Какие бывают вещества? Какие бывают вещества в природе?
Еще в младших классах в школе детям рассказывают, что такое вещества, приводят простые примеры и объясняют, какие бывают вещества.
Определение слова «вещество»
Попросту говоря, веществом можно назвать все то, из чего состоит любое тело. В более старших классах веществом называют материю, из которой состоит физическое тело, и она имеет определенные физические и химические свойства. Веществом также называют совокупность атомов или молекул, которые находятся в определенном агрегатном состоянии. Все вещества составляют определенное тело. В основном мы пересекаемся с его твердым состоянием, в котором частицы могут держать форму и не растекаться. Но в нём могут находиться жидкие и газообразные вещества. То есть какие бывают вещества и тела в плане происхождения? Тела могут быть созданы природой и благодаря человеческому вмешательству. 
Обычный камень, который валяется в горах, создала природа, а выращенный в лаборатории минерал, вставленный в оправу – это уже дело рук человека, искусственное тело. А вот все вещества, которые являются простыми (об этом поговорим далее), созданы природой. Разные их смеси уже могли создать и люди, но основной базис заложен именно ею. Отвечая на вопрос, какие бывают вещества и тела, можно сказать, что они разделяются на естественные и искусственно созданные.
Виды веществ по взаимодействию частиц, или по агрегатному состоянию
Вещество разделяют на несколько групп по разным характеристикам. Так, можно охарактеризовать, какие бывают вещества в зависимости от взаимодействия частиц. Сильное взаимодействие частиц характерно для твердых веществ. Газам свойственно практически абсолютное отсутствие взаимодействия. Жидкие вещества находится посредине между твердым и газообразным материалом – частицы взаимодействуют, но не так сильно, как в твердых телах. Это свойство объясняется тем, что между частицами, которые составляют материал, есть промежутки, и в твердых материалах эти промежутки очень маленькие, а в газообразных они огромные. На такие же группы вещества разделяются кинетической энергией, имеющейся в частицах, и потенциальной энергией взаимодействия. В жидкостях эти энергии практически сравнимы. В твердых телах преобладает потенциальная энергия, в газах, наоборот, кинетическая. Ответом на вопрос, какие бывают вещества в природе, может стать любой из этих вариантов. Любые из выше перечисленных состояний или характеристик встречаются как в объектах, созданных природой, так и в вещах, появившихся в результате деятельности человека.
Интересно, что одно вещество может находиться в разных состояниях. Так, самый простой пример – это вода. При пониженных температурах жидкость превращается в лед, в твердое тело. При повышении температуры до 100 градусов Цельсия и выше вода из жидкости превращается в газ.
Разделение веществ в химическом плане
В химии принято распределять вещества на две основные категории – это индивидуальные вещества и смеси. То есть какие бывают вещества в химии? Чистыми ранее, а теперь индивидуальными веществами называются такие, которые нельзя разделить на более простые части, они неделимы. Смеси же являются материалами, имеющие в своём составе несколько компонентов. По факту выходит, что смесь может состоять из нескольких индивидуальных веществ.
В свою очередь, индивидуальное вещество может быть простым или сложным. Простое – это такое вещество, которое состоит из атомов только лишь одного химического элемента, сложное – из нескольких: двух или более. Простое еще называют элементарным, а сложное вещество — соединением.
Как было сказано ранее, смесь состоит из нескольких чистых веществ, и в этом плане их подразделяют на однородные и неоднородные, или растворы и механические смеси. Простой пример того, какие бывают вещества типа раствора – это обычный чай. Он состоит из двух или трех компонентов — вода, заварка и сахар. Сахар однородно размещается по воде и его невозможно обнаружить, кроме как на вкус. 
А вот если в чай насыпать много сахара, и он не растворится полностью, то это уже будет механическая смесь. Часть сахара растворится, а часть будет лежать на дне. Из-за этого и пробы чая в верхних слоях будут немного отличаться, внизу он будет более сладкий, а верху – менее. Смесью также будет элементарное смешение песка и сахара. Частицы будут перемешаны, их будет трудно разделить, но они останутсясь при своих свойствах, а не создадут новые соединения.
Органические и неорганические вещества
На вопрос, какие бывают вещества в природе, можно ответить: органические и неорганические. Неорганическим является любое вещество, которое может образоваться без участия живого организма и составляет неживую природу. Органическое вещество диаметрально противоположно – оно образуется только при участии живого организма и входит в состав этого самого живого организма. Примером неорганического вещества опять-таки является всем известная, доступная и такая необходимая для жизни вода, также воздух, а именно кислород, различные минеральные соли. К органическим веществам относятся жиры, углеводы, пигменты, белки. Забавно, что раздел по данному типу был произведен из мнения ученых о живых существах как об особых органических соединениях, а все остальные объекты неживой природы были зачислены к неорганическим. Как позже выяснилось, в организме человека достаточно много неорганических веществ, как, впрочем, и в организме любого животного на нашей планете.
Отличительной чертой органических веществ можно считать то, что почти во всех из них имеется углерод. Большинство неорганических веществ имеют высокую температуру плавления и кипения, органические – наоборот.
Разделение по пожарным нормам
Интересно, что на вопрос, какие бывают вещества и материалы, пожарник, скорее всего ответит – горючие и негорючие. Между ними еще имеются трудновоспламеняемые вещества, которые способны загореться, если присутствует постоянное воздействие пламени, но если убрать источник, оно тухнет. Соответственно, горючее вещество или материал способны гореть при воздействии источника, а также могут даже самовоспламеняться. Негорючее вещество не способно гореть в воздухе. Более подробно об этом все дети узнают на уроках охраны труда или безопасности жизнедеятельности.
