Dutu ni nini? Madarasa ya dutu ni nini? Tofauti kati ya vitu vya kikaboni na isokaboni

DAWA

DAWA

aina ya jambo, ambayo, tofauti na kimwili. shamba, ina misa ya kupumzika. Hatimaye, ulimwengu umeundwa na chembe za msingi ambazo mapumziko yake si sifuri. (hasa kutoka kwa elektroni, protoni, neutroni). Katika classic fizikia V. na kimwili. sifuri zilipingana kabisa kama aina mbili za maada, ya kwanza ambayo ni ya kipekee, na ya pili ni endelevu. Quantum, ambayo ilianzisha wazo la pande mbili. Asili ya mawimbi ya chembe ya kitu chochote kidogo ilisababisha kusawazisha upinzani huu. Ugunduzi wa uhusiano wa karibu kati ya nishati na uwanja ulisababisha kuongezeka kwa mawazo juu ya muundo wa jambo. Kwa msingi huu, V. na maada ziliwekewa mipaka kabisa kote PL. karne zilizotambuliwa na falsafa na sayansi, na Mwanafalsafa maana ilibaki na kategoria ya maada, na V. akabaki na ile ya kisayansi katika fizikia na kemia. Chini ya hali ya dunia, nishati hupatikana katika majimbo manne: gesi, vimiminiko, yabisi, na plasma. Inaelezwa kuwa V. pia inaweza kuwepo katika maalum, super-mnene (k.m. katika neutroni) hali.

Vavilov S.I., Maendeleo ya wazo la jambo, Mkusanyiko. Op., T. 3, M., 1956, Na.-41-62; Muundo na aina za maada. [Sat. Art.], M., 1967.

I. S. Alekseev.

Kamusi ya encyclopedic ya falsafa. - M.: Encyclopedia ya Soviet. Ch. mhariri: L. F. Ilyichev, P. N. Fedoseev, S. M. Kovalev, V. G. Panov. 1983 .

DAWA

maana yake iko karibu na dhana jambo, lakini sio sawa kabisa nayo. Ingawa neno "" linahusishwa kwa kiasi kikubwa na mawazo kuhusu hali mbaya, isiyo na maana, iliyokufa, ambayo sheria za kiufundi pekee ndizo zinazotawala, dutu ni "nyenzo" ambayo, shukrani kwa upokeaji wa fomu, huibua muundo, nguvu, na ukamilifu. Sentimita. Gestalt weaving.

Kamusi ya Falsafa ya Encyclopedic. 2010 .

DAWA

mojawapo ya aina za msingi za maada. V. inajumuisha macroscopic. miili katika majimbo yote ya mkusanyiko (gesi, vimiminika, fuwele, nk) na chembe zinazounda, ambazo zina misa yao ("misa ya kupumzika"). Idadi kubwa ya aina za chembe zinajulikana: chembe za "msingi" (elektroni, protoni, neutroni, mesoni, positroni, nk), nuclei za atomiki, atomi, molekuli, ioni, radicals bure, chembe za colloidal, macromolecules, nk. Chembe za msingi za maada).

Lit.: Engels F., Dialectics of Nature, M., 1955; yake, Anti-Dühring, M., 1957; Lenin V.I., Ubinafsi na ukosoaji wa empirio, Kazi, toleo la 4, gombo la 14; Vavilov S.I., Maendeleo ya wazo la jambo, Mkusanyiko. soch., gombo la 3, M., 1956; yake, Lenin na ya kisasa, ibid.; yeye, Lenin na matatizo ya kifalsafa ya fizikia ya kisasa, ibid.; Goldansky V., Leikin E., Mabadiliko ya nuclei ya atomiki, M., 1958; Kondratiev V.N., Muundo na mali ya kemikali ya molekuli, M., 1953; "Maendeleo katika Sayansi ya Kimwili", 1952, v. 48, No. 2 (iliyojitolea kwa shida ya misa na nishati); Ovchinnikov N.F., Dhana ya wingi na nishati ..., M., 1957; Kedrov B. M., Mageuzi ya dhana ya kipengele katika kemia, M., 1956; Novozhilov Yu. V., Chembe za Msingi, M., 1959.

