CHẤT
CHẤT
loại vật chất, không giống như vật chất. trường, có khối lượng nghỉ. Cuối cùng, vũ trụ được tạo thành từ các hạt cơ bản có phần còn lại khác không. (chủ yếu từ electron, proton, neutron). Trong cổ điển vật lý V. và vật lý. số không hoàn toàn đối lập nhau như hai loại vật chất, loại thứ nhất là rời rạc và loại thứ hai là liên tục. Lượng tử, đã đưa ra ý tưởng về tính đối ngẫu. Bản chất sóng hạt của bất kỳ vật thể vi mô nào đều dẫn đến việc san bằng sự đối lập này. Việc phát hiện ra mối quan hệ chặt chẽ giữa năng lượng và trường đã dẫn đến những ý tưởng sâu sắc hơn về cấu trúc của vật chất. Trên cơ sở đó V. và vật chất được phân định chặt chẽ xuyên suốt làm ơn. nhiều thế kỷ được xác định với cả triết học và khoa học, và triết giaý nghĩa vẫn thuộc về phạm trù vật chất, còn V. vẫn giữ ý nghĩa khoa học trong vật lý và hóa học. Trong điều kiện trên mặt đất, năng lượng được tìm thấy ở bốn trạng thái: khí, lỏng, rắn và plasma. Người ta cho rằng V. cũng có thể tồn tại trong một môi trường đặc biệt, siêu đậm đặc (ví dụ như trong neutron) tình trạng.
Vavilov S.I., Phát triển ý tưởng về vật chất, Bộ sưu tập. op., T. 3, M., 1956, Với.-41-62; Cấu trúc và hình thức của vật chất. [Đã ngồi. Nghệ thuật.], M., 1967.
I. S. Alekseev.
Từ điển bách khoa triết học. - M.: Bách khoa toàn thư Liên Xô. Ch. biên tập viên: L. F. Ilyichev, P. N. Fedoseev, S. M. Kovalev, V. G. Panov. 1983 .
CHẤT
ý nghĩa của nó gần với khái niệm vấn đề, nhưng không hoàn toàn tương đương với nó. Trong khi từ “” chủ yếu gắn liền với những ý tưởng về thực tế thô ráp, trơ, chết, trong đó các quy luật cơ học chiếm ưu thế, thì chất là một “vật liệu”, nhờ vào việc tiếp nhận hình thức, gợi lên ý tưởng về thiết kế, sức sống, và sự cao quý. Cm. Dệt Gestalt.
Từ điển bách khoa triết học. 2010 .
CHẤT
một trong những dạng cơ bản của vật chất. V. bao gồm vĩ mô. các vật thể ở mọi trạng thái kết tụ (khí, lỏng, tinh thể, v.v.) và các hạt tạo thành chúng, có khối lượng riêng (“khối lượng nghỉ”). Một số lượng lớn các loại hạt đã được biết đến: các hạt “cơ bản” (electron, proton, neutron, meson, positron, v.v.), hạt nhân nguyên tử, nguyên tử, phân tử, ion, gốc tự do, hạt keo, đại phân tử, v.v. (xem . Các hạt cơ bản của vật chất).
Lít.: Engels F., Biện chứng của Tự nhiên, M., 1955; của ông, Anti-Dühring, M., 1957; Lenin V.I., Chủ nghĩa duy vật và chủ nghĩa kinh nghiệm phê phán, Tác phẩm, tái bản lần thứ 4, tập 14; Vavilov S.I., Phát triển ý tưởng về vật chất, Bộ sưu tập. soch., tập 3, M., 1956; của ông, Lênin và hiện đại, ibid.; ông, Lênin và những vấn đề triết học của vật lý hiện đại, ibid.; Goldansky V., Leikin E., Sự biến đổi của hạt nhân nguyên tử, M., 1958; Kondratiev V.N., Cấu trúc và tính chất hóa học của phân tử, M., 1953; "Những tiến bộ trong khoa học vật lý", 1952, câu 48, không. 2 (dành riêng cho vấn đề khối lượng và năng lượng); Ovchinnikov N.F., Khái niệm khối lượng và năng lượng..., M., 1957; Kedrov B. M., Sự phát triển của khái niệm nguyên tố trong hóa học, M., 1956; Novozhilov Yu., Hạt cơ bản, M., 1959.
