Вещества в природе примеры: Что такое тела, вещества и явления природы? Приведите примеры тел и веществ, с которыми вы сталкиваетесь в повседневной жизни.

Содержание

Вещества и явления в окружающем мире

Изучая строение Земли, вы тоже знакомились с телами — это куски горных пород и минералов. Растения, животные, человек — тоже тела.

А изделия состоят из веществ. Железо, стекло, соль, вода, полиэтилен — это вещества. В настоящее время известно более 7 млн разных веществ, и каждый год люди синтезируют новые, ранее неизвестные.


В природе вещества находятся в трёх состояниях: твёрдом, жидком и газообразном. Например, вода может находиться в твёрдом, в жидком и газообразном состояниях.

В различных состояниях вещества обладают разными свойствами. Большинство окружающих нас тел состоят из твёрдых веществ. Это дома, машины, инструменты и др.

Форму твёрдого тела можно изменить, но для этого необходимо приложить усилие. Например, чтобы согнуть гвоздь, нужно приложить довольно большое усилие. Твёрдые тела имеют собственную форму и объём.

В отличие от твёрдых тел жидкости легко меняют свою форму. Например, они принимают форму сосуда, в котором находятся. Молоко, наполняющее бутылку, имеет форму бутылки. Налитое же в стакан, оно принимает форму стакана. Но, изменяя форму, жидкость сохраняет свой объём.

В обычных условиях только маленькие капельки жидкости имеют свою форму — форму шара. Это, например, капли дождя или капли, на которые разбивается струя жидкости.

Воздух, которым мы дышим, является газообразным веществом, или газом. Поскольку большинство газов бесцветны и прозрачны, то они не видны. Присутствие воздуха можно почувствовать, например, стоя у движущегося поезда, открытого окна. Его наличие в окружающем пространстве можно ощутить, если в комнате сквозняк, а также доказать с помощью простых опытов. Например, если стакан перевернуть вверх дном и попытаться опустить его в воду, то вода в стакан не войдёт, поскольку он заполнен воздухом.

Эти и многие другие примеры и опыты подтверждают, что в окружающем пространстве имеется воздух.

Газы легко изменяют свой объём. Например, когда мы сжимаем мячик, то тем самым меняем объём воздуха, наполняющего мяч. Газ, помещённый в закрытый сосуд, занимает весь его целиком. Нельзя газом заполнить половину бутылки так, как это можно сделать жидкостью. Газы не имеют собственной формы и постоянного объёма. Они принимают форму сосуда и полностью заполняют предоставленный им объём.

Все вещества разделяют на простые и сложные. Для того чтобы ответить на вопрос, чем они отличаются, нужно знать особенности строения вещества.

В настоящее время известно, что все вещества состоят из мельчайших частиц: молекул и атомов. Они так малы, что увидеть их невооружённым глазом невозможно. Молекулы — это частицы, состоящие из атомов.

Атомы одного вида называют элементами. В одной молекуле может быть два, три и даже сотни и тысячи атомов. Изучая строение атомов, учёные установили, что они отличаются друг от друга, то есть в природе существуют разные виды атомов: один вид — атомы кислорода, другой — атомы углерода и так далее. Современной науке известно 111 видов атомов (элементов). Соединяясь между собой в различных комбинациях, они образуют то многообразие веществ, которое существует в природе.

Таким образом, если в состав веществ входят атомы одного вида, то такие вещества называют простыми. Это хорошо известные вам металлы (например, железо, медь, золото, серебро) и неметаллы (например, сера, фосфор, кремний, мышьяк и многие другие).

Все вещества являются либо чистыми, либо смесями. Чистые вещества состоят из частиц одного вида, а смеси — из частиц разных видов. Медь состоит только из атомов меди, а цинк состоит только из атомов цинка. Значит, медь и цинк — это чистые вещества.

Следует иметь в виду, что идеально чистых веществ не существует, поскольку ни одно из веществ невозможно полностью очистить от содержащихся в нём примесей. Например, вода считается практически чистой, если образец жидкости не имеет цвета, вкуса и запаха, замерзает при температуре 0 °C, кипит при температуре +100 °С, имеет плотность 1000 кг/м³ при температуре +4 °С и практически не проводит электрический ток.

В большинстве случаев вещества встречаются в виде смесей. Иногда это хорошо заметно даже невооружённым глазом. Например, глядя на кусочек гранита, можно увидеть, что он состоит из смеси веществ: кварца, слюды и полевого шпата, а вот в однородном на вид молоке только под микроскопом можно различить капельки жира и белки, плавающие в жидкости (воде).

В смеси каждое вещество сохраняет свои свойства. Зная эти свойства, смеси можно разделять на составные части.

Многообразие явлений природы

Окружающий нас мир постоянно изменяется в результате различных явлений. Например, с повышением температуры происходит испарение воды. Испарение — это явление. Благодаря наличию кислорода в воздухе происходит горение. Горение ― тоже явление.

Гремит гром, сверкает молния. Гром — это звуковое явление в атмосфере, которое сопровождается разрядами молний.

Интересно, что можно определить расстояние, на котором находится гроза от нас. Для этого необходимо взять скорость звука и умножить её на время между раскатами грома и вспышкой молнии (как правило, речь идёт о нескольких секундах, например, 5 секунд). В результате мы получим определённую цифру, которая и будет означать удалённость грозы (в метрах). Конечно же, цифра эта будет примерной, поскольку скорость звука может сильно изменяться, например, при повышении или понижении температуры. Кстати, в большинстве случаев человек может слышать гром на расстоянии до 20 км.

Что общего между всеми явлениями и чем они отличаются? При нагревании форма тела (кусочка льда) изменилась, однако состав вещества (воды) остался прежним.

При прокаливании медной пластинки образовалось новое вещество — оксид меди. Проведённые опыты показывают, что в одних случаях происходит образование новых веществ, в других — нет.

Химические и физические явления

На основании этого признака различают физические и химические явления. К физическим явлениям относятся распространение запаха в воздухе, свечение раскалённых металлов, прохождение электрического тока по металлической проволоке, растворение сахара в воде, выделение соли из раствора при выпаривании. В этих процессах вещества не изменяют состав и строение.

Физические явления бывают: тепловыми, механическими, световыми, звуковыми, оптическими, электрическими и другими.

Тепловые явления связаны с изменением температуры тел и возникающими в следствие этого изменениями их физического состояния. Так, тела способны нагреваться и охлаждаться.

Некоторые при этом плавятся (как воск свечи при её горении), другие испаряются (вода при нагревании), третьи переходят из жидкого в твёрдое состояние (например, вода превращается в лёд).

При нагревании длина и объём тел увеличиваются, а при охлаждении — уменьшаются. Это явление необходимо учитывать в строительстве и промышленном производстве. Например, при прокладке железнодорожных путей на стыках рельсов оставляют небольшие промежутки, поэтому при нагревании и удлинении рельса путь не разрушается.

К механическим физическим явлениям относятся различные движения и взаимодействия тел, например: автомобили могут набирать скорость (ускоряться), человек может идти, мяч ― сталкиваться с поверхностью Земли и отскакивать, планеты двигаться по орбитам вокруг звёзд.

Световые явления связаны с особенностями светового луча. Например, прямолинейность его распространения объясняет образование теней. Способность света отражаться от тел, на которые он падает, даёт нам возможность видеть их.

Удивительно красивы световые явления в природе (например, радуга). Она образуется в результате разложения света в каплях дождя. Когда луч света «натыкается» на прозрачную преграду — каплю воды или стекло — он распадается на различные цвета.

К звуковым относят явления, связанные с распространением звука в различных средах, поведением звуковых волн при столкновении с препятствиями, и другие явления, связанные со звуком.

Где быстрее распространяется звук ― в воде или воздухе? Любопытно, что скорость распространения звука в воде почти в четыре раза выше, чем в воздухе. То есть рыбы «слышат» быстрее, чем мы.

Что такое эхо? Звуковое эхо — это отражённый звук. Эхо обусловлено тем, что звуковые волны могут отражаться твёрдыми поверхностями. Животные используют эхолокацию для ориентации в пространстве и для определения местоположения объектов вокруг (в основном при помощи высокочастотных звуковых сигналов).

Химические явления

К ним относится, например, образование в зелёных листьях растений крахмала и кислорода из углекислого газа и воды.

По-другому такие явления называют химическими превращениями или химическими реакциями. В результате таких реакций образуются новые вещества, которые отличаются от исходных по ряду признаков.

Некоторые химические реакции протекают очень медленно, и мы их не замечаем, они длятся миллиарды лет. Например, твёрдый камень горных пород — известняк ― под действием воды и углекислого газа разрушается и превращается в другие вещества. Вода вымывает их — так в горах образуются пустоты, пещеры.

Другие реакции происходят очень быстро (например, горение). Так, сгорает топливо в газовой горелке. При горении выделяется много тепла и света.

При гниении тоже выделяется тепло, но оно рассеивается в окружающем пространстве. Это тепло мы обычно не замечаем, но учитывать его должны. Например, неправильно сложенный стог сена, нарушенные условия хранения соломы приводят к развитию процесса гниения. Это может вызвать даже самовозгорание материала.

Всемирная хартия природы — Конвенции и соглашения — Декларации, конвенции, соглашения и другие правовые материалы

Всемирная хартия природы

Принята резолюцией 37/7 Генеральной Ассамблеи от 28 октября 1982 года

Генеральная Ассамблея,

вновь подтверждая, основные цели Организации Объединенных Наций, в частности поддержание международного мира и безопасности, развитие дружественных отношений между нациями и осуществление международного сотрудничества в разрешении международных проблем в экономической, социальной, культурной, технической, интеллектуальной или гуманитарной областях,

сознавая, что:

a) человечество является частью природы и жизнь зависит от непрерывного функционирования природных систем, которые являются источником энергии и питательных веществ,

b) цивилизация уходит своими корнями в природу, которая наложила отпечаток на человеческую культуру и оказала влияние на все творения искусства и научные свершения, и именно жизнь в гармоничном согласии с природой представляет человеку наилучшие возможности для развития его творческих начал, отдыха и организации досуга,

будучи убеждена, что:

а) любая форма жизни является уникальной и заслуживает уважения, какой бы ни была ее полезность для человека, и для признания этой неотъемлемой ценности других живых существ человек должен руководствоваться моральным кодексом поведения,

b) человек может своими действиями или их последствиями видоизменить природу и исчерпать ее ресурсы, и поэтому он должен в полной мере сознавать насущную необходимость сохранения равновесия и качества природы и природных ресурсов,

будучи уверена, что:

a) долгосрочные выгоды, которые могут быть получены от природы, зависят от сохранения экологических процессов и систем, существенно важных для поддержания жизни, а также от разнообразия органических форм, которые человек подвергает опасности в результате чрезмерной эксплуатации или разрушения природной среды обитания,

b) деградация природных систем в результате чрезмерного потребления природных ресурсов и злоупотребления ими, а также неспособность установить надлежащий экономический порядок между народами и государствами ведут к разрушению экономических, социальных и политических структур цивилизации,

с) погоня за редкими ресурсами является причиной конфликтов, а сохранение природы и ее ресурсов способствует установлению справедливости и поддержанию мира, и невозможно сохранить природу и природные ресурсы, пока человечество не научится жить в мире и не откажется от войны и производства оружия,

вновь подтверждая, что человек должен приобретать знания, необходимые для сохранения и расширения его возможностей по использованию природных ресурсов, сохраняя при этом виды и экосистемы на благо нынешнего и будущих поколений,

будучи твердо убеждена в необходимости надлежащих мер на национальном и международном, индивидуальном и коллективном, частном и общественном уровнях для охраны природы и расширения международного сотрудничества в этой области,

принимает в этих целях настоящую Всемирную хартию природы, в которой провозглашаются следующие принципы сохранения природы, в соответствии с которыми должна направляться и оцениваться любая деятельность человека, затрагивающая природу.

