AINE
AINE
aine tüüp, mis erinevalt füüsilisest. väljal, on puhkemassiga. Lõppkokkuvõttes koosneb universum elementaarosakestest, mille ülejäänud osa ei ole null. (peamiselt elektronidest, prootonitest, neutronitest). Klassikaliselt füüsika V. ja füüsikaline. null olid absoluutselt teineteisele vastandatud kui kahte tüüpi mateeria, millest esimene on diskreetne ja teine on pidev. Quantum, mis tutvustas duaalsuste ideed. Iga mikroobjekti osakeste laineline olemus viis selle opositsiooni tasandamiseni. Energia ja välja vahelise lähedase seose avastamine tõi kaasa mateeria struktuuri puudutavate ideede süvenemise. Sellest lähtuvalt olid V. ja mateeria läbivalt rangelt piiritletud pl. sajandeid samastati nii filosoofia kui ka teadusega ning Filosoof tähendus jäi ainekategooria juurde ning V. säilitas füüsikas ja keemias teadusliku. Maapealsetes tingimustes leidub energiat neljas olekus: gaasid, vedelikud, tahked ained ja plasma. Väidetakse, et V. võib eksisteerida ka erilises ülitihedas (nt neutronis) tingimus.
Vavilov S.I., Mateeria idee arendamine, kollektsioon. op., T. 3, M., 1956, Koos.-41-62; Aine struktuur ja vormid. [laup. Art.], M., 1967.
I. S. Aleksejev.
Filosoofiline entsüklopeediline sõnastik. - M.: Nõukogude entsüklopeedia. Ch. toimetaja: L. F. Iljitšev, P. N. Fedosejev, S. M. Kovaljov, V. G. Panov. 1983 .
AINE
selle tähendus on mõistele lähedane asi, kuid mitte sellega täiesti samaväärne. Kui sõna “” seostatakse valdavalt ideedega jämeda, inertse, surnud reaalsuse kohta, milles domineerivad eranditult mehaanilised seadused, siis substants on “materjal”, mis tänu vormi vastuvõtmisele kutsub esile disaini, elujõu ja õilistumise. cm. Gestalt kudumine.
Filosoofiline entsüklopeediline sõnaraamat. 2010 .
AINE
üks mateeria põhivorme. V. sisaldab makroskoopilisi. kõigis agregatsiooniseisundites kehad (gaasid, vedelikud, kristallid jne) ja neid moodustavad osakesed, millel on oma mass (“puhkemass”). Tuntud on suur hulk osakeste tüüpe: “elementaarosakesed” (elektronid, prootonid, neutronid, mesonid, positronid jne), aatomituumad, aatomid, molekulid, ioonid, vabad radikaalid, kolloidosakesed, makromolekulid jne (vt. Aine elementaarosakesed).
Lit.: Engels F., Looduse dialektika, M., 1955; tema, Anti-Dühring, M., 1957; Lenin V.I., Materialism ja empiriokriitika, teosed, 4. väljaanne, 14. kd; Vavilov S.I., Mateeria idee arendamine, kollektsioon. soch., 3. kd, M., 1956; tema, Lenin ja kaasaegne, ibid.; tema, Lenin ja kaasaegse füüsika filosoofilised probleemid, ibid.; Goldansky V., Leikin E., Aatomituumade transformatsioonid, M., 1958; Kondratiev V.N., Molekulide struktuur ja keemilised omadused, M., 1953; "Füüsikaliste teaduste edusammud", 1952, v. 48, nr. 2 (pühendatud massi ja energia probleemile); Ovchinnikov N.F., Massi ja energia mõisted..., M., 1957; Kedrov B. M., Evolution of concept of element in Chemistry, M., 1956; Novožilov Yu. V., Elementaarosakesed, M., 1959.
Filosoofiline entsüklopeedia. 5 köites - M.: Nõukogude entsüklopeedia. Toimetanud F. V. Konstantinov. 1960-1970 .
Sünonüümid:
Aine mõistet uurib mitu teadust korraga. Analüüsime küsimust, mis on ained, kahest vaatenurgast - keemiateaduse ja füüsika seisukohast.