Encyclopedia ya Falsafa. Katika vitabu 5 - M.: Encyclopedia ya Soviet. Imeandaliwa na F. V. Konstantinov. 1960-1970 .


Visawe:

Wazo la jambo linasomwa na sayansi kadhaa mara moja. Tutachambua swali la ni vitu gani kutoka kwa maoni mawili - kutoka kwa nafasi ya sayansi ya kemikali na kutoka kwa fizikia.

Dawa katika kemia na fizikia

Wanakemia wanaelewa maada kama dutu halisi yenye seti fulani ya vipengele vya kemikali. Katika fizikia ya kisasa, maada huzingatiwa kama aina ya maada ambayo ina fermions au aina ya jambo ambalo lina fermions, bosons, na ina misa ya kupumzika. Kama kawaida, maada inapaswa kuwa na chembe, hasa elektroni, protoni na neutroni. Protoni na nyutroni huunda viini vya atomiki, na kwa pamoja vipengele hivi huunda atomi (maada ya atomiki).

Mali ya jambo

Karibu kila dutu ina seti yake ya kipekee ya mali. Sifa zinaeleweka kama sifa zinazoonyesha umoja wa dutu, ambayo kwa upande wake inaonyesha tofauti zake kutoka kwa vitu vingine vyote. Tabia ya tabia ya kimwili na kemikali ni mara kwa mara - wiani, aina mbalimbali za joto, thermodynamics, viashiria vya muundo wa kioo.

Uainishaji wa kemikali wa vitu

Katika kemia, vitu vinagawanywa katika misombo na mchanganyiko wao. Kwa kuongeza, inapaswa kuwa alisema kuwa vitu vya kikaboni Kiwanja ni seti ya atomi ambazo zimeunganishwa kwa kila mmoja, kwa kuzingatia mifumo fulani. Ikumbukwe kwamba mpaka kati ya kiwanja na mchanganyiko wa vitu ni vigumu sana kufafanua wazi. Hii ni kutokana na ukweli kwamba sayansi inajua vitu vya muundo tofauti. Haiwezekani kuunda formula halisi kwao. Kwa kuongeza, kiwanja kwa kiasi kikubwa ni uondoaji, kwa kuwa kwa maana ya vitendo tu usafi wa mwisho wa dutu inayosomwa inaweza kupatikana. Sampuli yoyote ambayo ipo katika maisha halisi ni mchanganyiko wa vitu, lakini kwa wingi wa dutu moja kutoka kwa kundi zima. Kwa kuongeza, inapaswa kusema nini vitu vya kikaboni ni. Kundi hili la vitu tata lina kaboni (protini, wanga).

Dutu rahisi na ngumu

Dutu rahisi (O2, O3, H2, Cl2) ni vitu ambavyo vinajumuisha tu atomi za kipengele kimoja cha kemikali. Dutu hizi ni aina ya kuwepo kwa vipengele katika fomu ya bure. Kwa maneno mengine, vipengele hivi vya kemikali, ambavyo havijumuishwa na vipengele vingine, huunda vitu rahisi. Sayansi inajua zaidi ya aina 400 za vitu hivyo. Dutu rahisi huainishwa kulingana na aina ya dhamana kati ya atomi. Kwa hivyo, vitu rahisi vinagawanywa katika metali (Na, Mg, Al, Bi, nk) na zisizo za metali (H 2, N 2, Br 2, Si, nk).

Dutu changamano ni misombo ya kemikali inayojumuisha atomi za elementi mbili au zaidi zilizounganishwa pamoja. Dutu rahisi pia zina haki ya kuitwa misombo ya kemikali ikiwa molekuli zao zinajumuisha atomi zilizounganishwa na dhamana ya ushirikiano (nitrojeni, oksijeni, bromini, fluorine). Lakini itakuwa kosa kuita gesi ajizi (vizuri) na misombo ya kemikali ya hidrojeni ya atomiki.

