Δομή της ύλης
Η ύλη αποτελεί μία από τις δύο πιο βασικές έννοιες των φυσικών
επιστημών.
Η δεύτερη εξίσου βασική έννοια είναι η ενέργεια.
Η μεταξύ τους σχέση είναι
πολύ στενή.
ΦΥΣΙΚΕΣ ΕΠΙΣΤΗΜΕΣ
ΥΛΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ
Η ύλη μπορεί να γίνεται ενέργεια και η ενέργεια ύλη.
Η ύλη και η ενέργεια αποτελούν στην ουσία τις δύο όψεις του ίδιου
νομίσματος! Η ύλη μπορεί να μετατραπεί σε ενέργεια
και η ενέργεια σε ύλη. Αυτή η σημαντική σχέση
αποτελεί τη βάση της ισορροπίας στο σύμπαν.
Τα περισσότερα
σώματα
γύρω μας
αποτελούνται
από μίγματα.
Αν διαχωρίσουμε τα συστατικά ενός μίγματος και αρχίσουμε να
τεμαχίζουμε ένα από αυτά σε όλο και μικρότερα κομμάτια, θα
φτάσουμε κάποια στιγμή στο μόριο, το μικρότερο τμήμα μιας
χημικής ένωσης που διατηρεί τις ιδιότητές του. Η ζάχαρη, για
παράδειγμα, είναι γλυκιά. Και το μόριο της ζάχαρης είναι γλυκό.
Ο σίδηρος έλκεται από τον μαγνήτη. Και το μόριο του σιδήρου
έλκεται από τον μαγνήτη...
Πόσα μόρια μπορεί να έχει ένα υλικό σώμα;
Ας πούμε, πόσα μόρια μπορεί να έχει το κεφάλι
μιας καρφίτσας;
Η ύλη αποτελείται από μικροσκοπικά σωματίδια που
τα λέμε μόρια
και είναι τόσο μικρά,
που στο κεφάλι μιας καρφίτσας χωρούν
δισεκατομμύρια!!!
ΝΑ ΘΥΜΟΜΑΣΤΕ:
Το μόριο είναι το μικρότερο σωματίδιο της ύλης
που διατηρεί τις ιδιότητες του σώματος στο οποίο ανήκει.
Το μόριο της ζάχαρης είναι γλυκό.
Το μόριο του καφέ είναι πικρό κλπ.
Τα μόρια αποτελούνται από ακόμη μικρότερα
σωματίδια, τα άτομα.
Άτομο είναι το μικρότερο σωματίδιο της ύλης που μπορεί να
συνδυαστεί με άλλα άτομα και να σχηματίσει μόρια.
Ήδη τον 5° αιώνα π.Χ. ο Δημόκριτος χωρίς να έχει
στη διάθεσή του κανένα από τα
σύγχρονα όργανα, υποστήριξε
ότι, αν τεμαχίσουμε την ύλη σε
ολοένα και μικρότερα κομμάτια,
θα φτάσουμε σε ένα αδιαίρετο
σωματίδιο.
Ονόμασε αυτό το σωματίδιο
άτομο,
από το στερητικό «α» και τη
λέξη «τέμνω» που σημαίνει
κόβω, διαιρώ.
Άρα, η λέξη ά-τομο σημαίνει
αυτό που δεν κόβεται.
Ωστόσο οι νεότεροι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι τα άτομα
αποτελούνται από ακόμα μικρότερα σωματίδια!
Τα ηλεκτρόνια που περιστρέφονται γύρω από τον πυρήνα!
Μα και ο πυρήνας του ατόμου αποτελείται από άλλα μικροσκοπικά
σωματίδια, τα πρωτόνια και τα νετρόνια (μαζί λέγονται νουκλεόνια).
Ζωγραφίζουμε ένα άτομο έτσι:
Ζωγραφίστε κι εσείς ένα άτομο.
Επίσης σκεφτείτε το εξής:
Αν το κεφάλι της καρφίτσας έχει δισεκατομμύρια μόρια, πόσα
άτομα μπορεί να έχει, με πόσα ηλεκτρόνια να τριγυρνούν
τριγύρω από τους πυρήνες τους και πόσα πρωτόνια και
νετρόνια στους πυρήνες τους; ΟΥΦ!