Aine keemias ja füüsikas
Keemikud mõistavad ainet kui füüsikalist ainet, millel on teatud hulk keemilisi elemente. Kaasaegses füüsikas käsitletakse ainet kui ainetüüpi, mis koosneb fermioonidest või ainetüübist, mis sisaldab fermione, bosoneid ja millel on puhkemass. Nagu tavaliselt, peaks aine koosnema osakestest, enamasti elektronidest, prootonitest ja neutronitest. Prootonid ja neutronid moodustavad aatomituuma ja koos need elemendid moodustavad aatomeid (aatomiaine).
Aine omadused
Peaaegu igal ainel on oma ainulaadsed omadused. Omaduste all mõistetakse omadusi, mis näitavad aine individuaalsust, mis omakorda näitab selle erinevusi kõigist teistest ainetest. Iseloomulikud füüsikalised ja keemilised omadused on konstandid - tihedus, erinevat tüüpi temperatuurid, termodünaamika, kristallstruktuuri näitajad.
Ainete keemiline klassifikatsioon
Keemias jagatakse ained ühenditeks ja nende segudeks. Lisaks olgu öeldud, et orgaanilised ained.Ühend on aatomite kogum, mis on omavahel seotud, võttes arvesse teatud mustreid. Tuleb märkida, et piiri ühendi ja ainete segu vahel on üsna raske selgelt määratleda. See on tingitud asjaolust, et teadus teab muutuva koostisega aineid. Nende jaoks on võimatu täpset valemit luua. Lisaks on ühend suures osas abstraktsioon, kuna praktilises mõttes on võimalik saavutada ainult uuritava aine lõplik puhtus. Iga reaalses elus eksisteeriv proov on ainete segu, kuid kogu rühmast on ülekaalus üks aine. Lisaks tuleks öelda, mis on orgaanilised ained. See kompleksainete rühm sisaldab süsinikku (valgud, süsivesikud).
Lihtsad ja keerulised ained
Lihtained (O2, O3, H2, Cl2) on need ained, mis koosnevad ainult ühe keemilise elemendi aatomitest. Need ained on elementide olemasolu vabas vormis. Teisisõnu, need keemilised elemendid, mis ei ole teiste elementidega ühendatud, moodustavad lihtsaid aineid. Teadus teab rohkem kui 400 selliste ainete sorti. Lihtaineid klassifitseeritakse aatomitevahelise sideme tüübi järgi. Seega jagunevad lihtained metallideks (Na, Mg, Al, Bi jne) ja mittemetallideks (H 2, N 2, Br 2, Si jne).
Kompleksained on keemilised ühendid, mis koosnevad kahe või enama elemendi aatomitest, mis on omavahel seotud. Ka lihtaineid on õigus nimetada keemilisteks ühenditeks, kui nende molekulid koosnevad kovalentse sidemega (lämmastik, hapnik, broom, fluor) ühendatud aatomitest. Kuid viga oleks nimetada inertseid (vääris)gaase ja aatomvesinikku keemilisteks ühenditeks.
Ainete füüsikaline klassifikatsioon
Füüsika seisukohalt eksisteerivad ained mitmes agregatsiooniseisundis – kehas, vedelikus ja gaasis. Millised tahked ained on näiteks palja silmaga nähtavad. Sama võib öelda ka teise agregatsiooniseisundi kohta. Me teame koolist, millised vedelad ained looduses eksisteerivad. On tähelepanuväärne, et selline aine nagu vesi võib eksisteerida korraga kolmes olekus – jää, vedela vee ja auruna. Aine kolme agregeeritud olekut ei peeta ainete individuaalseteks tunnusteks, vaid need vastavad erinevatele, olenevalt ainete olemasolu välistest tingimustest. Üleminekul agregaatolekutest keemilise aine tegelikesse olekutesse saab tuvastada mitmeid vahepealseid tüüpe, mida teaduses nimetatakse amorfseteks või klaasjasteks olekuteks, aga ka vedelkristall- ja polümeeriolekuteks. Sellega seoses kasutavad teadlased sageli mõistet "faas".
Muuhulgas käsitleb füüsika ka keemilise aine neljandat agregatsiooni olekut. See on plasma, st olek, mis on täielikult või osaliselt ioniseeritud ning positiivsete ja negatiivsete laengute tihedus selles olekus on sama, teisisõnu, plasma on elektriliselt neutraalne. Üldiselt on looduses palju aineid, kuid nüüd teate, millised ained seal on, ja see on palju olulisem.