Uainishaji wa kimwili wa vitu

Kutoka kwa mtazamo wa fizikia, vitu vipo katika majimbo kadhaa ya mkusanyiko - mwili, kioevu na gesi. Ni vitu gani vikali, kwa mfano, vinavyoonekana kwa jicho la uchi. Vile vile vinaweza kusemwa kuhusu hali nyingine ya mkusanyiko. Tunajua kutoka shuleni ni vitu gani vya kioevu vilivyopo katika asili. Ni muhimu kukumbuka kuwa dutu kama maji inaweza kuwepo katika majimbo matatu mara moja - kama barafu, maji ya kioevu na mvuke. Majimbo matatu ya jumla ya dutu hayazingatiwi sifa za kibinafsi za dutu, lakini yanahusiana na tofauti, kulingana na hali ya nje ya uwepo wa dutu. Katika mpito kutoka kwa majimbo ya jumla hadi hali halisi ya dutu ya kemikali, idadi ya aina za kati zinaweza kutambuliwa, ambazo katika sayansi huitwa hali ya amorphous au kioo, pamoja na hali ya kioo kioevu na majimbo ya polima. Katika suala hili, wanasayansi mara nyingi hutumia dhana ya "awamu".

Miongoni mwa wengine, fizikia pia inazingatia hali ya nne ya mkusanyiko wa dutu ya kemikali. Hii ni plasma, yaani, hali ambayo ni ionized kabisa au sehemu, na wiani wa chaji chanya na hasi katika hali hii ni sawa, kwa maneno mengine, plasma haina umeme. Kwa ujumla, kuna vitu vingi katika asili, lakini sasa unajua ni vitu gani vilivyopo, na hii ni muhimu zaidi.

Dutu zote za kemikali zinaweza kugawanywa katika aina mbili: vitu safi na mchanganyiko (Mchoro 4.3).

Dutu safi zina muundo wa mara kwa mara na sifa za kemikali na kimwili zilizoelezwa vizuri. Daima ni homogeneous (sare) katika muundo (tazama hapa chini). Dutu safi, kwa upande wake, imegawanywa katika vitu rahisi (vipengele vya bure) na misombo.

Dutu rahisi (kipengele cha bure) ni dutu safi ambayo haiwezi kugawanywa katika vitu rahisi zaidi. Elementi kawaida hugawanywa katika metali na zisizo za metali (tazama Sura ya 11).

Mchanganyiko ni dutu safi inayojumuisha vipengele viwili au zaidi vinavyohusiana katika mahusiano ya mara kwa mara na ya uhakika. Kwa mfano, kiwanja cha dioksidi kaboni (CO2) kina vipengele viwili - kaboni na oksijeni. Dioksidi kaboni daima ina 27.37% ya kaboni na 72.73% ya oksijeni kwa wingi. Taarifa hii inatumika kwa usawa kwa sampuli za kaboni dioksidi zilizopatikana kwenye Ncha ya Kaskazini, Ncha ya Kusini, Jangwa la Sahara au Mwezini. Kwa hivyo, katika dioksidi kaboni, kaboni na oksijeni daima huunganishwa kwa uwiano wa mara kwa mara na uliofafanuliwa madhubuti.

Mchele. 4.3. Uainishaji wa kemikali

Mchanganyiko ni vitu vinavyojumuisha vitu viwili au zaidi safi. Wana muundo wa nasibu. Katika baadhi ya matukio, mchanganyiko huwa na awamu moja na kisha huitwa homogeneous (homogeneous). Mfano wa mchanganyiko wa homogeneous ni suluhisho. Katika hali nyingine, mchanganyiko hujumuisha awamu mbili au zaidi. Kisha huitwa tofauti tofauti (tofauti). Mfano wa mchanganyiko tofauti ni udongo.