Влияние на организм человека
Все вещества, имеющиеся в природе, можно разделить на опасные и безопасные. К опасным можно причислить те, которые уже были упомянуты выше – горящие. В чем состоит опасность? Они могут навредить здоровью человека, который будет находиться в очаге возгорания. Это будет физическое воздействие на кожу: ожоги или воздействие на внутренние органы через дыхательные пути. Кстати, таким же образом негативное воздействие происходит во время курения. Курение не только табачных изделий, в которых содержится много известных вредных для человеческого организма веществ, но и наркотических средств.
Какие бывают наркотические вещества
Не все из наркотиков принимаются посредством курения, некоторые из них вкалывают в вену, вдыхают в качестве порошка через нос или же съедают как таблетку. Но все из них имеют побочные эффекты, несмотря на то, что перед этим могли принести ощущение радости и счастья, приподнятое настроение или еще какой-то положительный эффект. Все эти эффекты кратковременны, а вот то, что вред от них однозначно будет длиться намного дольше, знают все.
Выводы
Если попросить ребенка: «Скажи, какие бывают вещества и материалы, приведи примеры», то у него будет много разных вариантов ответа. Важно дать понять школьнику, что одно и тоже вещество может принадлежать к нескольким видам, которые были перечислены выше, различаться по определенным характеристикам. С самого малого возраста знания о том, какие бывают вещества, будут расширяться по мере изучения школьных наук.
fb.ru
Какие есть вещества?
Понятие вещества изучается сразу несколькими науками. Вопрос о том, какие есть вещества, мы разберём с двух точек зрения — с позиции химической науки и с позиции физики.
Вещество в химии и физике
Химики понимают вещество, как физическую субстанцию с определённым набором химических элементов. В современной физике вещество рассматривается как вид материи, который состоит из фермионов или вид материи, содержащий в себе фермионы, бозоны, обладает массой покоя. По обыкновению, вещество должно состоять из частиц, по большей части электронов, протонов и нейтронов. Протоны и нейтроны образуют атомные ядра, а все вместе эти элементы образуют атомы (атомное вещество).
Свойства вещества
Практически каждое из веществ имеет свой уникальный набор свойств. Под свойствами понимают характеристики, указывающие на индивидуальность вещества, которая в свою очередь демонстрирует его отличия от всех остальных веществ. Характерными физико-химическими свойствами являются константы — плотность, различные типы температур, термодинамика, показатели кристаллической структуры.
Химическая классификация веществ
В химии разделяют вещества на соединения и их смеси. Кроме того, следует сказать органические вещества Соединение — это есть набор атомов, которые связаны друг с другом с учётом определённых закономерностей. При этом следует отметить, что границу между соединением и смесью веществ определить чётко довольно сложно. Это обусловлено тем, что науке известны вещества непостоянного состава. Для них составить точную формулу невозможно. Кроме того, соединение — это по большому счёту абстракция, так как в практическом смысле может быть достигнута только лишь конечная чистота изучаемого вещества. Любой существующий в реальной жизни образец — это смесь веществ, но с преобладанием одного вещества из всей группы. Кроме того, следует сказать, какие есть органические вещества. Эта группа сложных веществ имеет в составе углерод (белки, углеводы).
Простые и сложные вещества
Простые вещества(O2,
elhow.ru
Какие бывают вещества в природе, приведи примеры
Вторая глава. Какие бывают вещества
Саша еще раз взглянула на открытую тетрадку. Вверху страницы большими красивыми буквами было написано: «ВЕЩЕСТВА». Вся страница была занята словами. В голову приходили все новые названия веществ, но Саше уже надоело писать. Она немного посмотрела телевизор, а потом взяла в руки свою любимую книжку со стихами. Открыв ее на середине, она вдруг вскочила и побежала на кухню к маме:
– Мама! Смотри! В этом стихотворении написано про вещества!
И она прочитала строчки Агнии Барто:
| В коридоре, в классе ли— Всюду стены красили, Терли краску, терли мел, Каждый делал, что умел. |
– Краска и мел – это вещества? – на всякий случай спросила Саша.
– Краска – это скорее смесь веществ, – ответила мама. – А мел – это, конечно, чистое вещество. Он и в природе встречается.
– Не только. Вот, например, пластмасса. Ее в природе нет. Это вещество придумали и получили люди.
Саша стала вспоминать, не встречала ли она в лесу или на озере что-нибудь пластмассовое. Но, кроме пустых бутылок и рваных пакетов, ей там ничего не попадалось, а это, конечно, оставляли какие-то грязнули. Так что и в самом деле в природе не было пластмассы, пока ее не стали делать люди.
Саша вытащила карточки с названиями веществ. Она стала придумывать, как бы еще их разложить. Выручил пришедший в гости Максим. Еще с порога он задал вопрос:
– Какие вещества есть в природе, а какие созданы человеком?
– Сейчас разберемся. Ты бери карточки с природными веществами, а я – с искусственными, – предложила Саша. Дело закипело. Через несколько минут все карточки были разложены.
Распределите карточки соответствующим образом:
природные вещества – стрелка влево, искусственные – стрелка вправо
Максим хитро улыбнулся:
– А я и так знал, какие вещества есть в природе, а каких нет. У меня дома есть книжка с разными загадками. Я специально ее посмотрел и нашел загадки про природные вещества:
| «Я от огня происхожу, Алею, золотом пылаю, Когда же долго в нем лежу, То от огня я пропадаю». «В огне родилась, |
Первую загадку Саша отгадала быстро. А со второй никак не могла справиться, пока мама не подсказала, какой вкус у морской воды и какое вещество из нее добывают. Максим пообещал отыскать еще какие-нибудь загадки про вещества. Они еще немного поиграли, затем мальчик попрощался и ушел.