Και αν νομίζετε ότι τα ηλεκτρόνια, τα πρωτόνια και τα νετρόνια
είναι τα μικρότερα σωματίδια της ύλης κάνετε λάθος!
Γιατί τα πρωτόνια και τα νετρόνια αποτελούνται από ακόμη
μικρότερα σωματίδια,
τα κουάρκ!
Μπορούμε να τα δούμε όλα
αυτά τα σωματίδια;
κουάρκ
Όχι! Ούτε με μικροσκόπια.
Σήμερα θεωρούμε τα ηλεκτρόνια και τα κουάρκ ή αλλιώς
θεμελιώδη
στοιχειώδη σωματίδια από τα οποία αποτελείται η ύλη σε όλες τις
μορφές της.
Είναι εκπληκτικό αλλά πραγματικό! Το τεράστιο πλήθος των διαφορετικών
υλικών σωμάτων αποτελείται από 3 μόνο διαφορετικά σωματίδια ύλης, τα
ηλεκτρόνια και δύο διαφορετικά κουάρκ.
Στις εικόνες μπορείς να δεις σε διαδοχικές μεγεθύνσεις ένα κουτάκι
αλουμινίου και να διαπιστώσεις πόσο διαφορετική φαίνεται στο
μικροσκόπιο η «λεία» επιφάνεια του μετάλλου.
Τα υλικά σώματα τα χωρίζουμε σε καθαρά σώματα και σε μείγματα.
Καθαρά σώματα είναι όσα έχουν πάντα την ίδια σύσταση
π.χ. το νερό.
Μείγματα είναι όσα δεν έχουν πάντα την ίδια σύσταση,
π.χ. το αλατόνερο.
Υλικά σώματα
καθαρά σώματα μείγματα
Τα καθαρά σώματα χωρίζονται σε δύο κατηγορίες:
στα στοιχεία και στις χημικές ενώσεις.
Υλικά σώματα
καθαρά σώματα μείγματα
στοιχεία
χημικές
ενώσεις
τα μόριά τους
αποτελούνται
από ένα είδος
ατόμων
τα μόριά τους
αποτελούνται από
διαφορετικά άτομα.
Τα στοιχεία είναι τα απλούστερα σώματα στη φύση, αυτά που δεν είναι
δυνατόν να διασπασθούν σε πιο απλά.Τα εκατομμύρια διαφορετικά
σώματα που μας περιβάλλουν είναι φτιαγμένα από αυτά ακριβώς
τα χημικά στοιχεία (που σε αριθμό μόλις που ξεπερνούν τα 100),
τα οποία ενώνονται μεταξύ τους με πολλούς τρόπους και σε
διάφορες αναλογίες.
Όπως ακριβώς όλο το πλούσιο
λεξιλόγιό μας προκύπτει από τα 24
γράμματα του αλφάβητου, όπως η
μαγευτική μουσική πολυμορφία
προκύπτει από τις 7 νότες, έτσι
και όλη η ποικιλία των υλικών
σωμάτων προκύπτει από 92
μόνο διαφορετικά στοιχεία.
Τα στοιχεία αποτελούνται από ένα είδος ατόμων. Κάθε άτομο συμβολίζεται
με ένα ή περισσότερα γράμματα. Το άτομο του οξυγόνου, για παράδειγμα,
συμβολίζεται με το γράμμα Ο , του χρυσού με τα γράμματα Au ,
ενώ του υδραργύρου με τα γράμματα Hg. Καθώς τα χημικά στοιχεία
αποτελούνται από ένα είδος ατόμων, ο συμβολισμός τους είναι ίδιος με
αυτόν του ατόμου από το οποίο αποτελούνται. Το οξυγόνο συμβολίζεται
με το γράμμα Ο , ο χρυσός με τα γράμματα Au κ.ο.κ.
Μόριο Οξυγόνου (Ο)
Μόριο Υδρογόνου (Η)
Η2
Μόριο ηλίου (He)
Οι χημικές ενώσεις αποτελούνται από διαφορετικά άτομα.
