наприклад, у срібла і відсутня у целюлози). Також і рідина при нагріванні може закипіти, а може і не закипіти, а також розкластися. Це – здатність кипіти (вона проявляється, наприклад, у води та відсутня у розплавленого поліетилену). Занурена у воду речовина може розчинитись у ній, а може й не розчинитись, ця властивість – здатність розчинятися у воді. Папір, піднесений до вогню, на повітрі спалахує, а золотий дріт – ні, тобто папір (вірніше, целюлоза) виявляє здатність горіти на повітрі, а золотий дріт не має цієї властивості. Різних властивостей речовин дуже багато.
Здатність плавитися, здатність кипіти, здатність деформуватися і т.п. фізичним властивостямречовини.

Здатність реагувати з іншими речовинами, здатність розкладатися, а іноді і здатність розчинятися належать до хімічним властивостямречовини.

Інша група характеристик речовин – кількісніХарактеристики. З характеристик, наведених на початку параграфа, кількісними є густина, температура плавлення, температура розкладання, в'язкість. Всі вони є фізичні величини. У курсі фізики ви познайомилися з фізичними величинами у сьомому класі та продовжуєте їх вивчати. Найважливіші фізичні величини, що використовуються в хімії, ви докладно вивчатимете цього року.
Серед характеристик речовини є такі, які є ні властивостями, ні кількісними характеристиками, але мають дуже велике значення при описі речовини. До них відносяться склад, будова, агрегатний стан та інші характеристики.
Кожна індивідуальна речовина має власний набір характеристик, причому кількісні характеристики такої речовини постійні. Наприклад, чиста вода при нормальному тиску кипить рівно при 100 o С, етиловий спирт при цих умовах кипить при 78 o С. І вода, і етиловий спирт - індивідуальні речовини. А бензин, наприклад, будучи сумішшю кількох речовин, немає певної температури кипіння (кипить у певному інтервалі температур).

Відмінності у фізичних властивостях та інших характеристиках речовин дозволяють розділяти суміші, що складаються з них.

Для поділу сумішей на складові їх речовини використовують різноманітні фізичні методи поділу, наприклад: відстоюванняз декантацією(зливанням рідини з осаду), фільтрування(проціджування), випарювання,магнітну сепарацію(Поділ за допомогою магніту) та багато інших методів. З деякими з цих методів ви познайомитеся практично.

ХАРАКТЕРИСТИКИ РЕЧОВИНИ, ЯКІСНИЙ СКЛАД, КІЛЬКІСНИЙ СКЛАД, БУДОВА РЕЧОВИНИ, ВЛАСТИВОСТІ РЕЧОВИНИ, ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ, ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ.
1.Опишіть як систему
а) будь-який добре відомий вам об'єкт,
б) Сонячну систему. Вкажіть складові цих систем і характер зв'язків між складовими частинами.
2.Наведіть приклади систем, що складаються з тих самих складових частин, але мають різну будову
3. Перерахуйте якнайбільше характеристик якогось побутового предмета, наприклад, олівця (як системи!). Які із цих характеристик є властивостями?
4. Що таке характеристика речовини? Наведіть приклади.
5. Що таке властивість речовини? Наведіть приклади.
6. Далі наведено набори показників трьох речовин. Усі ці речовини вам добре відомі. Визначте, про які речовини йдеться
а) Тверда безбарвна речовина з щільністю 2,16 г/см 3 утворює прозорі кристали кубічної форми, без запаху, розчиняється у воді, водний розчин має солоний смак, при нагріванні до 801 o С плавиться, а при 1465 o С кипить, в помірних дозах для людини не отруйна.
б) Тверда речовина оранжево-червоного кольору з щільністю 8,9 г/см 3 кристали на око нерозрізняються, поверхня блискуча, у воді не розчиняється, дуже добре проводить електричний струм, пластично (легко витягується в дріт), при 1084 o С плавиться а при 2540 o С кипить, на повітрі поступово покривається пухким блідо-синьо-зеленим нальотом.
в) Прозора безбарвна рідина з різким запахом, щільність 1,05 г/см 3 , з водою змішується у всіх відношеннях, водні розчини мають кислий смак, у розбавлених водних розчинах для людини не отруйна, використовується як приправа до їжі, при охолодженні до – 17 o З твердне, а при нагріванні до 118 o З кипить, роз'їдає багато металів. 7. Які з наведених у трьох попередніх прикладах характеристики являють собою а) фізичні властивості; б) хімічні властивості; в) значення фізичних величин.
8.Складіть самостійно переліки характеристик ще двох відомих вам речовин.
Поділ речовин методом фільтрування.

