Вещества и их свойства

Агрегатные состояния вещества

Все вещества могут существовать в трех агрегатных состояниях — твердом, жидком и газообразном.

Вещества в твёрдом состоянии обладают четкими формами и объёмами. Среди твёрдых веществ выделяют вещества в кристаллическом и аморфном состояниях. Молекулы и атомы в веществах в твердом агрегатном состоянии в течение длительного времени сохраняют своё среднее положение неизменным, совершая колебания с небольшой амплитудой вокруг них.

В кристаллах средние положения атомов или молекул строго упорядочены (кристаллическая решетка). Естественная форма кристаллов— правильные многогранники.

В аморфных телах атомы колеблются вокруг хаотически расположенных точек, у них отсутствует дальний порядок, но сохраняется ближний, при котором молекулы расположены согласованно на расстоянии, сравнимом с их размерами. Частным случаем аморфного состояния является стеклообразное состояние.

Вещества в жидком агрегатном состоянии сохраняют объём, но не сохраняют форму, т.е. жидкость может занимать только часть объёма сосуда, но также может свободно перетекать по всей поверхности сосуда. Молекулы жидкости не имеют определённого положения, но в то же время им недоступна полная свобода перемещений. Между ними существует притяжение, достаточно сильное, чтобы удержать их на близком расстоянии.

Вещество в газообразном агрегатном состоянии не сохраняет ни форму, ни объём. Газ заполняет всё доступное пространство. Газообразное состояние вещества в условиях, когда возможно существование устойчивой жидкой или твёрдой фазы этого же вещества, обычно называется паром.

Физические свойства веществ

К физическим свойствам веществ относят:

• агрегатное состояние
• цвет (или его отсутствие)
• блеск (или его отсутствие)
• запах (или его отсутствие)
• растворимость (или нерастворимость) в воде
• температура плавления
• температура кипения
• плотность
• теплопроводность
• электропроводность (или неэлектропроводность)

Смеси веществ

Различают чистые вещества и смеси. Чистое вещество – вещество, состоящее атомов или молекул одного элемента, и обладающее постоянным составом, который может быть выражен единственной химической формулой (вода).

Смесь – это два или более индивидуальных соединения (молоко). Раствор — смесь жидких веществ. Сплав – смесь твердых веществ. Смесь можно разделить на составляющие ее компоненты различными физическими методами, причем изменения состава компонентов смеси при этом не происходит.

В зависимости от фазового состава выделяют гомогенные (однородные) и гетерогенные (неоднородные) смеси. Гомогенные смеси обладают одинаковым химическим составом и физическими свойствами по всех частях смеси; её нельзя разделить физическими методами. Основные способы разделения гомогенных смесей: кристаллизация, дистилляция, обратный осмос, хроматография, экстракция и сорбция.

Среди гомогенных смесей выделяют газовые растворы (воздух), жидкие растворы (раствор сахара в воде) и твердые растворы (аустенит).

Гетерогенные смеси состоят из однородных фаз, которые имеют границу раздела, причем фазы могут отличаться друг от друга по составу и свойствам. Гетерогенные смеси можно разделить физическими методами, такими как отстаивание, декантация, сепарация, фильтрация, центрифугирование и флотация.

Примеры решения задач