Συμβολίζονται με το συνδυασμό των ονομασιών των ατόμων που
αποτελούν το μόριό τους. Τα γράμματα δηλώνουν το άτομο που
εμφανίζεται στο μόριο και ένας αριθμός δίπλα στο γράμμα συμβολίζει το
πλήθος κάθε φορά των ατόμων. Για παράδειγμα, το μόριο του νερού
αποτελείται από δύο άτομα υδρογόνου Η και ένα άτομο οξυγόνου Ο,
οπότε συμβολίζεται με H2O .
ή
Το μόριο του διοξειδίου του άνθρακα αποτελείται
από ένα άτομο άνθρακα C και δύο άτομα Ο, οπότε συμβολίζεται με CΟ2 .
ή
Το μόριο της αμμωνίας αποτελείται από ένα άτομο αζώτου Ν
και τρία άτομα υδρογόνου Η, άρα συμβολίζεται με ΝΗ3.
ή
Τα υλικά σώματα χωρίζονται επίσης εύκολα σε
στερεά, υγρά και αέρια,
ανάλογα με την κατάσταση στην οποία βρίσκονται.
Τα μόρια όλων των υλικών σωμάτων κινούνται συνεχώς και τυχαία
προς όλες τις κατευθύνσεις.
Στα στερεά σώματα τα μόρια κινούνται πολύ κοντά το ένα στο άλλο
και κοντά σε μόνιμες θέσεις τις οποίες δεν αλλάζουν, έτσι ώστε ούτε
να πλησιάζουν μεταξύ τους ούτε να απομακρύνονται.
Στα υγρά σώματα, τα μόρια κινούνται αλλάζοντας συνεχώς θέσεις,
αλλά παραμένουν κοντά το ένα στο άλλο χωρίς να πλησιάζουν ή
να απομακρύνονται μεταξύ τους.
Στα αέρια σώματα, τα μόρια κινούνται ελεύθερα αλλάζοντας
συνεχώς θέσεις, χωρίς να πλησιάζουν πολύ μεταξύ τους,
μπορούν όμως να απομακρύνονται το ένα από το άλλο
όσο είναι δυνατό.
Ιδιότητες των υλικών σωμάτων
Αν ρίξεις μια ματιά στο δωμάτιό σου, θα διαπιστώσεις ότι είναι γεμάτο
από υλικά σώματα με διάφορα μεγέθη, σχήματα και χρώματα.
Κάποια από αυτά τα αντιλαμβάνεσαι εύκολα, ενώ κάποια άλλα,
όπως για παράδειγμα τον αέρα που αναπνέεις, πιο δύσκολα.
Για να μπορούμε να μελετήσουμε τα υλικά σώματα, βασιζόμαστε
στις χαρακτηριστικές τους ιδιότητες.
Ο όγκος, η μάζα και η πυκνότητα
είναι οι πιο βασικές
χαρακτηριστικές ιδιότητες
των υλικών σωμάτων.
ΤΙ ΠΡΕΠΕΙ ΝΑ ΘΥΜΟΜΑΣΤΕ
Η ύλη αποτελείται από μικροσκοπικά σωματίδια που τα λέμα μόρια.
Τα μόρια αποτελούνται από ακόμη μικρότερα σωματίδια, τα άτομα.
Τα άτομα αποτελούνται από ακόμα μικρότερα σωματίδια, τα
ηλεκτρόνια, που περιστρέφονται γύρω από τον πυρήνα.
Ο πυρήνας του ατόμου αποτελείται από άλλα μικροσκοπικά
σωματίδια,τα πρωτόνια και τα νετρόνια και αυτά αποτελούνται από
άλλα ακόμη μικρότερα, τα κουάρκ!
Τα ηλεκτρόνια και τα κουάρκ είναι τα θεμελιώδη ή αλλιώς στοιχειώδη
σωματίδια από τα οποία αποτελείται η ύλη σε όλες τις μορφές της.
Τα υλικά σώματα χωρίζονται σε στερεά, υγρά και αέρια, ανάλογα με
την κατάσταση στην οποία βρίσκονται.