Все те, що відбувається за участю фізичних об'єктів, називається явищами природи. До них відносяться і переходи речовин з одного агрегатного стану до іншого, і розкладання речовин при нагріванні, і взаємодії їх між собою.

При плавленні, кипінні, сублімації, перетіканні рідини, згинанні твердого тіла та інших подібних явищ молекули речовин не змінюються.

А що відбувається, наприклад, при горінні сірки?
При горінні сірки молекули сірки та молекули кисню змінюються: перетворюються на молекули діоксиду сірки (див. рис. 1.4). Зверніть увагу, що і загальна кількість атомів, і кількість атомів кожного з елементів залишається незмінною.
Отже, існує два типи явищ природи:
1) явища, у яких молекули речовин не змінюються – фізичні явища;
2) явища, у яких молекули речовин змінюються – Хімічні явища.
Що ж відбувається з речовинами за цих явищ?
У першому випадку молекули зіштовхуються та розлітаються, не змінившись; у другому – молекули, зіткнувшись, реагують друг з одним, у своїй одні молекули (старі) руйнуються, інші (нові) утворюються.
Що ж змінюється у молекулах при хімічних явищах?
У молекулах атоми пов'язані міцними хімічними зв'язками в єдину частину (у немолекулярних речовин – єдиний кристал). Природа атомів у хімічних явищах не змінюється, тобто атоми один одного не перетворюються. Число атомів кожного елемента теж не змінюється (атоми не зникають і не з'являються). Що змінюється? Зв'язки між атомами! Так само і в немолекулярних речовинах при хімічних явищах змінюються зв'язки між атомами. Зміна зв'язків зазвичай зводиться до їх розриву та подальшого утворення нових зв'язків. Наприклад, при горінні сірки на повітрі розриваються зв'язки між атомами сірки в молекулах сірки та між атомами кисню в молекулах кисню, а утворюються зв'язки між атомами сірки та кисню у молекулах діоксиду сірки.

Поява нових речовин виявляється за зникненням характеристик реагуючих речовин і появою нових характеристик, властивих продуктам реакції. Так, при горінні сірки жовтий порошок сірки перетворюється на газ з різким неприємним запахом, а при горінні фосфору утворюються клуби білого диму, що складається з найдрібніших частинок оксиду фосфору.
Отже, хімічні явища супроводжуються розривом і освітою хімічних зв'язків, отже, хімія як наука вивчає явища природи, у яких відбувається розрив і освіту хімічних зв'язків (хімічні реакції), супроводжуючі їх фізичні явища і, природно, хімічні речовини, що у цих реакціях.
Щоб вивчати хімічні явища (тобто хімію), потрібно спочатку вивчити зв'язки між атомами (що це таке, які вони бувають, у чому їх особливості). Але зв'язку-то утворюються між атомами. Отже, необхідно насамперед вивчити самі атоми, точніше, будову атомів різних елементів.
Таким чином, у 8-му та 9-му класах ви вивчите
1) будова атомів;
2) хімічні зв'язки та будова речовин;
3) хімічні реакції та процеси, що їх супроводжують;
4) властивості найважливіших простих речовин та сполук.
Крім того, за цей час ви познайомитеся з найважливішими фізичними величинами, що використовуються в хімії, та із співвідношеннями між ними, а також навчитеся проводити основні хімічні розрахунки.