Kõik keemilised ained võib jagada kahte tüüpi: puhtad ained ja segud (joonis 4.3).
Puhtatel ainetel on püsiv koostis ning täpselt määratletud keemilised ja füüsikalised omadused. Need on koostiselt alati homogeensed (ühtlased) (vt allpool). Puhtad ained jagunevad omakorda lihtaineteks (vabad elemendid) ja ühenditeks.
Lihtaine (vaba element) on puhas aine, mida ei saa jagada lihtsamateks puhasteks aineteks. Elemendid jaotatakse tavaliselt metallideks ja mittemetallideks (vt ptk 11).
Ühend on puhas aine, mis koosneb kahest või enamast elemendist, mis on omavahel seotud pidevas ja kindlas seoses. Näiteks ühend süsinikdioksiid (CO2) koosneb kahest elemendist – süsinikust ja hapnikust. Süsinikdioksiid sisaldab alati 27,37% süsinikku ja 72,73% hapnikku massist. See väide kehtib samaväärselt põhjapoolusel, lõunapoolusel, Sahara kõrbes või Kuul võetud süsinikdioksiidi proovide kohta. Seega on süsinikdioksiidis süsinik ja hapnik alati ühendatud konstantses ja rangelt määratletud vahekorras.
Riis. 4.3. Kemikaalide klassifikatsioon
Segud on ained, mis koosnevad kahest või enamast puhtast ainest. Neil on juhuslik koostis. Mõnel juhul koosnevad segud ühest faasist ja seejärel nimetatakse neid homogeenseteks (homogeenseteks). Homogeense segu näide on lahused. Muudel juhtudel koosnevad segud kahest või enamast faasist. Siis nimetatakse neid heterogeenseteks (heterogeenseteks). Heterogeensete segude näide on muld.
Osakeste tüübid. Kõik keemilised ained – lihtained (elemendid), ühendid või segud – koosnevad osakestest, mis on ühte kolme tüüpi osakestest, millega oleme tutvunud juba eelmistes peatükkides. Need osakesed on:
- aatomid (aatom koosneb elektronidest, neutronitest ja prootonitest, vt 1. peatükk; iga elemendi aatomit iseloomustab tema tuumas teatud arv prootoneid ja seda arvu nimetatakse vastava elemendi aatomnumbriks);
- molekulid (molekul koosneb kahest või enamast aatomist, mis on omavahel ühendatud täisarvude vahekorras);
- ioonid (ioon on elektriliselt laetud aatom või aatomite rühm; iooni laeng on tingitud elektronide suurenemisest või kadumisest).
Elementaarsed keemilised osakesed. Keemiline elementaarosake on mis tahes keemiliselt või isotoopselt individuaalne aatom, molekul, ioon, radikaal, kompleks vms, mis on identifitseeritav eraldi liigiühikuna. Identsete keemiliste elementaarosakeste kogum moodustab keemilise liigi. Keemilised nimetused, valemid ja reaktsioonivõrrandid võivad olenevalt kontekstist viidata kas elementaarosakestele või keemilistele liikidele*. Eespool toodud keemilise aine mõiste viitab keemilisele ainele, mida on võimalik saada piisavas koguses, et võimaldada selle keemiliste omaduste tuvastamist.
Inimene on alati püüdnud leida materjale, mis ei jäta konkurentidele mingit võimalust. Alates iidsetest aegadest on teadlased otsinud maailma kõige kõvemaid materjale, kõige kergemaid ja raskemaid. Avastamisjanu viis ideaalse gaasi ja ideaalse musta keha avastamiseni. Tutvustame teile maailma kõige hämmastavamaid aineid.
1. Kõige mustem aine
Maailma mustimat ainet nimetatakse Vantablackiks ja see koosneb süsinik-nanotorude kogumist (vt süsinik ja selle allotroopid). Lihtsamalt öeldes koosneb materjal lugematutest “karvadest”, millesse sattudes põrkab valgus ühest torust teise. Sel viisil neeldub umbes 99,965% valgusvoost ja ainult väike osa peegeldub tagasi.
Vantablacki avastamine avab laialdased väljavaated selle materjali kasutamiseks astronoomias, elektroonikas ja optikas.
