موضوع همه چیزهایی است که در زندگی خود با آن روبرو می شویم، مانند هوایی که تنفس می کنیم، لباس هایی که می پوشیم، نوشیدنی های خنک - به معنای واقعی کلمه همه چیز!
در واقع آیا می دانستید که شما نیز از ماده ساخته شده اید؟
در این درس به موارد زیر می پردازیم:
بیا شروع کنیم!
تعریف ماده هر چیزی است که جرم و حجم داشته باشد (فضا را اشغال کند). برای اکثر اجسام رایجی که هر روز با آنها سر و کار داریم، نشان دادن جرم آنها و اشغال فضا نسبتاً ساده است.
جرم چیست؟ جرم مقدار ماده موجود در یک جسم است. ممکن است یک جسم کوچک با جرم زیاد مانند مجسمه ای از سرب (Pb) داشته باشید. شما ممکن است یک جسم بزرگ با جرم بسیار کم داشته باشید، مانند یک بالون پر از هلیوم (He). همچنین باید بدانید که بین جرم و وزن تفاوت وجود دارد. جرم معیاری از ماده موجود در یک جسم است در حالی که وزن معیاری از کشش گرانش روی یک جسم است.
حجم چیست؟ حجم مقدار فضایی است که چیزی اشغال می کند. کلماتی مانند بزرگ، کوچک، طولانی یا کوتاه برای توصیف حجم استفاده می شود. سنگ مرمر حجم کمی را اشغال می کند در حالی که یک ستاره حجم زیادی را اشغال می کند. حالت های مختلف ماده به روش های مختلف حجم ها را پر می کند.
حتی با وجود اینکه جهان از "چیزهایی" به شدت متفاوت مانند مورچه ها و کهکشان ها تشکیل شده است، ماده ای که همه این "چیزها" را تشکیل می دهد از تعداد بسیار محدودی بلوک های سازنده تشکیل شده است. این بلوک های سازنده به عنوان اتم شناخته می شوند. مهمترین روشی که طبیعت برای سازماندهی اتم ها به ماده استفاده می کند، تشکیل مولکول است. مولکول ها گروه هایی متشکل از دو یا چند اتم هستند که به هم پیوند خورده اند. میلیون ها روش مختلف برای پیوند اتم ها به یکدیگر وجود دارد، به این معنی که میلیون ها مولکول مختلف ممکن وجود دارد. هر یک از این مولکول ها مجموعه ای از خواص شیمیایی خاص خود را دارند.
ماده در یکی از سه حالت جامد، مایع یا گاز وجود دارد.
برای مثال آب را در نظر بگیرید. آب می تواند اشکال مختلفی داشته باشد. در دماهای پایین (زیر صفر درجه سانتیگراد) جامد است. هنگامی که در دمای "عادی" (بین 0 تا 100 درجه سانتیگراد است، مایع است. در حالی که در دمای بالاتر از 100 درجه سانتیگراد، آب یک گاز (بخار) است. حالتی که آب در آن قرار دارد به دما بستگی دارد. هر حالت (جامد، مایع و گاز) مجموعه ای از خواص فیزیکی منحصر به فرد خود را دارد.
حالتی که یک ماده مشخص می شود نیز یک ویژگی فیزیکی است. برخی از مواد به صورت گاز (مانند اکسیژن و دی اکسید کربن) در دمای اتاق وجود دارند، در حالی که برخی دیگر مانند آب و جیوه به صورت مایع وجود دارند. بیشتر فلزات به صورت جامد در دمای اتاق وجود دارند. همه مواد می توانند در هر یک از این سه حالت وجود داشته باشند.
حالت چهارم ماده دیگری به نام پلاسما وجود دارد، اما به طور طبیعی در زمین وجود ندارد.
مواد را می توان به دو دسته کلی تقسیم کرد - مواد خالص و مخلوط .
ماده خالص شکلی از ماده است که ترکیب ثابتی دارد (یعنی همه جا یکسان است) و خواصی که در سراسر نمونه ثابت است (به این معنی که تنها یک مجموعه از خواص مانند نقطه ذوب، رنگ، نقطه جوش و غیره در سراسر نمونه وجود دارد. موضوع). ماده ای که از دو یا چند ماده تشکیل شده باشد مخلوطی است. عناصر و ترکیبات هر دو نمونه هایی از مواد خالص هستند. ماده ای که نمی تواند به ترکیبات شیمیایی ساده تر تجزیه شود یک عنصر است. آلومینیوم که در قوطی های نوشابه استفاده می شود یک عنصر است. ماده ای که می تواند به ترکیبات شیمیایی ساده تری تجزیه شود (چون بیش از یک عنصر دارد) یک ترکیب است.
همه مواد دارای خواص فیزیکی و شیمیایی هستند. خواص فیزیکی ویژگی هایی هستند که بدون تغییر در ترکیب ماده قابل اندازه گیری هستند. جرم، رنگ و حجم نمونه هایی از خواص فیزیکی هستند. خواص شیمیایی ویژگی ها و توانایی یک ماده برای واکنش برای تشکیل مواد جدید را توصیف می کند. آنها شامل اشتعال پذیری و حساسیت به خوردگی هستند.
شیمیدانان با مطالعه تغییراتی که ماده می تواند متحمل شود، چیزهای زیادی در مورد ماهیت ماده می آموزند. شیمیدانان بین دو نوع تغییر متفاوتی که مطالعه می کنند - تغییرات فیزیکی و تغییرات شیمیایی - تمایز قائل می شوند.
تغییرات فیزیکی تغییراتی هستند که در آن هیچ پیوندی شکسته یا تشکیل نمی شود. این بدان معنی است که ترکیب یا عنصر در ابتدا و در پایان تغییر ثابت می ماند. بنابراین خواص آن مانند رنگ، نقطه جوش و ... نیز یکسان خواهد بود. تغییرات فیزیکی شامل حرکت مولکول ها به اطراف است، اما تغییر آنها را نمی دهد. برخی از انواع تغییرات فیزیکی عبارتند از:
تغییرات شیمیایی زمانی اتفاق می‌افتد که پیوندها شکسته می‌شوند و/یا بین مولکول‌ها یا اتم‌ها تشکیل می‌شوند. به این معنی که یک ماده با مجموعه خاصی از خواص (مانند نقطه ذوب، رنگ، طعم و غیره) به ماده ای متفاوت با خواص متفاوت تبدیل می شود. معکوس کردن تغییرات شیمیایی اغلب سخت تر از تغییرات فیزیکی است. یک مثال خوب از تغییرات شیمیایی، سوزاندن شمع است. عمل سوزاندن کاغذ در واقع منجر به تشکیل مواد شیمیایی جدید (دی اکسید کربن و آب) از سوزاندن موم می شود.