I. Общие принципы

1. Природу необходимо уважать и не нарушать ее основные процессы.

2. Генетическая основа жизни на Земле не должна подвергаться опасности; популяция каждой формы жизни, дикой или одомашненной, должна сохраняться по крайней мере на том уровне, который достаточен для обеспечения ее выживания; необходимые для этого среды обитания следует сохранять.

3. Эти принципы сохранения природы применяются ко всем частям земной поверхности, суше или морю; особая защита должна обеспечиваться уникальным районам, типичным представителям всех видов экосистем и сред обитания редких или исчезающих видов.

4. Используемые человеком экосистемы и организмы, а также ресурсы суши, моря и атмосферы должны управляться таким образом, чтобы можно было обеспечить и сохранить их оптимальную и постоянную производительность, но без ущерба для целостности тех экосистем или видов, с которыми они сосуществуют.

5. Природу необходимо защищать от разграбления в результате войны или иных враждебных действий.

II. Функции

6. При принятии решений необходимо осознавать, что потребности каждого человека можно удовлетворить, лишь обеспечив соответствующее функционирование естественных систем и соблюдая принципы, изложенные в настоящей Хартии.

7. При планировании и осуществлении деятельности в области социально-экономического развития следует надлежащим образом учитывать, что охрана природы является составным элементом этой деятельности.

8. При разработке долгосрочных планов, касающихся экономического развития, роста численности населения и улучшения условий жизни, необходимо должным образом учитывать возможности естественных систем по долгосрочному обеспечению существования и расселения указанного населения с учетом того, что эти возможности могут быть расширены в результате применения науки и техники.

9. Использование человеком участков земной поверхности в определенных целях должно осуществляться на плановой основе с надлежащим учетом физических ограничений, биологической продуктивности и разнообразия, а также природной красоты этих участков.

10. Природные ресурсы должны не расточаться, а использоваться в меру, как того требуют принципы, изложенные в настоящей Хартии, и согласно следующим правилам:

а) биологические ресурсы используются лишь в пределах их природной способности к восстановлению;

b) производительность почв поддерживается или улучшается благодаря мерам по сохранению их долгосрочного плодородия и процесса разложения органических веществ и по предотвращению эрозии и любых других форм саморазрушения;

с) ресурсы многократного пользования, включая воду, используются повторно или рециркулируются;

d) невозобновляемые ресурсы однократного пользования эксплуатируются в меру, с учетом их запасов, рациональных возможностей их переработки для потребления и совместимости их эксплуатации с функционированием естественных систем.

11. Деятельность, способная оказывать вредное воздействие на природу, должна контролироваться, и следует использовать наиболее подходящую технологию, которая может уменьшить масштабы опасности или других вредных последствий для природы, в частности:

а) необходимо воздерживаться от деятельности, способной нанести непоправимый ущерб природе;

b) деятельности, таящей в себе повышенную опасность для природы, должен предшествовать глубокий анализ, и лица, осуществляющие такую деятельность, должны доказать, что предполагаемая польза от нее значительно больше, чем ущерб, который может быть нанесен природе, а в случаях, когда возможное пагубное воздействие такой деятельности четко не установлено, она не должна предприниматься;

с) деятельности, способной нанести ущерб природе, должна предшествовать оценка ее возможных последствий, и исследования о воздействии проектов в целях развития на природу следует проводить достаточно заблаговременно, и если принято решение о проведении такой деятельности, она должна осуществляться на плановой основе и вестись таким образом, чтобы до минимума сократить ее возможные вредные последствия;

d) деятельность в области сельского хозяйства, скотоводства, лесного хозяйства и рыболовства следует вести с учетом особенностей и запасов природных ресурсов данных районов;

е) районы, пришедшие в результате деятельности человека в упадок, подлежат восстановлению в соответствии со своим природным потенциалом и требованиями благосостояния проживающего в этих районах населения.

12. Следует воздерживаться от всякого сброса загрязняющих веществ в естественные системы и:

а) если такой сброс неизбежен, то эти загрязняющие вещества должны очищаться в тех местах, где они производятся, с использованием наиболее совершенных средств, имеющихся в распоряжении;

b) должны приниматься особые меры предосторожности с целью не допускать сброса радиоактивных или токсичных отходов.

13. Меры по предотвращению, контролю или ограничению последствий стихийных бедствий, распространения паразитов и болезней принимаются в первую очередь для устранения причин этих бедствий и не влекут за собой пагубных вторичных последствий для природы.

III. Осуществление

14. Принципы, изложенные в настоящей Хартии, должны найти отражение в законодательствах и практике каждого государства, а также на международном уровне.

15.  Знания о природе следует широко распространять всеми возможными средствами, в частности путем преподавания курса  охраны природы,  который  должен быть составной частью общей системы образования.

16. При составлении любого плана в качестве одного из основных его элементов необходимо разрабатывать стратегию охраны природы, составлять атласы экосистем и определять воздействие планируемой политики и деятельности на природу; все эти элементы следует соответствующим образом и своевременно доводить до сведения общественности, чтобы она могла эффективно высказывать свое мнение и участвовать в принятии решений.

17. Для достижения целей охраны природы необходимо обеспечивать финансовые средства, программы и административные структуры.

18. Следует предпринимать постоянные усилия в целях углубления знаний о природе путем проведения научных исследований и распространять такие знания без каких-либо ограничений.

19. Необходимо вести наблюдение за состоянием природных процессов, экосистем и видов, с тем чтобы как можно раньше обнаруживать все случаи их деградации или угрозы им, обеспечивать своевременное вмешательство и способствовать правильной оценке политики и методов охраны природы.

20. Следует воздерживаться от военных действий, наносящих ущерб природе.

21. Государства, а также в меру своих возможностей государственные органы, международные организации, частные лица, ассоциации и предприятия должны:

а) сотрудничать в целях охраны природы путем проведения совместной деятельности и других соответствующих мероприятий, включая обмен информацией и консультации;

b) установить нормы использования материалов и применения технологических процессов, способных оказать вредное воздействие на природу, а также разработать методы оценки этого воздействия;

с) применять соответствующие положения международного права, направленные на сохранение природы и защиту окружающей среды;

d) обеспечивать, чтобы деятельность, проводимая в рамках их юрисдикции или под их контролем, не наносила ущерба естественным системам, находящимся на территории других государств, а также в районах, расположенных за пределами действия национальной юрисдикции;

е) охранять и сохранять природу в районах, расположенных за пределами действия национальной юрисдикции.

22. В полной мере учитывая суверенитет государств над своими природными ресурсами, каждое государство должно применять положения настоящей Хартии через посредство своих компетентных органов и в сотрудничестве с другими государствами.

23. Каждый человек в соответствии с законодательством своей страны должен иметь возможность участвовать индивидуально или коллективно в процессе разработки решений, непосредственно касающихся окружающей его природной среды, а в случае нанесения ей ущерба или ухудшения ее состояния должен иметь право использовать все средства для ее восстановления.

24. Каждый человек призван действовать в соответствии с положениями настоящей Хартии; каждый человек, действующий индивидуально, коллективно или участвующий в политической деятельности, должен стремиться обеспечить достижение целей и выполнение положений настоящей Хартии.


Источник: Официальные отчеты Генеральной Ассамблеи, тридцать седьмая сессия, Дополнение № 51, стр. 24–27.

Невидимые связи в природе и факторы, полезные для нас

22/05/2018

У кого-то волосы кудрявые, у кого-то – прямые.  У кого-то красивый загар, а у кого-то кожа сгорает на солнце. Кто-то может кривить губы, а кто-то нет. Все это из-за наших генов и отличий в них. Разнообразие. Это — изюминка жизни.

Как и в случае отличий в нас, отличия есть и у растений и животных, видимые и невидимые нам. Например, один из сортов риса может быть более устойчивым к подтоплению, чем другие. Одна из пород домашнего скота лучше переносит засуху, чем другие.  Все это благодаря биоразнообразию.

Биоразнообразие означает многообразие растительной и животной жизни в мире.  Речь идет о генетическом, видовом и экосистемном многообразии. Чем больше разнообразие видов, сред обитания и генов, тем здоровее и продуктивнее экосистемы и тем лучше они адаптируются к таким вызовам, как изменение климата.

Но, в отличие от простого многообразия, биоразнообразие также характеризует тот способ, благодаря которому различные виды растений и животных связаны и взаимодействуют между собой.  Мир состоит из невидимой сети, которую мы редко осознаем. Утрата вида, будь то растение или животное, может изменить всю экосистему. Это означает утрату связей.  

Вот 7 экосистемных связей и полезных факторов, о которых вы могли не знать:

1. Сельское хозяйство и более здоровые почвы – На сельское хозяйство обычно возлагают вину за деградацию почвы.  В то же время при условии бережного ведения сельское хозяйство на самом деле может способствовать улучшению здоровья почв.  Например, зернобобовые помогают восстановить жизнеспособность почвы, что, в свою очередь, помогает лучше расти  другим растениям.  Знали ли вы, что в столовой ложке почвы больше отдельных живых организмов, чем людей на планете? Для роста продовольствия, извлечения углерода из воздуха и получения микробов, из которых изготавливают такие лекарственные средства, как пенициллин, нужны здоровые почвы. Сельскохозяйственные сектора – крупнейшие пользователи биоразнообразия. Все вместе они распоряжаются огромными наземными, пресноводными и морскими пространствами на Земле, будь то «дикое» разнообразие в лесном хозяйстве или рыболовстве или «одомашненное» биоразнообразие производственных систем.  При условии устойчивого ведения сельское хозяйство может способствовать сохранению биоразнообразия и важных экосистемных функций. 

2. Питание и изменение климата – Сельскохозяйственное биоразнообразие, включающее диких сородичей сельскохозяйственных культур, является основополагающим условием преодоления последствий изменения климата и обеспечения будущего нашего продовольствия. Это разнообразие дает сельскому хозяйству различные сорта культур и породы домашнего скота, которые лучше адаптируются к изменениям в температурах и осадках и к экстремальным погодным явлениям.  В нашу эпоху изменений необходимо изучать возможности других видов сельскохозяйственных культур. Из примерно 400 000 выявленных видов растений 30 000 оказываются съедобными. Но до сегодняшнего дня в пищу идут только 6 000.  А во всем мире в сколь-либо значимом масштабе выращивается всего 150 культур! Удивительно, но всего три культуры (кукуруза, пшеница и рис) обеспечивают почти 60% нашей дневной нормы потребления белков и калорий.  Нам необходимо расширять рацион питания и включать в него иные разновидности, которые могут оказаться более питательными и лучше справляются с последствиями изменения климата.