Aina za chembe. Dutu zote za kemikali - vitu rahisi (vipengele), misombo au mchanganyiko - hujumuisha chembe za moja ya aina tatu, ambazo tayari tumezifahamu katika sura zilizopita. Chembe hizi ni:

  • atomi (atomi imeundwa na elektroni, neutroni na protoni, angalia Sura ya 1; atomi ya kila kipengele ina sifa ya idadi fulani ya protoni katika kiini chake, na nambari hii inaitwa nambari ya atomiki ya kipengele kinacholingana);
  • molekuli (molekuli ina atomi mbili au zaidi zilizounganishwa kwa kila mmoja kwa uwiano kamili);
  • ioni (ioni ni atomi iliyochajiwa kwa umeme au kundi la atomi; chaji ya ayoni ni kutokana na kupata au kupotea kwa elektroni).

Chembe za kemikali za msingi. Chembe ya msingi ya kemikali ni atomi yoyote ya kibinafsi ya kemikali au isotopiki, molekuli, ioni, radical, changamano, n.k., inayoweza kutambulika kama kitengo tofauti cha spishi. Mkusanyiko wa chembe za kemikali za msingi zinazofanana huunda spishi za kemikali. Majina ya kemikali, fomula na milinganyo ya athari inaweza kurejelea, kulingana na muktadha, ama chembe msingi au spishi za kemikali*. Dhana ya dutu ya kemikali iliyoletwa hapo juu inarejelea spishi za kemikali ambazo zinaweza kupatikana kwa idadi ya kutosha ili kuruhusu utambuzi wa sifa zake za kemikali.

Mwanadamu ametafuta kila wakati kupata nyenzo ambazo haziachi nafasi kwa washindani wake. Tangu nyakati za zamani, wanasayansi wamekuwa wakitafuta nyenzo ngumu zaidi ulimwenguni, nyepesi na nzito zaidi. Kiu ya ugunduzi ilisababisha ugunduzi wa gesi bora na mwili mzuri mweusi. Tunawasilisha kwako vitu vya kushangaza zaidi ulimwenguni.

1. Dutu nyeusi zaidi

Dutu nyeusi zaidi ulimwenguni inaitwa Vantablack na inajumuisha mkusanyiko wa nanotubes za kaboni (tazama kaboni na alotropu zake). Kuweka tu, nyenzo hizo zina "nywele" nyingi, mara moja zimekamatwa ndani yao, mwanga hupuka kutoka kwenye tube moja hadi nyingine. Kwa njia hii, karibu 99.965% ya flux ya mwanga inafyonzwa na ni sehemu ndogo tu inayoonekana nyuma.
Ugunduzi wa Vantablack unafungua matarajio mapana ya matumizi ya nyenzo hii katika unajimu, vifaa vya elektroniki na macho.

2. Dutu inayowaka zaidi

Klorini trifluoride ni dutu inayowaka zaidi kuwahi kujulikana kwa wanadamu. Ni kioksidishaji chenye nguvu na humenyuka karibu na vipengele vyote vya kemikali. Trifloridi ya klorini inaweza kuchoma zege na kuwasha glasi kwa urahisi! Matumizi ya klorini trifluoride haiwezekani kwa sababu ya kuwaka kwake kwa kushangaza na kutowezekana kwa matumizi salama.

3. Dutu yenye sumu zaidi

Sumu yenye nguvu zaidi ni sumu ya botulinum. Tunajua chini ya jina la Botox, ambalo linaitwa katika cosmetology, ambapo imepata maombi yake kuu. Sumu ya botulinum ni kemikali inayozalishwa na bakteria ya Clostridium botulinum. Mbali na ukweli kwamba sumu ya botulinum ni dutu yenye sumu zaidi, pia ina uzito mkubwa zaidi wa molekuli kati ya protini. Sumu ya ajabu ya dutu hii inathibitishwa na ukweli kwamba tu 0.00002 mg min/l ya sumu ya botulinum inatosha kufanya eneo lililoathiriwa kuwa mbaya kwa wanadamu kwa nusu siku.

