1.1. Тела и среды. Представление о системах

Изучая в прошлом году физику, вы узнали, что мир, в котором мы живем, представляет собой мир физических тел и сред . Чем физическое тело отличается от среды? Любое физическое тело имеет форму и объем.

Например, физическими телами являются самые разнообразные предметы: алюминиевая ложка, гвоздь, бриллиант, стакан, полиэтиленовый пакет, айсберг, крупинка поваренной соли, кусок сахара, дождевая капля. А воздух? Он постоянно находится вокруг нас, но мы не видим его формы. Для нас воздух – это среда. Другой пример: для человека море – это хотя и очень большое, но все же физическое тело – оно имеет форму и объем. А для рыбы, которая в нем плавает – море – это, скорее всего, среда.

Из своего жизненного опыта вы знаете, что все, что нас с вами окружает, из чего-то состоит. Учебник, который лежит перед вами, состоит из тонких листов с текстом и более прочной обложки; будильник, который будит вас по утрам, – из множества разнообразных деталей. То есть мы можем утверждать, что учебник и будильник представляют собой систему .

Очень важно то, что составные части системы именно связаны, так как при отсутствии связей между ними любая система превратилась бы в " кучу" .

Важнейшей особенностью каждой системы является ее состав и строение . Именно от состава и строения зависят все остальные особенности системы.

Представление о системах необходимо нам для того, чтобы разобраться, из чего состоят физические тела и среды, ведь все они являются системами. (Газовые среды (газы) образуют систему только вместе с тем, что удерживает их от расширения.)

ТЕЛО, СРЕДА, СИСТЕМА, СОСТАВ СИСТЕМЫ, СТРОЕНИЕ СИСТЕМЫ.
1.Приведите несколько отсутствующих в учебнике примеров физических тел (не более пяти).
2.С какими физическими средами сталкивается в повседневной жизни лягушка?
3.Чем, на ваш взгляд, отличается физическое тело от среды?

Если вы заглянете в сахарницу или солонку, то увидите, что сахар и соль состоят из довольно мелких крупинок. А если посмотреть на эти крупинки через увеличительное стекло, то можно разглядеть, что каждая из них представляет собой многогранник с плоскими гранями (кристаллик). Без специальной аппаратуры нам не удастся различить, из чего состоят эти кристаллики, но современной науке хорошо известны методы, позволяющие это сделать. Эти методы и приборы, их использующие, разработаны физиками. В них используются очень сложные явления, которые мы не будем здесь рассматривать. Скажем только, что эти методы можно уподобить очень сильному микроскопу. Если рассматривать в такой " микроскоп" кристаллик соли или сахара все с большим и большим увеличением, то, в конце концов, мы обнаружим что в состав этого кристаллика входят очень маленькие частички шарообразной формы. Обычно их называют атомы (хотя это не совсем верно, более точное их название – нуклиды ). Атомы входят в состав всех окружающих нас тел и сред.

Атомы – очень маленькие частицы, их размер лежит в пределах от одного до пяти ангстрем (обозначается – А o .). Один ангстрем – это 10 –10 метра. Размер кристаллика сахара приблизительно 1 мм, такой кристаллик больше любого из входящих в его состав атомов примерно в 10 миллионов раз. Чтобы лучше представить себе, насколько маленькими частичками являются атомы, рассмотрим такой пример: если яблоко увеличить до размеров земного шара, то атом, увеличенный во столько же раз, станет размером со среднее яблоко.
Несмотря на столь малые размеры, атомы представляют собой довольно сложные частицы. Со строением атомов вы познакомитесь в этом году, а пока скажем только, что любой атом состоит из атомного ядра и связанной с ним электронной оболочки , то есть тоже представляет собой систему.
В настоящее время известно чуть более ста видов атомов. Из них устойчиво около восьмидесяти. И из этих восьмидесяти видов атомов построены все окружающие нас объекты во всем их бесконечном многообразии.
Одной из важнейших особенностей атомов является их склонность соединяться друг с другом. Чаще всего при этом образуются молекулы .

Молекула может содержать от двух до нескольких сотен тысяч атомов. При этом маленькие молекулы (двухатомные, трехатомные...) могут состоять и из одинаковых атомов, а большие, как правило, состоят из разных атомов. Так как молекула состоит из нескольких атомов и эти атомы связаны, молекула представляет собой систему.В твердых и жидких телах молекулы связаны друг с другом, а в газах – не связаны.
Связи между атомами называются химическими связями , а связи между молекулами – межмолекулярными связями .
Связанные между собой молекулы образуют вещества .

Вещества, состоящие из молекул, называются молекулярными веществами . Так, вода состоит из молекул воды, сахар – из молекул сахарозы, а полиэтилен – из молекул полиэтилена.
Кроме этого,многие вещества состоят непосредственно из атомов или других частиц и не содержат в своем составе молекул. Например, не содержат молекул алюминий, железо, алмаз, стекло, поваренная соль. Такие вещества называются немолекулярными .

В немолекулярных веществах атомы и другие химические частицы, как и в молекулах, связаны между собой химическими связями.Деление веществ на молекулярные и немолекулярные – это классификация веществ по типу строения .
Принимая, что связанные между собой атомы сохраняют шарообразную форму, можно построить объемные модели молекул и немолекулярных кристаллов. Примеры таких моделей приведены на рис. 1.1.
Большинство веществ обычно находится в одномиз трех агрегатных состояний : твердом, жидком или газообразном. При нагревании или охлаждении молекулярные вещества могут переходить из одного агрегатного состояния в другое. Такие переходы схематически показаны на рис. 1.2.