Вещества и явления в окружающем мире. Естествознание 5 класс Плешаков




Вопрос 1. В каких состояниях в природе могут находится вещества?


Вещества в природе могут находится в трех агрегатных состояниях – твердом, жидком и газообразном.


Вопрос 2. Приведите примеры твердых, жидких и газообразных смесей. Назовите самую распространенную на планете газообразную смесь.


В большинстве случаев вещества встречаются в виде смесей. Иногда это хорошо заметно даже невооруженным глазом. Например, глядя на кусочек гранита, можно увидеть, что он состоит из смеси веществ: кварца, слюды и полевого шпата, а вот в однородном на вид молоке только под микроскопом можно различить капельки жира и белки, плавающие в жидкости (воде). А самой распространенной на планете газовой месью является атмосферный воздух. Он состоит из кислорода, азота, углекислого газа, озона и других газов.


Вопрос 3. Какие вещества называют чистыми?


Вещества без примесей называют чистыми. В природе таких веществ не существует. Их получение – одна из важных задач химической промышленности. Чистые вещества используют в электронике, атомной промышленности, при производстве лекарственных препаратов.


Вопрос 4. Почему в промышленном производстве иногда требуется применение именно смесей, а не чистых веществ?


Примеси могут резко менять свойства веществ. Небольшая добавка соли или сахара изменит вкус воды, капля чернил – ее цвет. Эту особенность заметили еще очень давно. Древние металлурги получали сплавы (смеси металлов) – бронзу, латунь и другие, отличающиеся от исходного металла, меди, большей прочностью, стойкостью к воздействию воды и воздуха. При получении стали незначительная добавка металла хрома делает ее нержавеющей, а добавка вольфрама придает ей способность выдерживать очень высокие температуры. Поэтому для достижения более наилучшего эффекта в промышленности применяют именно смеси, а не


Вопрос 5. Чем сложные вещества отличаются от простых? Приведите примеры простых и сложных веществ.


Молекулы простых веществ состоят из одинаковых атомов (молекулы азота, кислорода, водорода состоят из двух атомов одноименных элементов) . Молекулы сложных веществ — из разных атомов. К примеру, углекислый газ и вода — сложные вещества. Углекислый газ состоит из одного атома углерода и двух атомов кислорода, вода — из двух атомов водорода и одного атома кислорода.


Вопрос 6. Почему разных веществ в природе намного больше, чем видов атомов?


Современной науке известно 110 видов атомов (элементов). Соединяясь между собой в различных комбинациях, они образуют то многообразие веществ, которое существует в природе.


Вопрос 7. Чем физические явления отличаются от химических? С какими физическими и химическими явлениями вы часто сталкиваетесь в повседневной жизни?


При физических явлениях вещество остается неизменным (например, железо нагревается).Химические явления — это изменение исходного вещества (при окислении железа образуется оксид железа — новое вещество)Физическое явление – это изменение состояния или формы вещества. Химическое явление – это превращение веществ, в результате которого образуется одно или несколько новых веществ. При физических явлениях не образуется новых веществ, а может меняться форма, агрегатное состояние.


При химических явлениях образуются новые вещества. О чем свидетельствуют изменение цвета, выделение газа, образование осадка.

Абхазский государственный университет | Абхазский государственный университет


I. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ХИМИИ


Участник Олимпиады должен знать основы химической науки (факты, понятия, законы, теории), приводить примеры, устанавливать причинно-следственные связи, владеть химическим языком, называть вещества по принятой номенклатуре, знать формулы веществ.

Предмет и задачи химии. Место химии среди естественных наук.

Атомно-молекулярное учение. Молекулы. Атомы. Постоянство состава вещества. Относительная атомная и относительная молекулярная масса. Закон сохранения массы, его значение в химии. Моль — единица количества вещества. Молярная масса. Число Авогадро.


Химический элемент, простое вещество, сложное вещество. Знаки химических элементов и химические формулы. Расчет массовой доли химического элемента в веществе по его формуле.


Строение ядер атомов химических элементов и электронных оболочек атомов на примере элементов 1, 2, 3 и 4-го периодов периодической системы. Изотопы.

Периодический закон химических элементов Д.И.Менделеева. Распределение электронов в атомах элементов первых четырех периодов. Малые и большие периоды, группы и подгруппы. Характеристика отдельных химических элементов главных подгрупп на основании положения в периодической системе и строения атома. Значение периодического закона для понимания научной картины мира, развития науки и техники.

Типы химических связей: ковалентная (полярная и неполярная), ионная, водородная, металлическая. Примеры соединений со связями разных типов. Валентность и степень окисления.

Типы химических реакций: реакции соединения, разложения, замещения, обмена. Окислительно-восстановительные реакции. Тепловой эффект химических реакций.

Скорость химических реакций. Зависимость скорости от природы реагирующих веществ, концентрации, температуры. Катализ. Обратимость химических реакций. Химическое равновесие и условия его смещения.

Растворы. Растворимость веществ. Зависимость растворимости веществ от их природы, от температуры, давления. Тепловой эффект при растворении. Концентрация растворов. Значение растворов в промышленности, сельском хозяйстве, быту.

Электролитическая диссоциация. Степень диссоциации. Сильные и слабые электролиты. Реакции ионного обмена. Электролитическая диссоциация кислот, щелочей и солей. 


II. НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ


На основании периодического закона участники олимпиады долж­ны уметь давать сравнительную характеристику элементов по группам и периодам. Характеристика элемента включает элек­тронную конфигурацию атома; возможные валентности и сте­пени окисления элемента в соединениях; формы простых ве­ществ и основные типы соединений, их физические и химиче­ские свойства, лабораторные и промышленные способы полу­чения; распространенность элемента и его соединений в природе, практическое значение и области применения его соеди­нений. При описании химических свойств должны быть отражены реакции с участием неорганических и органических со­единений(кислотно-основные и окислительно-восстановительные превращения), а также качественные реакции. Химические свойства иллюстрируются уравнениями реакции в молекулярном и сокращенном ионном виде или электронными уравнениями с указанием окислителя и восстановителя, условиями проведения реакции.


Оксиды кислотные, основные, амфотерные. Способы получения и свойства оксидов. Амфотерность.

Основания, способы их получения и свойства. Щелочи, их получение, свойства и применение. Амфотерность.


Кислоты, свойства, способы получения. Реакция нейтрализации.

Соли. Состав и свойства. Гидролиз солей.


Водород. Химические, физические свойства. Взаимодействие с кислородом, оксидами металлов, с органическими веществами. Применение водорода как экологически чистого топлива и сырья для химической промышленности.


Кислород. Химические, физические свойства. Аллотропия. Применение кислорода. Круговорот кислорода в природе.


Вода. Физические и химические свойства. Кристаллогидраты. Значение воды в промышленности, сельском хозяйстве, быту, природе. Охрана водоемов от загрязнения.

Галогены. Общая характеристика галогенов. Соединения галогенов в природе, их применение.

Хлор. Физические, химические свойства. Реакции с неорганическими и органическими веществами. Получение хлора в промышленности. Соединения хлора. Применение хлора и его соединений.


Подгруппа углерода. Общая характеристика элементов IV группы главной подгруппы. Физические и химические свойства. Углерод, его аллотропные формы. Соединения углерода: оксиды (II, IV), угольная кислота и ее соли.


Кремний. Соединения кремния в природе, их использование      в         технике.


Подгруппа кислорода. Общая характеристика элементов главной подгруппы VI группы. Сера, ее физические и химические свойства. Соединения серы: сероводород, оксиды серы. Серная кислота, ее свойства, химические основы производства.


Общая характеристика элементов главной подгруппы V группы. Азот. Физические и химические свойства. Соединения азота: аммиак, соли аммония, оксиды азота, азотная кислота, соли азотной кислоты (физические и химические свойства). Производство аммиака. Применение аммиака, азотной кислоты и ее солей. Фосфор, его аллотропные формы, физические и химические свойства. Оксиды фосфора (V), фосфорная кислота и ее соли. Фосфорные удобрения.


Металлы. Положение в периодической системе. Особенности строения их атомов. Металлическая связь. Характерные физические и химические свойства. Коррозия металлов.

Щелочные металлы. Общая характеристика на основе положения в периодической системе Д.И. Менделеева. Соединения натрия, калия в природе, их применение. Калийные удобрения.

Общая характеристика элементов главных подгрупп II и III групп периодической системы Д.И. Менделеева. Кальций, его соединения в природе. Жесткость воды и способы ее устранения.


Алюминий. Характеристика алюминия и его соединений. Амфотерность оксида алюминия. Применение алюминия и его сплавов.


 


III. ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ


Характеристика каждого класса органических соединений включает особенности электронного и пространственного строения соединений данного класса, закономерности измене­ния физических и химических свойств в гомологическом ряду, номенклатуру, виды изомерии, основные типы химических ре­акций и их механизмы.


Характеристика конкретных соединений включает физи­ческие и химические свойства, лабораторные и промышленные способы получения, области применения. При описании химических свойств соединений необходимо учитывать реак­ции с участием, как радикала, так и функциональной группы. Участник олимпиады должен владеть основными понятиями органической химии, уметь иллюстрировать ответ уравнениями реакции с использованием структурных формул и обязательным указанием условий их протекания, называть органические вещества по международной номенклатуре.


Основные положения теории химического строения A.M. Бутлерова. Зависимость свойств веществ от химического строения. Изомерия. Электронная природа химических связей в молекулах органических соединений, способы разрыва связей, понятие о свободных радикалах.

Гомологический ряд предельных углеводородов (алканов), их электронное и пространственное строение, sp3-гибридизация. Метан. Номенклатура алканов, их физические и химические свойства. Циклопарафины. Предельные углеводороды в природе.


Этиленовые углеводороды (алкены). Гомологический ряд алкенов. Двойная связь, s- и р-связи, sр2-гибридизация. Физические свойства. Изомерия углеродного скелета и положение двойной связи. Номенклатура. Химические свойства. Получение углеводородов реакцией дегидрирования. Применение этиленовых углеводородов. Природный каучук, его строение и свойства.


Ацетилен. Тройная связь, sp-гибридизация. Гомологический ряд ацетилена. Физические и химические свойства, применение ацетилена. Получение его карбидным способом из метана.


Бензол, его электронное строение, химические свойства. Промышленное получение и применение бензола. Понятие о ядохимикатах, условиях их использования в сельском хозяйстве на основе требований охраны окружающей среды.


Взаимосвязь предельных, непредельных и ароматических углеводородов.

Природные источники углеводородов: нефть, природный и попутный нефтяные газы, уголь. Фракционная перегонка нефти. Крекинг. Ароматизация нефтепродуктов. Охрана окружающей среды при нефтепереработке.


Спирты, их строение, химические свойства. Изомерия. Номенклатура спиртов. Химические свойства спиртов. Применение метилового и этилового спиртов. Ядовитость спиртов, их губительное действие на организм человека. Генетическая связь между углеводородами и спиртами.


