asia

Kemia

2022

Selitämme mitä aine on ja mitkä ovat sen kemialliset ja fysikaaliset ominaisuudet. Myös kuinka se luokitellaan ja joitain esimerkkejä aineista.

Kemiallisesti aine koostuu mikroskooppisista hiukkasista, joita kutsutaan atomeiksi.

Mitä väliä?

Kutsumme aineeksi kaikkea, mikä on tietyssä paikassa universumi tai tilaa, on tietty määrä Energiaa ja se on alttiina vuorovaikutuksille ja muutoksille sää, joka voidaan mitata laitteella mittaus.

Kemiallisesta näkökulmasta aine on ainesosien joukko todellisuus havaittavissa, eli mikä muodostaa ympärillämme ja itseämme olevat aineet. The kemia on tiede joka käsittelee aineen koostumuksen ja muuntumisen tutkimista.

Käytämme termiä asia synonyyminä sanalle aine, eli siitä, mistä esineet on tehty, ja ymmärrämme sen tieteellisesti jonakin muuna kuin voimat tai energioita, jotka liittyvät enemmän dynamiikka jotka ovat vuorovaikutuksessa esineiden kanssa.

Ainetta löytyy kaikkialta ja missä tahansa fyysisessä tilassa (kiinteä, nestemäinen, kaasumainen, plasma). Siinä on asiaa ilmaa jota hengität, samoin kuin lasissa Vesi. Kaikki, mitä näemme, tunnemme ja kosketamme, on ainetta, ja siksi se on perustavanlaatuista ihmisen kehitykselle elämää klo planeetta.

Sikäli kuin tiedämme, kemiallisesti aine koostuu mikroskooppisista hiukkasista, joita me kutsumme atomeja. Atomit ovat aineen perusyksiköitä. Jokaisella atomilla on ominaisuudet kemiallinen alkuaine johon se kuuluu. Tähän mennessä 118 kemiallista alkuainetta on sijoitettu, järjestetty ja luokiteltu Jaksollinen järjestelmä elementeistä.

Toisaalta atomit eroavat toisistaan ​​riippuen niiden määrästä tai jakautumisesta atomia pienemmät hiukkaset, joita on aina kolmea tyyppiä: elektroneja (negatiivinen varaus), protonit (positiivinen varaus) ja neutroneja (neutraali lataus). Protonit ja neutronit ovat atomin ytimessä ja sen ympärillä olevat elektronit.

Ainemuotojen tai eri aineiden väliset reaktiot tunnetaan nimellä kemialliset reaktiot.

Aineen kemialliset ominaisuudet

Jotkut aineet voivat aiheuttaa räjähdyksen, joka vapauttaa lämpöä ja synnyttää liekkejä.

Jokainen aineen muoto reagoi muiden aineiden läsnäollessa atomiensa tiettyjen konstitutiivisten ominaisuuksien mukaisesti molekyylejä, joka mahdollistaa sen, että mainittujen reaktioiden tuloksena voidaan saada erilaisia ​​aineita kuin alkuperäiset (monimutkaisempia tai yksinkertaisempia).

Aineen tärkeimpiä kemiallisia ominaisuuksia ovat:

  • pH. Happojen syövyttävyys ja kaustisuus pohjat Se liittyy aineen pH-arvoon, eli sen happamuus- tai emäksisyystasoon, sen kykyyn luovuttaa tai vastaanottaa elektroneja, kun se on kosketuksissa tiettyjen materiaalien, kuten esim. metallit tai kuten orgaaninen materiaali. Nämä reaktiot ovat yleensä eksotermisiä, eli ne synnyttävät lämpöä. Toisaalta pH mittaa H3O + tai OH– -ionien määrää aineessa tai a liukeneminen.
  • Reaktiivisuus. Atomirakennelman mukaan aine voi olla enemmän tai vähemmän reaktiivista, eli enemmän tai vähemmän altis yhdistyä muiden aineiden kanssa. Reaktiivisempien muotojen, kuten metallien cesium (Ce) ja francium (Fr) tapauksessa on harvinaista nähdä niitä puhtaassa muodossa, ne ovat melkein aina osa metallia. yhdisteet muiden elementtien kanssa. Puhelut jalokaasut tai inertit kaasut sen sijaan ovat aineen muotoja, joilla on erittäin alhainen reaktiivisuus ja jotka tuskin reagoivat minkään muun aineen kanssa.
  • Syttyvyys. Jotkut aineet voivat syttyä, eli synnyttää räjähdyksen, joka vapauttaa lämpöä ja synnyttää liekkejä lämmönlähteen läsnä ollessa tai reaktiossa muiden aineiden kanssa. Tätä materiaalia kutsutaan syttyväksi (esimerkiksi bensiiniksi).
  • Hapetus. Se on elektronien menetystä atomista tai ioni kun se reagoi tiettyä yhdistettä vastaan.
  • Vähentäminen. Se on atomin tai ionin elektronien vahvistus, kun se reagoi tiettyä yhdistettä vastaan.