Переход немолекулярного вещества из одного агрегатного состояния в другое может сопровождаться изменением типа строения. Чаще всего это явление происходит при испарении немолекулярных веществ.

При плавлении,кипении,конденсации и тому подобных явлениях, происходящих с молекулярными веществами, молекулы веществ не разрушаются и не образуются. Рвутся или образуются только межмолекулярные связи. Например, лед при плавлении превращается в воду, а вода при кипении – в водяной пар. Молекулы воды при этом не разрушаются, и, следовательно, как вещество вода остается неизменной. Таким образом, во всех трех агрегатных состояниях это одно и то же вещество – вода.

Но далеко не все молекулярные вещества могут существовать во всех трех агрегатных состояниях. Многие из них при нагревании разлагаются , то есть превращаются в другие вещества, при этом разрушаются их молекулы. Например, целлюлоза (основная составная часть древесины и бумаги) при нагревании не плавится, а разлагается. Ее молекулы разрушаются, а из "осколков" образуются совсем другие молекулы.

Итак, молекулярное вещество остается самим собой, то есть химически неизменным, до тех пор, пока сохраняются неизменными его молекулы.

Но вы знаете, что молекулы находятся в постоянном движении. И атомы, из которых состоят молекулы, тоже движутся (колеблются). При повышении температуры колебания атомов в молекулах усиливаются. Можем ли мы сказать, что молекулы остаются полностью неизменными? Конечно, нет! Что же тогда остается неизменным? Ответ на этот вопрос – в одном из следующих параграфов.

АТОМ (НУКЛИД), МОЛЕКУЛА, ХИМИЧЕСКИЕ СВЯЗИ, МЕЖМОЛЕКУЛЯРНЫЕ СВЯЗИ, МОЛЕКУЛЯРНОЕ ВЕЩЕСТВО, НЕМОЛЕКУЛЯРНОЕ ВЕЩЕСТВО, ТИП СТРОЕНИЯ,АГРЕГАТНОЕ СОСТОЯНИЕ.

1.Какие связи прочнее: химические или межмолекулярные?
2.В чем отличие твердого, жидкого и газообразного состояний друг от друга? Как движутся молекулы в газе, жидкости и твердом теле?
3.Приходилось ли вам наблюдать процессы плавления каких-либо веществ (кроме льда)? А кипения (кроме воды)?
4.В чем особенности этих процессов? Приведите известные вам примеры сублимации твердых веществ.
5.Приведите примеры известных вам веществ, которые могут находиться а) во всех трех агрегатных состояниях; б) только в твердом или жидком состоянии; в) только в твердом состоянии.

Как вы уже знаете, атомы бывают одинаковые и разные. Чем разные атомы отличаются друг от друга по строению, вы скоро узнаете, а пока скажем только, что разные атомы отличаются химическим поведением , то есть своей способностью соединяться друг с другом, образуя молекулы (или немолекулярные вещества).

Иными словами, химические элементы – это те самые виды атомов, которые упоминались в предыдущем параграфе.
Каждый химический элемент имеет свое название, например: водород, углерод, железо и так далее. Кроме того, каждому элементу присвоен еще и свой символ . Эти символы вы видите, например, в " Таблице химических элементов" в школьном кабинете химии.
Химический элемент – абстрактная совокупность. Так называют любое число атомов данного вида, причем атомы эти могут находиться где угодно, например: один – на Земле, а другой – на Венере. Химический элемент нельзя ни увидеть, ни пощупать руками. Атомы, образующие химический элемент, могут быть как связаны, так и не связаны друг с другом. Следовательно, химический элемент не является ни веществом, ни материальной системой.

ХИМИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ, СИМВОЛ ЭЛЕМЕНТА.
1.Дайте определение понятия "химический элемент" с использованием слов "вид атомов".
2.Сколько значений имеет слово "железо" в химии? Какие это значения?

Прежде чем приступать к классификации любых объектов, необходимо выбрать признак, по которому вы будете проводить эту классификацию (классификационный признак ). Например, раскладывая по коробочкам груду карандашей, вы можете руководствоваться их цветом, формой, длиной, твердостью или чем-нибудь еще. Выбранная характеристика и будет классификационным признаком. Вещества – намного более сложные и разнообразные объекты, чем карандаши, поэтому и классификационных признаков здесь значительно больше.
Все вещества (а вы уже знаете, что вещество – это система) состоят из частиц. Первый классификационный признак – наличие (или отсутствие) в этих частицах атомных ядер. По этому признаку все вещества делятся на химические вещества и физические вещества .

Такими частицами (а их называют химическими частицами ) могут быть атомы (частицы с одним ядром), молекулы (частицы с несколькими ядрами), немолекулярные кристаллы (частицы с множеством ядер) и некоторые другие. Любая химическая частица, помимо ядер или ядра, содержит еще и электроны.
Кроме химических веществ, в природе существуют и другие вещества. Например: вещество нейтронных звезд, состоящее из частиц, называемых нейтронами; потоки электронов, нейтронов и других частиц. Такие вещества называют физическими.

На Земле с физическими веществами вы практически никогда не сталкиваетесь.
По типу химических частиц или по типу строения все химические вещества делятся на молекулярные и немолекулярные , это вы уже знаете.
Вещество может состоять из одинаковых по составу и строению химических частиц – в этом случае его называют чистым, или индивидуальным, веществом . Если же частицы разные, то – смесью .