Фенол, строение, физические свойства. Химические свойства фенола. Применение фенола. Охрана окружающей среды от промышленных отходов, содержащих фенол.

Альдегиды, их строение, химические свойства. Получение и применение муравьиного и уксусного альдегидов.


Карбоновые кислоты. Гомологический ряд предельных одноосновных карбоновых кислот, их строение. Карбоксильная группа, взаимное влияние карбоксильной группы и углеводородного радикала. Физические и химические свойства карбоновых кислот.

Уксусная, пальмитиновая, стеариновая, олеиновая кислоты. Получение и применение карбоновых кислот.


Сложные эфиры. Строение, получение реакций этерификации. Химические свойства. Жиры в природе, их строение и свойства. Синтетические моющие средства, их значение. Защита окружающей среды от загрязнения синтетическими моющими средствами.

Глюкоза, ее строение, химические свойства, роль в природе. Сахароза, ее гидролиз.

Крахмал и целлюлоза, их строение, химические свойства, роль в природе. Применение целлюлозы и ее производных. Понятие об искусственных волокнах.

Амины как органические основания. Строение, аминогруппа. Взаимодействие аминов с водой и кислотами. Анилин, Получение анилина из нитробензола, практическое значение анилина. Аминокислоты. Строение, химические особенности, изомерия аминокислот. Аминокислоты, их значение в природе и применение. Синтез пептидов, их строение. Понятие об азотсодержащих гетероциклических соединениях на примере пиридина и пиррола.


Белки. Строение, структура и свойства белков. Успехи в изучении и синтезе белков. Значение микробиологической промышленности. Нуклеиновые кислоты, строение нуклеотидов. Принцип комплементарности в построении двойной спирали ДНК. Роль нуклеиновых кислот в жизнедеятельности клетки.


Общие понятия химии высокомолекулярных соединений: мономер, полимер, структурное звено, степень полимеризации, средняя молекулярная масса. Полимеризация, поликонденсация. Линейная, разветвленная структура полимеров. Зависимость свойств полимеров от их строения.


 


IV. ТИПЫ РАСЧЁТНЫХ ЗАДАЧ ПО ХИМИИ


Вычисление относительной молекулярной массы вещества по его формуле.


Вычисление массовых долей (процентного содержания) элементов в сложном веществе по его формуле.


Вычисление массовой доли растворённого вещества в рас­творе, если известна масса растворённого вещества и масса раствора.


Вычисление массы растворителя и массы растворённого вещества по известной массовой доле растворённого вещества и массе раствора.


Вычисление определённого количества вещества.


Вычисление количества вещества (в молях) по массе ве­щества.


Вычисление относительной плотности газообразных ве­ществ.


Вычисление объёма определённого количества газообраз­ного вещества при заданных условиях.


Вычисление массы газообразного вещества, занимающего определенный объем, при любых заданные значениях темпе­ратуры и давления.


Вычисление объема определенной массы газообразного вещества при любых заданных условиях.


Нахождение простейшей химической формулы вещества по массовым долям элементов.


Вычисление массы продукта реакции по известным мас­сам исходных веществ.


Вычисление массы продукта реакции по известным мас­сам одного из вступивших в реакцию веществ.


Вычисление выхода продукта реакции в процентах от тео­ретически возможного.


Вычисление массы (объема) продукта реакция по извест­ной массе (объёму) исходного вещества, содержащего опреде­лённую долю примесей.


Вычисление массовой доли компонентов смеси на основе данных задачи.


Установление молекулярной формулы газообразного ве­щества по продуктам сгорания.


Составление химических переходов (уравнений реакций) одних веществ в другие с использованием генетической связи между классами и соединениями (качественные задачи).


Экзаменационные билеты могут содержать как типовые, так и более сложные комбинированные задачи, состоящие из нескольких типов перечисленных видов расчетных задач. Кроме того, комбинированные задачи могут быть составлены по материалам различных разделов химии.


 


Рекомендуемая литература по химии

  1. Фельдман Ф.Г., Рудзитис Г.Е. Химия / Учебник по химии для 8-11 классов средней школы. – М., (разные годы издания).
  2. Хомченко И.Г. Сборник задач и упражнений по химии для средней школы. – М., (Различные издательства, разные годы).
  3. Хомченко Г.П. Пособие по химии для поступающих в вузы. – М., (Различные издательства, разные годы).
  4. Химия: Пособие – репетитор для поступающих в вузы / Под ред. А.С.Егорова. – Ростов н/Д., 2001.
  5. Кузьменко Н.Е., Еремин В.В., Попков В.А. Начала химии: В 2 т. – М., (разные годы издания).


 


 


 


Председатель предметной комиссии:                                             Ашхаруа Ф.Г.


 


 

Урок 12. великий круговорот жизни — Окружающий мир — 3 класс

Окружающий мир, 3 класс

Урок 12. Великий круговорот жизни

Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:

Группы организмов, составляющие основу круговорота жизни.

Организмы-производители.

Организмы-потребители.

Организмы-разрушители.

Глоссарий по теме:

Бактерия – Микроорганизм, преимущ. одноклеточный.

Гриб – Особый организм, не образующий цветков и семян, размножающийся спорами.

Почва — Верхний слой земной коры.

Основная и дополнительная литература по теме урока:

  1. Рабочая тетрадь. 1 кл.: учеб. пособие для общеобразоват. организаций. В 2 ч. / А. А. Плешаков. — М.: Просвещение, 2017. – С. 33-69.

1. Плешаков А. А. Великан на поляне, М.: Просвещение, 2017. С.97-98; 193-194; 196-197.

Теоретический материал для самостоятельного изучения

К живой природе относится всё, что дышит, питается, размножается, умирает, рождается. Учёные делят её на четыре царства – царство бактерий, царство грибов, царство животных и царство растений. Представители всех этих царств являются участниками бесконечного процесса – круговорота жизни на Земле.

Основу круговорота жизни составляют три группы организмов:

организмы-производители;

организмы-потребители;

организмы-разрушители.

Организмами-производителями являются растения. Они используют энергию солнца. При этом из углекислого газа и воды образуются питательные вещества – сахар и крахмал. Они служат источником энергии не только для самих растений, но и для других живых организмов.

Животные потребляют готовые вещества, производимые растениями. Поэтому их называют организмами-потребителями. Животные, питающиеся растительной пищей, называются растительноядными животными. Хищники тоже относятся к организмам-потребителям. Потребляя в пищу растительноядных животных, хищники контролируют их численность. Если бы исчезли хищники, то растительноядные животные начали бы стремительно размножаться. Попутно пострадала бы экосистема — ведь они выели бы всю траву, лишив всех остальных лесных жителей укрытия и пропитания. На оголенной земле разлагались бы трупы десятков погибших копытных, распространяя по лесу ужасный запах и болезнетворные бактерии. А всё из-за того, что исчезло всего одно звено пищевой цепочки — хищник. Нельзя допустить того, чтобы исчезло из этой цепи хоть одно звено. Иначе эта цепь разорвётся.

Особую группу составляют организмы-разрушители. К ним относятся бактерии и грибы. Они разрушают мёртвые остатки растений и животных. Когда растения и животные умирают, то попадают в почву. Под действием бактерий и грибов их остатки превращаются в перегной. Из перегноя под действием других бактерий образуются минеральные вещества. Эти вещества растворяются в воде, которая содержится в почве, затем поглощаются корнями живых растений. И всё начинается сначала.

Огромную роль в круговороте веществ играет почва. Ведь именно в почве содержатся минеральные вещества, необходимые для жизнедеятельности растений.

Получается, что вещества путешествуют по кругу: из растений – в животных, а с остатками мёртвых растений и животных – в почву, из почвы – в растения. Учёные называют это явление круговоротом веществ. Представители разных царств живой природы играют разную роль в круговороте жизни на Земле. И каждое из этих звеньев необходимо.

Что надо делать для того, чтобы не нарушился круговорот жизни? Надо беречь и охранять природу, сажать деревья, заботиться о животных. Ведь человек тоже является частью природы, и для жизни ему нужен свежий воздух, чистая вода, свет солнца.

Таким образом, мы выяснили, что все живые организмы – участники единого круговорота жизни. Основные звенья этого круговорота – организмы-производители, организмы-потребители и организмы-разрушители.

Примеры и разбор решения заданий

1. Распределите объекты по группам:

Варианты ответов:

Правильный вариант ответа:

Производители

Потребители

Разрушители

2. Восстановите последовательность участия организмов в круговороте жизни.

Правильный вариант:

Как смертельный яд помогает сохранить молодость и лечить болезни


Препарату на основе ботулотоксина типа А – одного из самых опасных природных ядов, известных современной науке – ученые Ростеха находят все новые применения в медицине.


В период Древнего Египта божество Анубис с головой шакала и телом человека, являясь покровителем некрополей, также почитался как хранитель ядов и лекарств. К слову, именно он занимался погребением бога Осириса, ставшего впоследствии царем загробного мира. Анубис завернул тело божества в ткани, которые были пропитаны специальным составом. Так, благодаря свойствам различных веществ, появилась первая мумия. 


В Древней Греции и Риме, в свою очередь, яды нередко применяли для устранения соперников и даже использовали в качестве инструмента правосудия. Например, токсичные свойства многолетнего растения аконит (лат. Aconítum), содержащего алкалоид – аконитин, применяли для умерщвления преступников, приговоренных к смертной казни. Кроме того, всем известный древнегреческий философ Сократ также закончил свои дни, приняв растительный яд. 


Иными словами, свойства различных веществ известны человечеству еще со времен Древнего Египта и античности. В силу объективных причин люди, безусловно, стараются избегать всего, что содержит страшное слово «яд». Но благодаря современным технологиям, смертельные вещества в наши дни также способны стать и лекарством от целого ряда серьезных заболеваний. Но обо всем по порядку.


Опасные связи


Яды – это вещества, способные при попадании в организм в определенных дозировках относительно массы тела вызывать интоксикацию или летальный исход. Все они способны проникать в организм человека самыми разнообразными способами.


Один из наиболее распространенных вариантов – пероральный. Например, никотин, фенол и цианиды усваиваются через слизистую оболочку ротовой полости и в желудочно-кишечном тракте. В газообразном состоянии опасные вещества (формальдегид, сероводород и другие) попадают в кровь ингаляционно – с помощью верхних дыхательных путей. Соли ртути и таллия, например, способны попадать в организм при соприкосновении с кожным покровом.


По своему происхождению все яды в широком смысле делятся на органические и неорганические. К числу органических ядов относятся все те, что продуцируются бактериями (бактериотоксины) и плесневыми грибами (микотоксины), выделяются растениями (фитотоксины) и животными. Это токсичные вещества белковой природы.


К неорганическим ядам относятся различные химические соединения в виде солей металлов, щелочи, кислот, а также их производные. Одним из наиболее ярких примеров таких опасных химических связей является цианистый калий.


Значимым отличием токсинов белковой природы от неорганических ядов является способность первых проявлять антигенные свойства. Иными словами, при попадании в организм человека вырабатывать к ним же иммунитет. 