4.Δομή της ύληςΕΠΟΠΤΙΚΟ.pdf

  • 1.
  • 2.
    Η ύλη αποτελείμία από τις δύο πιο βασικές έννοιες των φυσικών επιστημών. Η δεύτερη εξίσου βασική έννοια είναι η ενέργεια. Η μεταξύ τους σχέση είναι πολύ στενή. ΦΥΣΙΚΕΣ ΕΠΙΣΤΗΜΕΣ ΥΛΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Η ύλη μπορεί να γίνεται ενέργεια και η ενέργεια ύλη.
  • 3.
    Η ύλη καιη ενέργεια αποτελούν στην ουσία τις δύο όψεις του ίδιου νομίσματος! Η ύλη μπορεί να μετατραπεί σε ενέργεια και η ενέργεια σε ύλη. Αυτή η σημαντική σχέση αποτελεί τη βάση της ισορροπίας στο σύμπαν.
  • 4.
  • 5.
    Αν διαχωρίσουμε τασυστατικά ενός μίγματος και αρχίσουμε να τεμαχίζουμε ένα από αυτά σε όλο και μικρότερα κομμάτια, θα φτάσουμε κάποια στιγμή στο μόριο, το μικρότερο τμήμα μιας χημικής ένωσης που διατηρεί τις ιδιότητές του. Η ζάχαρη, για παράδειγμα, είναι γλυκιά. Και το μόριο της ζάχαρης είναι γλυκό. Ο σίδηρος έλκεται από τον μαγνήτη. Και το μόριο του σιδήρου έλκεται από τον μαγνήτη...
  • 6.
    Πόσα μόρια μπορείνα έχει ένα υλικό σώμα; Ας πούμε, πόσα μόρια μπορεί να έχει το κεφάλι μιας καρφίτσας;
  • 7.
    Η ύλη αποτελείταιαπό μικροσκοπικά σωματίδια που τα λέμε μόρια και είναι τόσο μικρά, που στο κεφάλι μιας καρφίτσας χωρούν δισεκατομμύρια!!!
  • 8.
    ΝΑ ΘΥΜΟΜΑΣΤΕ: Το μόριοείναι το μικρότερο σωματίδιο της ύλης που διατηρεί τις ιδιότητες του σώματος στο οποίο ανήκει. Το μόριο της ζάχαρης είναι γλυκό. Το μόριο του καφέ είναι πικρό κλπ.
  • 9.
    Τα μόρια αποτελούνταιαπό ακόμη μικρότερα σωματίδια, τα άτομα.
  • 10.
    Άτομο είναι τομικρότερο σωματίδιο της ύλης που μπορεί να συνδυαστεί με άλλα άτομα και να σχηματίσει μόρια.
  • 11.
    Ήδη τον 5°αιώνα π.Χ. ο Δημόκριτος χωρίς να έχει στη διάθεσή του κανένα από τα σύγχρονα όργανα, υποστήριξε ότι, αν τεμαχίσουμε την ύλη σε ολοένα και μικρότερα κομμάτια, θα φτάσουμε σε ένα αδιαίρετο σωματίδιο. Ονόμασε αυτό το σωματίδιο άτομο, από το στερητικό «α» και τη λέξη «τέμνω» που σημαίνει κόβω, διαιρώ. Άρα, η λέξη ά-τομο σημαίνει αυτό που δεν κόβεται.
  • 12.
    Ωστόσο οι νεότεροιεπιστήμονες ανακάλυψαν ότι τα άτομα αποτελούνται από ακόμα μικρότερα σωματίδια! Τα ηλεκτρόνια που περιστρέφονται γύρω από τον πυρήνα!
  • 13.
    Μα και οπυρήνας του ατόμου αποτελείται από άλλα μικροσκοπικά σωματίδια, τα πρωτόνια και τα νετρόνια (μαζί λέγονται νουκλεόνια).
  • 14.
  • 15.
  • 16.
    Επίσης σκεφτείτε τοεξής: Αν το κεφάλι της καρφίτσας έχει δισεκατομμύρια μόρια, πόσα άτομα μπορεί να έχει, με πόσα ηλεκτρόνια να τριγυρνούν τριγύρω από τους πυρήνες τους και πόσα πρωτόνια και νετρόνια στους πυρήνες τους; ΟΥΦ!