Это относится как к молекулярным, так и к немолекулярным веществам. Например, молекулярное вещество " вода" состоит из одинаковых по составу и строению молекул воды, а немолекулярное вещество " поваренная соль" состоит из одинаковых по составу и строению кристалликов поваренной соли.
Большинство природных веществ представляет собой смеси. Например, воздух – смесь молекулярных веществ " азота" и " кислорода" с примесями других газов, а горная порода " гранит" – смесь немолекулярных веществ " кварца" , "полевого шпата" и " слюды" также с различными примесями.
Индивидуальные химические вещества часто называют просто веществами.
Химические вещества могут содержать атомы только одного химического элемента или атомы разных элементов. По этому признаку вещества делят на простые и сложные .

Например, простое вещество " кислород" состоит из двухатомных молекул кислорода, а в состав вещества " кислород" входят только атомы элемента кислорода. Другой пример: простое вещество " железо" состоит из кристаллов железа, а в состав вещества " железо" входят только атомы элемента железа. Исторически сложилось так, что обычно простое вещество имеет то же название, что и элемент, атомы которого входят в состав этого вещества.
Однако некоторые элементы образуют не одно, а несколько простых веществ. Например, элемент кислород образует два простых вещества: " кислород" , состоящий из двухатомных молекул, и " озон" , состоящий из трехатомных молекул. Элемент углерод образует два широко известных немолекулярных простых вещества: алмаз и графит. Такое явление называется аллотропией .

Эти простые вещества называются аллотропными модификациями . Они одинаковы по качественному составу, но отличаются друг от друга строением.

Так, сложное вещество " вода"состоит из молекул воды, которые, в свою очередь, состоят из атомов водорода и кислорода. Следовательно, атомы водорода и атомы кислорода входят в состав воды. Сложное вещество " кварц" состоит из кристаллов кварца, кристаллы кварца состоят из атомов кремния и атомов кислорода, то есть атомы кремния и атомы кислорода входят в состав кварца. Конечно, в состав сложного вещества могут входить атомы и более чем двух элементов.
Сложные вещества иначе называют соединениями.
Примеры простых и сложных веществ, а также их тип строения приведены в таблице 1.

Таблица I. Простые и сложные вещества молекулярного (м) и немолекулярного (н/м) типа строения

На рис. 1.3 показана схема классификации веществ по изученным нами признакам: по наличию ядер в образующих вещество частицах, по химической индивидуальности веществ, по содержанию атомов одного или нескольких элементов и по типу строения. Схема дополнена делением смесей на механические смеси и растворы , здесь классификационный признак – структурный уровень, на котором перемешаны частицы.

Как и индивидуальные вещества, растворы могут быть твердыми, жидкими (обычно называются просто " растворы") и газообразными (называются смесями газов). Примеры твердых растворов: ювелирный сплав золота с серебром, драгоценный камень рубин. Примеры жидких растворов вам хорошо известны: это, например, раствор поваренной соли в воде, столовый уксус (раствор уксусной кислоты в воде). Примеры газообразных растворов: воздух, кислородно-гелиевые смеси для дыхания аквалангистов и др.

ХИМИЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО, ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ВЕЩЕСТВО, СМЕСЬ, ПРОСТОЕ ВЕЩЕСТВО, СЛОЖНОЕ ВЕЩЕСТВО, АЛЛОТРОПИЯ, РАСТВОР.
1.Приведите не менее трех примеров индивидуальных веществ и столько же примеров смесей.
2.С какими простыми веществами вы постоянно сталкиваетесь в жизни?
3.Какие из приведенных вами в качестве примера индивидуальных веществ относятся к простым веществам, а какие к сложным?
4.В каких из следующих предложений речь идет о химическом элементе, а в каких – о простом веществе?
а) Атом кислорода столкнулся с атомом углерода.
б) В состав воды входят водород и кислород.
в) Смесь водорода с кислородом взрывоопасна.
г) Самый тугоплавкий металл – вольфрам.
д) Кастрюля сделана из алюминия.
е) Кварц – соединение кремния с кислородом.
ж) Молекула кислорода состоит из двух атомов кислорода.
з) Медь, серебро и золото известны людям с глубокой древности.
5.Приведите пять примеров известных вам растворов.
6.Каково, по вашему мнению, внешнее отличие механической смеси от раствора?

Каждый из объектов материальной системы (кроме элементарных частиц) сам является системой, то есть состоит из других, более мелких, объектов, связанных между собой. Итак, любая система сама является сложным объектом, а почти все объекты представляют собой системы. Например, важная для химии система – молекула – состоит из атомов, связанных между собой химическими связями (о природе этих связей вы узнаете, изучив главу 7). Другой пример: атом. Он также представляет собой материальную систему, состоящую из атомного ядра и связанных с ним электронов (о природе этих связей вы узнаете, изучив главу 3).
Каждый объект можно более или менее подробно описать или охарактеризовать, то есть перечислить его характеристики .

В химии объектами являются, прежде всего, вещества. Химические вещества бывают самые разнообразные:жидкие и твердые, бесцветные и окрашенные, легкие и тяжелые, активные и инертные и так далее. Одно вещество от другого отличается по целому ряду признаков, которые, как вы знаете, называются характеристиками.

