Из чего состоят вещества?

Из чего состоят вещества?
Из чего состоят вещества?

Известны десятки миллионов химических соединений, в основе каждого из них — сравнительно небольшое количество частиц. Тайн микромира с каждым годом становится все меньше, однако «белых пятен» еще хватает для новых поколений исследователей. Выясним, как изменялись взгляды на строение и состав веществ.

Знать, что «из чего сделано»

Слитки, украшения, монеты из золота, серебра, куски серы из вулканических источников, металлические железо и медь были известны на протяжении тысячелетий. Ученые древности пытались объяснить строение. Демокрит создал атомистику, Аристотель стал «отцом-основателем» современного естествознания. Ученые развивали мысли о materia prima в виде пяти первичных элементов или стихий: воздуха, воды, земли, огня и эфира.

Вещество или субстанцию древние представляли как то, «из чего что-то сделано». Возникли идеи о существовании очень маленьких частиц — атомов. Этот термин в переводе с греческого означает «неделимый».

Материалы по теме:
Как увидели атомы?

Вещества — скопления очень маленьких компонентов

Изучение частиц — почти детективная история. Выдающийся русский ученый М. Ломоносов часто употреблял слова «корпускула» «атом» и «молекула». Все было очень запутано: атомы делимы или нет, что из чего состоит?

М. Ломоносов
М. Ломоносов

Согласно решению Международного съезда химиков в 1860 году, атом — наименьшая частица, входящая в состав простого или сложного вещества. Молекула — система из ядер и электронов двух или более атомов. Частицы, незаметные невооруженным глазом, становятся различимыми только при сильном увеличении электронного микроскопа.

Атомы, изотопы

Атомы состоят из ядер и электронов. Первые заряжены положительно. Вблизи с огромной скоростью движутся отрицательно заряженные электроны. Ядра содержат элементарные частицы: протоны (положительные), нейтроны (отрицательные).

Строение атома
Строение атома

Если количество протонов одинаковое, а число нейтронов отличается, то такие атомы одного и того же элемента имеют разную массу и свойства. Они являются изотопами. Водород с одним протоном в ядре — протий — самый распространенный во Вселенной. Дейтерий — более массивный изотоп с одним протоном и одним нейтроном в ядре. Легенда о «живой» и «мертвой» воде, вероятно, появилась из-за токсичности тяжелой воды, содержащей дейтерий.

Материалы по теме:
Радиоактивный атом

Все многообразие неорганических веществ, минералов, горных пород, изобилие органических соединений обусловлено:

  • идентичностью частиц одного вещества;
  • наличием разных структурных единиц (атомов, молекул, ионов);
  • отличиями зарядов, масс и размеров видов атомов (химических элементов);
  • способностью атомов и молекул терять или приобретать электроны, превращаясь в ионы — заряженные частицы;
  • огромным количеством электронных конфигураций, кристаллических структур;
  • различиями в энергетическом состоянии частиц.
Интересный факт: атомы Na, K, Ca, Cl опасны для жизни при попадании внутрь тела, ионы Na+, K+, Ca2+, Cl- безопасны и жизненно необходимы организму.

Особенности строения веществ

Вещества могут быть молекулярными и ионными. Газообразные водород, кислород, углекислый газ, азот, хлор, аммиак состоят из молекул небольшого размера с малой массой. Они имеют сравнительно низкие температуры плавления и кипения.

Соли — преимущественно ионные вещества. Инертные газы, алмаз, графит состоят только из атомов. Особенность строения металлов — наличие атомов, ионов и «электронного газа». Различные химически чистые и особо чистые вещества применяются в химии, производстве лекарств и другой продукции.

Интересный факт: знания о веществах имеют практический интерес для простых людей. Можно сэкономить на приобретении лекарств. В цену оригинальных лекарств заложены расходы на маркетинг (до 90% стоимости препаратов). Дженерики — дешевые аналоги оригинальных препаратов. Содержат одни и те же действующие вещества, а различия заключаются в производстве, компонентах, объеме клинических исследований.

Индивидуальные вещества и смеси

Дистиллированная вода — это молекулы Н2О без примесей. Такая жидкость не используется для питья и приготовления пищи. Вместе с водой в организм человека должны поступать ионы из состава растворимых веществ (электролиты). Природная, минеральная, водопроводная вода содержат, кроме молекул воды, ионы металлов, солей. Многие из них важны для здоровья.
Ионы макро- и микроэлементов в продуктах ошибочно называют минералами. Последние — это твердые природные тела, например, кварц, кремень, топаз. Лучше пользоваться названиями «неорганические питательные вещества», «минеральные добавки».

Интересный факт: при недостатке в продуктах питания химического элемента в виде иона или молекул человек не чувствует насыщения. Возникает подсознательное стремление восполнить существующий дефицит за счет других компонентов пищи, что нередко приводит к нарушению обмена, ожирению.

Вокруг нас преобладают смеси, которые содержат два и более простых либо сложных вещества. Атмосферный воздух — смесь газов. Жители промышленных районов, городов, дополнительно к газообразным кислороду, азоту и углекислому газу, вдыхают продукты горения всех видов топлива, микрочастицы свинца, ртути и других тяжелых металлов. Токсическое действие такого «коктейля» намного опаснее, чем вред отдельных компонентов.

Материалы по теме:
Силы и частицы

Вещества вокруг и внутри живых организмов многообразны, состоят из атомов, молекул, ионов. Видов частиц немного, однако они создают великое разнообразие простых и сложных соединений. Представлять, хотя бы в общем, из чего состоят вода, воздух, лекарства, продукты питания необходимо. Такие знания дают преимущества в жизни, помогают лучше ориентироваться в окружающем мире, обеспечить свою безопасность, выживание.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Оставить комментарий

avatar
  Подписаться  
Уведомление о