У сьогоднішній статті поміркуємо про те, що таке фізичне тіло. цей термін вже неодноразово зустрічався вам за роки шкільного навчання. З поняттями "фізичне тіло", "речовина", "явище" ми вперше стикаємось на уроках природознавства. Вони є предметом вивчення більшості розділів спеціальної науки – фізики.

Відповідно до "фізичне тіло" позначає певний матеріальний об'єкт, що має форму і явно виражену зовнішню межу, яка відокремлює його від зовнішнього середовища та інших тіл. Крім того, фізичному тілу притаманні такі характеристики, як маса та обсяг. Ці параметри є базовими. Але крім них є інші. Йдеться про прозорість, щільність, пружність, твердість тощо.

Фізичні тіла: приклади

Говорячи спрощено, будь-який з навколишніх предметів ми можемо назвати фізичним тілом. Найзвичніші їх приклади - книга, стіл, машина, м'яч, чашка. Простим тілом фізика називає те, чия геометрична форма нескладна. Складові фізичні тіла - це, що у вигляді комбінацій скріплених між собою простих тіл. Наприклад, дуже умовно людську фігуру можна представити у вигляді сукупності циліндрів та куль.

Матеріал, з якого складається будь-яке тіло, називається речовиною. При цьому вони можуть містити у своєму складі як одну, так і низку речовин. Наведемо приклади. Фізичні тіла – столові прилади (вилки, ложки). Виготовлені вони найчастіше із сталі. Ніж може бути прикладом тіла, що складається з двох різних видів речовин - сталевого леза і дерев'яної рукоятки. А такий складний виріб, як стільниковий телефон, виготовляється зі значно більшої кількості "інгредієнтів".

Якими бувають речовини

Вони можуть бути природними та створеними штучно. У давнину всі необхідні предмети люди виготовляли з натуральних матеріалів (наконечники стріл - з одяг - зі звіриних шкур). З розвитком технічного прогресу виникли речовини, створені людиною. І нині таких – більшість. Класичним прикладом фізичного тіла штучного походження може бути пластик. Кожен його вид створювався людиною з метою забезпечення потрібних якостей того чи іншого предмета. Наприклад, прозорий пластик – для лінз окулярів, нетоксичний харчовий – для посуду, міцний – для бампера автомобіля.

Будь-який предмет (від високотехнологічного пристрою) має ряд певних якостей. Одна з властивостей фізичних тіл - це їхня здатність притягуватися один до одного в результаті гравітаційної взаємодії. Вимірюється воно за допомогою фізичної величини, що називається масою. За визначенням фізиків, маса тіл – це міра їхньої гравітації. Вона позначається символом m.

Вимірювання маси

Ця фізична величина, як і будь-яка інша, піддається виміру. Щоб дізнатися, якою є маса будь-якого предмета, потрібно порівняти його з еталоном. Тобто із тілом, маса якого приймається за одиницю. Міжнародною системою одиниць (СІ) їм вважається кілограм. Така "ідеальна" одиниця маси існує у вигляді циліндра, що є сплавом іридію і платини. Цей міжнародний зразок зберігається у Франції, а копії його є майже у кожній із країн.

Крім кілограма, використовують поняття тонни, грама або міліграма. Вимірюють масу тіла зважуванням. Це класичний спосіб повсякденних розрахунків. Але в сучасній фізиці є й інші набагато сучасніші та високоточніші. З допомогою визначають масу мікрочастинок, і навіть гігантських об'єктів.

Інші властивості фізичних тіл

Форма, маса та обсяг - найважливіші з характеристик. Але існують і інші властивості фізичних тіл, кожне з яких є важливим у певній ситуації. Наприклад, предмети рівного обсягу можуть значно відрізнятися своєю масою, тобто мати різну густину. У багатьох ситуаціях важливими є такі характеристики, як крихкість, твердість, пружність або магнітні якості. Не слід забувати про теплопровідність, прозорість, однорідність, електропровідність та інші численні фізичні властивості тіл і речовин.

