Фізичні тіла. Матеріали. Речовини та їх фізичні властивості

Тема 1 Початкові хімічні поняття

& 4. Фізичні тіла. Матеріали. Речовини та їх фізичні властивості

Опанувавши цю тему, ви зможете:

– розрізняти поняття “фізичні тіла”, “матеріали”, “речовини”;

– наводити приклади фізичних тіл, матеріалів, речовин;

– описувати явища, які спостерігали, фізичні властивості речовин;

– демонструвати здатність виявляти міжпредметні зв’язки за поняттями “фізичне тіло”, “матеріал”, “речовина” та взаємозв’язки між

ними;

– оцінювати важливість знань про речовини, тіла й матеріали.

– Пригадайте з курсу природознавства, що вам відомо про речовини.

Речовини. БИ вже знаєте, що тіла, які оточують нас і яких існує дуже багато, мають спільну ознаку. Вони складаються з речовин. Проте не з усіх речовин можна виготовити ту чи іншу річ (предмет, тіло). Наприклад, з оцтової кислоти не виготовляють фізичних тіл. Тому поняття “речовина” з року в рік під час вивчення предмета буде конкретизуватися.

Речовина – це те, що характеризується відповідною їй масою, властивостями та займає певний об’єм.

–

Назвіть речовини, які вам добре відомі. Для чого вони потрібні людині?

З речовим складаються фізичні тіла (речі). Одна й та сама речовина може утворювати декілька фізичних тіл, які відрізняються формою, розмірами, призначенням. Наприклад, з речовини алюмінію виготовляють дріт для ліній електропередач, ложки, виделки, миски тощо для побутового вжитку, сплави для літакобудування; із поліетилену (пластмаси) – пляшки для мінеральної води та інших рідни, ручки, пакувальні пакети, мішки, лінійки, підставки, коробки для розфасування продуктів тощо (рис. 26).

Рис. 26. Вироби з алюмінію (а) і поліетилену (б)

Речовини або їх суміші, що використовуються для виготовлення фізичних тіл, предметів ужиткового та виробничого характеру, називають матеріалами.

Між речовинами, фізичними тілами й матеріалами існують певні зв’язки. Без речовин не існує матеріалів, а матеріали, у свою чергу, є тим, із чого виготовляють фізичні тіла.

– Наведіть приклади таких взаємозв’язків.

Алюміній, поліетилен – не чисті речовини. Вони складаються: перша – з атомів Алюмінію, друга – з молекул поліетилену. Кожна з цих речовин має сталі, характерні лише для неї властивості.

– Пригадайте й назвіть декілька властивостей кухонної солі, цукру.

Властивості речовин. Під час відкриття тієї або іншої речовини, вивчення чи дослідження її властивостей можна з’ясувати, що кожна речовина виявляє якісь особливості. Бони надають речовинам індивідуальних ознак, завдяки чому їх можна відрізнити одну від одної. Ці особливості виявляються у фізичних і хімічних властивостях речовин.

Властивості речовин – це ознаки, що визначають відмінність однієї речовини від іншої або подібність між ними.

За якими ж ознаками можна охарактеризувати фізичні властивості речовин? Це колір, блиск, смак, запах, густина, температури кипіння та плавлення, тепло – й електропровідність, неелектропровідність, твердість, крихкість, пластичність. Так, кольором відрізняються розчини купрум (ІІ) сульфату й амоній біхромату (рис. 27 а, б); різними за густиною є олія та вода (рис. 27 в, г).

Рис. 27. Речовини з різними фізичними властивостями

Розглянемо як приклад фізичні властивості золота – дорогоцінного металу, з якого виробляють ювелірні прикраси (рис. 28). Де тверда речовина яскраво-жовтого кольору, дуже м’яка, пластична й ковка. Вона є добрим провідником електричного струму. Температури плавлення й кипіння, густину можна дізнатися з довідкових таблиць.

Під час виявлення фізичних властивостей речовин зміни з їх структурними частинками не відбуваються, і наприклад, за нагрівання скляної трубки скло розм’якшується й форму трубки можна змінювати. Ця форма зберігається й після охолодження. Однак з частинками, які утворюють скло, жодних змін не відбувається.

Рис. 28. Вироби із золота

Відомо, що вода може перейти з рідкого станув газуватий за температури 100 °С, а в лід – за температури 0 °С. Проте структурною частинкою рідини, водяної пари й льоду є молекула води. Такі перетворення не вважають фізичними властивостями, тому що це стаи, у якому перебуває речовина за певних умов. Отже, агрегатний стан – не фізична властивість.

Хімічні властивості речовин – це зміни, що відбуваються зі структурними частинками речовин, спричиняючи їх перетворення.

Ці властивості виявляються в процесі перетворення одних речовин на інші. Хімічні властивості значною мірою залежать від складу речовини (які атоми і в якій кількості входять до складу речовини). їх ви будете вивчати згодом, коли детальніше ознайомитеся з речовинами та методами їх дослідження.