Этот факт наглядно демонстрируется историей правителя Понтийского царства Митридата VI (117–63 до н.э.), который с детства приучал организм к известным в тот период ядам, постепенно увеличивая дозы. И, когда он решил покончить жизнь самоубийством, ему пришлось использовать меч, поскольку яды оказались бессильны. Так ли это на самом деле – неясно, но в токсикологии такую невосприимчивость, выработанную путем систематического приема ядов в малых дозах, и сегодня называют «митридатизм». 


Кроме того, как правило, неорганические яды – известные современной науке – имеют свои антидоты (вещества, способные нейтрализовать токсичное действие), чего нельзя сказать обо всех органических токсинах. Из-за этого последние являются наиболее опасными.


Один на миллион


Интересный факт, но не все знают, что плесневые грибы или бактерии сами не являются причиной отравления организма. Например, дизентерию и сальмонеллез вызывают не бактерии из рода шигелл (лат. Shigella) и сальмонелл (лат. Salmonella), а токсины, выделяемые ими в процессе жизнедеятельности. Более того, множество ключевых симптомов различных инфекционных заболеваний обусловливаются ростом концентрации этих токсинов и их активным действием на организм.


К одному из наиболее сильнодействующих токсинов, относящихся к органическим ядам, которые известны современной науке, относится ботулотоксин. По данным исследований Американской медицинской ассоциации, всего один грамм этого кристаллизованного вещества, способен убить 1 млн человек.



Токсин вырабатывается анаэробными бактериями рода клостридий (лат. Clostridium botulinum). Они размножаются исключительно при полном отсутствии кислорода. Например, консервированная продукция и колбасные изделия могут стать идеальными условиями для жизнедеятельности данного рода бактерий.


Попадая в организм вместе с пищей, ботулотоксин воздействует на нервную систему, вызывая нарушения в ее работе за счет блокирования нервно-мышечной передачи, что может приводить к парализации дыхательных мышц и сердца. Ботулотоксин опасен еще и тем, что не обладает вкусом, цветом и запахом.


Известны семь типов ботулинических токсинов (А, B, С, D, E, F, G), вырабатываемых бактериями различных штаммов. Различия в их структуре – набор и количество аминокислот, последовательность их сцепления, иммуногенные свойства, уровень токсичности. И, хотя по характеру влияния на организм они похожи друг на друга, антидот для одного вида токсина не способен нейтрализовать действие другого.


Наиболее опасным для организма человека признан токсин типа А. Заболевание, вызванное ботулотоксином, впервые было зафиксировано в Германии в XVIII веке. Симптомы проявились после употребления в пищу колбасного изделия. Отсюда общепринятое название болезни – ботулизм (от лат. Botulus – колбаса).


Яды на страже…


Еще несколько десятилетий назад упоминание о ботулотокснинах приводило в беспокойство мировое сообщество, которое знало о свойствах опасного яда.


Военные, в свою очередь, раздумывали о применении свойств токсина в качестве оружия массового поражения. Например, во время Второй мировой войны ботулотоксин типа А всерьез рассматривался Соединенными Штатами Америки, Англии и Канады как перспективное биологическое оружие. Более того, есть версия, что токсин даже был использован представителями чехословацкого сопротивления для убийства одного из нацистских деятелей, координатора деятельности по борьбе с внутренними врагами Третьего рейха Рейнхарда Гейдриха.


Интерес к одному из опаснейших ядов с точки зрения медицины появился в XX веке, когда его всесторонние исследования в военных целях легли в основу получения высокоочищенного кристаллического ботулинического токсина типа А.



В 70-х годах прошлого столетия очищенный токсин в медицинских целях впервые применил американский врач-офтальмолог Алан Скотт, который делал инъекции этого вещества в микродозах в орбитальную мышцу глаза для лечения блефароспазма. Успешный опыт американского ученого стал движущей силой для проведения дальнейших исследований и его применения в мирных целях.


Яды и медицина: наши дни


Сегодня препараты на основе ботулинического токсина применяются в медицине для лечения целого ряда заболеваний, а за микродозы этого «яда» миллионы пациентов по всему миру готовы добровольно доплачивать. Россия в этом плане не исключение, и вот почему.


В 2014 году на российский рынок поступил первый лекарственный препарат на основе ботулинического токсина типа А отечественного производства. Разработчиком выступило научно-производственное объединение «Микроген» (входит в холдинг «Нацимбио» Госкорпорации Ростех).


Для производства препарата ученые предприятия разработали специальную технологию очистки опасного токсина, которая позволила до стадии культивирования избавляться от 90% высокомолекулярных белковых загрязнителей, что снижает общую белковую нагрузку на организм человека и минимизирует вероятность развития аллергических реакций.


Впервые российская новинка была применена в косметологии – для коррекции мимических морщин. Механизм действия ботулотоксина позволял снизить активность мышц, что приводило к сглаживанию гиперкинетических морщин лица. По оценкам аналитиков Ростеха, в эстетической практике за последние пять лет первый отечественный ботулотоксин применен более чем у 850 000 человек.



Успешное применение токсина в косметологии позволило ученым Ростеха продолжить изучение его действия и в других областях медицины. Результатом работы стало расширение показаний к применению – препарат стал первой альтернативой иностранным аналогам в эстетической косметологии и в лечении неврологических заболеваний, поддающихся терапевтической коррекции ботулиническими токсинами типа А. 


В общей сложности сегодня российская разработка применяется более чем по пяти показаниям в медицине. В частности, препарат используется для лечения блефароспазма, спастичности мышц верхних конечностей после инсульта, при гипергидрозе, а также является первым российским лекарственным средством на основе ботулотоксина, применяющимся в лечении спастических форм детского церебрального паралича (ДЦП) в возрастной группе от 12 до 17 лет. 

В 2019 году ученые Ростеха также приступили к клиническим исследованиям токсина для расширения возможностей его применения в терапии цервикальной дистонии и лечения хронической мигрени. Завершение исследований запланировано на 2020 год. 


Видимо, прав был швейцарский алхимик, врач и философ, один из основоположников современной фармакологии Парацельс, живший в далеком XVI веке, когда говорил: «Всё – яд, всё – лекарство. То и другое определяет доза». И кто знает, возможно, в скором будущем вещества, считающиеся сегодня крайне опасными, в том числе благодаря активной деятельности российских ученых, позволят создать первое лекарство, способное вылечить даже на самых поздних стадиях опаснейших заболеваний.


Источник: Naked Science

примеров чистых веществ

Чистые вещества имеют однородный химический состав. Примеры включают воду (жидкость), алмаз (твердое тело) и кислород (газ).

В химии чистое вещество — это материал с постоянным составом. Другими словами, он однороден независимо от того, когда вы его пробуете. Чистое вещество целиком состоит из одного типа атомов или соединений. Он предсказуемо участвует в химической реакции.

Примеры чистых веществ

Лучшими примерами чистых веществ являются чистые элементы, молекулы и соединения:

  • Газообразный водород
  • Металлическое золото
  • Сахар (сахароза)
  • Пищевая сода (бикарбонат натрия)
  • Аммиак
  • Алмаз
  • Медная проволока
  • Кремниевая крошка
  • Сульфат меди
  • Этанол (чистый зерновой спирт)

Серая зона

Некоторые люди считают любую однородную смесь или сплав примером чистого вещества.Это обычное определение, но оно не даст вам оценки на уроке химии. Эти примеры чистых веществ не состоят из одного типа атома или соединения, но имеют однородную структуру. Этот тип чистого вещества не должен содержать загрязняющих веществ или примесей:

  • Стерлинговое серебро (сплав серебра и меди)
  • Мед
  • Воздух (гомогенная смесь газов)
  • Растительное масло
  • Латунь
  • Нержавеющая сталь сталь
  • Водопроводная вода
  • Медицинский спирт

Примеры нечистых веществ

Некоторые образцы являются яркими примерами нечистых веществ:

  • Смесь песка и соли
  • Букет разных цветов
  • Бетон
  • Часы
  • Автомобиль
  • Пирог

Как определить чистое вещество

Единственный способ точно узнать, является ли образец чистым веществом, — это провести химический анализ.Однако есть и другие подсказки, которые помогут вам сделать вывод:

  • Является ли кристаллическим? Кристаллы обычно представляют собой относительно чистые соединения.
  • Чистое вещество обычно бывает одного цвета. Исключение составляют случаи, когда вещество имеет необычные оптические свойства, например, отражает или преломляет свет.
  • Чистое вещество имеет одинаковый внешний вид и свойства независимо от того, где вы его отбираете.
  • Если увеличить материю, она должна быть одинаковой везде по своему составу.Исключение составляют случаи, когда материя существует в нескольких фазах (например, тающий лед).
  • Если вы можете написать символ элемента или химическую формулу для образца, это чистое вещество.

Похожие сообщения

Примеры чистых веществ

Чистая субстанция

Чистое вещество — это любой отдельный тип материала, состоящий только из одного типа атомов или только из одного типа молекул. Кроме того, чистое вещество можно определить как любой отдельный тип материала, который не был загрязнен другим веществом.В химии чистое вещество имеет определенный состав. Это может быть составной элемент или отдельный элемент. Элемент — это чистое вещество, которое нельзя разделить на более простые химическими или физическими способами. Всего около 117 элементов, но углерод, водород, азот и кислород — лишь некоторые из них, которые составляют большую часть Земли. Материал больше не является чистым веществом, если он был смешан с другим чистым веществом. Два чистых вещества, смешанные вместе, называются смесью. Ученые часто используют фильтрацию для отделения чистых веществ от смеси с целью анализа материалов.

Химическое вещество может быть твердым, жидким, газообразным или плазменным. Чистые вещества часто называют чистыми, чтобы отличить их от смесей. Вещество может быть чем угодно. Он не обязательно должен состоять из одного элемента или типа молекулы. Чистый водород — чистое вещество. То же самое и с чистым медом, хотя он состоит из множества различных типов молекул. Что делает оба этих материала чистыми веществами, так это то, что они не содержат загрязнений. Если вы добавите немного кислорода к водороду, полученный газ не будет ни чистым водородом, ни чистым кислородом.Если вы добавите в мед кукурузный сироп, у вас больше не будет чистого меда. Чистый спирт может быть этанолом, метанолом или смесью разных спиртов, но как только вы добавите воду, которая не является спиртом, у вас больше не будет чистого вещества.

Большинство чистых веществ, с которыми вы сталкиваетесь в повседневной жизни, были очищены людьми путем очистки.

Примеры чистых веществ:

1. Золото

Он имеет одинаковый состав, независимо от того, откуда он родом.Золото состоит из атомов золота. К золоту не добавляются никакие другие элементы или соединения.

2. Бриллианты

Они образуются глубоко внутри Земли лишь в очень немногих областях. Все частицы в алмазе одинаковы.

3. Вода

Считается чистым веществом, если вода содержит только водород и кислород. Чистую воду сложно найти в природе. Даже самая чистая родниковая вода содержит растворенные минералы. В природе чистые вещества имеют тенденцию смешиваться с другими веществами

4.Сода пищевая

Хотя пищевую соду можно использовать в самых разных целях, в ее простейшем виде она не загрязнена какими-либо другими химическими соединениями.