4. Dutu ya moto zaidi

Hii ndio inayoitwa plasma ya quark-gluon. Dutu hii iliundwa kwa kugongana atomi za dhahabu karibu na kasi ya mwanga. Plasma ya Quark-gluon ina joto la nyuzi joto trilioni 4. Kwa kulinganisha, takwimu hii ni mara 250,000 zaidi ya joto la Jua! Kwa bahati mbaya, maisha ya maada ni mdogo kwa trilioni ya trilioni moja ya sekunde.

5. Asidi ya caustic zaidi

Katika uteuzi huu, bingwa ni asidi ya floridi-antimoni H. Fluoride-antimoni asidi ni 2×10 16 (quintillion mia mbili) mara caustic zaidi kuliko asidi sulfuriki. Ni dutu inayofanya kazi sana na inaweza kulipuka ikiwa kiasi kidogo cha maji kinaongezwa. Moshi wa asidi hii ni sumu mbaya.

6. Dutu inayolipuka zaidi

Dutu inayolipuka zaidi ni heptanitrocubane. Ni ghali sana na hutumiwa tu kwa utafiti wa kisayansi. Lakini oktojeni isiyolipuka kidogo inatumiwa kwa mafanikio katika maswala ya kijeshi na jiolojia wakati wa kuchimba visima.

7. Dutu yenye mionzi zaidi

Polonium-210 ni isotopu ya polonium ambayo haipo kwa asili, lakini imetengenezwa na wanadamu. Inatumika kuunda miniature, lakini wakati huo huo, vyanzo vya nishati vyenye nguvu sana. Ina nusu ya maisha mafupi sana na kwa hiyo inaweza kusababisha ugonjwa mkali wa mionzi.

8. Dutu nzito zaidi

Hii ni, bila shaka, fullerte. Ugumu wake ni karibu mara 2 zaidi kuliko ule wa almasi asilia. Unaweza kusoma zaidi kuhusu fullerite katika makala yetu Nyenzo Ngumu zaidi Duniani.

9. Sumaku yenye nguvu zaidi

Sumaku yenye nguvu zaidi duniani imetengenezwa kwa chuma na nitrojeni. Kwa sasa, maelezo kuhusu dutu hii haipatikani kwa umma kwa ujumla, lakini tayari inajulikana kuwa super-sumaku mpya ina nguvu zaidi ya 18% kuliko sumaku zenye nguvu zinazotumika sasa - neodymium. Sumaku za Neodymium zinatengenezwa kutoka neodymium, chuma na boroni.

10. Dutu ya kioevu zaidi

Helium II yenye maji mengi karibu haina mnato kwa halijoto iliyo karibu na sufuri kabisa. Mali hii ni kwa sababu ya mali yake ya kipekee ya kuvuja na kumwaga kutoka kwa chombo kilichotengenezwa kwa nyenzo yoyote ngumu. Heliamu II ina matarajio ya kutumika kama kondakta bora wa mafuta ambayo joto halipotei.

Tofauti kati ya jambo na shamba

Sehemu, tofauti na dutu, ina sifa ya mwendelezo; uwanja wa sumaku-umeme na mvuto, uwanja wa nguvu za nyuklia, na uwanja wa mawimbi wa chembe anuwai za msingi hujulikana.

Sayansi ya kisasa ya asili huondoa tofauti kati ya maada na shamba, kwa kuzingatia kwamba maada na nyuga zinajumuisha chembe mbalimbali ambazo zina asili ya mawimbi ya chembe (mbili). Utambulisho wa uhusiano wa karibu kati ya uwanja na jambo ulisababisha kuongezeka kwa mawazo juu ya umoja wa aina zote na muundo wa ulimwengu wa nyenzo.

Dutu ya homogeneous ina sifa ya wiani - uwiano wa wingi wa dutu kwa kiasi chake:

Wapi ρ - wiani wa dutu, m- wingi wa dutu, V- kiasi cha dutu.

Mashamba ya kimwili hayana msongamano huo.