Саша вернулась в комнату. За столом папа что-то смешивал в маленькой баночке.
– Что ты делаешь? – спросила Саша.
– Готовлю клей. У тебя есть что-нибудь сломанное? Этот клей годится для любой пластмассы.
– Для любой пластмассы? – переспросила Саша. Она посмотрела на стол: там в очереди на ремонт стояли разбитый телефон, сломанный утюг и шлепанец. Саша потрогала эти вещи. Они были очень разные, но получалось, что все они пластмассовые.
– И все это разные вещества?
– Да. Так у тебя есть что-нибудь пластмассовое для склейки?
Саша вспомнила, что два дня назад у нее сломалась ручка. Она быстро сбегала в свою комнату, достала обломки из портфеля и положила их рядом с утюгом.
Она уже была уверена, что природа не создает пластмассовых вещей. Но решила все же уточнить.
– Папа, а всю пластмассу делают люди? – спросила она.
– Всю, – коротко ответил папа.
– А какие еще вещества делают люди?
– Очень многие. Например, металлы. Хотя металлы и встречаются в природе, но в чистом виде их приходится получать специально.
– Металлы? – удивилась Саша. – Разве металлов несколько? А я думала, что металл – это одно вещество.
– У всех металлов похожие свойства: они блестят, проводят электрический ток, холодные на ощупь. Но металлов много, и другие свойства у них различаются. Вон, смотри, Дима паяет провода. У него в баночке олово. Этот металл очень легкоплавкий, а другие металлы паяльником не расплавишь.
Саша подошла к старшему брату. Он прикоснулся горячим паяльником к белому металлу, и тот превратился в подвижную блестящую каплю.
– Жидкий металл! – восхищенно сказала Саша. – Удивительно!
– Ничего удивительного, – спокойно отреагировал Дима. – Ты что, никогда термометра не видела?
Саша тут же полезла в аптечку. На полке лежал медицинский термометр. Саше много раз измеряли температуру, но лишь теперь она решила поподробнее рассмотреть, что же там внутри.
А внутри был металл. Она сразу догадалась по его блеску. И этот металл был жидкий сам по себе, без всякого паяльника!
– Папа, смотри! Это другой металл или тоже олово? – снова подошла она к папе.
– А какие еще бывают металлы? – не могла угомониться Саша.
– Алюминий, медь, свинец, железо, серебро, золото, цинк… – начал перечислять папа.
– Ой, помедленнее, я не могу запомнить. Их, наверное, тоже тысячи?
– Нет, всего несколько десятков. Но все их запомнить действительно трудно. Тебе надо знать пока только самые важные, – сказал папа.
– А какой самый-самый важный металл? – спросила Саша.
– Железо.
– А как его можно узнать? Ведь все металлы очень похожи друг на друга.
– Как раз это очень просто. Только железо притягивается магнитом. Вот тебе магнит, иди и проверяй, что сделано из железа. А мне, пожалуйста, больше не мешай, а то пока мы с тобой болтаем, весь мой клей застынет, и я ничего не смогу отремонтировать, – и папа принялся за работу.
Саша взяла магнит и пошла искать железо. Магнит замечательно притягивался к ванне, холодильнику, батарее отопления.
На кухонном столе стояли таз для варенья и две кастрюли – серая и голубая. Саша прикоснулась магнитом ко всем трем предметам, но он притянулся лишь к голубой кастрюле. Значит, она – железная. А вот из какого металла сделано остальное? С этим вопросом она обратилась к маме.
– Эта кастрюля сделана из алюминия. Видишь, какая она легкая. Железо от влаги ржавеет, а алюминий не боится воды, даже горячей.
Поэтому алюминиевую посуду никогда не красят. Но вот белье кипятить в алюминиевой кастрюле нельзя: вещества, содержащиеся в отбеливателе, портят алюминий.
– А таз? – спросила Саша. – Он наверняка из другого металла, ведь он тяжелый.
– Таз медный. Посмотри, какой он красный, а он ведь тоже ничем не окрашен. Только медь имеет такой цвет. Другие металлы обычно белые, серые или желтоватые.
| – Он ударил в медный таз И вскричал: «Кара-бараз!» – |
весело прокричала Саша строчки из «Мойдодыра».
– Теперь я никогда не перепутаю железо, медь и алюминий! Олово и ртуть я теперь тоже знаю.
– Вот и молодец, – похвалила мама. Но Саша не могла успокоиться.
– А кроме пластмасс и металлов, что еще сделано людьми?
– Многие вещества. Например, краски, лекарства, удобрения…
– А когда человека еще не было, вещества были? – спросила Саша и тут же сама ответила: – Были. А какие?
– Подумай сама, – сказала мама. – Не забудь только, что вещества бывают не только твердыми, но и жидкими, и в виде газов.
Саша пошла к себе в комнату и села на диван. «Газы – это то, из чего состоит воздух. Жидкость – вода. Их не люди сделали, они были и раньше. Камни, земля, песок, глина – это тоже существует само по себе, без человека…»
Саша посмотрела на свою руку. «Интересно, а из чего состоит человек?» – подумала она. Ответ был ясен – из веществ. «И животные – из веществ, и растения…» – лениво размышляла Саша. Она уже устала, и, хотя ей очень хотелось узнать, из каких именно веществ построены живые организмы, сил спрашивать об этом уже не было. «Выясню завтра, – решила Саша. – Или послезавтра. Ведь, наверное, это очень сложно».