Существуют самые разнообразные характеристики веществ: агрегатное состояние, цвет, запах, плотность, способность плавиться, температура плавления, способность разлагаться при нагревании, температура разложения, гигроскопичность (способность поглощать влагу), вязкость, способность взаимодействовать с другими веществами и многие другие. Важнейшие из этих характеристик – состав и строение . Именно от состава и строения вещества зависят все его остальные характеристики, в том числе и свойства.
Различают качественный состав и количественный состав вещества.
Чтобы описать качественный состав вещества, перечисляют, атомы каких элементов входят в состав этого вещества.
При описании количественного состава молекулярного вещества указывают атомы каких элементов и в каком количестве образуют молекулу данного вещества.
При описании количественного состава немолекулярного вещества указывают отношение числа атомов каждого из элементов, входящих в состав этого вещества.
Под строением вещества понимают а) последовательность соединения между собой атомов, образующих данное вещество; б) характер связей между ними и в) взаимное расположение атомов в пространстве.
Теперь вернемся к вопросу, которым закончили параграф 1.2 : что же остается неизменным в молекулах, если молекулярное вещество остается самим собой? Сейчас мы уже можем ответить на этот вопрос: неизменным в молекулах остается их состав и строение. А раз так, то можно уточнить и вывод, сделанный нами в параграфе 1.2:

Вещество остается самим собой, то есть химически неизменным, до тех пор, пока сохраняются неизменными состав и строение его молекул (для немолекулярных веществ – пока сохраняется его состав и характер связей между атомами ).

Как и для других систем, среди характеристик веществ в особую группу выделяются свойства веществ , то есть их способность изменяться в результате взаимодействия с другими телами или веществами, а также в результате взаимодействия составных частей данного вещества.
Второй случай довольно редкий, поэтому свойства вещества можно определить как способность этого вещества определенным образом изменяться при каком-либо внешнем воздействии. А так как внешние воздействия могут быть самыми разнообразными (нагревание, сжатие, погружение в воду, смешивание с другим веществом и тому подобное) то и изменения они могут вызвать тоже различные. При нагревании твердое вещество может расплавиться, а может и разложиться без плавления, превратившись в другие вещества. Если вещество при нагревании плавится, то мы говорим, что оно обладает способностью плавиться. Это свойство данного вещества (оно проявляется, например, у серебра и отсутствует у целлюлозы). Также и жидкость при нагревании может закипеть, а может и не закипеть, а тоже разложиться. Это – способность кипеть (она проявляется, например, у воды и отсутствует у расплавленного полиэтилена). Погруженное в воду вещество может раствориться в ней, а может и не раствориться, это свойство – способность растворяться в воде. Бумага, поднесенная к огню, на воздухе загорается, а золотая проволока – нет, то есть бумага (вернее, целлюлоза) проявляет способность гореть на воздухе, а золотая проволока не обладает этим свойством. Различных свойств у веществ очень много.
Способность плавиться, способность кипеть, способность деформироваться и тому подобные свойства относятся к физическим свойствам вещества.

Способность реагировать с другими веществами, способность разлагаться, а иногда и способность растворяться относятся к химическим свойствам вещества.

Другая группа характеристик веществ – количественные характеристики. Из характеристик, приведенных в начале параграфа, количественными являются плотность, температура плавления, температура разложения, вязкость. Все они представляют собой физические величины . В курсе физики вы познакомились с физическими величинами в седьмом классе и продолжаете их изучать. Важнейшие физические величины, используемые в химии, вы будете подробно изучать в этом году.
Среди характеристик вещества есть такие, которые не являются ни свойствами, ни количественными характеристиками, но имеют очень большое значение при описании вещества. К ним относятся состав, строение, агрегатное состояние и другие характеристики.
Каждое индивидуальное вещество имеет свой собственный набор характеристик, причем количественные характеристики такого вещества постоянны. Например, чистая вода при нормальном давлении кипит ровно при 100 o С, этиловый спирт при этих же условиях кипит при 78 o С. И вода, и этиловый спирт – индивидуальные вещества. А бензин, например, являясь смесью нескольких веществ, не имеет определенной температуры кипения (кипит в некотором интервале температур).

Различия в физических свойствах и других характеристиках веществ позволяют разделять состоящие из них смеси.

Для разделения смесей на составляющие их вещества используют разнообразные физические методы разделения, например: отстаивание с декантацией (сливанием жидкости с осадка), фильтрование (процеживание), выпаривание , магнитную сепарацию (разделение с помощью магнита) и многие другие методы. С некоторыми из этих методов вы познакомитесь практически.

ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЕЩЕСТВА, КАЧЕСТАВЕННЫЙ СОСТАВ, КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ, СТРОЕНИЕ ВЕЩЕСТВА, СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВА, ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА, ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА.
1.Опишите как систему
а) любой хорошо известный вам объект,
б) Солнечную систему. Укажите составные части этих систем и характер связей между составными частями.
2.Приведите примеры систем, состоящих из одних и тех же составных частей, но имеющих разное строение
3.Перечислите как можно больше характеристик какого-нибудь бытового предмета, например, карандаша (как системы!). Какие из этих характеристик являются свойствами?
4.Что такое характеристика вещества? Приведите примеры.
5.Что такое свойство вещества? Приведите примеры.
6.Далее приведены наборы характеристик трех веществ. Все эти вещества вам хорошо известны. Определите, о каких веществах идет речь
а) Твердое бесцветное вещество с плотностью 2,16 г/см 3 образует прозрачные кристаллы кубической формы, без запаха, растворимо в воде, водный раствор имеет соленый вкус, при нагревании до 801 o С плавится, а при 1465 o С кипит, в умеренных дозах для человека не ядовито.
б) Твердое вещество оранжево-красного цвета с плотностью 8,9 г/см 3 , кристаллы на глаз неразличимы, поверхность блестящая, в воде не растворяется, очень хорошо проводит электрический ток, пластично (легко вытягивается в проволоку), при 1084 o С плавится, а при 2540 o С кипит, на воздухе постепенно покрывается рыхлым бледно-сине-зеленым налетом.
в) Прозрачная бесцветная жидкость с резким запахом, плотность 1,05 г/см 3 , с водой смешивается во всех отношениях, водные растворы имеют кислый вкус, в разбавленных водных растворах для человека не ядовита, используется как приправа к пище, при охлаждении до –17 o С затвердевает, а при нагревании до 118 o С кипит, разъедает многие металлы. 7.Какие из приведенных в трех предыдущих примерах характеристики представляют собой а) физические свойства, б) химические свойства, в) значения физических величин.
8.Составьте самостоятельно перечни характеристик еще двух известных вам веществ.
Разделение веществ методом фильтрования.