5. Соль поваренная

Одна из самых распространенных бытовых химикатов. Поваренная соль содержит от 97% до 99% хлорида натрия. Чистый хлорид натрия представляет собой твердое ионное кристаллическое вещество.

Атомы
Ионные и металлические связи
Факты о соединениях
Примеры углеводородов
Факты о смесях
Свойства воды Quiz
Молевые факты
Формула карбида кремния — использование карбида кремния, свойства…
Факты о радии
Формула моляльности

Примеры чистых веществ

Что такое вещество? — Определение, типы и примеры — Видео и стенограмма урока

Типы веществ

Продолжая нашу технологическую схему, мы видим, что чистые вещества можно разделить на две подкатегории: элементы и соединения.

Элементы представляют собой простейшую форму материи, что означает, что они не могут быть разделены на более мелкие компоненты физически или химически.Все элементы перечислены в таблице Менделеева, а человечеству известно как минимум 118 из них! Примеры элементов включают углерод (C), водород (H), кислород (O) и натрий (Na), и это лишь некоторые из них.

Соединения , с другой стороны, состоят из двух или более различных элементов, удерживаемых вместе химическими связями и функционирующих как единое целое. Хотя соединения также являются чистыми веществами, они отличаются от элементов, потому что соединения могут быть разбиты на более простые компоненты (элементы, составляющие соединение).Некоторыми примерами соединений являются диоксид углерода (CO2), ржавчина (Fe2O3) и поваренная соль (NaCl).

Примеры веществ

Давайте обсудим несколько примеров чистых веществ.

Образец кремния состоит только из одного типа атомов: атомов кремния. Следовательно, кремний — чистое вещество. Поскольку эти атомы кремния находятся в своей простейшей форме и не могут быть расщеплены дальше, вещество, кремний, также является элементом. Помните, что простой способ выяснить, является ли что-то элементом, — это найти его в таблице Менделеева.Все, что представлено в таблице Менделеева, является элементом и, следовательно, чистым веществом! Кремний находится под номером 14 в периодической таблице и имеет символ Si.

Сахар имеет химическую формулу C12h32O11. Это говорит нам о том, что он состоит из 12 атомов углерода, 22 атомов водорода и 11 атомов кислорода, связанных вместе и функционирующих как единое целое, что означает, что сахар представляет собой соединение (и может быть далее разбит на отдельные элементы: углерод, водород и кислород. ). Таким образом, сахар — это чистое вещество.Простой способ выяснить, является ли что-то составным, — это выяснить, есть ли у него химическая формула. Все, что может быть представлено химической формулой, является химическим соединением и, следовательно, чистым веществом!

Вода — это чистое вещество, в зависимости от его разновидности. Например, дистиллированная вода и морская вода имеют разные свойства. Морская вода содержит молекулы h3O, а также молекулы соли и, вероятно, многие другие ионы и атомы. Таким образом, морская вода считается смесью.Однако дистиллированная вода содержит только молекулы h3O и, следовательно, является чистым веществом. Поскольку молекулы h3O в дистиллированной воде состоят из 2 атомов водорода и 1 атома кислорода, связанных вместе и функционирующих как единое целое, чистое вещество вода классифицируется как соединение и может быть химически разложено на отдельные элементы — водород и кислород.

Краткое содержание урока

Вещество — это просто чистая форма вещества . Другими словами, вещество — это материя, содержащая только один тип атома или молекулы.Чистые вещества можно разделить на две подкатегории: элементы и соединения. Элементы представляют собой простейшую форму материи, что означает, что они не могут быть разделены на более мелкие компоненты физически или химически. Соединения , с другой стороны, состоят из двух или более различных элементов, удерживаемых вместе химическими связями и функционирующих как единое целое.

Два типа чистых веществ

Вещества — это один тип материи
Элементы Соединения
* Нельзя разделить на более мелкие компоненты
* Можно найти в периодической таблице
* Пример: Железо
* Состоит из двух или более элементов, скрепленных химическими связями и функционирующих как единое целое
* Пример: диоксид углерода, вода

Результаты обучения

Когда вы закончите, вы должны уметь:

  • Сформулировать определения вещества, вещества и смеси
  • Обсудите два типа чистых веществ
  • Приведите примеры чистых веществ

Какие существуют два типа чистых веществ

Понимание чистых веществ имеет важное значение в химии.Например, алмазы — это один из видов чистого вещества, потому что они состоят только из атомов углерода. С другой стороны, янтарь не является чистым, потому что он содержит растительные смолы с различными соединениями. В реальном мире за пределами лаборатории трудно выделить чистые материалы. Даже алмазы содержат примеси, такие как азот или бор, когда они добываются в природе.

TL; DR (слишком долго; не читал)

Два основных типа чистых веществ — это соединения и элементы. Они состоят из частиц или соединений одного типа.

Два основных типа чистых веществ

Элементы и соединения — это два типа чистых веществ. Примеры общих элементов включают углерод, азот и водород. Они состоят из одного типа атомов и не могут распасться на что-то другое. Например, каждое чистое углеродное вещество содержит одни и те же частицы.

Такие соединения, как вода, соль и сахар, также являются чистыми веществами. Хотя они представляют собой комбинацию различных элементов, эти вещества по-прежнему соответствуют критериям, поскольку они имеют постоянный состав и содержат только один тип соединения.У них также есть фиксированное количество элементов. Например, чашка дистиллированной стерильной воды является чистым веществом, потому что единственное соединение в ней — это H 2 O.

Типы материи, являющиеся чистыми веществами

Материя, имеющая постоянный и постоянный состав, квалифицируется как чистая вещество. Одним из примеров является обычная поваренная соль, потому что в ней есть только один тип соединения, а именно NaCl. Неважно, смотрите ли вы на щепотку соли или на чашку соли, поскольку внутри находятся только соединения NaCl.Вы не найдете других соединений в чистой поваренной соли. Точно так же сахар — это чистый материал, который содержит только соединения C 12 H 22 O 11 .

Проблемы с выделением чистых веществ

Обычно трудно выделить чистые вещества за пределами лаборатории. Например, элемент натрия (Na) бурно реагирует с водой и не существует сам по себе в природе, но его легко найти в таком соединении, как соль (NaCl) или гидроксид натрия (NaOH). Элемент калий (K) обладает высокой реакционной способностью, что затрудняет его выделение.

Примеси — еще одна проблема, которая затрудняет поиск чистого вещества. Золото (Au) часто содержит другие элементы, такие как серебро или медь, которые требуют очистки или плавления металла для их удаления. Алмаз — еще один пример чистого вещества, имеющего проблемы с примесями, влияющими на его стоимость. Азот может сделать бриллиант желтым, и этот недостаток может значительно снизить цену.

Кислоты и основания

Кислоты, основания и шкала pH

Термины кислота и основание описывают химические характеристики многих веществ, которые мы используем ежедневно.Кислые вещи кислые на вкус. Обычные или щелочные вещества имеют мыльный вкус. Сильные кислоты вызывают коррозию, а сильные основания — едкие; оба могут вызвать серьезное повреждение кожи, которое похоже на ожог. Однако слабые кислоты и основания обычны и относительно безвредны для нас. Что делает вещество кислым или основным? Следующее уравнение — хорошее место для начала:

2 H 2 O & Равновесие; 1 H 3 O + + 1 OH

Начнем с двух молекул воды и переместим несколько атомов водорода.Одна молекула воды приобретает водород и, следовательно, принимает положительный заряд, в то время как другая молекула воды теряет атом водорода и, следовательно, становится отрицательно заряженной. H 3 O + называется ионом гидроксония, и он делает вещи кислыми. OH называется гидроксил-ионом, и он делает вещи основными. Однако в воде существует баланс между гидроксониями и гидроксилами, поэтому они нейтрализуют заряды друг друга. Чистая вода не является ни кислой, ни щелочной; это нейтрально.

Так как же что-то становится кислым или щелочным? Это происходит, когда гидроксоний и гидроксилы не сбалансированы.Если положительно заряженных гидроксониев больше, чем отрицательно заряженных гидроксилов, то вещество кислое. Если отрицательно заряженных гидроксилов больше, чем положительно заряженных гидроксониев, то вещество становится основным. pH фактически означает «потенциал (или мощность) водорода».

Примечание : Иногда люди пишут H + как сокращение для H 3 O + , и это может вызвать путаницу, потому что иногда, когда люди пишут H + , они действительно имеют в виду только H + и не H 3 O + .Следите за этим и попросите разъяснений!

Когда мы растворяем кислоты в воде, мы создаем избыток гидроксония. Когда мы растворяем основания в воде, мы создаем избыток гидроксилов. Вот два примера. Уксус, слабая кислота, имеет химическую формулу CH 3 COOH. При растворении в воде он превращается в CH 3 COO и H + . Ионы H + соединяются с молекулами воды с образованием H 3 O + , поэтому раствор становится кислым.Теперь давайте посмотрим на щелок, сильное основание с химической формулой NaOH (гидроксид натрия). Если мы добавим NaOH в воду, он диссоциирует на Na + и OH . Натрий не делает ничего важного, но гидроксилы делают раствор более щелочным.

Последний вопрос: почему сильные кислоты и сильные основания такие противные? Это потому, что они не сбалансированы. У них либо слишком много положительных зарядов, и они ищут отрицательные, чтобы восстановить баланс, либо у них слишком много отрицательных зарядов, и они ищут положительные, чтобы восстановить баланс.Это заставляет их очень быстро реагировать на все, с чем они контактируют. Когда положительные и отрицательные стороны равны, они нейтрализуют друг друга.

Что такое pH ?: pH — это шкала, по которой мы измеряем силу кислот и оснований. pH обозначает потенциал водорода и приблизительно равен отрицательному значению log молярной концентрации ионов водорода по основанию 10, поэтому pH = -log 10 [H + ]

Шкала pH — это показатель кислотности по 14-балльной шкале, где 7 — нейтральная средняя точка.pH представляет собой логарифмическую шкалу (как шкала Рихтера для землетрясений), поэтому pH 4 в 10 раз более кислый, чем pH 5, и в 100 раз более кислый, чем pH 6. Вы можете купить электронные pH-метры или pH-индикатор. бумага от любой биологической или лабораторной компании-поставщика, которая может быть использована для точного измерения кислотного или основного качества веществ, которые вы хотите проверить. Попробуйте это моделирование, чтобы определить pH некоторых распространенных веществ.

Дополнительный мини-эксперимент : Сделайте свой собственный индикатор pH, используя сок красной капусты.Смешайте 2 стакана нарезанных листьев красной капусты и 1 стакан воды в кухонном комбайне или электрическом блендере, пока кусочки не станут крошечными и однородными. Процедите твердые частицы и оставьте жидкость. Если у вас нет блендера, вы также можете крупно нарезать капусту и варить ее в воде около 5 минут, пока жидкость не станет темно-фиолетовой. Эта фиолетовая жидкость изменит цвет в зависимости от кислотности или щелочности веществ, которые вы хотите проверить. Добавьте около 10 капустного сока примерно к 1 столовой ложке исследуемого вещества.Какого цвета капустный сок превращается в кислоту, такую ​​как белый уксус? Какого цвета капустный сок превращается в основу, такую ​​как пищевая сода и водный раствор?

