Substanțe fizice: exemple și descrieri

Există subiecte care conectează strâns cunoștințele din diferite discipline științifice ale unui profil natural. Unul dintre ele se referă la conceptul de substanță fizică. Din punctul de vedere al chimiei, vorbim despre forma de bază a materiei, capabilă să interacționeze și să se transforme în stări diferite, dar să-și păstreze compoziția elementară sub formă de atomi și molecule. Fizica analizează aspecte mai profunde ale structurii compușilor și permite descompunerea particulelor neutre din punct de vedere electric în cele mai mici componente: protoni, neutroni, electroni etc. Este necesar să se ia în considerare exemplele de substanțe fizice ca obiecte ale transformărilor chimice și să se rezume o descriere detaliată a proprietăților lor.

Tipuri de existență a materiei

Clasificarea adoptată în știința modernă distinge trei forme materiale: câmpul, materia și plasmă. În evoluția omului este cel mai bine adaptat la percepția analizatori lor, în primul rând tactile, diferite tipuri de compuși formează insufletite și natura neînsuflețită. Realizând proprietățile lor, el a creat o întreagă știință - chimie, cu care apare metalurgia, apoi industria petrolului și a gazului. În același timp sa născut chimia organică, urmată de - epoca substanțelor create artificial (medicamente, fibre sintetice, ceramică, coloranți și materiale plastice). Aceste materiale organice ale căror proprietăți fizice sunt foarte diferite de compuși naturali care au permis omului să supună adâncul oceanului, pentru a cuceri noi continente și pas în spațiu.

Din ce constau compuși chimici?

Datorită lucrărilor științifice ale MV Lomonosov și ale John Dalton a devenit cunoscut faptul că atomii sunt baza materiei. Este vorba, combinând în diferite tipuri și cantități, molecule, și pe rând - sute de mii de substanțe din care se formează partea vizibilă a lumii reale. În știință, este comună împărțirea compușilor în două forme: simple și complexe. Primul dintre acestea include oxigenul (O₂₎, carbon (C), magneziu (Mg) etc. Acestea constau doar din atomi dintr-un singur element chimic.

Proprietățile fizice ale unei substanțe simple depind în primul rând de starea agregată a acesteia, determinată de tipul de legătură chimică și de caracteristicile laturii cristaline. De exemplu, cea mai simplă substanță, cea mai grea în natură, este un diamant, are o latură de cristal atomic. Acesta determină principalele sale caracteristici fizice: punctul de topire foarte ridicat, conductivitatea termică și, de asemenea, capacitatea de a refracta razele luminoase și luminesc mai bine decât alte materiale naturale.

Compuși gazoși simpli

Este greu să găsești pe cineva care nu a auzit niciodată de oxigen. În condiții normale, este un gaz ușor mai greu decât aerul, nu are miros și culoare. La temperaturi scăzute, de ordinul a 183 ° C și la presiunea atmosferică, compusul își schimbă starea agregată, trecând într-un lichid.

În același timp, oxigenul are o proprietate fizică nouă: poate fi atras de un magnet. Proprietăți fizice substanță solidă, de exemplu, cum ar fi grafitul, se datorează și structurii cristalului său. Are aceeași formulă ca diamantul, dar caracteristici complet diferite. Astfel, atomii din rețeaua lor de cristal sunt aranjați în straturi, distanța dintre ele fiind mare. Prin urmare, conexiunea în sine este suficient de moale și lasă urme pe scară largă sau pe hârtie. Grafitul este îndrăzneț la atingere și conduce curentul electric, prin urmare este utilizat pe scară largă în industria semiconductorilor și pentru fabricarea de electrozi.

Călătorie spre țara de chimie organică

Pentru a înțelege ce substanțe organice, ale căror proprietăți fizice sunt studiate, chiar și în școală, trebuie mai întâi să aflăm trăsăturile structurii lor. Se pare că toți conțin atomi de carbon care sunt într-o stare excitat și prezintă o valență de patru. Mai mult, proprietățile fizice și chimice ale compușilor depind de aranjarea spațială a particulelor de carbon. Isomerismul este un fenomen care apare numai în chimia organică.