Все то, что происходит с участием физических объектов, называется явлениями природы . К ним относятся и переходы веществ из одного агрегатного состояния в другое, и разложение веществ при нагревании, и взаимодействия их между собой.

При плавлении, кипении, сублимации, перетекании жидкости, изгибе твердого тела и других подобных явлениях молекулы веществ не изменяются.

А что происходит, например, при горении серы?
При горении серы молекулы серы и молекулы кислорода изменяются: превращаются в молекулы диоксида серы (см. рис. 1.4). Обратите внимание, что и общее число атомов, и число атомов каждого из элементов при этом остается неизменным.
Следовательно, существует два типа явлений природы:
1) явления, при которых молекулы веществ не изменяются – физические явления;
2) явления, при которых молекулы веществ изменяются – химические явления.
Что же происходит с веществами при этих явлениях?
В первом случае молекулы сталкиваются и разлетаются, не изменившись; во втором – молекулы, столкнувшись, реагируют друг с другом, при этом одни молекулы (старые) разрушаются, адругие (новые) образуются.
Что же изменяется в молекулах при химических явлениях?
В молекулах атомы связаны прочными химическими связями в единую частицу (в немолекулярных веществах – в единый кристалл). Природа атомов в химических явлениях не меняется, то есть атомы друг в друга не превращаются. Число атомов каждого элемента тоже не меняется (атомы не исчезают и не появляются). Что же изменяется? Связи между атомами! Точно так же и в немолекулярных веществах при химических явлениях изменяются связи между атомами. Изменение связей обычно сводится к их разрыву и последующему образованию новых связей. Например, при горении серы на воздухе разрываются связи между атомами серы в молекулах серы и между атомами кислорода в молекулах кислорода, а образуются связи между атомами серы и кислорода в молекулах диоксида серы.

Появление новых веществ обнаруживается по исчезновению характеристик реагирующих веществ и появлению новых характеристик, присущих продуктам реакции. Так при горении серы желтый порошок серы превращается в газ с резким неприятным запахом, а при горении фосфора образуются клубы белого дыма, состоящего из мельчайших частичек оксида фосфора.
Итак, химические явления сопровождаются разрывом и образованием химических связей, следовательно, химия как наука изучает явления природы, при которых происходит разрыв и образование химических связей (химические реакции),сопровождающие их физические явления и, естественно, химические вещества, участвующие в этих реакциях.
Чтобы изучать химические явления (то есть химию), нужно сначала изучитьсвязи между атомами (что это такое, какие они бывают, в чем их особенности). Но связи-то образуются между атомами.Следовательно, необходимо прежде всего изучить сами атомы, точнее, строение атомов разных элементов.
Таким образом, в 8-м и 9-м классах вы изучите
1) строение атомов;
2) химические связи и строение веществ;
3) химические реакции и процессы, их сопровождающие;
4) свойства важнейших простых веществ и соединений.
Кроме того, за это время вы познакомитесь с важнейшими физическими величинами, используемыми в химии, и с соотношениями между ними, а также научитесь проводить основные химические расчеты.

М. В. Ломоносов

Оглянитесь вокруг себя. Какое многообразие предметов вас окружает: это люди, животные, деревья. Это телевизор, автомобиль, яблоко, камень, лампочка, карандаш и др. Все невозможно перечислить. В физике любой предмет называют физическим телом .

Чем отличаются физические тела? Очень многим. Например, у них могут быть различные объемы и формы. Они могут состоять из разных веществ. Серебряная и золотая ложки имеют одинаковые объем и форму. Но состоят они из разных веществ: серебра и золота. Деревянные кубик и шарик имеют разные объем и форму. Это разные физические тела, но изготовлены из одного и того же вещества - древесины.

Кроме физических тел, есть еще физические поля. Поля существуют независимо от нас. Их не всегда можно обнаружить с помощью органов чувств человека. Например, поле вокруг магнита, поле вокруг заряженного тела. Но их легко обнаружить с помощью приборов.

С физическими телами и полями могут происходить разнообразные изменения. Ложка, опущенная в горячий чай, нагревается. Вода в луже испаряется, а в холодный день замерзает. Лампа излучает свет, девочка и собака бегут (движутся). Магнит размагничивается, и его магнитное поле ослабевает. Нагревание, испарение, замерзание, излучение, движение, размагничивание и т. д. - все эти изменения, происходящие с физическими телами и полями, называются физическими явлениями .

Изучая физику, вы познакомитесь со многими физическими явлениями.

Для описания свойств физических тел и физических явлений вводятся физические величины . Например, описать свойства деревянных шара и кубика можно с помощью таких физических величин, как объем, масса. Физическое явление - движение (девочки, автомобиля и др.) - можно описать, зная такие физические величины, как путь, скорость, промежуток времени. Обратите внимание на основной признак физической величины: ее можно измерить с помощью приборов или вычислить по формуле. Объем тела можно измерить мензуркой с водой, а можно, измерив длину a , ширину b и высоту c линейкой, вычислить по формуле

V = a ⋅ b ⋅ c.

Все физические величины имеют единицы измерения. О некоторых единицах измерения вы слышали много раз: килограмм, метр, секунда, вольт, ампер, киловатт и т. д. Более подробно с физическими величинами вы будете знакомиться в процессе изучения физики, т.е. в следующих статьях.

