Предмет химии. Вещество. Химические и физические явления

Все окружающее нас пространство заполнено материей. Материя состоит из вещества и поля. Поля изучают на курсе физики, а вещество изучается химией.

Вещество

Ложка, скрепки, монеты, ножницы, ключи, физические тела. Их объединяет одно свойство — все они сделаны из вещества — металла.

Все предметы в нашем мире представляют собой вещество.

Чем отличается вещество от тела:

• Стекло — это вещество, а стеклянный стакан — это тело.
• Кувшин — тело, а глина является веществом.
• Стол — тело, древесина — вещество.

Любое вещество состоит из частиц:

• Атомов — алмаз или песок.
• Молекул — вода или углекислый газ
• Ионов — поваренная соль.

Атомы настолько малы, что на кончике иглы их может разместиться до нескольких миллиардов. Однако на данный момент открыто 118 видов атомов.

Химический элемент представляет собой определенный вид атомов. Из отдельных атомов состоят благородные газы (или инертные газы) — гелий, неон, аргон, криптон, ксенон и радон. Их атомы практически не взаимодействует с атомами иных веществ.

Некоторые химические элементы, к примеру, водород, также могут существовать в виде отдельных свободных атомов. В такой форме он находится на солнце, которое в большей степени состоит из водорода, но чаще всего атомы объединяются в более сложные структуры.

Мы дышим кислородом воздуха, чтобы образовать молекулу, атомы кислорода соединяются по 2 между собой. В озоне, который образуется после грозы и придает воздуху запах свежести, содержится 3 атома кислорода. В молекуле воды 1 атом кислорода объединяется с 2 атомами водорода, а в молекуле углекислого газа, который мы выдыхаем, 1 атом углерода совмещен с 2 атомами кислорода.

Если в составе вещества присутствуют атомы одного вида, то она называется простым. К примеру, кислород и озон.

Если в структуре вещества имеются атомы нескольких химических элементов, то оно является сложным, как например, вода и углекислый газ. Сложные вещества имеют второе название — химические соединения.

Физические и химические свойства вещества

Каждое вещество обладает определенными признаками, отличающими его от других веществ.

Выделяют физические и химические свойства веществ

 Физические свойства

Выделяют следующие физические свойства веществ:

• Агрегатное состояние — твердое, жидкое, газообразное.
• Цвет, блеск или их отсутствие.
• Запах, вкус или их отсутствие.
• Пластичность, ковкость, эластичность.
• Твердость. Характеризует твердые вещества и определяется по шкале Мооса.

В качестве эталонов, принято 10 минералов, расположенных в порядке возрастающей твердости:

1. Тальк — царапается ногтем.
2. Гипс — царапается ногтем.
3. Кальций — царапается медной монетой.
4. Флюорит — царапается стеклом.
5. Апатит — с усилием царапается ножом.
6. Ортоклаз — царапаться напильником.
7. Кварц — царапается стеклом.
8. Топаз — поддается обработке алмазом.
9. Корунд — поддается обработке алмазом.
10. Алмаз — режет стекло.

• Вязкость. Определяют для жидких веществ.
• Летучесть. Для газообразных веществ.
• Плотность.
• Растворимость в воде или других растворителях.

Растворимость в воде можно определить по таблице растворимости. Вещества могут быть растворимы в воде, малорастворимые и нерастворимые.

• Температура кипения и плавления. Эти данные указаны в справочнике.
• Электропроводность и теплопроводность. В основном эти свойства характерны для металлов.
• Магнитные свойства. Также характерны для металлов.

Давайте опишем физические свойства железа.

• агрегатное состояние железа при нормальных условиях твердое
• цвет — серебристо-белый
• металлический блеск присутствует
• не обладает вкусом или запахом
• пластичность
• обладает ловкостью
• твердость 3,5-4,5 по шкале Мооса
• плотность равна 7,87 г/см3
• в воде не растворяется
• температура плавления — 1539 °С
• температура кипения — 2800 °С
• обладает высокой электро- и теплопроводностью
• обладает магнитными свойствами при температуре ниже 700 °С

Химические свойства

Каждое вещество обладает определенным качественным и количественным составом.

Качественный состав указывает, из каких химических элементов состоит вещество.

К примеру, в структуре воды присутствуют атомы водорода и кислорода, а метан содержит атомы углерода и водорода.

Количество атомов отдельного элемента в структуре вещества свидетельствует о его количественном составе.

К примеру, молекула воды соединяет 2 атома водорода и 1 атом кислорода, а молекула метана —1 атом углерода и 4 атома водорода.

С веществами могут происходить всевозможные изменения — вода испаряется, стекло плавится, топливо сгорает, металл ржавеет и прочее. Все изменения, происходящие с веществом, называются явлениями.

Для изготовления химической посуды в стеклодувной мастерской стекло разогревают в пламени горелки, а затем придают ему нужную форму. Несмотря на изменения формы стекло, так и осталась стеклом и не превратилось в новое вещество.

Если вещество не превращается, а меняется только его агрегатное состояние, форма или размер, такое состояние принято называть физическим явлением.

При таких явлениях не происходит образование новых веществ. Например, таяние снега, испарение воды, возгонка сухого льда.

Если поднести горящую спичку к дихромату аммония (вещество оранжевого цвета), запускается химическая реакция. Дихромат аммония разлагается с образованием нового вещества серо-зеленого цвета оксида хрома — это химическое явление.

Химические явления — такие явления, в процессе которых наблюдается трансформирование одного вещества в другое.

Химические явления являются химическими реакциями. Формирование новых веществ подтверждают признаки химических реакций. В большинстве случаев во время химической реакции, наблюдается выделение газа, формирование осадка или смена цвета. После завершения химических явлений могут меняться качественный, количественный состав веществ и их строение.