  • 17.
    Και αν νομίζετεότι τα ηλεκτρόνια, τα πρωτόνια και τα νετρόνια είναι τα μικρότερα σωματίδια της ύλης κάνετε λάθος! Γιατί τα πρωτόνια και τα νετρόνια αποτελούνται από ακόμη μικρότερα σωματίδια, τα κουάρκ! Μπορούμε να τα δούμε όλα αυτά τα σωματίδια; κουάρκ
  • 18.
    Όχι! Ούτε μεμικροσκόπια. Σήμερα θεωρούμε τα ηλεκτρόνια και τα κουάρκ ή αλλιώς θεμελιώδη στοιχειώδη σωματίδια από τα οποία αποτελείται η ύλη σε όλες τις μορφές της. Είναι εκπληκτικό αλλά πραγματικό! Το τεράστιο πλήθος των διαφορετικών υλικών σωμάτων αποτελείται από 3 μόνο διαφορετικά σωματίδια ύλης, τα ηλεκτρόνια και δύο διαφορετικά κουάρκ. Στις εικόνες μπορείς να δεις σε διαδοχικές μεγεθύνσεις ένα κουτάκι αλουμινίου και να διαπιστώσεις πόσο διαφορετική φαίνεται στο μικροσκόπιο η «λεία» επιφάνεια του μετάλλου.
  • 19.
    Τα υλικά σώματατα χωρίζουμε σε καθαρά σώματα και σε μείγματα. Καθαρά σώματα είναι όσα έχουν πάντα την ίδια σύσταση π.χ. το νερό. Μείγματα είναι όσα δεν έχουν πάντα την ίδια σύσταση, π.χ. το αλατόνερο. Υλικά σώματα καθαρά σώματα μείγματα
  • 20.
    Τα καθαρά σώματαχωρίζονται σε δύο κατηγορίες: στα στοιχεία και στις χημικές ενώσεις. Υλικά σώματα καθαρά σώματα μείγματα στοιχεία χημικές ενώσεις τα μόριά τους αποτελούνται από ένα είδος ατόμων τα μόριά τους αποτελούνται από διαφορετικά άτομα.
  • 21.
    Τα στοιχεία είναιτα απλούστερα σώματα στη φύση, αυτά που δεν είναι δυνατόν να διασπασθούν σε πιο απλά.Τα εκατομμύρια διαφορετικά σώματα που μας περιβάλλουν είναι φτιαγμένα από αυτά ακριβώς τα χημικά στοιχεία (που σε αριθμό μόλις που ξεπερνούν τα 100), τα οποία ενώνονται μεταξύ τους με πολλούς τρόπους και σε διάφορες αναλογίες.
  • 22.
    Όπως ακριβώς όλοτο πλούσιο λεξιλόγιό μας προκύπτει από τα 24 γράμματα του αλφάβητου, όπως η μαγευτική μουσική πολυμορφία προκύπτει από τις 7 νότες, έτσι και όλη η ποικιλία των υλικών σωμάτων προκύπτει από 92 μόνο διαφορετικά στοιχεία.
  • 23.
    Τα στοιχεία αποτελούνταιαπό ένα είδος ατόμων. Κάθε άτομο συμβολίζεται με ένα ή περισσότερα γράμματα. Το άτομο του οξυγόνου, για παράδειγμα, συμβολίζεται με το γράμμα Ο , του χρυσού με τα γράμματα Au , ενώ του υδραργύρου με τα γράμματα Hg. Καθώς τα χημικά στοιχεία αποτελούνται από ένα είδος ατόμων, ο συμβολισμός τους είναι ίδιος με αυτόν του ατόμου από το οποίο αποτελούνται. Το οξυγόνο συμβολίζεται με το γράμμα Ο , ο χρυσός με τα γράμματα Au κ.ο.κ.
  • 24.
  • 25.
  • 27.
  • 28.