В сегодняшней статье порассуждаем о том, что такое физическое тело. данный термин уже не раз встречался вам за годы школьной учебы. С понятиями "физическое тело", "вещество", "явление" мы впервые сталкиваемся на уроках природоведения. Они являются предметом изучения большинства разделов специальной науки - физики.

Согласно "физическое тело" обозначает определенный материальный объект, обладающий формой и явно выраженной внешней границей, которая отделяет его от внешней среды и прочих тел. Кроме того, физическому телу присущи такие характеристики, как масса и объем. Данные параметры являются базовыми. Но кроме них имеются и другие. Речь идет о прозрачности, плотности, упругости, твердости и т. п.

Физические тела: примеры

Говоря упрощенно, любой из окружающих предметов мы можем назвать физическим телом. Самые привычные их примеры - книга, стол, машина, мяч, чашка. Простым телом физика называет то, чья геометрическая форма несложна. Составные физические тела - это те, что существуют в виде комбинаций скрепленных между собой простых тел. Например, очень условно человеческую фигуру можно представить в виде совокупности цилиндров и шаров.

Материал, из которого состоит любое из тел, именуется веществом. При этом они могут содержать в своем составе как одно, так и ряд веществ. Приведем примеры. Физические тела - столовые приборы (вилки, ложки). Изготовлены они чаще всего из стали. Нож может послужить примером тела, состоящего из двух разных видов веществ - стального лезвия и деревянной рукоятки. А такое сложное изделие, как сотовый телефон, производится из гораздо большего количества "ингредиентов".

Какими бывают вещества

Они могут быть природными и созданными искусственно. В древние времена все необходимые предметы люди изготавливали из натуральных материалов (наконечники стрел - из одежду - из звериных шкур). С развитием технического прогресса появились вещества, созданные человеком. И в настоящее время таковых - большинство. Классическим примером физического тела искусственного происхождения может служить пластик. Каждый его вид создавался человеком с целью обеспечения нужных качеств того или иного предмета. Например, прозрачный пластик - для линз очков, нетоксичный пищевой - для посуды, прочный - для бампера автомобиля.

Любой предмет (от до высокотехнологичного устройства) обладает рядом определенных качеств. Одно из свойств физических тел - это их способность притягиваться друг к другу в результате гравитационного взаимодействия. Измеряется оно при помощи физической величины, именуемой массой. По определению физиков, масса тел - это мера их гравитации. Она обозначается символом m.

Измерение массы

Данная физическая величина, как и любая другая, поддается измерению. Чтобы узнать, какова масса любого предмета, нужно сравнить его с эталоном. То есть с телом, масса которого принимается за единицу. Международной системой единиц (СИ) им считается килограмм. Такая "идеальная" единица массы существует в виде цилиндра, представляющего собой сплав иридия и платины. Данный международный образец хранится во Франции, а копии его имеются почти в каждой из стран.

Помимо килограмма используют понятие тонны, грамма или миллиграмма. Измеряют же массу тела взвешиванием. Это классический способ для повседневных расчетов. Но в современной физике есть и другие гораздо более современные и высокоточные. С их помощью определяют массу микрочастиц, а также гигантских объектов.

Другие свойства физических тел

Форма, масса и объем - важнейшие из характеристик. Но существуют и прочие свойства физических тел, каждое из которых важно в определённой ситуации. Например, предметы равного объема могут значительно различаться своей массой, то есть иметь разную плотность. Во многих ситуациях важны такие характеристики, как хрупкость, твердость, упругость или магнитные качества. Не следует забывать о теплопроводности, прозрачности, однородности, электропроводности и прочих многочисленных физических свойствах тел и веществ.

В большинстве случаев все подобные характеристики зависят от тех веществ или материалов, из которых предметы состоят. Например, резиновые, стеклянные и стальные шарики будут обладать абсолютно разными наборами физических качеств. Это имеет значение в ситуациях взаимодействий тел между собой, например изучении степени деформации их при сталкивании.

О принятых приближениях

Определенные разделы физики физическое тело рассматривают в качестве некой абстракции, обладающей идеальными характеристиками. Например, в механике тела представляются в виде материальных точек, не имеющих массы и прочих свойств. Данный раздел физики занимается движением таких условных точек, и для решения поставленных здесь задач подобные величины принципиального значения не имеют.

В научных расчетах часто применяется понятие абсолютно твердого тела. Таковым условно считается не подверженное никаким деформациям, с отсутствием смещения центра массы тело. Данная упрощенная модель позволяет теоретически воспроизводить ряд определенных процессов.

Раздел термодинамики в своих целях использует понятие абсолютно черного тела. А это что такое? Физическое тело (некий абстрактный предмет), способное поглощать любые попадающие на его поверхность излучения. При этом, если задача того требует, им могут излучаться электромагнитные волны. Если по условиям теоретических расчетов форма физических тел не принципиальна, по умолчанию считается, что она шарообразная.

Почему свойства тел так важны

Сама физика как таковая произошла от необходимости постичь законы, по которым ведут себя физические тела, а также механизмы существования разнообразных внешних явлений. К природным факторам можно отнести любые изменения в окружающей нас среде, не относящиеся к результатам человеческой деятельности. Многие из них люди используют себе на пользу, но другие могут быть опасными и даже катастрофическими.

Исследование поведения и самых разных свойств физических тел необходимо для людей в целях предсказания неблагоприятных факторов и предупреждения либо уменьшения наносимого ими вреда. Например, строительством волноломов люди привыкли бороться с негативными проявлениями морской стихии. Противостоять землетрясениям человечество научилось разработкой особых сейсмоустойчивых конструкций зданий. Несущие части автомобиля изготавливаются в особой, тщательно выверенной форме для уменьшения повреждений при авариях.