Bách khoa toàn thư triết học. Gồm 5 tập - M.: Bách khoa toàn thư Liên Xô. được biên tập bởi F. V. Konstantinov. 1960-1970 .
từ đồng nghĩa:
Khái niệm vật chất được nghiên cứu bởi nhiều ngành khoa học cùng một lúc. Chúng tôi sẽ phân tích câu hỏi chất nào là từ hai quan điểm - từ quan điểm của khoa học hóa học và từ quan điểm của vật lý.
Chất trong hóa học và vật lý
Các nhà hóa học hiểu vật chất là một chất vật lý có một tập hợp các nguyên tố hóa học nhất định. Trong vật lý hiện đại, vật chất được coi là một loại vật chất bao gồm các fermion hoặc một loại vật chất chứa fermion, boson và có khối lượng nghỉ. Như thường lệ, vật chất phải bao gồm các hạt, chủ yếu là electron, proton và neutron. Proton và neutron tạo thành hạt nhân nguyên tử, và các nguyên tố này cùng nhau tạo thành nguyên tử (vật chất nguyên tử).
Tính của vật chất
Hầu như mỗi chất đều có tập hợp đặc tính riêng. Tính chất được hiểu là những đặc điểm biểu thị tính chất riêng của một chất, từ đó thể hiện sự khác biệt của nó với tất cả các chất khác. Các tính chất vật lý và hóa học đặc trưng là các hằng số - mật độ, các loại nhiệt độ, nhiệt động lực học, các chỉ số về cấu trúc tinh thể.
Phân loại hóa học các chất
Trong hóa học, các chất được chia thành các hợp chất và hỗn hợp của chúng. Ngoài ra, cần phải nói rằng các chất hữu cơ là một tập hợp các nguyên tử được kết nối với nhau, có tính đến những khuôn mẫu nhất định. Cần lưu ý rằng ranh giới giữa một hợp chất và hỗn hợp các chất khá khó xác định rõ ràng. Điều này là do khoa học biết các chất có thành phần thay đổi. Không thể tạo ra một công thức chính xác cho chúng. Ngoài ra, một hợp chất phần lớn là một sự trừu tượng, vì theo nghĩa thực tế, chỉ có thể đạt được độ tinh khiết cuối cùng của chất được nghiên cứu. Bất kỳ mẫu nào tồn tại trong đời thực đều là hỗn hợp các chất, nhưng với ưu thế là một chất trong toàn bộ nhóm. Ngoài ra, cần nói rõ chất hữu cơ là gì. Nhóm các chất phức tạp này có chứa carbon (protein, carbohydrate).
Chất đơn giản và chất phức tạp
Các chất đơn giản (O2, O3, H2, Cl2) là những chất chỉ bao gồm các nguyên tử của một nguyên tố hóa học. Những chất này là một dạng tồn tại của các nguyên tố ở dạng tự do. Nói cách khác, những nguyên tố hóa học này không kết hợp với các nguyên tố khác sẽ tạo thành các chất đơn giản. Khoa học biết hơn 400 loại chất như vậy. Các chất đơn giản được phân loại theo loại liên kết giữa các nguyên tử. Như vậy, các chất đơn giản được chia thành kim loại (Na, Mg, Al, Bi, v.v.) và phi kim loại (H 2, N 2, Br 2, Si, v.v.).
Các chất phức tạp là các hợp chất hóa học bao gồm các nguyên tử của hai hoặc nhiều nguyên tố liên kết với nhau. Các chất đơn giản cũng có quyền được gọi là hợp chất hóa học nếu phân tử của chúng gồm các nguyên tử được nối với nhau bằng liên kết cộng hóa trị (nitơ, oxy, brom, flo). Nhưng sẽ là sai lầm nếu gọi khí trơ (cao quý) và các hợp chất hóa học hydro nguyên tử.