2. Kõige tuleohtlikum aine
Kloortrifluoriid on kõige tuleohtlikum aine, mis inimkonnale kunagi teada on olnud. See on tugev oksüdeerija ja reageerib peaaegu kõigi keemiliste elementidega. Kloortrifluoriid võib põletada betooni ja kergesti süüdata klaasi! Kloortrifluoriidi kasutamine on selle fenomenaalse süttivuse ja ohutu kasutamise tagamise võimatuse tõttu praktiliselt võimatu.
3. Kõige mürgisem aine
Kõige võimsam mürk on botuliintoksiin. Teame seda Botoxi nime all, nii kutsutakse seda kosmetoloogias, kus see on leidnud oma peamise rakenduse. Botuliintoksiin on kemikaal, mida toodab bakter Clostridium botulinum. Lisaks sellele, et botuliintoksiin on kõige mürgisem aine, on sellel ka valkude seas suurim molekulmass. Aine fenomenaalsest mürgisusest annab tunnistust asjaolu, et vaid 0,00002 mg min/l botuliintoksiini piisab, et kahjustatud piirkond pooleks ööpäevaks inimesele surmavaks muuta.
4. Kõige kuumem aine
See on niinimetatud kvark-gluoonplasma. Aine tekkis kullaaatomite kokkupõrkel peaaegu valguskiirusel. Kvarkgluoonplasma temperatuur on 4 triljonit kraadi Celsiuse järgi. Võrdluseks, see arv on 250 000 korda kõrgem kui Päikese temperatuur! Kahjuks on aine eluiga piiratud triljondiku triljondiku sekundist.
5. Kõige sööbivam hape
Selles nominatsioonis on tšempion fluoriid-antimonhape H. Fluoriid-antimonhape on 2×10 16 (kakssada kvintiljonit) korda söövitavam kui väävelhape. See on väga aktiivne aine ja võib väikese koguse vee lisamisel plahvatada. Selle happe aurud on surmavalt mürgised.
6. Kõige plahvatusohtlikum aine
Kõige plahvatusohtlikum aine on heptanitrokubaan. See on väga kallis ja seda kasutatakse ainult teadusuuringuteks. Kuid veidi vähem plahvatusohtlikku kaheksatikku kasutatakse edukalt sõjalistes asjades ja geoloogias kaevude puurimisel.
7. Kõige radioaktiivsem aine
Poloonium-210 on polooniumi isotoop, mida looduses ei eksisteeri, kuid mida toodavad inimesed. Kasutatakse miniatuursete, kuid samas väga võimsate energiaallikate loomiseks. Sellel on väga lühike poolväärtusaeg ja seetõttu võib see põhjustada tõsist kiiritushaigust.
8. Raskeim aine
See on muidugi fulleriit. Selle kõvadus on peaaegu 2 korda kõrgem kui looduslikel teemantidel. Lisateavet fulleriidi kohta saate lugeda meie artiklist Maailma kõvemad materjalid.
9. Kõige tugevam magnet
Maailma tugevaim magnet on valmistatud rauast ja lämmastikust. Praegu pole selle aine kohta üksikasjad laiemale avalikkusele kättesaadavad, kuid juba on teada, et uus supermagnet on 18% võimsam kui praegu kasutusel olevad tugevaimad magnetid – neodüüm. Neodüümmagnetid on valmistatud neodüümist, rauast ja boorist.
10. Kõige vedelam aine
Superfluid Heelium II viskoossus absoluutse nulli lähedasel temperatuuril peaaegu puudub. See omadus on tingitud selle ainulaadsest omadusest lekkida ja välja valada mis tahes tahkest materjalist valmistatud anumast. Heelium II-l on väljavaateid kasutada ideaalse soojusjuhina, milles soojus ei haju.
Erinevus mateeria ja välja vahel
Välja iseloomustab erinevalt ainetest pidevus, teada on elektromagnet- ja gravitatsiooniväljad, tuumajõudude väli ning erinevate elementaarosakeste laineväljad.
Kaasaegne loodusteadus kõrvaldab mateeria ja välja erinevuse, arvestades, et nii aine kui väljad koosnevad erinevatest osakestest, millel on osakeste-laine (kahekordne) olemus. Välja ja mateeria lähedase seose tuvastamine tõi kaasa ideede süvenemise materiaalse maailma kõigi vormide ja struktuuri ühtsusest.