Aineen fysikaaliset ominaisuudet

Kiinteässä tilassa hiukkaset ovat hyvin lähellä toisiaan.

Aineella on myös fysikaalisia ominaisuuksia, eli ominaisuuksia, jotka johtuvat sen ulkonäön muutoksista, jotka liittyvät muiden ulkoisten voimien toimintaan. Fysikaaliset ominaisuudet eivät liity aineiden kemialliseen koostumukseen.

Aineen tärkeimpiä fysikaalisia ominaisuuksia ovat:

  • Lämpötila. Se on aineen kerrallaan esiintyvä lämpöaste, joka yleensä säteilee ympäristöön, kun aineen lämpötila on korkeampi kuin sen ympäristö. Lämpötila on aste Kineettinen energia materiaalin hiukkasten esittämä.
  • Kokoamistila. Aine voi esiintyä kolmessa "tilassa" tai molekyylirakenteessa, jotka määräytyvät sen lämpötilan tai Paine jolle se on alistettu. Nämä kolme tilaa ovat: kiinteä (tiiviisti pakatut hiukkaset, alhainen kineettinen energia), nestettä (hiukkasia vähemmän yhdessä, tarpeeksi kineettistä energiaa aineen virtaamiseen erottumatta kokonaan) ja kaasumaista (erittäin kaukana olevat hiukkaset, korkea kineettinen energia).
  • Johtavuus tai johtavuus. Johtavuutta on kahta muotoa: lämpö (lämpö) ja sähköinen (sähkömagnetismi), ja molemmissa tapauksissa se on materiaalien kyky sallia energian kulkeutuminen hiukkasten läpi. Korkean johtavuuden omaavia materiaaleja kutsutaan johtimiksi, alhaisen johtavuuden omaavia materiaaleja kutsutaan johtimiksi puolijohteet ja ne, joiden johtavuus on nolla, kuten eristimet.
  • Sulamispiste. Se on lämpötila, jossa kiinteä aine muuttuu nesteeksi 1 atm:n paineessa.
  • Kiehumispiste. Se on lämpötila, jossa paine höyryä nesteen paine on yhtä suuri kuin nesteen ympärillä oleva paine. Tässä vaiheessa neste muuttuu höyryksi. Kun nesteen höyrynpaine on yhtä suuri kuin ilmakehän paine, sitä kutsutaan "normaaliksi kiehumispisteeksi".

Aineen luokitus

Epäorgaaninen aines on luonnossa vapaata.

Aineiden luokittelemiseen on monia tapoja ja kriteerejä. Yleisestä näkökulmasta voimme luetella tärkeimmät seuraavasti:

  • Elävää ainetta. Mukautuu elävät olennot, kun he ovat elossa.
  • Eloton aine. Se muodostaa inerttejä, elottomia tai kuolleita esineitä.
  • Orgaaninen materiaali. Koostuu pääasiassa hiili- ja vetyatomeista ja on yleensä liitetty elämän kemiaa.
  • Epäorgaaninen materiaali. Se ei ole orgaanista eikä välttämättä liity elämään, vaan spontaaneihin tai ei-spontaaniin kemiallisiin reaktioihin.
  • Yksinkertainen asia. Se koostuu muutamista erityyppisistä atomeista, eli se on lähempänä puhtautta.
  • Yhdistelmäaine. Se koostuu lukuisista erityyppisistä elementeistä, jotka saavuttavat korkean monimutkaisuuden.

Esimerkkejä aineesta

Käytännössä kaikki universumin esineet ovat hyvä esimerkki aineesta, kunhan ne koostuvat atomeista ja niillä on määritettäviä, havaittavia ja mitattavissa olevia fysikaalis-kemiallisia ominaisuuksia.

Kivet, metallit, hengittämämme ilma, puu, kehomme, juomamme vesi, kaikki päivittäin käyttämämme esineet ovat täydellisiä esimerkkejä aineesta. On jopa viimeaikaisia ​​kvanttifysiikan teorioita, jotka ehdottavat, että tyhjiö, joka on tähän asti ymmärretty aineen puuttumisena, olisi myös "täynnä" jonkin tyyppisiä hiukkasia, joita kutsutaan "Higgsin bosoneiksi".

!-- GDPR -->