Doi sau mai mulți compuși pot avea aceeași formulă moleculară, dar au proprietăți complet diferite. De exemplu, metil propanul și butanul diferă în punctul de fierbere, dar formula lor este aceeași - C₄H₁₀. Exemple de proprietăți fizice ale substanțelor care aparțin izomerilor confirmă faptul că acestea se află în dependență de structura moleculei și de formula structurală. Motivul pentru izomerism este configurația spațială diferită a scheletului de carbon al moleculei. Toate trăsăturile acestor compuși au fost studiate de omul de știință rus remarcabil M. Butlerov, care a creat teoria structurii compușilor organici.

Noi posibilități de polimeri

Mai devreme, am menționat că substanțele organice produse de om au caracteristici unice care nu au fost găsite anterior în natură. Să dăm exemple de substanțe fizice de origine organică, obținute în laboratoarele oamenilor de știință. Astfel, se formează cauciucuri butadien-stiren ca urmare a unei reacții de polimerizare între vinilbenzen și butadienă. Are rezistență mare la uzură, elasticitate și rezistență la temperaturi anormal de ridicate și scăzute. Din astfel de polimeri, sunt fabricate anvelope pentru automobile, benzi transportoare, scări rulante, materiale microporoase ușoare pentru industria încălțămintei.

Fenol-formaldehidă și rolul lor

Reacțiile de policondensare efectuate la scară industrială fac posibilă obținerea unor astfel de compuși care devin indispensabili în multe domenii ale industriei. Acestea includ produsele interacțiunii dintre o hidrocarbură ciclică care conține o grupare hidroxil - fenol și metan. Reacția dintre ele se desfășoară cu încălzire utilizând un catalizator (acid sau alcalin). Să luăm în considerare exemple specifice. Substanțele fizice legate de materialele plastice sunt preparate din rășini fenol-formaldehidice.

Ce este Bakelite?

Materialele obținute din polimeri se numesc fenoliți sau bacheliți. Această materie primă pentru producerea pieselor din industria constructoare de mașini. De asemenea, materialele plastice sunt utilizate ca substitut pentru metalele neferoase și feroase. Elementele din materiale artificiale au un număr de avantaje: sunt rezistente la abraziune, rezistente la coroziune, lumină și puternică. O gamă largă de produse din materiale plastice din fenol-formaldehidă pot fi văzute printre obiectele de uz casnic: ustensile de bucătărie, mobilier, ustensile și jucării.

Substanțe fizice și chimice

În cazul în care sarcina este de a face cunoștință cu proprietățile compușilor, cum ar fi densitatea, duritatea, punctul de topire și punctul de fierbere, se obișnuiește să se vorbească de caracteristicile fizice ale substanței fiind luate în considerare, în principal, în cursul fizicii. Luați, de exemplu, metale. Proprietățile lor comune sunt conductivitatea electrică și termică. Cel mai usor dintre acestea este litiul: densitatea acestuia este de numai 0,53 g / cm³, și cel mai greu metal este osmiul (22,6 g / cm2³).

Duritatea este o altă proprietate a substanțelor fizice. Aici, cromul ocupă primul loc, deoarece este capabil să taie chiar și sticlă. Dar sodiul, potasiul și cesiul sunt atât de moi, încât sunt tăiate cu un cuțit obișnuit.

Se obișnuiește să se vorbească despre substanțele chimice în contextul capacității lor de a interacționa cu alți compuși. Aceste proprietăți sunt studiate prin chimie. Metalele, de exemplu, reacționează cu oxigenul pentru a forma oxizi de bază. Cei mai activi dintre ei interacționează cu apa, ceea ce duce la apariția alcalinilor: hidroxizi de sodiu, potasiu, calciu etc.

Astfel, exemple de substanțe fizice caracterizate prin capacitatea de a efectua căldură și curent electric, având densitatea, duritatea și alte proprietăți, au fost date mai sus.