Fyzikální látky: příklady a popis

Existují témata, která úzce propojují poznatky z různých vědních oborů přírodního profilu. Jeden z nich se týká pojmu fyzické látky. Z hlediska chemie hovoříme o základní formě hmoty schopné interagovat a transformovat do různých stavů, ale zachovat její elementární složení ve formě atomů a molekul. Fyzika zvažuje hlubší aspekty struktury sloučenin a umožňuje rozklad elektricky neutrálních částic do nejmenších složek: protony, neutrony, elektrony atd. Je třeba zvážit příklady fyzikálních látek jako objekty chemických přeměn a podrobit se popisu jejich vlastností.

Druhy existence hmoty

Klasifikace přijatá v moderních vědách rozlišuje tři hmotné formy: pole, hmotu a plazmu. V vývoj člověka je nejlépe uzpůsoben k vnímání jejich analyzátory, především hmatové, různé typy sloučenin tvoří živé i neživé přírody. Poznávání jejich vlastnosti, on vytvořil celou vědu - chemii, s nimiž hutnictví, pak ropném a plynárenském průmyslu. Současně se narodila organická chemie, po ní následovala - éry uměle vytvořených látek (drogy, syntetická vlákna, keramika, barviva a plasty). Tyto organické látky, jejichž fyzikální vlastnosti se výrazně lišily od přírodních sloučenin, umožnily člověku podrobit se hlubinám oceánu, dobýt nové kontinenty a vstoupit do vesmíru.

Co tvoří chemické sloučeniny?

Díky vědeckým pracím MV Lomonosova a John Dalton bylo známo, že atomy jsou základem hmoty. Jsou to kombinace v různých typech a množství, které tvoří molekuly a ty zase - stovky tisíc látek, z nichž se vytváří viditelná část skutečného světa. Ve vědě je společné dělení sloučenin do dvou forem: jednoduché a složité. První z nich zahrnuje kyslík (O₂₎, uhlík (C), hořčík (Mg) atd. Skládá se pouze z atomů jednoho chemického prvku.

Fyzikální vlastnosti jednoduché látky závisí primárně na agregovaném stavu a určuje se podle typu chemické vazby a vlastností krystalové mřížky. Například nejjednodušší látka, nejtěžší v přírodě, je diamant, má atomovou krystalovou mřížku. Určuje jeho hlavní fyzikální vlastnosti: velmi vysokou teplotu tavení, tepelnou vodivost a také schopnost lámat světelné paprsky a luminovat lépe než jiné přírodní materiály.

Jednoduché plynné sloučeniny

Je těžké najít někoho, kdo nikdy neslyšel o kyslíku. Za normálních podmínek je to plyn, který je mírně těžší než vzduch, nemá zápach a barvu. Při nízkých teplotách, v řádu -183 ° C a atmosférickém tlaku, změní sloučenina svůj agregátní stav a projde do kapaliny.

Současně má kyslík novou fyzickou vlastnost: může ho přitahovat magnet. Fyzikální vlastnosti pevná látka, například grafit, jsou také způsobeny strukturou jeho krystalu. Má stejný vzorec jako diamant, ale zcela odlišné vlastnosti. Takže atomy v krystalové mřížce jsou uspořádány ve vrstvách, jejichž vzdálenost je velká. Proto je spojení samo o sobě dostatečně měkké a zanechává na povrchu nebo papír šupinovité stopy. Grafit je tučný na dotek a vede elektrický proud, a proto je široce používán v průmyslu polovodičů a pro výrobu elektrod.

Cesta do země organické chemie

Abychom pochopili, jaké organické látky, jejichž fyzikální vlastnosti jsou studovány, dokonce i ve škole, musíme nejprve zjistit vlastnosti jejich struktury. Ukazuje se, že všechny obsahují atomy uhlíku, které jsou ve vzrušeném stavu a vykazují valenci čtyř. Kromě toho fyzikální a chemické vlastnosti sloučenin závisí na prostorovém uspořádání uhlíkových částic. Isomerismus je fenomén, který se vyskytuje pouze v organické chemii.