Mali ya jambo

Kila dutu ina seti ya mali maalum - sifa za lengo ambazo huamua ubinafsi wa dutu fulani na hivyo kufanya iwezekanavyo kutofautisha kutoka kwa vitu vingine vyote. Tabia za tabia zaidi za kimwili na kemikali ni pamoja na mara kwa mara - wiani, kiwango cha kuyeyuka, kiwango cha kuchemsha, sifa za thermodynamic, vigezo vya muundo wa kioo. Sifa kuu za dutu ni pamoja na mali zake za kemikali.

Aina mbalimbali za dutu

Idadi ya vitu kwa kanuni haina ukomo; Kwa idadi fulani ya vitu, vitu vipya vinaongezwa kila wakati, vyote vilivyogunduliwa katika asili na kuunganishwa kwa njia ya bandia.

Dutu za kibinafsi na mchanganyiko

Majimbo ya jumla

Dutu zote, kimsingi, zinaweza kuwepo katika hali tatu za mkusanyiko - imara, kioevu na gesi. Kwa hivyo, barafu, maji ya kioevu na mvuke wa maji ni imara, maji ya kioevu na ya gesi ya dutu moja - maji H 2 O. Aina imara, kioevu na gesi sio sifa za kibinafsi za dutu, lakini zinahusiana tu na tofauti tofauti, kulingana na nje ya kimwili. hali ya hali ya kuwepo kwa vitu. Kwa hiyo, haiwezekani kuhusisha maji tu ishara ya kioevu, oksijeni - ishara ya gesi, na kloridi ya sodiamu - ishara ya hali imara. Kila moja ya hizi (na vitu vingine vyote), wakati hali inabadilika, inaweza kubadilika kuwa nyingine yoyote kati ya majimbo matatu ya mkusanyiko.

Wakati wa mpito kutoka kwa mifano bora ya majimbo dhabiti, kioevu na gesi hadi hali halisi ya vitu, aina kadhaa za kati za mpaka hugunduliwa, zinazojulikana sana ambazo ni hali ya amofasi (kioo), hali ya fuwele ya kioevu na elastic (polima). ) jimbo. Katika suala hili, dhana pana ya "awamu" hutumiwa mara nyingi.

Katika fizikia, hali ya jumla ya nne ya suala inazingatiwa - plasma, hali ya ionized kwa sehemu au kabisa ambayo wiani wa chaji chanya na hasi ni sawa (plasma haina upande wowote wa umeme).

Fuwele

Fuwele ni vitu vikali ambavyo vina sura ya nje ya asili ya polihedra ya kawaida ya ulinganifu, kulingana na muundo wao wa ndani, ambayo ni, kwa moja ya mipangilio kadhaa maalum ya chembe zinazounda dutu hii (atomi, molekuli, ioni). Muundo wa kioo, kuwa mtu binafsi kwa kila dutu, inahusu mali ya msingi ya kimwili na kemikali. Chembe za msingi za hii imara huunda kimiani cha kioo. Ikiwa lati za kioo ni sterometrically (spatially) sawa au sawa (zina ulinganifu sawa), basi tofauti ya kijiometri kati yao iko, hasa, katika umbali tofauti kati ya chembe zinazochukua maeneo ya kimiani. Umbali kati ya chembe zenyewe huitwa vigezo vya kimiani. Vigezo vya kimiani, pamoja na pembe za polihedra ya kijiometri, imedhamiriwa na mbinu za kimwili za uchambuzi wa muundo, kwa mfano, mbinu za uchambuzi wa muundo wa X-ray.

Mara nyingi yabisi huunda (kulingana na hali) zaidi ya aina moja ya kimiani ya kioo; fomu hizo huitwa marekebisho ya polymorphic. Kwa mfano, kati ya vitu rahisi, rhombic na monoclinic sulfuri, grafiti na almasi, ambayo ni hexagonal na marekebisho ya ujazo ya kaboni, yanajulikana; kati ya vitu tata, quartz, tridymite na cristobalite ni marekebisho mbalimbali ya dioksidi ya silicon.

Jambo la kikaboni

Fasihi

  • Kemia: Rejea. ed./ W. Schröter, K.-H. Lautenschläger, H. Bibrak na wenzie: Trans. naye. - M.: Kemia, 1989

Angalia pia