Физически вещества: примери и описание

Има теми, които тясно свързват знанията от различни научни дисциплини с естествен профил. Един от тях се отнася до понятието физическо вещество. От гледна точка на химията ние говорим за основната форма на материята, способна да взаимодействаме и трансформираме в различни състояния, но запазвайки нейния елементарен състав под формата на атоми и молекули. Физиката разглежда дълбоките аспекти на структурата на съединенията и позволява разпадането на електрически неутрални частици в най-малките компоненти: протони, неутрони, електрони и др. Необходимо е да се разглеждат примерите за физични вещества като обекти на химическите трансформации и да се обсъжда подробно описание на техните свойства.

Видове съществуване на материята

Класификацията, възприета в съвременната наука, отличава три материални форми: областта, материята и плазмата. В процеса на еволюцията човекът е най-добре адаптиран към възприятието на различните си анализатори, предимно тактилни, различни видове съединения, които формират жива и неодушевена природа. Осъзнавайки техните свойства, той създава цяла наука - химия, с която се появява металургията, а не петролната и газова промишленост. В същото време се ражда органична химия, следвана от нея - ерата на изкуствено създадените вещества (наркотици, синтетични влакна, керамика, бои и пластмаси). Тези органични вещества, чиито физични свойства се различават рязко от естествените съединения, позволяват на човек да покорява дълбините на океана, да завладее нови континенти и да стъпи в космоса.

От какво се състоят химичните съединения?

Благодарение на научните разработки на М. Ломоносов и Джон Далтън стана известно, че атомите са основата на материята. Те съчетават в различни видове и количества, образуват молекули и тези от своя страна - стотици хиляди вещества, от които се формира видимата част на реалния свят. В науката е общо да се разделят съединенията на две форми: прости и сложни. Първият от тях включва кислород (О.₂₎, въглерод (С), магнезий (Mg) и т.н. Те се състоят само от атоми на един химичен елемент.

Физическите свойства на простата субстанция зависят основно от нейното агрегатно състояние и се определят от вида на химичната връзка и характеристиките на кристалната решетка. Например, най-простата субстанция, най-трудно в природата, е диамант, има атомна кристална решетка. Той определя основните му физически характеристики: много висока точка на топене, топлопроводимост, както и способността за пречупване на светлинните лъчи и луминисценция по-добре от други естествени материали.

Обикновени газообразни съединения

Трудно е да се намери някой, който никога не е чувал за кислород. При нормални условия е газ, който е леко по-тежък от въздуха, няма мирис и цвят. При ниски температури от порядъка на -183 ° С и атмосферното налягане съединението променя агрегатното си състояние, преминавайки в течност.

Същевременно кислородът има ново физическо свойство: той може да бъде привлечен от магнит. Физични свойства твърдо вещество, например като графит, се дължат и на структурата на кристала. Тя има същата формула като диаманта, но напълно различни характеристики. По този начин атомите в своята кристална решетка са разположени на слоеве, разстоянието между които е голямо. Затова самата връзка е достатъчно мека и оставя лепкава следа върху повърхността или хартията. Графитът е смел на пипане и прави електрически ток, поради което се използва широко в производството на полупроводници и за производството на електроди.

Пътуване до страната на органичната химия

За да разберем какви органични вещества, физическите свойства на които се изучават, дори в училище, първо трябва да разберем характеристиките на тяхната структура. Оказва се, че всички те съдържат въглеродни атоми, които са в разгорещено състояние и имат валентност от четири. Освен това физичните и химичните свойства на съединенията зависят от пространственото разположение на въглеродните частици. Изомеризмът е феномен, който се среща само в органичната химия.

Две или повече съединения могат да имат една и съща молекулна формула, но напълно различни свойства. Например, метилпропанът и бутанът се различават по точки на кипене, но тяхната формула е една и съща - С₄Н₁₀. Примери за физични свойства на вещества, принадлежащи към изомери, потвърждават факта на тяхната зависимост от структурата на молекулата и структурната формула. Причината за изомеризма е различната пространствена конфигурация на въглеродния скелет на молекулата. Всички характеристики на такива съединения са изследвани от изключителен руски учен М. Булеров, който е създал теорията за структурата на органичните съединения.

Нови възможности за полимери

По-рано споменахме, че създадените от човека органични вещества имат уникални характеристики, които преди това не са били открити в природата. Нека да дадем примери за физични вещества от органичен произход, получени в лабораториите на учените. По този начин бутадиен-стирен гуми се образуват в резултат на полимеризационна реакция между винилбензен и бутадиен. Те имат висока износоустойчивост, еластичност и устойчивост на необичайно високи и ниски температури. От такива полимери се произвеждат автомобилни гуми, транспортни ленти, ескалатори, леки микропорести материали за обувната промишленост.

Фенол-формалдехидни пластмаси и тяхната роля

Реакциите на поликондензация, проведени в промишлен мащаб, позволяват получаването на такива съединения, които стават незаменими в много области на промишлеността. Те включват продуктите на взаимодействието между цикличен въглеводород, съдържащ хидроксилна група - фенол, и метан. Реакцията между тях продължава с нагряване, като се използва катализатор (киселина или алкали). Нека разгледаме конкретни примери. Физическите вещества, свързани с пластмасите, се приготвят от фенолформалдехидни смоли.

Какво представлява бакелитът?

Материалите, получени от полимери, се наричат ​​фенолити или бакелити. Тази суровина за производството на части в машиностроенето. Също така пластмасите се използват като заместители на цветни и цветни метали. Елементите, изработени от изкуствени материали, имат редица предимства: те са устойчиви на абразия, устойчиви на корозия, леки и силни. Широка гама от продукти от фенол-формалдехидни пластмаси може да се види сред домакински предмети: кухненски принадлежности, мебели, прибори и играчки.

Физични и химични вещества

Ако задачата е да се запознаете с такива свойства на съединенията като плътност, твърдост, точка на кипене и топене, тогава е обичайно да се говори за характеризирането на физичните вещества, които се разглеждат предимно в хода на физиката. Вземете например метали. Техните общи свойства са електрическа и топлопроводимост. Най-лесният от тях е литий: плътността му е само 0.53 g / cm³, и най-тежкият метал е осмий (22,6 g / cm2³).

Твърдостта е друго свойство на физическите вещества. Тук хромът заема първото място, тъй като е способен да срязва равномерно стъкло. Но натрият, калият и цезият са толкова меки, че са нарязани с обикновен нож.

Обичайно е да се говори за химикали в контекста на способността им да взаимодействат с други съединения. Тези свойства се изследват чрез химията. Металите например реагират с кислород, за да образуват основни оксиди. Най-активните от тях взаимодействат с водата, което води до появата на алкали: хидроксиди на натрий, калий, калций и др.

Така че примери за физични вещества, характеризиращи се с способността да се провежда топлина и електрически ток с плътност, твърдост и други свойства, са дадени по-горе.