О структуре тел

Согласно другому определению, термин "физическое тело" подразумевает всё то, что можно признать реально существующим. Любое из них обязательно занимает часть пространства, а вещества, из которых они состоят, являются совокупностью молекул определённой структуры. Другие, более мелкие частицы его - атомы, но и каждый из них не является чем-либо неделимым и совершенно простым. Строение атома достаточно сложно. В его составе можно выделить положительно и отрицательно заряженные элементарные частицы - ионы.

Структура, согласно которой такие частицы выстраиваются в определённую систему, для твердых тел носит название кристаллической. Любой кристалл обладает определенной, строго фиксированной формой, что говорит об упорядоченном движении и взаимодействии его молекул и атомов. При изменении структуры кристаллов происходит нарушение физических свойств тела. От степени подвижности элементарных составляющих зависит его агрегатное состояние, которое может быть твердым, жидким или газообразным.

Для характеристики данных сложных явлений используется понятие коэффициентов сжатия или объемной упругости, которые являются взаимно обратными величинами.

Движение молекул

Состояние покоя ни атомам, ни молекулам твёрдых тел не присуще. Они находятся в постоянном движении, характер которого зависит от теплового состояния тела, и воздействий, которым оно в данный момент подвергается. Часть элементарных частиц - отрицательно заряженных ионов (именуемых электронами) движется с большей скоростью, чем имеющих положительный заряд.

С точки зрения агрегатного состояния, физические тела - это твердые предметы, жидкости или газы, что зависит от характера молекулярного движения. Вся совокупность твердых тел может быть поделена на кристаллические и аморфные. Движение частиц в кристалле признано полностью упорядоченным. В жидкостях молекулы двигаются по совершенно другому принципу. Они переходят из одной группы в другую, что можно образно представить подобно кочующим из одной небесной системы в другую кометам.

В любом из газообразных тел молекулы обладают гораздо более слабой связью, чем в жидких или твердых. Частицы там можно назвать отталкивающимися друг от друга. Упругость физических тел определяется сочетанием двух главных величин - коэффициента сдвига и коэффициента объемной упругости.

Текучесть тел

При всех значительных отличиях твердых и жидких физических тел между собой в свойствах их много общего. Часть из них, именуемых мягкими, занимают промежуточное агрегатное состояние между первыми и вторыми с присущими и тем, и другим физическими свойствами. Такое качество, как текучесть, можно обнаружить в твердом теле (пример - лед или сапожный вар). Присуще оно и металлам, в том числе достаточно твердым. Под давлением большинство из них способно течь подобно жидкости. Соединив и нагрев два твердых куска металла, возможно спаять их в единое целое. Причём процесс спаивания протекает при температуре гораздо более низкой, чем точка плавления каждого из них.

Данный процесс возможен при условии полного соприкосновения обеих частей. Именно таким способом получают различные металлические сплавы. Соответствующее свойство именуют диффузией.

О жидкостях и газах

По результатам многочисленных экспериментов ученые пришли к следующему выводу: твёрдые физические тела - это не какая-то обособленная группа. Различие между ними и жидкими состоит лишь в большем внутреннем трении. Переход веществ в разные состояния происходит в условиях определённой температуры.

Газы отличаются от жидкостей и твердых тел тем, что увеличения силы упругости даже при сильном изменении объёма в них не происходит. Различие между жидкостями и твердыми телами - в возникновении упругих сил в твердых телах при сдвиге, то есть изменении формы. Данного явления не наблюдается в жидкостях, которые могут принять любую из форм.

Кристаллические и аморфные

Как уже упоминалось, два возможных состояния твердых тел - аморфное и кристаллическое. К аморфным относятся тела, обладающие одинаковыми физическими свойствами по всем направлениям. Данное качество именуются изотропностью. В качестве примера можно привести затвердевшую смолу, изделия из янтаря, стекло. Их изотропность - результат беспорядочного расположения молекул и атомов в составе вещества.

В кристаллическом состоянии элементарные частицы расположены в строгом порядке и существуют в виде внутренней структуры, периодически повторяющейся в разных направлениях. Физические свойства таких тел отличаются, но в параллельных направлениях они совпадают. Такое свойство, присущее кристаллам, именуют анизотропностью. Ее причина - неодинаковая сила взаимодействия между молекулами и атомами в разных направлениях.

Моно- и поликристаллы

У монокристаллов внутренняя структура однородная и повторяется во всем объеме. Поликристаллы выглядят как множество хаотично сросшихся друг с другом небольших кристаллитов. Составляющие их частицы располагаются на строго определённом расстоянии друг от друга и в нужном порядке. Под кристаллической решеткой понимается совокупность узлов, то есть точек, служащих центрами молекул либо атомов. Металлы с кристаллической структурой служат материалом для каркасов мостов, зданий и других прочных конструкций. Именно потому свойства кристаллических тел тщательно изучаются в практических целях.

На реальные характеристики прочности оказывают негативное воздействие дефекты кристаллической решетки, как поверхностные, так и внутренние. Подобным свойствам твёрдых тел посвящен отдельный раздел физики, именуемый механикой твердого тела.

Внимание!

Если вы видите это сообщение, то у вас в браузере отключен JavaScript . Для корректной работы портала вам необходимо включить JavaScript . На портале используется технология jQuery , которая работает только при условии использования браузером этой опции.