Phân loại vật lý các chất
Theo quan điểm vật lý, các chất tồn tại ở nhiều trạng thái kết tụ - thể, lỏng và khí. Ví dụ, những chất rắn nào có thể nhìn thấy được bằng mắt thường. Điều tương tự cũng có thể nói về một trạng thái kết hợp khác. Qua trường học chúng ta biết những chất lỏng nào tồn tại trong tự nhiên. Đáng chú ý là một chất như nước có thể tồn tại cùng một lúc ở ba trạng thái - nước đá, nước lỏng và hơi nước. Ba trạng thái tổng hợp của một chất không được coi là đặc tính riêng biệt của chất mà tương ứng với các trạng thái khác nhau, tùy thuộc vào các điều kiện tồn tại bên ngoài của chất. Trong quá trình chuyển đổi từ trạng thái kết tụ sang trạng thái thực của một chất hóa học, có thể xác định được một số loại trung gian, trong khoa học được gọi là trạng thái vô định hình hoặc thủy tinh, cũng như trạng thái tinh thể lỏng và trạng thái polymer. Về vấn đề này, các nhà khoa học thường sử dụng khái niệm “pha”.
Trong số những thứ khác, vật lý cũng xem xét trạng thái kết tụ thứ tư của một chất hóa học. Đây là plasma, tức là trạng thái bị ion hóa hoàn toàn hoặc một phần và mật độ điện tích dương và âm ở trạng thái này là như nhau, nói cách khác, plasma trung hòa về điện. Nói chung, trong tự nhiên có rất nhiều chất, nhưng bây giờ bạn đã biết có những chất nào và điều này quan trọng hơn nhiều.
Tất cả các chất hóa học có thể được chia thành hai loại: chất tinh khiết và hỗn hợp (Hình 4.3).
Các chất tinh khiết có thành phần không đổi và các tính chất vật lý và hóa học được xác định rõ ràng. Chúng luôn đồng nhất (đồng nhất) về thành phần (xem bên dưới). Các chất tinh khiết lần lượt được chia thành các chất đơn giản (các nguyên tố tự do) và các hợp chất.
Chất đơn giản (nguyên tố tự do) là chất tinh khiết không thể phân chia thành các chất tinh khiết đơn giản hơn. Các nguyên tố thường được chia thành kim loại và phi kim loại (xem Chương 11).
Hợp chất là chất tinh khiết gồm hai hay nhiều nguyên tố có liên hệ với nhau trong mối quan hệ không đổi và xác định. Ví dụ, hợp chất carbon dioxide (CO2) bao gồm hai nguyên tố - carbon và oxy. Carbon dioxide luôn chứa 27,37% carbon và 72,73% oxy theo khối lượng. Tuyên bố này áp dụng như nhau cho các mẫu carbon dioxide thu được ở Bắc Cực, Nam Cực, sa mạc Sahara hoặc trên Mặt trăng. Như vậy, trong carbon dioxide, carbon và oxy luôn được kết hợp theo một tỷ lệ không đổi và được xác định chặt chẽ.
Cơm. 4.3. Phân loại hóa chất
Hỗn hợp là những chất gồm hai hay nhiều chất tinh khiết. Chúng có thành phần ngẫu nhiên. Trong một số trường hợp, hỗn hợp bao gồm một pha và sau đó được gọi là đồng nhất (đồng nhất). Một ví dụ về hỗn hợp đồng nhất là dung dịch. Trong các trường hợp khác, hỗn hợp bao gồm hai hoặc nhiều pha. Khi đó chúng được gọi là không đồng nhất (heterogeneous). Một ví dụ về hỗn hợp không đồng nhất là đất.