Методи дослідження в хімії. Як і кожна природнича наука, хімія мас і використовує свої методи дослідження. Науковими методами дослідження хімії є аналіз і синтез, науковий і навчальний експеримент.

Щоб вивчити склад (якісний і кількісний) речовин, дізнатися про їх будову, застосовують аналіз – розклад до складових частинок. Наприклад, під дією електричного струму молекули води розкладаються на дві речовини – водень і кисень. Цим експериментом довели, що до складу молекули води входять атоми Гідрогену й Оксигену, і в такий спосіб виявили якісний склад молекули води. Кількісний склад установлено теж експериментально. Об’єми газів, що виділяються від розкладання води, відносяться відповідно як 2:1.

Щоб переконатися в правдивості добутих в експерименті даних аналізу, часто використовують метод синтезу. Воду можна синтезувати в лабораторних умовах, використавши спеціальний прилад: через суміш водню й кисню, узятих в об’ємних співвідношеннях 2:1, пропускають електричну іскру. Суміш вибухає з утворенням нової речовини – води.

Отже, аналіз і синтез – два взаємопов’язані методи дослідження речовин.

Виняткову роль у хімії відіграє хімічний експеримент, який поділяють на науковий і навчальний (шкільний). Під експериментом розуміють вивчення явища, хімічної реакції в спеціально створених умовах. У процесі експерименту вчаться порівнювати, зіставляти, аналізувати, робити висновки.

Особливе місце займає метод наукового пізнання – спостереження. Уміння, набуті шляхом спостереження й експериментальних досліджень (зокрема, зіставляти спостережуване з теоретичним обгрунтуванням, класифікувати речовини та явища, узагальнювати й систематизувати матеріал), належать до загальнонаукових умінь дослідження природи.

Оволодіння цими методами допоможе вам самостійно робити міні-відкриття в науці, правильно здійснювати пошук інформації, виявляти в пій головне.

Лабораторний дослід 1

Ознайомлення з фізичними властивостями речовин. Опис спостережень. Формулювання висновків

– Пригадайте правила безпеки під час роботи з речовинами.

Завдання 1. Вам видано речовини: натрій хлорид (кухонна сіль), цукор-пісок, вода, олія, сірка, залізо, крейда. Розгляньте їх і опишіть кожну за планом:

1) наявність кольору, блиску, запаху;

2) розчинна або нерозчинна у воді;

3) прозорість;

4) температура плавлення;

5) температура кипіння;

6) густина;

7) відомості про агрегатний стан за нормальних умов.

Щоб оволодіти вмінням користуватися довідковою літературою, знайдіть температури плавлення, кипіння, густину цих речовин. Дані запишіть у робочий зошит у вигляді таблиці.

Ознака	Речовина
Колір
Блиск
Запах
Розчинність у воді
Прозорість
Температура плавлення
Температура кипіння
Густина
Агрегатний стан

Завдання 2. Порівняйте, чим подібні між собою:

А) сірка та крейда; б) кухонна сіль і цукор.

Завдання 3. Виявіть властивості, за якими відрізняються:

А) вода й олія; б) порошки сірки й заліза.

Завдання 4. За якими характерними ознаками можна розпізнати:

А) залізо; б) олію?

Завдання 5. Зробіть висновок щодо подібностей і відмінностей фізичних властивостей досліджених речовин.

ПІДСУМОВУЄМО ВИВЧЕНЕ

– Речовина – це те, що характеризується відповідною їй масою, властивостями й займає певний об’єм. З речовин виготовляють матеріали й фізичні тіла.

– Речовини характеризуються властивостями, тобто ознаками, за якими одну речовину відрізняють від іншої. Кожна речовина має здатність виявляти фізичні й хімічні властивості.

– Під час виявлення фізичних властивостей будова речовини не змінюється.

– Дослідження властивостей речовин проводять за допомогою спостереження, аналізу, синтезу, хімічного експерименту.

– Знання властивостей речовин і вміння їх досліджувати мають практичне значення, зокрема в їх добуванні та застосуванні.

ЗАВДАННЯ ДЛЯ КОНТРОЛЮ ЗНАНЬ

1. Наведіть приклади речовин, якими ви найчастіше користуєтеся в повсякденному житті.

2. Поясніть, як ви розумієте поняття “речовина”, “фізичне тіло”, “матеріал”.

3. Перелічіть властивості, якими характеризують речовини.

4. Охарактеризуйте відомі вам фізичні властивості цукру (сахарози), кухонної солі (натрій хлориду), води та поясніть, для чого потрібно їх знати.

5. З наведеного переліку випишіть окремо назви речовин, тіл і матеріалів: вода, крига, чашка, цинк, цегла, кисень, цукор, скло, колба, склянка, грудочка цукру, алюміній, деревина, ложка, стіл. Установіть між ними взаємозв’язки.

6. Повторіть з курсу природознавства відомі вам способи розділення сумішей.