Физическое тело

Физическое тело известно ученым во всех подробностях, но мы не находим в научных исследованиях того объединяющего начала, которое давало бы возможность поставить в живую связь со всей Вселенной и превратить в одно стройное целое всю ту гору разнородных исследований, которая нагромождена учеными специалистами. Такое объединение дают нам оккультные учения Теософии. В коротком докладе возможно только слегка коснуться такого сложного предмета, как строение человеческого организма, и поэтому о физическом теле, наиболее знакомом всем, скажем только несколько слов.

Западная наука начинает постепенно склоняться к принятию теософического взгляда на человека, по которому его организм состоит из бесчисленных «бесконечно малых жизней», строящих его оболочки. Наиболее крупные из этих «жизней» известны физиологии под именем микробов, бактерий или бацилл, но среди них микроскопу удалось открыть лишь гигантов, которые в сравнении с остальными атомистическими бесконечно малыми существами - то же, что слон по сравнению с инфузорией.

Каждая физическая клетка является живым существом, одушевленным лучом «праны », жизне-силы Вселенной; тело клетки состоит из молекул, которые ассимилируются и затем выбрасываются, вдыхаются и изгоняются, тогда как душа клетки сохраняется, остается неизменной при этой постоянной смене материи. Эти «бесконечно малые жизни » циркулируют по органическим сплетениям, проникают в клетки и выходят из них с необыкновенной быстротой, подвергаясь при этом все время воздействию психических сил человека, которые пропитывают их то злым, то добрым влиянием.

Мы выбрасываем из себя непрестанно миллионы этих «жизней», которые вступают немедленно в окружающие царства природы, перенося туда энергии, которые они развивали внутри нашего организма. При этом они вносят в новые организмы, куда вселяются, те свойства, которые получили от нас, от психических сил нашего организма, и таким образом они разносят или возрождение, или разрушение, служат или улучшению, или порче окружающего мира.

Микробы, населяющие человеческое тело, можно обозначить как молекулярные колонии; они разделяются на «Созидателей» и «Разрушителей». В нашей арийской расе в течение первых 35 лет жизни человека преобладают первые, а затем начинают преобладать вторые, вследствие чего и возникает сперва медленное, а затем все более быстрое разрушение нашего тела.

Работа в нашем организме клеточек, выбирающих из крови то, что им нужно, представляет собой чисто физическое сознание. Оно совершается без всякого участия со стороны нашего, человеческого, сознания. «Бессознательная память », как ее называют биологи, есть память именно этой, чисто физической сознательности. Мы чувствуем не то же самое, что чувствуют клеточки. Боль от раны ощущается мозговым сознанием, но сознание молекулярного агрегата, называемого нами клеточкой, заставляет ее торопиться восстановить поврежденные ткани, и это ее действие остается вне сознания мозга. Память молекулы заставляет ее повторять ту же деятельность снова и снова, даже когда минует опасность: отсюда являются рубцы на ранах, шрамы, наросты и т. д.

Смерть физического тела наступает тогда, когда удаление из него физической энергии, управляющей «бесконечно малыми жизнями », дает этим последним возможность идти каждой своим путем. Тогда «бесконечно малые жизни», не связанные более между собой, рассыпаются врозь и наступает то, что мы называем разложением. Тело делается круговоротом никем не управляемых «бесконечно малых жизней », и его форма, бывшая результатом планомерного соотношения, разрушается от избытка их индивидуальной энергии.

По материалам книги "Человек и его видимый и невидимый состав "

Анатомия Йоги

Страницы:

Ажна - шестая чакра человека

Шестая чакра расположена в гипофизе, позади лобной кости. Чакра называется «Ажна » и переводится как «бесконечная сила ». Шестая чакра – центр интуиции , внутреннего голоса и знания. Хорошо развитый талант интуиции приводит нас к людям и местам, где мы находим наибольшее персональное выражение себя и возможности для жизни и роста, как материального, так и духовного. Это талант быть удачливым и бесстрашным, потому что мы все «знаем » и доверяем руке, которая ведет нас.

Анахата - четвертая чакра человека

Четвертая чакра находится в центре груди, рядом с тимусовой железой. Чакра называется Анахата и переводится как звук, созданный без соприкосновения двух предметов и неслышная мелодия . Это наша внутренняя вибрация, которая воспроизводится когда энергия солнечного сплетения, поднимаясь вверх и проходя через сердце, создает мелодию через наш голос. Четвертая чакра – центр выражения любви, понимания, прощения, сострадания и мирного соединения противоположностей в сознании.

Астральное тело человека

Является третьим телом человека, после физического и эфирного тела. Астральная материя проникает физическую таким образом, что каждый физический атом со своей эфирной оболочкой отделен от каждого другого атома бесконечно более тонкой и подвижной астральной материей. Но материя эта обладает совершенно иными свойствами, чем физическая, и она невидима для нас потому, что мы еще не развили органов для восприятия ее.

Аура - восьмая чакра человека

Аура считается восьмой чакрой в Кундалини йоге . Эта чакра – наша аура , или энергия, которую могут ощущать и даже некоторые видеть вокруг нас. Это наше электромагнитное поле. Когда наша аура укреплена и в ней нет брешей, от нас исходит естественное сияние, которое проявляется через улыбку, блеск глаз, ясность взгляда, четкость мыслей и самовыражения. Вы - маяк для других, пожалуй, это самый простой способ описать сильную ауру .

Ведическое знание Аюрведа и Йога

Аюрведа является лишь небольшой частью обширного ведического знания. Знание Аюрведы очень актуально в практике внешних разделов йоги - асан и пранаям, которым уделяется особое внимание в хатха-йоге, поскольку они, как и Аюрведа, нацелены на гармонизацию и очищение тела. Данная система отражает естественное стремление всего живого к восстановлению единства с божественным источником.