Материя и вещество

2.3. Из чего состоит вещество

Первые представления  о том, что вещество состоит из отдельных неделимых частиц, появилось  в глубокой древности. В древней  Индии признавалось не только существование  первичных неделимых частиц вещества, но и их способность соединяться  друг с другом, образуя новые частицы. Древнегреческий ученый Аристотель писал, что причинами всех вещей  являются определенные различия в атомах, а именно: форма, порядок и положение. Позднее древнегреческий философ-материалист  ввел понятие о массе атомов и  их способности к самопроизвольному отклонению во время движения. Французский ученый Пьер Гассенди ввел понятие о молекуле, под которой он понимал качественно новое образование, составленное путем соединения нескольких атомов.

По мысли английского  ученого Р. Бойля, мир корпускул (молекул), их движение и «сплетение» очень  сложны. Мир в целом и его  мельчайшие части - это целесообразно  устроенные механизмы. Великий русский  ученый М.В. Ломоносов развил и обосновал  учение о материальных атомах и корпускулах. Он приписывал атомам не только неделимость, но и активное начало - способность  к движению и взаимодвижению.

Английский ученый Дж. Дальтон рассматривал атом как мельчайшую частицу химического элемента, отличающуюся от атомов других элементов, прежде всего массой.

Большой вклад в  атомно0молекулярное учение внесли Французский  ученый Ж. Гей-Люссак, итальянский ученый А. Авогадро, русский ученый Д.И. Менделеев. В 1860 году в г. Карлсруэ состоялся международный конгресс химиков. Благодаря усилиям итальянского ученого С. Канниццаро были приняты следующие определения атома и молекулы: молекула - «количество тела, вступающее в реакции и определяющее химические свойства»; атом - наименьшее количество элемента, входящее в частицы (молекулы) соединений.

Установленные С.Канниццаро атомные массы элементов послужили Д.И.Менделееву основой при открытии периодического закона.

2.4 Родоначальники российской химии

Сын крестьянина-помора, выходец из глухой деревушки Архангельской  губернии, Ломоносов с огромным трудом пробивал себе путь к знаниям, к науке. С юных лет его неодолимо влекло к книгам, но, только достигнув двадцатилетнего  возраста, смог Ломоносов впервые  попасть в школу - в духовную академию при одном из московских монастырей, где великовозрастного ученика встретили насмешками. Жизнь в академии была далеко не легкой. Но труднее всех приходилось Михайле Ломоносову: своевольному сыну отец отказался присылать деньги на содержании в академии. Порой ломоть хлеба да чашка кваса составляли весь его скудный рацион за день, однако пищи для разума пытливого юноши было предостаточно. С 1735 года Ломоносов учился в Петербурге, затем был командирован петербургским Академическим университетом в Германию для усовершенствования в науках. Лекции опытных профессоров, чтение научных трудов, а главное - посещение рудников, шахт, металлургических и химических заводов в соединении с неутомимой любознательностью и гигантской работоспособностью сделали из него всесторонне образованного человека. Ломоносов возвращался на родину обогащенный глубоким знанием новейших достижений, полный сил и желания работать «для пользы Отечества, для приращения науки и для славы Академии».

По возращении М.В. Ломоносов основал в Петербурге Академию наук, затем первую в России химическую лабораторию, где проводились  опыты и обучение студентов. Ученый изучал минералы и руды, которые  к нему присылались из разных мест России, вместе со своими учениками  получал окрашенные стекла. Впоследствии из этих стекол Ломоносов составлял  мозаичные картины.

В своих трудах он писал о том, что вещества состоят  из атомов и молекул, что пламя - это  не особое вещество «теплород», как  думали тогда многие ученые, и веса не имеет.

М.В. Ломоносова многое интересовало: кроме научных исследований, он увлекался историей, рисовал, сочинял  стихи. В 1755 году по его инициативе в  Москве открылся первый университет, который  теперь носит имя своего основателя.

3.3 Вещество. Описание вещества

Вещество - это то, из чего состоит любое тело. Бумага, из которой сделаны книги, есть вещество, которое химик назовет целлюлозой. Из смеси различных веществ сделана краска, которой напечатаны буквы. Вода, налитая в стакан - тоже вещество, как и стекло, из которого сделан сам стакан. Вещество может находится в различных агрегатных состояниях: твердом, жидком, газообразном.

Твердое тело состоит  из ограниченного количества частиц, которые взаимодействуют между  собой. Структура твердого тела многообразна, тем не менее, ее можно разделить  на два основных класса: кристаллические  и аморфные тела. Особенно сложно устроены органические твердые тела.

Любое вещество состоит  из атомов.

Если атомы в  веществе располагаются в определенном порядке, то такое твердое вещество имеет определенную кристаллическую  форму. Каждая отдельная частица  соли или сахара - тоже кристалл. Многие из самых обычных веществ вокруг нас представляют собой кристаллы.

Кристалл имеет  определенную форму и определенное количество граней вследствие упорядоченного расположения атомов. Все кристаллы  одного вещества имеют одинаковую форму, хоть и могут отличаться размерами.

В природе существуют сотни веществ, образующих кристаллы.

Жидкости - вещества в состоянии, промежуточным между твердым и газообразным. В отличие от твердых тел жидкости легко меняют форму. Форма жидкого тела определяется формой сосуда. То очень широкий класс веществ - от простых до сложных, полимерных. При нагревании жидкость обычно расширяется, за исключением воды.

Газы - одно из состояний  вещества, в котором его частицы  движутся свободно, равномерно заполняя доступное для них пространство. Термин «газы» ввел нидерландский химик  Я. Ван-Гельмонт для обозначения воздухоподобных веществ.

Вещества делятся  на органические и неорганические. В составе растений, животных, людей встречаются разнообразные органические вещества: белки, жиры, углеводы. Органическими веществами являются также спирт, эфир, уксусная кислота. Железо, медь, стекло, углекислый газ и т.д. представляют собой неорганические вещества.

Если молекулы вещества состоят из одинаковых атомов, то таковое  вещество химики называют простым. Например, кислород: каждая его молекула состоит  из двух одинаковых атомов кислорода. А если молекулы вещества состоят  из разных атомов, то такое вещество называется сложным. Например, вода: молекула воды состоит из атомов кислорода  и водорода.

Кроме состава молекула характеризуется определенной структурой, или строением. Молекулы различных  веществ отличаются по своей величине. Размер молекулы воды измеряется миллиардными долями сантиметра. Молекула натурального каучука так велика, что ее называют макромолекулой.

Вещества могут  бывать в трех различных состояниях и переходить из одного состояния  в другое.

При нагревании или  охлаждении многие из них (почти все) могут переходить из одного состояния  в другое. Золото плавится при нагревании до 1063?С, при этом оно становится жидким. А если повысить температуру золота до 2947?С - золото начнет кипеть и станет паром, газом.

Одни вещества растворяются в воде, другие - нет.

Описывая свойства веществ, химик назовет и цвет, и блеск, и запах, и, иногда, вкус. Эти и многие другие характеристики веществ называются их физическими  свойствами.

Но химики также  должны знать, что вещества могут  взаимодействовать друг с другом, образуя другие вещества. Подобные взаимодействия называются химическими  реакциями. Способность вещества вступать в ту или иную реакцию определяется его химическими свойствами.

Золото - металл неактивный, оно с большим трудом взаимодействует  с другими веществами.