Homogeenset ainet iseloomustab tihedus - aine massi ja mahu suhe:
Kus ρ - aine tihedus, m- aine mass, V- aine maht.
Füüsikalistel väljadel pole sellist tihedust.
Aine omadused
Igal ainel on spetsiifiliste omaduste kogum - objektiivsed omadused, mis määravad konkreetse aine individuaalsuse ja võimaldavad seda eristada kõigist teistest ainetest. Kõige iseloomulikumad füüsikalised ja keemilised omadused hõlmavad konstandid - tihedus, sulamistemperatuur, keemistemperatuur, termodünaamilised omadused, kristallstruktuuri parameetrid. Aine peamised omadused hõlmavad selle keemilisi omadusi.
Erinevad ained
Ainete arv on põhimõtteliselt piiramatu; Teatud hulgale ainetele lisandub pidevalt uusi, nii looduses avastatud kui ka kunstlikult sünteesitud aineid.
Üksikud ained ja segud
Koondseisundid
Kõik ained võivad põhimõtteliselt eksisteerida kolmes agregatsiooni olekus - tahked, vedelad ja gaasilised. Seega on jää, vedel vesi ja veeaur sama aine tahked, vedelad ja gaasilised olekud - vesi H 2 O. Tahked, vedelad ja gaasilised vormid ei ole ainete individuaalsed omadused, vaid vastavad ainult erinevatele, olenevalt välistest füüsikalistest omadustest. ainete olemasolu seisundid. Seetõttu on võimatu omistada veele ainult vedeliku märki, hapnikku - gaasi märki ja naatriumkloriidi - tahke oleku märki. Kõik need (ja kõik muud ained) võivad tingimuste muutumisel muutuda mis tahes muuks kolmest agregatsiooni olekust.
Üleminekul ideaalsetelt tahkete, vedelate ja gaasiliste olekute mudelitelt aine tegelikele olekutele avastatakse mitmeid piiripealseid vahetüüpe, millest tuntud on amorfne (klaasjas) olek, vedelkristallolek ja ülielastne (polümeer). ) olek. Sellega seoses kasutatakse sageli laiemat mõistet "faas".
Füüsikas käsitletakse aine neljandat agregeeritud olekut - plasmat, osaliselt või täielikult ioniseeritud olekut, milles positiivsete ja negatiivsete laengute tihedus on sama (plasma on elektriliselt neutraalne).
Kristallid
Kristallid on tahked ained, millel on korrapäraste sümmeetriliste hulktahukate loomulik väline kuju, mis põhineb nende sisemisel struktuuril, st ühel mitmest ainet moodustavate osakeste (aatomite, molekulide, ioonide) kindlast korrapärasest paigutusest. Kristallstruktuur, mis on iga aine puhul individuaalne, viitab põhilistele füüsikalistele ja keemilistele omadustele. Selle tahke aine koostisosad moodustavad kristallvõre. Kui kristallvõred on stereomeetriliselt (ruumiliselt) identsed või sarnased (sama sümmeetriaga), siis nendevaheline geomeetriline erinevus seisneb eelkõige võrealadel paiknevate osakeste erinevatel kaugustel. Osakeste endi vahelisi kaugusi nimetatakse võre parameetriteks. Võre parameetrid, aga ka geomeetriliste hulktahukate nurgad, määratakse struktuurianalüüsi füüsikaliste meetoditega, näiteks röntgenstruktuurianalüüsi meetoditega.
Sageli moodustavad tahked ained (olenevalt tingimustest) rohkem kui ühe kristallvõre vormi; selliseid vorme nimetatakse polümorfseteks modifikatsioonideks. Näiteks on lihtainetest tuntud romb- ja monokliiniline väävel, grafiit ja teemant, mis on süsiniku kuusnurksed ja kuubikujulised modifikatsioonid, keerulistest ainetest kvarts, tridüümiit ja kristobaliit on ränidioksiidi mitmesugused modifikatsioonid.
Orgaaniline aine
Kirjandus
- Keemia: viide. toim./ W. Schröter, K.-H. Lautenschläger, H. Bibrak jt: Trans. temaga. - M.: Keemia, 1989
Vaata ka
| Asi | |
|---|---|
| Füüsika | |
| Kõrge kvaliteet iseloomulik |
Aine
|