从经典力学,化学家描述问题作为任何东西(任何事情)占据了空间并且有群众.[1] [2] [3]如果没有物质,宇宙就不会包含化学家关心的东西,原子以及原子作为建筑材料的所有物质,宇宙的物质,从恒星和行星到我们星球上的无生命物质及其所有生物,包括人类,其中包括化学家,他们的兴趣集中在研究和开发物质的特性,以获取知识和造福人类,以及一种具有一组特性的物质如何转化为具有不同特性的不同形式的物质,例如,当氢原子和氧原子转变为液态水时,或当液态水转变为固态水或蒸汽时。[1] [2]
从经典化学的观点来看,物质被视为占据空间的质量,物质包括亚原子粒子科学家可以识别为具有物理延伸和质量(例如。,质子,中子,夸克),电子,的化学元素,也称为基本物质— "所有有形的东西都是由其制成的物质"[4]-所有的“化合物”和“混合物”化学元素组成。[5]
化学家不会忽视物质在亚原子水平、原子和超原子水平上都有结构这一事实。他们明白,亚原子水平的事实有助于解释超原子水平的情况,例如,原子的电子在决定化学反应性方面起着至关重要的作用。
从经典化学的角度来看,受量子或核物理的影响,所有物质都由化学元素组成,要么与其他元素(如纯金)不结合,要么与每个元素自身结合(如氧(O)2)或不同种类的化学元素的各种组合,其组织形式为“化合物”(例如离子化合物,如氯化钠[NaCl],共价分子,如葡萄糖)或“混合物”(例如,葡萄糖在水中的溶液,铜和锡的合金,油和醋的混合物)。
从化学家的经典角度对物质进行最低限度的描述需要讨论术语“事物”(或“任何东西”或“某物”或“一切”)、“占据空间”、“质量”、“物质”、“化学元素”、“分子”、“离子”、“化合物”、“混合物”、“性质”和“化学反应”的含义。本文继续进行讨论。
本文将使用“物体”和“物质”这两个词来泛指物质的“块”,即占据空间并具有质量的东西,从物质的最简单的位或单位到物质的有形样品——从化学家的角度来看物质。
概述
事情
当化学家将物质定义为任何东西(任何事情)它们占据空间并具有质量,但它们并没有共同定义事情大概是因为他们假定对“事物”一词的含义有共同的认识。事实上,语义语言学家已经发现,“thing”一词的主要含义是无法通过使用其他单词来定义的,这些单词的定义不需要知道“thing(事物)”的定义。任何定义“事物”的尝试都需要使用其定义本身最终需要了解“事物”一词定义的单词。[6] [7]
虽然“thing”在语义上很原始,但它仍然有意义,这是一个孩子从长辈们使用它的方式中学习的意思,这个词的起源可以追溯到人类语言的深层次开始,无论当时的发音如何。一个孩子听到他说英语的父母经常提到我们称之为实物的东西时说“thing”:“这个抽屉里有太多东西”,“在你受伤之前把那个东西给我”,“把你的东西收起来”。
那么,只要我们知道“占据”、“空间”和“质量”这些词的含义,我们就会理解,任何占据空间并具有质量的“事物”都代表物质。语义学家可能很容易根据语义原语定义前两个词“占据”和“空间”,但不太容易定义第三个词“质量”,我们将在下一节中考虑这两个词的定义。
质量
- 请参阅:质量
质量表示物体中物质的数量,单位为千克(kg),这是国际单位制(SI单位)的基本单位。存在三种相关的质量度量,称为“惯性质量', '被动引力质量'、和'活动重力质量'. 物理学家已经确定,尽管三种测量方法的概念基础不同,但它们给出的值是相等的。有关这三种质量度量之间关系的更多信息,请参阅本文的附录分页。
需要注意的三点:
- 物体的质量表示组成物体的物质的数量;
- 物体具有相同的质量,无论是惯性质量、被动质量还是重力质量;
- 爱因斯坦的狭义相对论和广义相对论修正了牛顿的质量概念,然而,牛顿的质量观为普通化学的大多数目的提供了一种有用的质量度量方法。[8]
物质
其中一张桌子我很早就熟悉了。这是我称之为世界的环境中常见的物体。我该如何描述它?它具有扩展性;它是相对永久的;它是彩色的;最重要的是大量的.我所说的实质性不仅仅是指当我倚靠它时,它不会倒塌;我的意思是,它是由“实体”构成的,通过这个词,我试图向你们传达它内在本质的一些概念。它是一个事情; 不像空间,它只是一个否定;也不像时间,时间就是——天知道什么!但这对你理解我的意思没有帮助,因为具有这种实体性是一个“事物”的独特特征,我认为实体性不能比说它是普通表格所体现的那种性质更好地描述。所以我们绕着圈子转。毕竟,如果你是一个通情达理的人,不太担心科学上的顾虑,你会有信心理解普通桌子的本质。- -亚瑟·S·爱丁顿][9]
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化学将物质概念化为由不同类型的物质组成,称为“物质”。[10]物质的例子包括诸如玻璃容器中的水、玻璃容器本身、铜线、纯钻石宝石、气球中的空气、原子和分子等常见的占用空间的物质。
不同的物质具有不同的性质,无论是物理性质还是化学性质,这取决于性质测试是否涉及另一种或多种物质的形成。它们也可能以不同的“状态”或“相”存在,最常见的是固态、液态和气态。
所有物质都属于两类,即“纯物质”和“混合物”。化学家将其归类为典型的纯物质化学元素、仅由单一原子组成的物质类型,例如制成铜线的铜原子、构成钻石宝石的碳原子或一大块纯铁中的铁原子。地球上自然存在着九十四种不同种类的原子,每一种仅由单一种类的原子组成的原子集合或样品构成一种被称为化学元素或基本物质的纯物质。
化合物
两种或两种以上不同化学元素的原子可以通过各种类型的化学键中的任何一种以恒定比例相互结合,在这一过程中形成新类型的纯物质,称为“化合物”。水是一种化合物的示例,它由紧密结合的氢原子和氧原子单元组成,每个结合的单位粒子的比例相同,在这种情况下,每单位化合物粒子有两个氢原子和一个氧原子,用化学式H表示2O.化学家已确定水化合物单位颗粒中的键为所谓的共价键,一种涉及电子两个氢原子和氧原子之间的共享,并将单位粒子称为分子.化学家表示H的数量2O具有多种质量度量,例如公斤是国际单位制(SI单位)中的一种基本数量单位,是其他六种基本数量单元中的一个摩尔,根据指定的原子数定义同位素以千克表示的特定数量的同位素中的碳。
混合物
正文中作为上标引用的参考文献和注释