А наутро Саша обнаружила на своем столе неизвестно откуда взявшийся кроссворд.
Кроссворд
. Напиши названия веществ, которые можно найти:
1. В воздухе.
2. В аптечке.
3. В мастерской.
4. В буфете.
5. В озере.
Ответы к загадкам и кроссворду
a-viptravel.ru
Вещество в химии — это что? Свойства веществ. Классы веществ
Основной вопрос, на который должен знать ответ человек для правильного понимания картины мира – что такое вещество в химии. Данное понятие формируется ещё в школьном возрасте и направляет ребёнка в дальнейшем развитии. Приступая к изучению химии важно найти точки соприкосновения с ней на бытовом уровне, это позволяет наглядно и доступно разъяснить те или иные процессы, определения, свойства и т.д.
К сожалению, в силу неидеальности системы образования, многие упускают некоторые фундаментальные азы. Понятие «вещество в химии» – это своего рода краеугольный камень, своевременное усвоение данного определения даёт человеку правильный старт в последующем развитии в области естествознания.
Формирование понятия
Перед тем как перейти к понятию вещества, необходимо определить, чем является предмет химии. Вещества – это то, что непосредственно изучает химия, их взаимные превращения, строение и свойства. В общем понимании вещество – это то, из чего состоят физические тела.
Итак, что такое вещество в химии? Сформируем определение путём перехода от общего понятия к чисто химическому. Вещество – это определённый тип материи, обязательно имеющий массу, которую можно измерить. Данная характеристика отличает вещество от другого вида материи – поля, которое массы не имеет (электрическое, магнитное, биополе и т.д.). Материя, в свою очередь, – это то, из чего созданы мы и всё, что нас окружает.
Несколько другая характеристика материи, определяющая то, из чего конкретно она состоит – это уже предмет химии. Вещества сформированы атомами и молекулами (некоторые ионами), а значит любая субстанция, состоящая из этих формульных единиц, и есть вещество.
Простые и сложные вещества
После усвоения базового определения можно перейти к его усложнению. Вещества бывают различных уровней организации, то есть простые и сложные (или соединения) – это самое первое деление на классы веществ, химия имеет множество последующих разделений, подробных и более сложных. Эта классификация, в отличие от многих других, имеет строго определённые границы, каждое соединение можно чётко отнести к одному из видов, взаимоисключающих друг друга.
Простое вещество в химии – это соединение, состоящее из атомов только одного элемента из периодической таблицы Менделеева. Как правило, это бинарные молекулы, то есть состоящие из двух частиц, соединённых посредством ковалентной неполярной связи – образования общей неподелённой электронной пары. Так, атомы одного и того же химического элемента имеют идентичную электроотрицательность, то есть способность удерживать общую электронную плотность, поэтому она не смещена ни к одному из участников связи. Примеры простых веществ (неметаллы) — водород и кислород, хлор, йод, фтор, азот, сера и т.д. Из трёх атомов состоит молекула такого вещества, как озон, а из одного – всех благородных газов (аргона, ксенона, гелия и т.д.). В металлах (магнии, кальции, меди т.д.) существует свой собственный тип связи – металлический, осуществляющийся за счёт обобществления свободных электронов внутри металла, а образования молекул как таковых не наблюдается. При записи вещества металла указывается просто символ химического элемента без каких-либо индексов.
Простое вещество в химии, примеры которого были приведены выше, отличается от сложного качественным составом. Химические соединения образованы атомами разных элементов, от двух и более. В таких веществах имеет место ковалентный полярный или ионный тип связывания. Так как разные атомы имеют отличающуюся электроотрицательность, то при образовании общей электронной пары происходит её сдвиг в сторону более электроотрицательного элемента, что приводит к общей поляризации молекулы. Ионный тип – это крайний случай полярного, когда пара электронов полностью переходит к одному из участников связывания, тогда атомы (или их группы) превращаются в ионы. Чёткой границы, между этими типами нет, ионную связь можно интерпретировать как ковалентную сильно полярную. Примеры сложных веществ — вода, песок, стекло, соли, оксиды и т.д.
Модификации веществ
Вещества, именуемые простыми, на самом деле имеют уникальную особенность, которая не присуща сложным. Некоторые химические элементы могут образовывать несколько форм простого вещества. В основе всё так же лежит один элемент, но количественный состав, строение и свойства кардинально отличают такие образования. Эта особенность имеет название аллотропии.
Кислород, сера, углерод и другие элементы имеют несколько аллотропных модификаций. Для кислорода – это О2 и О3, углерод даёт четыре типа веществ – карбин, алмаз, графит и фуллерены, молекула серы бывает ромбической, моноклинной и пластической модификации. Такое простое вещество в химии, примеры которого не ограничены вышеперечисленными, имеет огромное значение. В частности, фуллерены используются как полупроводники в технике, фоторезисторы, добавки для роста алмазных плёнок и в других целях, а в медицине это мощнейшие антиоксиданты.
Что происходит с веществами?
Каждую секунду внутри и вокруг происходит превращение веществ. Химия рассматривает и объясняет те процессы, которые идут с качественным и/или количественным изменением состава реагирующих молекул. Параллельно, часто взаимосвязано протекают и физические превращения, которые характеризуются лишь изменением формы, цвета веществ или агрегатного состояния и некоторых других характеристик.