    Οι χημικές ενώσειςαποτελούνται από διαφορετικά άτομα. Συμβολίζονται με το συνδυασμό των ονομασιών των ατόμων που αποτελούν το μόριό τους. Τα γράμματα δηλώνουν το άτομο που εμφανίζεται στο μόριο και ένας αριθμός δίπλα στο γράμμα συμβολίζει το πλήθος κάθε φορά των ατόμων. Για παράδειγμα, το μόριο του νερού αποτελείται από δύο άτομα υδρογόνου Η και ένα άτομο οξυγόνου Ο, οπότε συμβολίζεται με H2O . ή
  • 29.
    Το μόριο τουδιοξειδίου του άνθρακα αποτελείται από ένα άτομο άνθρακα C και δύο άτομα Ο, οπότε συμβολίζεται με CΟ2 . ή
  • 30.
    Το μόριο τηςαμμωνίας αποτελείται από ένα άτομο αζώτου Ν και τρία άτομα υδρογόνου Η, άρα συμβολίζεται με ΝΗ3. ή
  • 31.
    Τα υλικά σώματαχωρίζονται επίσης εύκολα σε στερεά, υγρά και αέρια, ανάλογα με την κατάσταση στην οποία βρίσκονται. Τα μόρια όλων των υλικών σωμάτων κινούνται συνεχώς και τυχαία προς όλες τις κατευθύνσεις.
  • 32.
    Στα στερεά σώματατα μόρια κινούνται πολύ κοντά το ένα στο άλλο και κοντά σε μόνιμες θέσεις τις οποίες δεν αλλάζουν, έτσι ώστε ούτε να πλησιάζουν μεταξύ τους ούτε να απομακρύνονται.
  • 33.
    Στα υγρά σώματα,τα μόρια κινούνται αλλάζοντας συνεχώς θέσεις, αλλά παραμένουν κοντά το ένα στο άλλο χωρίς να πλησιάζουν ή να απομακρύνονται μεταξύ τους.
  • 34.
    Στα αέρια σώματα,τα μόρια κινούνται ελεύθερα αλλάζοντας συνεχώς θέσεις, χωρίς να πλησιάζουν πολύ μεταξύ τους, μπορούν όμως να απομακρύνονται το ένα από το άλλο όσο είναι δυνατό.
  • 35.
    Ιδιότητες των υλικώνσωμάτων Αν ρίξεις μια ματιά στο δωμάτιό σου, θα διαπιστώσεις ότι είναι γεμάτο από υλικά σώματα με διάφορα μεγέθη, σχήματα και χρώματα. Κάποια από αυτά τα αντιλαμβάνεσαι εύκολα, ενώ κάποια άλλα, όπως για παράδειγμα τον αέρα που αναπνέεις, πιο δύσκολα. Για να μπορούμε να μελετήσουμε τα υλικά σώματα, βασιζόμαστε στις χαρακτηριστικές τους ιδιότητες. Ο όγκος, η μάζα και η πυκνότητα είναι οι πιο βασικές χαρακτηριστικές ιδιότητες των υλικών σωμάτων.
  • 36.
    ΤΙ ΠΡΕΠΕΙ ΝΑΘΥΜΟΜΑΣΤΕ Η ύλη αποτελείται από μικροσκοπικά σωματίδια που τα λέμα μόρια. Τα μόρια αποτελούνται από ακόμη μικρότερα σωματίδια, τα άτομα. Τα άτομα αποτελούνται από ακόμα μικρότερα σωματίδια, τα ηλεκτρόνια, που περιστρέφονται γύρω από τον πυρήνα. Ο πυρήνας του ατόμου αποτελείται από άλλα μικροσκοπικά σωματίδια,τα πρωτόνια και τα νετρόνια και αυτά αποτελούνται από άλλα ακόμη μικρότερα, τα κουάρκ! Τα ηλεκτρόνια και τα κουάρκ είναι τα θεμελιώδη ή αλλιώς στοιχειώδη σωματίδια από τα οποία αποτελείται η ύλη σε όλες τις μορφές της. Τα υλικά σώματα χωρίζονται σε στερεά, υγρά και αέρια, ανάλογα με την κατάσταση στην οποία βρίσκονται.