Проверьте pH различных веществ и разработайте соответствующую цветовую шкалу pH. Сравните свои результаты с таблицей здесь.

Вы также можете сделать индикаторную бумагу, окунув полоски белого бумажного полотенца, кофейные фильтры или белый картон в капустный сок, пока они не станут фиолетовыми. Когда фиолетовые полоски высохнут, используйте зубочистку, соломинку для соды или пипетку, чтобы нанести на полоски каплю тестового раствора.Как результаты соотносятся с вашей диаграммой pH?

Тип вещества

Ян Дж. Томпсон

Департамент инженерной математики, Бристольский университет, Бристоль BS8
1TR, Англия.

Опубликовано: Cogito, 2 (1988), стр. 10–12.
Версия pdf

Современная физика поставила под сомнение идею Ньютона о частицах
с определенными свойствами. Должны ли мы вернуться к Аристотелю за новым
понимание конечной природы субстанции?

Если мы спросим: «Какова природа субстанции?», Нам могут сказать, что это
вещество — соль, медь или ядро ​​атома —
смесь протонов и нейтронов.Но что это за , все эти вещества?
Что у них общего, что делает их субстанциями? Мы не кажемся
думать, что такие вещи, как цвета, числа или формы, сами по себе
«достаточно существенные», чтобы быть субстанциями сами по себе. Поэтому мы
изменим наш вопрос на «что такое вещество?» или на «что такое
конечная природа простейших веществ? ». Мы могли бы сначала обратиться к
ученым за ответ, в частности физикам.

Физик объяснит, как устроены все виды обычной материи.
малых атомов, состоящих из электронов, протонов и нейтронов.По его словам, протоны и нейтроны снова состоят из кварков,
но когда его спросили о том, что на самом деле является электронами и кварками, он
говорит, что может рассказать вам, как они ведут себя , но на самом деле не
знаю, что они такие . Если он недоброжелателен, он может сказать:
— бессмысленный вопрос », иначе он скажет, что электроны и
кварки кажутся своего рода «абсолютными частицами», о существовании которых вы
просто нужно доверять. «Вы должны с чего-то начать», — мог бы добавить он.

Но когда мы задали вопрос, «что это такое, чтобы быть веществом?», В
ощущение, что мы сразу подошли к вопросу об этих «абсолютных частицах».
Мы хотим знать, из чего на самом деле сделан мир и какие
люди в физическом мире. У нас такое чувство, что мы не можем продолжать
ищу все меньшие и меньшие составляющие до бесконечности . Процесс
подразделения должны в конечном итоге остановиться на «реальных лицах»
это настоящие вещества мира.Мы не знаем наверняка
если физика еще не достигла стадии изучения этих окончательных веществ.
Конечно, физики почти всегда верят, что они пришли к этому
стадии, но это может быть потому, что они еще не сделали правильный вид
эксперимента.

Это означает, что если мы хотим знать, что эти основные вещества могут
вроде бы надо обратиться к философии, а не к физике. Мы будем
то должны довольствоваться общими принципами, а не частными
знания, потому что философы могут спорить только из общих соображений
о том, что возможно, и не предоставляем подробных сведений о том, что
действительно происходит при определенных обстоятельствах.Вы можете подумать, что соображение
«простых возможностей» не будет плодотворным, но вы забудете
что каждая научная теория предполагает некую общую основу
о том, что возможно. Разные научные теории сочетаются с разными
философские представления о том, на что могут быть похожи наши основные субстанции.
Физические теории греков, Ньютона и современной квантовой физики
принять различных философских идей о субстанциях, и эти
идеи несовместимы друг с другом.Не все они могут быть правильными! Мой
цель этой статьи — осветить эти различные основные идеи, и
чтобы увидеть, можем ли мы выбирать между ними.

Тельца Ньютона

Идея большинства людей об основных веществах исходит из
Демокрита (ок. 460 — 370 до н. Э.), Систематизированный в семнадцатом веке.
Бойлем (1627 — 1691) и Ньютоном (1642 — 1727). Это тот мир
в конечном итоге состоит из небольших твердых «атомов» или «корпускул». Эти тельца
имеют определенное положение и размер, а в своем объеме прочны и
непроницаемый.Это конечные атомы, так как их нельзя сломать
вверх. Они могут летать в космосе и идеально упруго отскакивать друг от друга.
Утверждалось, что все явления в природе можно объяснить в
условия движений и столкновений корпускул. Было бы
было бы хорошо, если бы природа была такой простой. Вскоре Ньютон понял, что его гравитационное
влечение можно объяснить , а не исключительно в терминах движений и
столкновения. На самом деле, если подумать, силы притяжения, которые
удерживать любой объект вместе не может быть объяснен на таких условиях (если,
как и греки, вы воображали, что у атомов есть маленькие крючки, на которых они держатся.
друг другу).Позже ученые вскоре поняли, что электрические и магнитные
эффекты, которые они обнаружили, не имели простого объяснения с точки зрения движений
и столкновения. Боскович (1711 — 1787) и Фарадей (1791 — 1867) найдены
что их лучшее объяснение было в терминах электрических и магнитных полей.
Но что такое поле? Поля — это какая-то субстанция? Если да, то они
или они не состоят из тех же первичных субстанций, что и обычные
иметь значение?

В корпускулярной теории обычно возникают серьезные проблемы, когда
дело доходит до точного отношения корпускул к их силам
взаимодействия (будь то гравитационное, электрическое, магнитное или другое).Этот
потому что корпускулы были предположены чисто действительными и определенными
во всех отношениях, и, следовательно, никогда не может иметь такого понятия, как потенциал
поле
или сила для взаимодействий. Для потенциалов и сил
являются функциями (технически называемыми диспозициями ), которые могут или могут
не работают. Помните из своей физики, что потенциал поля в каком-то месте
описывает, как тестовый заряд отреагировал бы на на , если бы туда поместили .
Согласно основным идеям корпускулярной теории, эта неопределенность означает
что потенциалы подобны «оккультным силам» в том, что они не имеют прямого
наблюдаемы и не так точно описываются, как сами тельца.Другими словами, они недостаточно актуальны и определенны, чтобы их можно было дать
тельцам.

Однако гравитационная, электрическая и магнитная силы
те свойства, которые мы хотим, чтобы наука объяснила нам. Проблемы
с ними показывают, что мы должны вернуться к философским соображениям
о том, какие вещества могут быть , возможно, . Мы должны
пересмотреть те общие принципы, на которых мы основывали само наше представление о
атомные корпускулы. Давайте посмотрим на альтернативы, которые были рассмотрены
во времена Ньютона.

Декарт и Лейбниц

Другими наиболее популярными подходами были подходы Декарта (1596 — 1650),
и Лейбница (1646 — 1712). Декарт вообразил, что естественное
мир сделан из res extensa , или расширенных тел . Тот
то есть, высшие индивидуумы — это те, чья природа только расширяется,
и занимать объемы в космосе. Для Декарта на самом деле не существует пустого .
пространство, как (согласно его определению) «расширяться» и «быть телом»
были синонимичными описаниями.

Проблема с этой альтернативой в том, что проблема существа
дальше от раствора, не ближе. Согласно Декарту, это
загадочно, почему конечные люди должны иметь массу или инерцию, или
должен проходить через пространство с постоянной скоростью (если его не трогать). Это
даже не ясно, что мешает проникнуть в
друг друга и, следовательно, переходят друг в друга без изменений, поскольку мы можем легко
представьте, что это делают протяженные тела (например, две геометрические сферы).Что
остановит взаимопроникновение будет некоторая прочность или заполнение пространства
у которого есть способность отталкивать других людей, но сказать это значит сказать
скорее, чем индивидуумы, являются «протяженными телами».

Лейбниц, с другой стороны, вообразил, что мир состоит из монад ,
или «простые вещества», которые все независимы друг от друга. Кроме того, он
что все естественные изменения монады происходят изнутри, поскольку
причина не может иметь влияния на его внутреннее существо.'(Лейбниц, Монадология ,
§ 11). Но беда в том, что теперь это загадочно
как монады, его простые субстанции, могут взаимодействовать друг с другом,
вообще. Хотя Лейбниц был убежденным сторонником важности динамики
и силы в физических объяснениях, в конце концов, он не может объяснить, как
это настоящие черты его окончательных монад, потому что только монады
кажутся взаимодействующими друг с другом и, как только что было сказано, не
действительно так и сделай.

Декарт, Ньютон и Лейбниц разделяли предположение, что окончательная
субстанции должны были быть чисто актуальными и определенными в своей внутренней форме.В частности, они никогда не могут быть внутренне изменены взаимодействием с
другие вещества. В качестве общего принципа они исходили из того, что окончательный
в веществах не было ничего лучше, чем потенциал к изменению
или изменяются во время взаимодействия. Конечно, можно
некоторый счет сил или потенциалов, привитых к счету Ньютона
корпускул, и просто утверждают «научный закон», что все имеет значение,
например, каким-то образом притягивает все остальное.Однако даже Ньютон
понял, что это вряд ли удовлетворительное объяснение в долгосрочной перспективе.

Назад к Аристотелю

Самый ранний взгляд на субстанции, который дает удовлетворительное представление о потенциальных возможностях
принадлежит Аристотелю (384–322 гг. до н.э.). Теперь мы знаем, что некоторые детали
физики Аристотеля ошибочны: тела не все имеют тенденцию двигаться
к центру Земли, например. Но, как мы объясняли ранее в
В статье есть философский подход, в котором обсуждаются общие принципы
а не конкретные знания о том, что происходит на самом деле.Хотя у Аристотеля
конкретные знания оказались неверными, по ряду пунктов его
общие принципы более удовлетворительны. Мы можем резюмировать его генерал
следующие принципы (следуя Gotthelf, Rev. of Metaphysics ,
Vol. 30, с. 226 — 254).

Природа, согласно Аристотелю, состоит из отдельных сущностей, каждая из которых
определенного вида, обладающие различными свойствами, движущиеся и изменяющиеся
разными способами. Все они состоят из простых тел, «элементов»,
которые сами по себе поддаются анализу в комбинации основных качеств и
какая-то подоплека.Чтобы описать, как они себя ведут, мы должны сначала
скажите, как они действуют, если им не препятствуют, а затем как они взаимодействуют с другими
тела. Согласно Аристотелю, все естественные вещи движутся и / или изменяются в
способы, характерные для самих себя, если им не препятствовать. То есть каждый
имеет природу , имея «внутри себя источник движения или изменения
и остальное »(Аристотель, Physics II.I 192b13-14). Природа вещи
объясняет эти различные характерные изменения, поскольку содержит источник
или принцип изменений.

Другие виды изменений вызваны взаимодействиями , в которых вещи
действовать в соответствии с другими вещами. Таким образом, помимо природы, каждое естественное
вещь имеет потенциал к изменению (и изменению) некоторым другим
вещи определенным образом. У Аристотеля нет отдельного понятия «физическое тело».
законы’. Для него объяснения отдельных изменений всегда в терминах.
конкретной природы и / или потенциала задействованных вещей. Нет
делается апелляция к некоему универсальному закону, ибо каждая вещь имеет в себе
его природа и возможности, которые являются источником изменений самого себя и
другие.