Dvě nebo více sloučenin mohou mít stejný molekulární vzorec, ale zcela odlišné vlastnosti. Například methylpropan a butan se liší ve vroucích bodech, ale jejich vzorec je stejný - C₄H₁₀. Příklady fyzikálních vlastností látek patřících do izomerů potvrzují skutečnost, že jsou závislé na struktuře molekuly a strukturním vzorci. Důvodem izomerie je rozdílná prostorová konfigurace uhlíkového skeletu molekuly. Všechny rysy těchto sloučenin studoval vynikající ruský vědec M. Butlerov, který vytvořil teorii struktury organických sloučenin.

Nové možnosti polymerů

Dříve jsme zmínili, že uměle vytvořené organické látky mají jedinečné vlastnosti, které dříve nebyly v přírodě nalezeny. Uveďme příklady fyzikálních látek organického původu, získaných v laboratořích vědců. Butadien-styrenové kaučuky se tudíž tvoří jako výsledek polymerizační reakce mezi vinylbenzenem a butadienem. Mají vysokou odolnost proti opotřebení, pružnost a odolnost proti abnormálně vysokým a nízkým teplotám. Z těchto polymerů jsou vyráběny automobilové pneumatiky, dopravní pásy, eskalátory, lehký mikroporézní materiál pro obuvnický průmysl.

Fenol-formaldehydové plasty a jejich role

Polykondenzační reakce prováděné v průmyslovém měřítku umožňují získat takové sloučeniny, které se stanou nepostradatelnými v mnoha průmyslových odvětvích. Ty zahrnují produkty interakce mezi cyklickým uhlovodíkem obsahujícím hydroxylovou skupinu - fenol a metanem. Reakce mezi nimi probíhá zahříváním za použití katalyzátoru (kyseliny nebo zásady). Uvažujme o konkrétních příkladech. Fyzikální látky související s plasty se připravují z fenolformaldehydových pryskyřic.

Co je bakelit?

Materiály získané z polymerů se nazývají fenolity nebo bakelity. Tato surovina pro výrobu dílů ve strojírenství. Také plasty se používají jako náhražky neželezných a železných kovů. Položky vyrobené z umělých materiálů mají řadu výhod: jsou odolné vůči oděru, jsou odolné proti korozi, lehké a silné. Široký sortiment výrobků z fenol-formaldehydových plastů lze vidět mezi výrobky pro domácnost: kuchyňské náčiní, nábytek, nádobí a hračky.

Fyzikální a chemické látky

V případě, že cílem je seznámit se s vlastností sloučenin, jako je hustota, tvrdost, teplota tání a teplotou varu, to je obvyklé hovořit o fyzikální vlastnosti látky přichází v úvahu zejména v průběhu fyziky. Vezměte například kovy. Jejich společnými vlastnostmi jsou elektrická a tepelná vodivost. Nejsnazší z nich je lithium: jeho hustota je pouze 0,53 g / cm³, a nejtěžším kovem je osmium (22,6 g / cm2³).

Tvrdost je další vlastností fyzikálních látek. Zde chróm zaujímá první místo, protože je schopen řezat rovnoměrné sklo. Ale sodík, draslík a cesium jsou tak měkké, že jsou řezány běžným nožem.

Obvykle se mluví o chemických látkách v souvislosti s jejich schopností interagovat s jinými sloučeninami. Tyto vlastnosti jsou zkoumány v chemii. Kovy například reagují s kyslíkem za vzniku základních oxidů. Nejaktivnější z nich interaguje s vodou, což vede k vzhledu alkalických látek: hydroxidy sodíku, draslíku, vápníku atd.

Takže jsou uvedeny příklady fyzikálních látek charakterizované schopností provádět teplo a elektrický proud s hustotou, tvrdostí a dalšími vlastnostmi.