У більшості випадків усі подібні характеристики залежать від речовин або матеріалів, з яких предмети складаються. Наприклад, гумові, скляні та сталеві кульки матимуть абсолютно різні набори фізичних якостей. Це має значення в ситуаціях взаємодій тіл між собою, наприклад, вивчення ступеня деформації їх при зіштовхуванні.

Про прийняті наближення

Певні розділи фізики фізичне тіло розглядають як абстракцію, що володіє ідеальними характеристиками. Наприклад, у механіці тіла видаються у вигляді матеріальних точок, що не мають маси та інших властивостей. Цей розділ фізики займається рухом таких умовних точок, й у вирішення поставлених завдань подібні величини принципового значення немає.

У наукових розрахунках найчастіше застосовується поняття абсолютно твердого тіла. Таким умовно вважається не схильне до ніяких деформацій, з відсутністю зміщення центру маси тіло. Ця спрощена модель дозволяє теоретично відтворювати ряд певних процесів.

Розділ термодинаміки у своїй цілі використовує поняття абсолютно чорного тіла. А це що таке? Фізичне тіло (якийсь абстрактний предмет), здатне поглинати будь-які випромінювання, що потрапляють на його поверхню. При цьому, якщо завдання цього вимагає, їм можуть випромінюватись електромагнітні хвилі. Якщо за умовами теоретичних розрахунків форма фізичних тіл не є принциповою, за умовчанням вважається, що вона куляста.

Чому властивості тіл такі важливі

Сама фізика як така походить від необхідності осягнути закони, якими поводяться фізичні тіла, і навіть механізми існування різноманітних зовнішніх явищ. До природних факторів можна віднести будь-які зміни в навколишньому середовищі, що не належать до результатів людської діяльності. Багато хто з них люди використовують собі на користь, але інші можуть бути небезпечними і навіть катастрофічними.

Дослідження поведінки й різних властивостей фізичних тіл необхідне людей з метою передбачення несприятливих чинників і попередження чи зменшення завданої ними шкоди. Наприклад, будівництвом хвилеломів люди звикли боротися із негативними проявами морської стихії. Протистояти землетрусам людство навчилося розробкою спеціальних сейсмостійких конструкцій будівель. Несучі частини автомобіля виготовляються в особливій, ретельно вивіреній формі для зменшення пошкоджень при аваріях.

Про структуру тел

Відповідно до іншого визначення, термін "фізичне тіло" має на увазі все те, що можна визнати реально існуючим. Будь-яке їх обов'язково займає частину простору, а речовини, у тому числі вони складаються, є сукупністю молекул певної структури. Інші, більше дрібні частинкийого - атоми, але й кожен з них не є чимось неподільним і зовсім простим. Будова атома досить складна. У його складі можна виділити позитивно та негативно заряджені елементарні частинки – іони.

Структура, згідно з якою такі частинки вишиковуються в певну систему, для твердих тіл зветься кристалічною. Будь-який кристал має певну, суворо фіксовану форму, що говорить про впорядкований рух і взаємодію його молекул і атомів. За зміни структури кристалів відбувається порушення фізичних властивостей тіла. Від ступеня рухливості елементарних складових залежить його агрегатний стан, який може бути твердим, рідким або газоподібним.

Для характеристики даних складних явищ використовується поняття коефіцієнтів стиснення чи об'ємної пружності, що є взаємно оберненими величинами.

Рух молекул

Стан спокою ні атомам, ні молекулам твердих тіл не притаманний. Вони знаходяться в постійному русі, характер якого залежить від теплового стану тіла, та впливів, яким воно наразі піддається. Частина елементарних частинок - негативно заряджених іонів (називаються електронами) рухається з більшою швидкістю, ніж мають позитивний заряд.