Химические явления – это реакции взаимодействия различных видов, например, соединения, замещения, обмена, разложения, обратимые, экзотермические, окислительно-восстановительные и т.д., в зависимости от изменения интересующего параметра. К физическим явлениям относят: испарение, конденсацию, сублимацию, растворение, замерзание, электропроводимость и т.д. Часто они сопровождают друг друга, например, молния во время грозы – это физический процесс, а выделение под её действием озона – химический.
Физические свойства
Вещество в химии – это материя, которой присущи определённые физические свойства. По их наличию, отсутствию, степени и интенсивности можно спрогнозировать, как вещество поведёт себя в тех или иных условиях, а также объяснить некоторые химические особенности соединений. Так, например, высокие температуры кипения органических соединений, в которых есть водород и электроотрицательный гетероатом (азот, кислород и т.д.), свидетельствуют о том, что в веществе проявляется такой химический тип взаимодействия, как водородная связь. Благодаря знанию о том, какие вещества имеют наилучшую способность проводить электрический ток, кабеля и провода электропроводки изготавливаются именно из определённых металлов.
Химические свойства
Установлением, исследованием и изучением другой стороны медали свойств занимается химия. Свойства веществ с её точки зрения – это их реакционная способность к взаимодействию. Некоторые вещества крайне активны в этом смысле, например, металлы или любые окислители, а другие, благородные (инертные) газы, при нормальных условиях в реакции практически не вступают. Химические свойства можно активировать или пассивировать при необходимости, иногда это не связано с особыми трудностями, а в некоторых случаях приходится нелегко. Учёные проводят многие часы в лабораториях, методом проб и ошибок добиваясь поставленных целей, иногда и не достигают их. Изменяя параметры окружающей среды (температуру, давление и т.д.) или применяя специальные соединения – катализаторы или ингибиторы — можно повлиять на химические свойства веществ, а значит и на ход реакции.
Классификация химических веществ
В основе всех классификаций лежит разделение соединений на органические и неорганические. Главный элемент органики – это углерод, соединяясь друг с другом и гидрогеном, атомы карбона образуют углеводородный скелет, который после заполняется другими атомами (кислородом, азотом, фосфором, серой, галогенами, металлами и другими), замыкается в циклы или разветвляется, обосновывая тем самым большое разнообразие органических соединений. На сегодняшний день науке известны 20 миллионов таких веществ. В то время как минеральных соединений всего лишь полмиллиона.
Каждое соединение индивидуально, но имеет и множество похожих черт с другими в свойствах, строении и составе, на этой основе происходит группировка в классы веществ. Химия имеет высокий уровень систематизации и организации, это точная наука.
Неорганические вещества
1. Оксиды – бинарные соединения с кислородом:
а) кислотные – при взаимодействии с водой дают кислоту;
б) основные – при взаимодействии с водой дают основание.
2. Кислоты – вещества, состоящие из одного или нескольких протонов водорода и кислотного остатка.
3. Основания (щёлочи) – состоят из одной или нескольких гидроксильных групп и атома металла:
а) амфотерные гидроксиды – проявляют свойства и кислот и оснований.
4. Соли – результат реакции нейтрализации между кислотой и щелочью (растворимым основанием), состоят из атома металла и одного или нескольких кислотных остатков:
а) кислые соли – анион кислотного остатка имеет в составе протон, результат неполной диссоциации кислоты;
б) основные соли – с металлом связана гидроксильная группа, результат неполной диссоциации основания.
Органические соединения
Классов веществ в органике великое множество, такой объём информации сложно сразу запомнить. Главное, знать основные разделения на алифатические и циклические соединения, карбоциклические и гетероциклические, предельные и непредельные. Также углеводороды имеют множество производных, в которых атом гидрогена замещён на галоген, кислород, азот и другие атомы, а так же функциональные группы.
Вещество в химии — это основа сущестования. Благодаря органическому синтезу человек на сегодняшний день имеет огромное количество искусственных веществ, заменяющих натуральные, а также не имеющих аналогов по своим характеристикам в природе.
fb.ru
Физические вещества: примеры и описание
Есть темы, которые тесно связывают между собой знания из различных научных дисциплин естественного профиля. Одна из них относится к понятию физического вещества. С точки зрения химии, речь идет об основной форме материи, способной к взаимодействию и превращению в различные состояния, но сохраняющей свой элементарный состав в виде атомов и молекул. Физика рассматривает более глубокие аспекты строения соединений и допускает распад электронейтральных частиц на мельчайшие составляющие: протоны, нейтроны, электроны и т.д. Следует рассмотреть примеры физических веществ в качестве объектов химических превращений, и остановиться на детальном описании их свойств.
Виды существования материи
Принятая в современной науке классификация выделяет три материальные формы: поле, вещество и плазма. В процессе эволюции человек наилучшим образом адаптировался к восприятию своими анализаторами, прежде всего, тактильными, различных видов соединений, образующих живую и неживую природу. Познавая их свойства, он создал целую науку – химию, с помощью которой возникла металлургия, затем нефтяная и газовая промышленность. В то же время зародилась и органическая химия, вслед за ней – эра искусственно созданных веществ (лекарств, синтетических волокон, керамитов, красителей и пластмасс). Эти органические вещества, физические свойства которых резко отличались от натуральных соединений, позволили человеку подчинить себе глубины океана, завоевать новые континенты и шагнуть в космос.
Из чего состоят химические соединения?
Благодаря научным трудам М. В. Ломоносова и Джона Дальтона стало известно, что основой материи являются атомы. Именно они, объединяясь в различных видах и количествах, образуют молекулы, а те, в свою очередь – сотни тысяч веществ, из которых сформирована видимая часть реального мира. В науке принято разделять соединения на две формы: простые и сложные. К первой из них относятся кислород (O2), углерод (C), магний (Mg) и т. д. Они состоят только из атомов одного химического элемента.
