Вещество

Какие вещества различают

Грубо говоря, вещества — это все элементы, которые входят в состав любого предмета или живого организма на планете. Если брать не только Землю, то все эти вещества встречаются и в космосе. Многие элементы, которые находятся в Солнце, содержатся и в человеческом организме. Не зря людей называют «детьми Солнца».

В природе встречаются вещества, которые имеют молекулярную и атомную составляющую. Для них свойственно разное состояние:

• жидкое;
• твердое;
• газообразное.

Такие вещества также разделяют по типу взаимодействия:

• для твердого состояния — сильное взаимодействие;
• для газообразного состояния — практически отсутствие взаимодействия;
• для жидкого состояния — значение взаимодействия находится посередине.

Я каждый день пользуюсь твердыми телами, например, телефоном или ключами. Такие тела состоят из молекул, которые имеют очень сильную взаимосвязь и расстояние между ними очень маленькое по молекулярным меркам. В жидком состоянии такое расстояние чуть больше, а в газообразном оно очень огромное.

Если взять химию, то вещества разделяют по индивидуальности и смесям. Если совокупность элементов можно разделить на более простые, то индивидуальные или чистые вещества являются неделимыми. Неделимые еще разделяют на простые и сложные. Тут все просто, сложные состоят из 2-х и более атомов.

Свойства вещества

Все вещества могут расширяться, сжиматься, превращаться в газ, жидкость или твёрдое тело. Их можно смешивать, получая новые вещества.

Каждому веществу присущ набор специфических свойств — объективных характеристик, которые определяют индивидуальность конкретного вещества и тем самым позволяют отличить его от всех других веществ. К наиболее характерным физико-химическим свойствам относятся константы — плотность, температура плавления, температура кипения, термодинамические характеристики, параметры кристаллической структуры, химические свойства.

Агрегатные состояния

Основная статья: Агрегатное состояние

Почти все химические вещества в принципе могут существовать в трёх агрегатных состояниях — твёрдом, жидком и газообразном. Так, лёд, жидкая вода и водяной пар — это твёрдое, жидкое и газообразное состояния одного и того же химического вещества — воды H₂O. Твёрдая, жидкая и газообразная формы не являются индивидуальными характеристиками химических веществ, а соответствуют лишь различным, зависящим от внешних физических условий состояниям существования химических веществ. Поэтому нельзя приписывать воде только признак жидкости, кислороду — признак газа, а хлориду натрия — признак твёрдого состояния. Каждое из этих (и всех других веществ) при изменении условий может перейти в любое другое из трёх агрегатных состояний.

При переходе от идеальных моделей твёрдого, жидкого и газообразного состояний к реальным состояниям вещества обнаруживается несколько пограничных промежуточных типов, общеизвестными из которых являются аморфное (стеклообразное) состояние, состояние жидкого кристалла и высокоэластичное (полимерное) состояние. В связи с этим часто пользуются более широким понятием «фаза».

В физике рассматривается четвёртое агрегатное состояние вещества — плазма, частично или полностью ионизованное вещество, в котором плотность положительных и отрицательных зарядов одинакова (плазма электронейтральна).

При некоторых условиях (обычно достаточно отличающихся от обычных) те или иные вещества могут переходить в такие особые состояния, как сверхтекучее и сверхпроводящее.

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.

Что такое химические вещества

Вещества в сущности — это вид материи, которая стоит из элементарных частиц: нейтронов, протонов и прочих. При этом сами по себе они не являются веществами. Ими, в свою очередь, могут считаться только совокупности частиц, такие как:

• атомы — элементарная разновидность вещества;
• молекулы — объединение нескольких атомов в одной устойчивой структуре;
• кристаллы — совокупность молекул одного вида и т.д.

Главная особенность вещества состоит в том, что при определенных условиях его свойства могут меняться. Например, мы все привыкли видеть железо в твердом виде. Но если его разогреть до определенной температуры оно может стать пластичным, а если поддать жару, то и жидким. Другой пример — вода, которая способна быть твердой, жидкой или газообразной. Разные состояния веществ называются агрегатными.

Другая особенность веществ — возможность их смешивания. Благодаря этому свойству человечество смогло получить, например, сплавы металлов.

Таблица Менделеева (ПСХЭ)

Разобравшись с тем, что такое химические вещества, можно кратко рассмотреть тему их классификации. Один из самых популярных способов структурирования соответствующих записей — ПСХЭ или, как ее еще называют, таблица Менделеева.