Các loại hạt. Tất cả các chất hóa học - các chất đơn giản (nguyên tố), hợp chất hoặc hỗn hợp - đều bao gồm các hạt thuộc một trong ba loại mà chúng ta đã làm quen trong các chương trước. Những hạt này là:
- nguyên tử (một nguyên tử được tạo thành từ các electron, neutron và proton, xem Chương 1; nguyên tử của mỗi nguyên tố được đặc trưng bởi một số lượng proton nhất định trong hạt nhân của nó và số này được gọi là số nguyên tử của nguyên tố tương ứng);
- phân tử (một phân tử bao gồm hai hoặc nhiều nguyên tử được kết nối với nhau theo tỷ lệ nguyên);
- ion (ion là nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử tích điện; điện tích của ion là do sự tăng hoặc giảm electron).
Các hạt hóa học cơ bản Một hạt hóa học cơ bản là bất kỳ nguyên tử, phân tử, ion, gốc, phức hợp, v.v. riêng lẻ về mặt hóa học hoặc đồng vị, có thể được xác định là một đơn vị loài riêng biệt. Một tập hợp các hạt hóa học cơ bản giống hệt nhau tạo thành một loài hóa học. Tùy theo ngữ cảnh, tên hóa học, công thức và phương trình phản ứng có thể đề cập đến các hạt cơ bản hoặc các loại hóa chất*. Khái niệm chất hóa học được giới thiệu ở trên đề cập đến một loại hóa chất có thể thu được với số lượng đủ để cho phép phát hiện các đặc tính hóa học của nó.
Con người luôn tìm kiếm những vật liệu không để lại cơ hội cho đối thủ cạnh tranh. Từ xa xưa, các nhà khoa học đã tìm kiếm những vật liệu cứng nhất trên thế giới, nhẹ nhất và nặng nhất. Khát khao khám phá đã dẫn tới việc phát hiện ra một loại khí lý tưởng và một vật đen lý tưởng. Chúng tôi giới thiệu với bạn những chất tuyệt vời nhất trên thế giới.
1. Chất đen nhất
Chất đen nhất trên thế giới được gọi là Vantablack và bao gồm một tập hợp các ống nano carbon (xem carbon và các dạng thù hình của nó). Nói một cách đơn giản, chất liệu này bao gồm vô số “sợi tóc”, một khi vướng vào chúng, ánh sáng sẽ phản xạ từ ống này sang ống khác. Bằng cách này, khoảng 99,965% luồng ánh sáng bị hấp thụ và chỉ một phần rất nhỏ bị phản xạ trở lại.
Việc phát hiện ra Vantablack mở ra triển vọng rộng lớn cho việc sử dụng loại vật liệu này trong thiên văn học, điện tử và quang học.
2. Chất dễ cháy nhất
Clo triflorua là chất dễ cháy nhất mà nhân loại từng biết đến. Nó là một tác nhân oxy hóa mạnh và phản ứng với hầu hết các nguyên tố hóa học. Clo triflorua có thể đốt cháy bê tông và dễ dàng đốt cháy thủy tinh! Việc sử dụng clo triflorua thực tế là không thể do tính dễ cháy đặc biệt của nó và không thể đảm bảo sử dụng an toàn.
3. Chất độc nhất
Chất độc mạnh nhất là độc tố botulinum. Chúng tôi biết nó dưới cái tên Botox, tên gọi của nó trong ngành thẩm mỹ, nơi nó đã tìm thấy ứng dụng chính của mình. Độc tố Botulinum là một chất hóa học được sản xuất bởi vi khuẩn Clostridium botulinum. Ngoài việc độc tố botulinum là chất độc nhất, nó còn có trọng lượng phân tử lớn nhất trong số các protein. Độc tính phi thường của chất này được chứng minh bằng việc chỉ 0,00002 mg min/l độc tố botulinum là đủ để khiến vùng bị ảnh hưởng gây tử vong cho con người trong nửa ngày.
