Введение в общую химию

Изучив содержание главы 1, студенты должны: знать

• • основные представления о материи и веществе;
• • предмет химии как науки;
• • значение химии в жизни и хозяйственной деятельности человека;
• • основные этапы развития химии;
• • закон сохранения массы; уметь
• • применять закон сохранения массы к химическим явлениям; владеть
• • навыками расчетов на основе закона сохранения массы.

Материя и ее движение

Химия относится к числу естественных наук, изучающих окружающий нас мир со всем богатством его различных форм и многообразием происходящих в нем явлений.

Каждый человек представляет собой часть природы, и все, что окружает человека, чем он пользуется в своей деятельности, что создает из исходных материалов, — все является объектами окружающей действительности. Все состоит из веществ или материалов. Бесконечно (если можно так выразиться) разнообразие этих объектов как по форме, так и по материальной составляющей. В самом деле, науке известно уже до 20 миллионов веществ, и ежегодно к ним добавляются согни тысяч ранее неизвестных.

Можно слышать или встретить в книгах и несколько иное утверждение: «Все существующее является проявлением материи, состоит из материи, нет ничего, что не состояло бы из материи». Материя — это философская категория, и не может быть единого понимания смысла этой категории, так как существуют разные философские направления (течения). В практических целях, чтобы не путать понятия «вещество» и «материя», можно понимать под материей следующее.

Материя — это полная совокупность микрочастиц, регистрируемых физическими методами.

Многие микрочастицы изучаются в средней школе. Это протоны, нейтроны, электроны, мезоны, нейтрино, их античастицы, фотоны и т. д. Открыто много неустойчивых частиц. Список можно продолжить более чем до сотни микрочастиц, но, тем не менее, очевидно, что здесь уже нет бесконечного разнообразия. Материя как глубинная основа всех веществ сводится к небольшому числу качественно различных элементов. Микрочастицы взаимодействуют между собой, объединяясь в различные ансамбли. Протоны, нейтроны и электроны образуют атомы. Атомы тоже относятся к микрочастицам, но они отличаются хорошо известной структурой, в то время как структура протонов, нейтронов и других простейших микрочастиц еще не до конца ясна. Атомы способны к дальнейшему объединению, образуя молекулы, макромолекулы и кристаллические структуры. Столь гигантские ансамбли микрочастиц воспринимаются уже как вещества и материалы. Их можно непосредственно видеть, осязать, обрабатывать, смешивать, испытывать приборами.

Материя находится в непрерывном движении. Это совершенно буквально относится ко всем микрочастицам, а далее проявляется в движении и изменении всех их ансамблей, т. е. окружающих нас веществ и всевозможных предметов. Говоря о движении, мы не должны понимать его узко механически, как простое перемещение в пространстве. Формы движения материи чрезвычайно разнообразны. Нагревание и охлаждение тел, излучение света, электрический ток, химические превращения, жизненные процессы — все это различные формы движения материи. Одни формы движения могут переходить в другие. Так, механическое движение легко переходит в тепловое, тепловое в химическое, химическое в электрическое и т. д. Эти переходы свидетельствуют о единстве и связи качественно различных форм движения. Отдельные формы движения материи изучаются разными науками: физикой, химией, биологией и др.

При всех разнообразных переходах одних форм движения в другие точно соблюдается основной закон природы — закон сохранения материи и ее движения. Этот закон распространяется на всю материю и все формы движения. Материя и движение не исчезают, а лишь изменяют форму и переходят от одних тел к другим. Эти положения подтверждены человеческой практикой, но не имеют теоретического доказательства.

Вся совокупность наук о природе называется естествознанием. Оно вскрывает закономерности явлений природы и связь между ними. Изучение и познание этих закономерностей дают человеку возможность использовать природные явления для обеспечения своего существования и предпринимать необходимые меры для поддержания устойчивого состояния окружающей среды.