Аристотель думал, что есть только четыре элемента, и что эти
земля, воздух, огонь и вода. Эти четыре разные попарно
сочетание «основных качеств» сухой / влажный с горячим / холодным, поэтому земля
сухо и холодно, вода холодная и влажная, воздух влажный и горячий, и огонь
жарко и сухо. Однако нам не обязательно принимать это
детальная идентификация, даже если его общие принципы кажутся разумными. (Мы
Позже увидим, какие идентификации могут быть более реалистичными сегодня.) Что
имеет отношение к нашей проблеме субстанции, это его представление о природе и потенциалах,
каковы те особенности веществ, которые заставляют их вести себя так, как они
делать.

Проблема с понятием субстанции Ньютона, как мы теперь можем видеть, заключается в том, что
природа его корпускул (как чисто реальных и определенных атомов) не
приводят к их гравитационному притяжению. Если бы мы описали природу
его тельца, мы бы знали их положение, скорость, размер и массу.
Поскольку это все их свойства, они должны нам все рассказать.
о том, как они могут действовать и взаимодействовать, но мы все еще не знаем о
существование или сила любого гравитационного притяжения.Еще меньше
знали бы мы об электрических, магнитных и ядерных притяжениях, которые
были обнаружены впоследствии.

Джон Локк (1632 — 1704) был одним из философов во времена Ньютона, пытавшимся
чтобы объяснить внутреннюю структуру тельца, которую ученые
постулировали. Он вообразил это, чтобы описать строение
материальные субстанции должны были дать свою «настоящую сущность», из которой все
их качества и эффекты могут быть получены. Эти конституции были
считается состоящим из «первичных качеств» прочности, протяженности,
форма и движение.Ему было ясно, что ученые его времени
не обнаружил этих деталей, но с тех пор наука продвинулась во многих направлениях.

Современные подходы

С развитием физики мы надеемся, что обнаружим основные составляющие
которые имеют множество определенных свойств (например, массу, форму, положение, скорость,
энергия и т. д.), и лишь некоторые из этих специфических диспозиционных свойств
(например, идеальная эластичность, гравитационное притяжение и электрический заряд,
так далее.). Таким образом могло быть минимальное количество этих своеобразных предрасположенностей.
или потенциальные возможности, которые кажутся «оккультными силами», и которых следует избегать
где возможно.Так было бы, если бы ньютоновская физика была верной.
Однако квантовая физика показывает, что эта надежда не оправдывается.

В квантовом мире на самом деле существует еще вида диспозиций.
чем в ньютоновской физике. Для свойств положения и скорости
раньше считалось вполне определенным, теперь может иметь или не иметь определенные значения.
Положение и скорость, кажется, больше похожи на диспозиционные свойства,
в том, что они могут иметь или не иметь определенные значения в соответствии с экспериментальными
обстоятельства.Оказывается, в квантовом мире очень мало не -диспозиционных
свойства, то есть очень мало свойств, которые всегда имеют совершенно определенные
значения. В частности, не существует тельца с определенным
размер и форма: они могут быть распределены по кристаллам целиком или сжаты
в объемы меньшие, чем атомное ядро, в зависимости от того, какие разные
эксперимент, который мы решили провести. По этой причине такие физики, как де
Бройль и Шрёдингер предположили, что частицы на самом деле представляют собой образец из .
волн
, подобных упомянутым ранее электромагнитным полям.Мы знаем
что волны можно разложить и снова сфокусировать. Фактически, некоторые эксперименты
поддерживают идею частиц, а другие идею волн!

Существует четыре основных способа описания природы веществ.
квантовой физикой (предполагая, как мы делали вначале, что это
не бессмысленный вопрос).

  1. Мы могли бы последовать примеру А. Н. Уайтхеда или Бертрана Рассела и заявить, что
    нет продолжающихся субстанций, и что единственные вещи в
    Природа, которые определенно существуют, — это событие или процесс
    мир не состоит из определенных материальных субстанций, тогда мы могли бы сказать:
    но это всего лишь «образцы деятельности» или «энергия в определенных формах».
  2. Другой подход — более серьезно отнестись к некоторым идеям Аристотеля, и
    встраивать возможности и / или предрасположенности в саму природу субстанции
    сам.
  3. Третья точка зрения состоит в том, что субстанции по-прежнему являются ньютоновскими корпускулами,
    но что они ведут себя довольно своеобразным образом, что мы просто должны принять
    как «факты природы».
  4. Последний способ аналогичен третьему, но утверждает, что вещества действительно
    волны , хотя и довольно своеобразные волны.

Давайте посмотрим на эти способы по очереди.

По первому варианту все, что есть в природе, — это события, такие
столкновения, распады частиц, измерения и т. д.
места и времени, или же иметь место в некотором определенном объеме пространства для
какой-то отрезок времени. Это решает проблему природы веществ.
не имея! Это может показаться надуманным решением проблемы
по существу, но, по крайней мере, непротиворечиво.Это объясняет все измерения
и наблюдения, которые мы можем сделать, потому что все они события некоторых
Добрый. Где мы обычно можем искать вещества, к которым относятся события
изменения, этот параметр говорит, что события просто происходят без изменений
ни в чем.

Второй вариант предполагает, что конечными веществами на самом деле являются формы
потенциальности
, или «формы склонности» дать более часто используемые
описание. Это расширение подхода Аристотеля, если мы возьмем «склонность»
быть его основным предметом.Его общий принцип заключается в том, что элементы
лежат в основе в формах сочетаний основных качеств.
Таким образом, элементы являются основной склонностью форм, описываемых комбинациями.
основных качеств, и этими основными качествами может быть электрический заряд,
спин, «цвет кварка» и т. д. Элементы, следовательно, вполне могли быть
различные виды электронов и кварков, а также природа Аристотеля и
возможности элементов можно объяснить как различные операции
об их особых формах предрасположенности.

Тогда неудивительно, что в квантовом мире есть
очень мало свойств, которые всегда имеют совершенно определенные значения, и что
не существует такой вещи, как определенная корпускула, поскольку это понятие заменяется
пакетом склонностей, или propensiton (вслед за Николасом
Максвелл, один из современных сторонников этой интерпретации).

Третий способ решения проблемы используется многими учеными.
сегодня. Как говорит современный физик Ричард Фейнман (в Q.E.D ,
п. 37), «квантовая [теория]» .разрешает «. эта [проблема], сказав, что свет
состоит из частиц (как первоначально думал Ньютон), но цена этого
великий прогресс науки — это отступление физики на позицию
возможность вычислить только вероятность того, что фотон
ударил детектор, не предлагая хорошей модели того, как это происходит на самом деле ».
(Фотон — это частица света.)

Четвертый подход, в котором волна является окончательной субстанцией,
также следует ряд физиков.Им нравится идея универсального
поле ‘, в котором все частицы представляют собой просто локализованные концентрации. Этот
универсальное поле может быть волновой функцией и пси в форме Шредингера.
квантовой физики, или это могло бы быть некое новое «единое поле», которое
предложили некоторые современные физики. Однако неясно, что именно
«машет», когда проходит волна, и это наша старая проблема по существу
все сначала!

Есть проблемы как с третьим, так и с четвертым подходами, т.к.
оказывается, что природа ведет себя не так, как мы ожидали бы, если бы это были только частицы,
или как если бы это были только волны.Поэтому Нильс Бор предложил свою
идея «дополнительности волны и частицы», которая является длинным названием идеи
что природа чередуется между подобием частиц и волнам,
согласно тому, что экспериментатор выбирает для измерения.

И частицы, и волны — определенные вещи, о которых знал Ньютон,
но ни одна из этих концепций сама по себе не подходит для описания природы
квантовых веществ. Мы можем быть вынуждены принять странный и неприятный
смесь двух концепций, или нам, возможно, придется проглотить нашу гордость за то, что мы
более продвинуты, чем греки, и возвращаются к Аристотелю за некоторыми общими
принципы, которые могут привести к новому пониманию природы окончательного
вещество.

Дополнительная литература:

Общее : Ром Харре, Принципы научного мышления ,
Макмиллан, 1970 год.

Силы и возможности : Ром Харре и Эррол Мэдден,
Причинные силы , Блэквелл, 1975.

Что такое клетка? | Изучайте науку в Scitable

Как упоминалось ранее, цитоплазма клетки содержит множество функциональных и структурных элементов. Эти элементы существуют в форме молекул и органелл — представьте их как инструменты, приспособления и внутренние помещения клетки.Основные классы внутриклеточных органических молекул включают нуклеиновые кислоты, белки, углеводы и липиды, все из которых необходимы для функций клетки.

Нуклеиновые кислоты — это молекулы, которые содержат и помогают выражать генетический код клетки. Существует два основных класса нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) и рибонуклеиновая кислота (РНК) . ДНК — это молекула, которая содержит всю информацию, необходимую для построения и поддержания клетки; РНК выполняет несколько функций, связанных с выражением информации, хранящейся в ДНК.Конечно, сами по себе нуклеиновые кислоты не отвечают за сохранение и экспрессию генетического материала: клетки также используют белки, чтобы помочь реплицировать геном и осуществить глубокие структурные изменения, лежащие в основе деления клеток .

Белки — это второй тип внутриклеточных органических молекул. Эти вещества состоят из цепочек более мелких молекул, называемых аминокислотами , и они выполняют множество функций в клетке, как каталитических, , так и структурных.Например, белки, называемые ферментами , преобразуют клеточные молекулы (будь то белки, углеводы, липиды или нуклеиновые кислоты) в другие формы, которые могут помочь клетке удовлетворить свои потребности в энергии, построить поддерживающие структуры или выкачать отходы.

Углеводы , крахмалы и сахара в клетках, являются еще одним важным типом органических молекул. Простые углеводы используются для удовлетворения немедленных потребностей клетки в энергии, тогда как сложных углеводов служат в качестве внутриклеточных хранилищ энергии.Сложные углеводы также находятся на поверхности клетки, где они играют решающую роль в распознавании клеток.

Наконец, липидов, или жировых молекул, являются компонентами клеточных мембран — как плазматической мембраны, так и различных внутриклеточных мембран. Они также участвуют в хранении энергии, а также в передаче сигналов внутри клеток и из кровотока внутрь клетки (рис. 2).

Некоторые клетки также имеют упорядоченное расположение молекул, называемых органеллами .Подобно комнатам в доме, эти структуры отделены от остального интерьера клетки собственной внутриклеточной мембраной. Органеллы содержат высокотехнологичное оборудование, необходимое для выполнения определенных работ внутри клетки. Одним из примеров является митохондрия , широко известная как «энергетическая установка» клетки, которая представляет собой органеллу, которая удерживает и поддерживает механизмы, участвующие в химических реакциях, производящих энергию (рис. 3).

Рис. 2. Состав бактериальной клетки

Большая часть клетки состоит из воды (70%).Остальные 30% содержат различные пропорции структурных и функциональных молекул.

Рис. 3. Относительный масштаб биологических молекул и структур

Клетки могут варьироваться от 1 микрометра (мкм) до сотен микрометров в диаметре.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.