4. Chất nóng nhất
Đây được gọi là plasma quark-gluon. Chất này được tạo ra bằng cách va chạm các nguyên tử vàng ở tốc độ gần ánh sáng. Plasma quark-gluon có nhiệt độ 4 nghìn tỷ độ C. Để so sánh, con số này cao gấp 250.000 lần nhiệt độ của Mặt trời! Thật không may, thời gian tồn tại của vật chất bị giới hạn ở một phần nghìn tỷ của một phần nghìn tỷ giây.
5. Axit ăn da nhất
Trong đề cử này, quán quân là axit florua-antimon H. Axit florua-antimon có tính ăn da cao hơn axit sunfuric 2×10 16 (hai trăm triệu tỷ) lần. Nó là một chất rất hoạt động và có thể phát nổ nếu thêm một lượng nhỏ nước. Khói của axit này cực độc chết người.
6. Chất dễ nổ nhất
Chất dễ nổ nhất là heptanitrocubane. Nó rất đắt tiền và chỉ được sử dụng cho nghiên cứu khoa học. Nhưng octogen ít nổ hơn một chút được sử dụng thành công trong quân sự và địa chất khi khoan giếng.
7. Chất phóng xạ mạnh nhất
Polonium-210 là một đồng vị của polonium không tồn tại trong tự nhiên mà được con người tạo ra. Được sử dụng để tạo ra những nguồn năng lượng thu nhỏ nhưng đồng thời rất mạnh mẽ. Nó có thời gian bán hủy rất ngắn và do đó có khả năng gây bệnh phóng xạ nghiêm trọng.
8. Chất nặng nhất
Tất nhiên, đây là fullerite. Độ cứng của nó cao gần gấp 2 lần so với kim cương tự nhiên. Bạn có thể đọc thêm về fullerite trong bài viết Vật liệu cứng nhất thế giới của chúng tôi.
9. Nam châm mạnh nhất
Nam châm mạnh nhất trên thế giới được làm từ sắt và nitơ. Hiện tại, công chúng chưa có thông tin chi tiết về chất này, nhưng người ta đã biết rằng siêu nam châm mới mạnh hơn 18% so với nam châm mạnh nhất hiện đang được sử dụng - neodymium. Nam châm neodymium được làm từ neodymium, sắt và boron.
10. Chất lỏng nhất
Superfluid Helium II hầu như không có độ nhớt ở nhiệt độ gần độ không tuyệt đối. Đặc tính này là do đặc tính độc đáo của nó là rò rỉ và tràn ra khỏi bình làm bằng bất kỳ vật liệu rắn nào. Helium II có triển vọng sử dụng làm chất dẫn nhiệt lý tưởng trong đó nhiệt không tiêu tán.
Sự khác biệt giữa vật chất và trường
Trường, không giống như các chất, được đặc trưng bởi tính liên tục; trường điện từ và trường hấp dẫn, trường lực hạt nhân và trường sóng của các hạt cơ bản khác nhau đã được biết đến.
Khoa học tự nhiên hiện đại loại bỏ sự khác biệt giữa vật chất và trường, vì cả vật chất và trường đều bao gồm nhiều hạt khác nhau có bản chất sóng hạt (kép). Việc xác định mối quan hệ chặt chẽ giữa trường và vật chất đã dẫn đến những ý tưởng sâu sắc hơn về sự thống nhất của mọi hình thức và cấu trúc của thế giới vật chất.
Một chất đồng nhất được đặc trưng bởi mật độ - tỷ lệ khối lượng của một chất với thể tích của nó:
Ở đâu ρ - mật độ của chất, tôi- khối lượng chất, V.- khối lượng của chất đó.
Các trường vật lý không có mật độ như vậy.
Tính của vật chất
Mỗi chất có một tập hợp các tính chất cụ thể - đặc điểm khách quan quyết định tính chất riêng của một chất cụ thể và do đó giúp phân biệt nó với tất cả các chất khác. Các tính chất vật lý và hóa học đặc trưng nhất bao gồm hằng số - mật độ, điểm nóng chảy, điểm sôi, đặc tính nhiệt động, thông số cấu trúc tinh thể. Các đặc tính chính của một chất bao gồm các tính chất hóa học của nó.