З погляду агрегатного стану, фізичні тіла - це тверді предмети, рідини чи гази, що залежить від характеру молекулярного руху. Уся сукупність твердих тіл може бути поділена на кристалічні та аморфні. Рух частинок у кристалі визнано повністю упорядкованим. У рідинах молекули рухаються за зовсім іншим принципом. Вони переходять з однієї групи в іншу, що можна образно уявити подібно кочуючим з однієї небесної системи до іншої комет.

У будь-якому з газоподібних тіл молекули мають набагато слабкіший зв'язок, ніж у рідких або твердих. Частинки там можна назвати такими, що відштовхуються одна від одної. Пружність фізичних тіл визначається поєднанням двох основних величин - коефіцієнта зсуву та коефіцієнта об'ємної пружності.

Плинність тіл

За всіх значних відмінностях твердих і рідких фізичних тіл між собою у властивостях їх багато спільного. Частина з них, іменованих м'якими, займають проміжний агрегатний стан між першими та іншими з властивими і тим, і іншим фізичними властивостями. Таку якість, як плинність, можна виявити у твердому тілі (приклад - лід чи шевський вар). Притаманно воно і металам, у тому числі досить твердим. Під тиском більшість з них здатна текти подібно до рідини. Поєднавши і нагріваючи два тверді шматки металу, можна спаяти їх в єдине ціле. Причому процес спаювання протікає за нормальної температури набагато нижчою, ніж точка плавлення кожного їх.

Цей процес можливий за умови повного дотику обох елементів. Саме таким способом одержують різні металеві сплави. Відповідну якість називають дифузією.

Про рідини та гази

За результатами численних експериментів вчені дійшли такого висновку: тверді фізичні тіла - це якась відокремлена група. Різниця між ними та рідкими полягає лише у більшому внутрішньому терті. Перехід речовин у різні стани відбувається за умов певної температури.

Гази відрізняються від рідин і твердих тіл тим, що збільшення сили пружності навіть при сильній зміні об'єму в них не відбувається. Відмінність між рідинами та твердими тілами - у виникненні пружних сил у твердих тілах при зрушенні, тобто зміні форми. Даного явища не спостерігається в рідинах, які можуть набути будь-якої форми.

Кристалічні та аморфні

Як уже згадувалося, два можливі стани твердих тіл - аморфний і кристалічний. До аморфних відносяться тіла, які мають однакові фізичні властивості по всіх напрямках. Ця якість називаються ізотропністю. Як приклад можна навести смолу, що затверділа, вироби з бурштину, скло. Їхня ізотропність - результат безладного розташування молекул і атомів у складі речовини.

У кристалічному стані елементарні частинки розташовані в строгому порядку і існують у вигляді внутрішньої структури, що періодично повторюється в різних напрямках. Фізичні властивості таких тіл відрізняються, але в паралельних напрямках вони збігаються. Така якість, властиве кристалам, називають анізотропністю. Її причина - неоднакова сила взаємодії між молекулами та атомами у різних напрямках.

Моно- та полікристали

У монокристалів внутрішня структура однорідна і повторюється у всьому обсязі. Полікристали виглядають як безліч неохайних кристалітів, що хаотично зрослися один з одним. Частки, що їх складають, розташовуються на строго певній відстані один від одного і в потрібному порядку. Під кристалічною решіткою розуміється сукупність вузлів, тобто точок, службовців центрами молекул чи атомів. Метали з кристалічною структурою є матеріалом для каркасів мостів, будівель та інших міцних конструкцій. Саме тому властивості кристалічних тіл ретельно вивчаються у практичних цілях.

На реальні характеристики міцності негативно впливають дефекти кристалічної решітки, як поверхневі, так і внутрішні. Подібним властивостям твердих тіл присвячений окремий розділ фізики, що називається механікою твердого тіла.