Физические свойства простого вещества зависят, прежде всего, от его агрегатного состояния, а оно определяется типом химической связи и особенностями кристаллической решетки. Например, самое твердое в природе простое вещество – алмаз, имеет атомную кристаллическую решетку. Она определяет его главные физические характеристики: очень высокую температуру плавления, теплопроводность, а также способность лучше других природных материалов преломлять световые лучи и люминесцировать.
Простые газообразные соединения
Трудно найти человека, который бы никогда не слышал о кислороде. В обычных условиях – это газ, который немного тяжелее воздуха, не имеет запаха и цвета. При низких температурах, порядка — 183°С и атмосферном давлении соединение изменяет свое агрегатное состояние, переходя в жидкость.
При этом у кислорода появляется новое физическое свойство: он может притягиваться магнитом. Физические свойства твердого вещества, например, такого, как графит, также обусловлены строением его кристалла. Он имеет такую же формулу, как и алмаз, но совершенно другие характеристики. Так, атомы в его кристаллической решетке расположены слоями, расстояние между которыми велико. Поэтому само соединение достаточно мягкое и оставляет на поверхности или бумаге чешуйчатый след. Графит жирный на ощупь и проводит электрический ток, поэтому широко применяется в промышленности полупроводников и для изготовления электродов.
Путешествие в страну органической химии
Чтобы разобраться, что такое органические вещества, физические свойства которых изучают даже в школе, следует сначала выяснить особенности их строения. Оказывается, все они содержат атомы углерода, находящиеся в возбужденном состоянии и проявляющие валентность, равную четырем. Более того, от пространственного расположения карбоновых частиц зависят физические и химические свойства соединений. Изомерия – явление, встречающееся только в органической химии.
Два или более соединений могут иметь одну и ту же молекулярную формулу, но совершенно разные свойства. Например, метилпропан и бутан отличаются температурами кипения, но их формула одна и та же – C4H10. Примеры физических свойств веществ, относящихся к изомерам, подтверждают факт их зависимости от строения молекулы и структурной формулы. Причина изомерии заключается в различной пространственной конфигурации углеродного скелета молекулы. Все особенности таких соединений были изучены выдающимся российским ученым М. Бутлеровым, который создал теорию строения органических соединений.
Новые возможности полимеров
Ранее мы упоминали о том, что искусственно созданные человеком органические вещества обладают уникальными, ранее не встречающимися в природе характеристиками. Приведем примеры физических веществ органического происхождения, полученных в лабораториях ученых. Так, бутадиен-стирольные каучуки образуются в результате реакции полимеризации между винилбензолом и бутадиеном. Они обладают высокой износостойкостью, эластичностью и устойчивостью к аномально высоким и низким температурам. Из таких полимеров изготавливают автомобильные шины, транспортерные ленты, эскалаторы, облегченный микропористый материал для обувной промышленности.
Фенолформальдегидные пластмассы и их роль
Реакции поликонденсации, проводимые в промышленных масштабах, позволяют получать такие соединения, которые становятся незаменимыми во многих областях промышленности. К ним можно отнести продукты взаимодействия между циклическим углеводородом, содержащим гидроксильную группу – фенолом, и метаналем. Реакция между ними проходит при нагревании с использованием катализатора (кислоты или щелочи). Рассмотрим конкретные примеры. Физические вещества, относящиеся к пластмассам, получают из фенолформальдегидных смол.
Что такое бакелиты?
Материалы, получаемые из полимеров, называются фенопластами или бакелитами. Это сырье для производства деталей в отрасли машиностроения. Также пластмассы используют как заменители изделий из цветных и черных металлов. Предметы из искусственных материалов имеют ряд преимуществ: они стойки к истиранию, устойчивы к коррозии, легкие и прочные. Широкий ассортимент изделий из фенолформальдегидных пластмасс можно увидеть среди предметов домашнего обихода: кухонной утвари, мебели, посуды и игрушек.
Физические и химические вещества
Если стоит задача познакомиться с такими свойствами соединений, как плотность, твердость, температура кипения и плавления, то принято говорить о характеристике физических веществ, которые рассматриваются, в основном, в курсе физики. Возьмем для примера металлы. Их общие свойства – это электро- и теплопроводность. Самым легким из них является литий: его плотность составляет всего 0,53 г/см3, а самым тяжелым металлом – осмий (22,6 г/см3).
Твердость – это еще одно свойство физических веществ. Здесь хром занимает первое место, поскольку он способен разрезать даже стекло. А вот натрий, калий и цезий настолько мягкие, что их резать обычным ножом.
О химических веществах принято говорить в контексте их способности к взаимодействию с другими соединениями. Эти свойства изучает химия. Металлы, например, реагируют с кислородом, образуя основные оксиды. Самые активные из них взаимодействуют с водой, что приводит к появлению щелочей: гидроксидов натрия, калия, кальция и т. д.
Итак, примеры физических веществ, характеризующихся способностью проводить тепло и электрический ток, обладающих плотностью, твердостью и другими свойствами, были приведены выше.
fb.ru
Что такое вещество? Какие бывают классы веществ. Отличие между органическими и неорганическими веществами
В жизни нас окружают разнообразные тела и предметы. Например, в помещениях это окно, дверь, стол, лампочка, чашка, на улице – автомобиль, светофор, асфальт. Любые тела или предметы состоят из вещества. В данной статье пойдёт речь о том, что такое вещество.
Что такое химия?