Chất đa dạng
Số lượng chất về nguyên tắc là không giới hạn; Đối với một số lượng chất nhất định, các chất mới liên tục được bổ sung, vừa được tìm thấy trong tự nhiên vừa được tổng hợp một cách nhân tạo.
Các chất và hỗn hợp riêng lẻ
Trạng thái tổng hợp
Về nguyên tắc, tất cả các chất đều có thể tồn tại ở ba trạng thái kết tụ - rắn, lỏng và khí. Như vậy, nước đá, nước lỏng và hơi nước là các trạng thái rắn, lỏng và khí của cùng một chất - nước H 2 O. Các dạng rắn, lỏng và khí không phải là những đặc tính riêng biệt của các chất mà chỉ tương ứng với các chất khác nhau, tùy thuộc vào đặc tính vật lý bên ngoài. điều kiện tồn tại của chất. Vì vậy, không thể coi nước chỉ là dấu hiệu của chất lỏng, oxy - dấu hiệu của chất khí và natri clorua - dấu hiệu của trạng thái rắn. Mỗi chất này (và tất cả các chất khác), khi điều kiện thay đổi, có thể chuyển đổi thành bất kỳ trạng thái nào khác trong ba trạng thái kết tụ.
Trong quá trình chuyển đổi từ các mô hình lý tưởng của trạng thái rắn, lỏng và khí sang trạng thái thực của vật chất, một số loại trung gian ranh giới được phát hiện, trong đó nổi tiếng là trạng thái vô định hình (thủy tinh), trạng thái tinh thể lỏng và trạng thái đàn hồi cao (polyme). ) tình trạng. Về vấn đề này, khái niệm rộng hơn về “pha” thường được sử dụng.
Trong vật lý, trạng thái tổng hợp thứ tư của vật chất được xem xét - plasma, trạng thái ion hóa một phần hoặc hoàn toàn trong đó mật độ của điện tích dương và âm là như nhau (plasma trung hòa về điện).
Tinh thể
Tinh thể là các chất rắn có hình dạng bên ngoài tự nhiên của các khối đa diện đối xứng đều, dựa trên cấu trúc bên trong của chúng, nghĩa là dựa trên một trong một số cách sắp xếp đều đặn cụ thể của các hạt tạo nên chất đó (nguyên tử, phân tử, ion). Cấu trúc tinh thể, mang tính riêng lẻ của từng chất, đề cập đến các tính chất vật lý và hóa học cơ bản. Các hạt cấu thành của chất rắn này tạo thành một mạng tinh thể. Nếu các mạng tinh thể giống hệt nhau hoặc tương tự nhau về mặt hình học (không gian) (có cùng tính đối xứng), thì sự khác biệt hình học giữa chúng, đặc biệt, nằm ở khoảng cách khác nhau giữa các hạt chiếm giữ các vị trí mạng tinh thể. Khoảng cách giữa các hạt được gọi là tham số mạng. Các tham số mạng, cũng như các góc của khối đa diện hình học, được xác định bằng các phương pháp phân tích cấu trúc vật lý, ví dụ, phương pháp phân tích cấu trúc tia X.
Thông thường chất rắn hình thành (tùy theo điều kiện) nhiều dạng mạng tinh thể; những hình thức như vậy được gọi là sửa đổi đa hình. Ví dụ, trong số các chất đơn giản, lưu huỳnh hình thoi và đơn nghiêng, than chì và kim cương, là những biến thể hình lục giác và lập phương của carbon, được biết đến trong số các chất phức tạp, thạch anh, tridymite và cristobalite là những dạng biến đổi khác nhau của silicon dioxide.
Chất hữu cơ
Văn học
- Hóa học: Tài liệu tham khảo. ed./ W. Schröter, K.-H. Lautenschläger, H. Bibrak và cộng sự: Trans. với anh ấy. - M.: Hóa học, 1989
Xem thêm
| Vấn đề | |
|---|---|
| Vật lý | |
| Chất lượng cao đặc trưng |
Chất
|