В ней указываются сокращенные названия элементарных веществ на латинском языке, их атомная масса и порядковый номер. Последний, в свою очередь, зависит от второго. Поэтому первым в ПСХЭ идет водород, так как он является самым легким.

Всего на данный момент открыто 118 элементарных веществ. При этом в таблице присутствуют пропуски. Их место должно что-то занимать, что на сегодняшний день еще не встретилось ученым.

Что такое вещество в физике?

Классическая физика учит, что материя, 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.

Деление веществ

Все вещества можно разделить на простые, которые состоят из одного вида атомов, и сложные — из разных видов атомов, связанных между собой. Простые вещества, которые мы все знаем, это кислород, азот, золото, железо, медь, алюминий и т.д., а сложные — сахар, сода, соль… На основании химических свойств простые вещества делятся на металлы, неметаллы и благородные газы, а сложные — на органические и неорганические.

Неорганические вещества в свою очередь можно разделить на:

• Оксиды.
• Кислоты.
• Основания.
• Соли.

Неорганических веществ более семисот тысяч. Они образуют неживую природу (вода, минеральные соли, газы, горные породы). Органические вещества непременно содержат углерод, а также атомы водорода. Органических веществ несколько миллионов, содержатся они во всех живых организмах, в продуктах питания, лекарствах, топливе…

Главное о веществах

По сути, это все, что нас окружает, будь оно сделано человеком или создано природой. При этом из одного вещества можно сделать множество предметов, которые являются физическими телами. Например, из меди можно сделать не только провод, но и посуду, а раньше из нее делали монеты. Наука различает свыше 15 млн всевозможных веществ, а поскольку сложные тела состоят из ряда веществ, а из каждого можно создать несколько тел, то фактически невозможно определить точную цифру. Каждое вещество обладает некоторыми свойствами, например:

• плотностью;
• запахом;
• цветом;
• теплопроводностью и другими.

Однако в виду характера строения молекулярных связей, различают 3 агрегатных состояния веществ:

• жидкое — в эту группу входят вещества, что способны менять физическую форму. Частицы их пребывают в относительно свободном движении;
• газообразное — вещества этого типа состоят из частиц, что пребывают в хаотичном свободном движении. Межмолекулярные связи слабы, а значит, частицы заполняют большие пространства;
• твердое — ключевая особенность этой группы — сильное взаимное притяжение частиц, что не позволяет им свободно двигаться, а лишь колебаться.

В зависимости от параметров внешней среды возможно изменение свойств вещества, например, состояние воды зависит от температуры:

• ниже 0°C — это твердое тело;
• от 0°C до 100°C — пребывает в жидком состоянии;
• от 100°C — превращается в газообразное вещество.

Вещество в химии

Основная статья: Химическое вещество

В химии веществом называется вид материи с определёнными химическими свойствами — способностью участвовать в химических реакциях определенным образом.

Все химические вещества состоят из частиц — атомов, ионов или молекул; при этом молекула может быть определена, как наименьшая частица химического вещества, обладающая всеми его химическими свойствами.
Фактически химические соединения могут быть представлены не только молекулами, но и другими частицами, которые могут менять свой состав.
Химические свойства веществ, в отличие от физических, не зависят от агрегатного состояния, таким образом лед и вода — одно и то же вещество с точки зрения химии.
Химическое вещество характеризуется своим составом и структурой, вещества с одним и тем же химическим составом, могут быть разными из-за разной структуры — например, белый фосфор и чёрный фосфор.

Что такое вещество и антивещество

Веществом называют форму материи, состоящую из мельчайших частиц (электронов, протонов, нейтронов) и обладающую массой покоя (в отличие от электрического поля, например). Антивещество — это та же материя, только в ее составе имеются частицы с противоположным зарядом. Например, в атоме у положительно заряженных электронов есть позитроны, заряженные отрицательно. Таким образом, позитрон — античастица электрона. В повседневной жизни с антивеществом люди встречаются нечасто. Антивещество образуется:

• при радиоактивном распаде;
• при воздействии космического облучения на любой объект;
• при работе ускорителей частиц большой мощности (электромагнитная пушка или адронный коллайдер).

При всех этих процессах антивещество быстро появляется и быстро исчезает, при этом происходит выброс световых частиц (квантов) в виде высокой энергии. Выделение световой энергии при взаимодействии с антивеществом, позволило предположить, что на данном принципе могут быть созданы двигатели, способные поддерживать околосветовые скорости.