Это наука о природе, изучающая органические и неорганические вещества, их строение, свойства и превращения в результате химических реакций. Химия принадлежит к одной из обширных областей естествознания и занимается изучением взаимодействий между молекулами и атомами. Она даёт чёткое понятие о том, что такое вещество, и очень тесно взаимосвязана с физикой и биологией, поэтому и относится к естественным наукам. 
Значение химии в жизни человека
Минералы, живые организмы, горные породы и атмосфера состоят из разного соотношения одних и тех же элементов. Основное отличие живой и неживой природы в том, какие молекулы образовались из определённых химических элементов. Основой жизнедеятельности нашей биосферы будет являться круговорот химических элементов.
Жизнь человека невозможна без товаров промышленности (пищевые продукты, витамины, лекарства, косметические вещества, искусственные волокна, строительные материалы, разнообразные лаки и краски, минеральные удобрения и многое другое). 
Молекулы и атомы
Любые вещества состоят из очень маленьких частиц, называемых молекулами (с латинского – масса). Все молекулы состоят из ещё более микроскопических частиц – атомов, а точнее, из ядер, которые окружены внутренними и внешними электронами, образующими химические связи. Атомы имеют определённую массу, поэтому и состав вещества является постоянным. Главные особенности строения молекулы были обнаружены в ходе научных исследований химических реакций, анализа химических соединений и применения физических методов. Атомы в молекулах соединены химическими связями. Микроскопические частицы в молекуле могут быть как положительно, так и отрицательно заряженными. 
Понятие о веществе
Что такое вещество? Веществом принято считать то, из чего состоят все тела и предметы в окружающей нас природе. Любые вещества содержат молекулы, а молекулы, в свою очередь, состоят из атомов. Например, железный гвоздь будет являться телом, а железо – веществом. Любые вещества обладают определённым набором физических и химических свойств.
Физические характеристики включают в себя признаки, которые отличают одни вещества от других. К ним относятся: агрегатное состояние, плотность, растворимость, цвет, блеск, температура (кипения или плавления), электропроводность.
Химические свойства – свойства веществ реагировать и проявлять себя в химических процессах (реакциях).
Задачей химии является знакомство с физическими и химическими свойствами вещества. 
Разновидности веществ
Существуют классы веществ, которые бывают простыми и сложными. К простым относятся вещества, которые состоят из атомов одного химического элемента. Например, молекулы инертных газов (неон, аргон, кислород, бром, йод). К сложным можно отнести все вещества, которые образовались благодаря соединению различных атомов (вода, поваренная соль, углекислый газ, перманганат калия, сахароза). Активные вещества – вещества в химических реакциях, способные снижать поверхностное натяжение при концентрации на поверхности. 
Органические вещества
К данной категории относятся все вещества, в состав которых входит углерод. Исключением являются карбиды, оксиды углерода, карбонаты и содержащие углерод цианиды и газы.
Молекула вещества сахаридов состоит из трёх элементов и является главным источником энергии для живых организмов. Моносахариды – соединения, не подвергающиеся кристаллизации. Олигосахариды (сахароза, лактоза, мальтоза) состоят из двух, трёх или четырёх молекул моносахаридов. Подвергаются кристаллизации. Полисахариды (гликоген, крахмал, арабаны, ксиланы) несладкие на вкус и не растворяются в воде. Главная их функция – соединение, склеивание и связывание клеток. К липидам принадлежит группа соединений, содержащихся во всех живых клетках. Они выглядят простыми углеродными цепями или остатками циклических молекул. Подразделяются на жиры (триглицериды и нейтральные) и липоиды. Это непростые эфиры. Жирные кислоты (стеариновая, рициновая) также встречаются в живых организмах. Липоиды – жироподобные вещества, имеющие значение благодаря своему строению. Они образуют чётко ориентированные слои. К ферментам относятся активные биологические ускорители процессов белковой природы. Они не разрушаются при реакциях и отличаются от химических катализаторов тем, что способны увеличивать скорость реакции в нормальных условиях.
Неорганические вещества
К неорганическим веществам относятся: вода, кислород, углерод, водород, азот, калий, кальций, натрий, фосфор, сера.
Вода является незаменимым растворителем и стабилизатором. Она обладает сильной теплоёмкостью и теплопроводностью. Водная среда благоприятна для протекания основных химических реакций. Она характеризуется прозрачностью и практически устойчива к сжатию.
В состав многих небелковых соединений входит азот. Сера принимает активное участие в их построении. Большинство живых организмов содержат фосфор в минеральной форме. Калий содержится в клетках в виде ионов. Он активирует баланс белковых ферментов. Натрий входит в состав крови и выполняет главную роль в регулировании водного баланса всего организма. Железо принимает активное участие в процессах дыхания, фотосинтеза и является составляющей гемоглобина. В рацион человека каждые сутки поступает 2 мг меди. Её недостаток выявляет анемию, нарушение аппетита и заболевания сердца. Марганец влияет на процессы обновления в растениях. Цинк расщепляет угольную кислоту. Бор влияет на рост различных организмов. При его отсутствии в почве у растений отмирают цветки и проводящие каналы. Молибден активно уничтожает паразитов и приобрёл широкую популярность в растениеводстве.
Чем отличаются неорганические и органические вещества?
Особо сильных внешних отличий между двумя этими группами веществ нет. Главное отличие заключается в строении, где неорганические вещества обладают немолекулярным строением, а органические – молекулярным.
Неорганические вещества имеют немолекулярное строение, поэтому для них характерны высокие температуры плавления и кипения. Они не содержат углерода. К ним можно отнести благородные газы (неон, аргон), металлы (кальций, кальций, натрий), амфотерные вещества (железо, алюминий) и неметаллы (кремний), гидроксиды, бинарные соединения, соли.
Органические вещества молекулярного строения. У них достаточно низкие температуры плавления, и они быстро разлагаются при нагревании. В основном состоят из углерода. Исключения: карбиды, карбонаты, оксиды углерода и цианиды. Углерод позволяет образовывать огромное количество непростых соединений (в природе их известно более 10 миллионов).
Большинство их классов принадлежит к биологическому рождению (углеводы, белки, липиды, нуклеиновые кислоты). Данные соединения включают в свой состав азот, водород, кислород, фосфор и серу. 
Чтобы понять, что такое вещество, необходимо представить, какую роль оно играет в нашей жизни. Взаимодействуя с другими веществами, оно образует новые. Без них жизнедеятельность окружающего мира неотделима и немыслима. Все предметы состоят из определённых веществ, поэтому они играют важную роль в нашей жизни.
fb.ru
Вещество — это… Что такое Вещество?
Вещество 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 как вид материи, состоящий из фермионов или содержащий фермионы наряду с бозонами; обладает массой покоя, в отличие от некоторых типов полей, как например электромагнитное[1]. Обычно (при сравнительно низких температурах и плотностях) вещество состоит из частиц, среди которых чаще всего встречаются электроны, протоны и нейтроны. Последние два образуют атомные ядра, а все вместе — атомы (атомное вещество), из которых — молекулы, кристаллы и т. д. В некоторых условиях, как например в нейтронных звездах, могут существовать достаточно необычные виды вещества.
Вещество в биологии — материя, образующая ткани организмов, входящая в состав органелл клеток.
Различие между веществом и полем
Исторически в физике делалось фундаментальное различие между веществом и полем. Поле, в отличие от вещества, мыслилось непрерывным и проницаемым, в то время как частицы вещества представлялись дискретными, или по крайней мере достаточно локализованными. Известные в классической физике поля, такие как электромагнитное и гравитационное, противопоставлялись массивным и иногда электрически заряженным частицам вещества.
Современная физика нивелирует различие между веществом и полем, считая, что все частицы (в том числе и частицы вещества, равно как и частицы, относящиеся к классическим полям) есть квантовые возбуждения различных фундаментальных полей, и так или иначе все частицы проявляют такие типично полевые свойства, как делокализованность и подчинение уравнениям движения по сути не отличающимся от полевых (о чем можно говорить как о волновых свойствах всех частиц, в том числе и частиц вещества). Выявление тесной взаимосвязи между полем и веществом привело к углублению представлений о единстве всех форм и структуры физической картины мира.
Впрочем в контексте задач, относящихся к классической физике, а иногда и несколько шире, бывает иногда довольно удобно пользоваться и старой терминологией, хотя в контексте физики в целом она уже и выглядит анахронизмом. Например, если речь идет о взаимодействии заряженных частиц с электромагнитным полем, довольно удобно, следуя традиции называть одно «полем», а другое «веществом», особенно если вещество рассматривается или чисто классически, или — если квантово — то в терминах волновых функций (что позволяет избежать чисто терминологически неудобного пересечения понятий).
Свойства 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. К основным характеристикам вещества принадлежат его химические свойства.
Классификация веществ
Основная статья: Классификация веществ
Число веществ в принципе неограниченно велико; к известному числу веществ всё время добавляются новые вещества, как открываемые в природе, так и синтезируемые искусственно.
Химическая классификация
Индивидуальные вещества и смеси
В химии принято разделять все объекты изучения на индивидуальные вещества (иначе — соединения) и их смеси. Под индивидуальным веществом понимают абстрактное понятие, обозначающее набор атомов, связанных друг с другом по определённому закону. Граница между индивидуальным веществом и смесью веществ довольно расплывчата, так как существуют вещества непостоянного состава, для которых, вообще говоря, нельзя предложить точной формулы. Кроме того, индивидуальное вещество остаётся абстракцией в силу того, что практически достижима лишь конечная чистота вещества. Это значит, что любой конкретный, реально существующий образец представляет собой смесь веществ, пусть и с подавляющим преобладанием одного из них. Несмотря на кажущуюся надуманность этого ограничения, зачастую чистота вещества играет ключевую роль в его свойствах. Так, знаменитая прочность титана проявляется только после того, как он очищен от кислорода до определённого предела (менее сотых долей процента).
Неорганические вещества
Органические вещества
Физическая классификация
Агрегатные состояния
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 ионизированное состояние, 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.
Примечания
- ↑ Это различие было в прошлом одним из признаков классификации физических объектов на вещество и «поля», однако на настоящий момент такая классификация устарела: в основе вещества также лежат квантованные поля, а разделение фундаментальных полей на основные классы (сопоставимые со старым делением на вещество и поле) происходит в основном по признаку спина; хотя можно признать, что на некотором глубинном уровне все бозонные фундаментальные поля безмассовы, однако в итоге некоторые из них (например, поле-переносчик слабого взаимодействия) всё же приобретают массу, а механизм же приобретения массы фермионными полями недостаточно ясен, что мешает сделать массивность или безмассовость основой какой-то содержательной классификации, особенно учитывая что вопрос о наличии массы у нейтрино был долгое время открыт и решен лишь экспериментально.
Литература
- Химия: Справ. изд./ В. Шретер, К.-Х. Лаутеншлегер, Х. Бибрак и др.: Пер. с нем. — М.: Химия, 1989
См. также
| В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники. Эта отметка установлена 13 мая 2011. |
dic.academic.ru