世界上有从水到特氟纶的数十亿种自然的和人造的物质, ,我来为大家科普一下关于物质的两种基本属性是什么?以下内容希望对你有帮助!

物质的两种基本属性是什么(何为物质的性质)

物质的两种基本属性是什么

最基本的物质形式叫做原子

世界上有从水到特氟纶的数十亿种自然的和人造的物质,

但是所有的这些都可以在化学实验室中分解成更简单的物质。例如利用电流水可以分解成两

种气体,即氢气和氧气,或者其它的,普通的食盐(氯化钠)可以分解成金属钠,和一种有

毒气体叫做氯气。这四种物质中的每一个——氢气、氧气、纳和氯气——有这独一无二的性

质。没有哪一种能够进一步分解而不丢失它们的性质,还是氢气、氧气、纳和氯气。它们是

最基本的物质因此被叫做元素。依然保持这种元素性质的最小单元叫做原子。尽管如此,原

子被认为是由更小的叫做质子、中子和电子的粒子组成的。通常,质子和中子紧密结合在原

子的中心,电子以一定距离绕核旋转。实际上又一个整个的亚原子粒子家族,除了极少例外,

本书不会接触它们。

当原子组合在一起,它们组成了分子。

两个或更多原子结合在一起,形成了分子。例如,

一个碳原子和一个氧原子组成一个一氧化碳分子。一个碳原子和两个氧原子组成一个二氧化

碳分子。分子只含有很少几个原子的通常叫做简单分子,含有很多原子的分子叫做复杂分子。

究竟几个原子从简单变为复杂决定于你谈话的对象。当射电天文学家在星际空间找到 6 到 8

个原子的分子时,他们把它叫做复杂分子,因为没有人会想到在险恶的宇宙空间可以找到这

种东西。但是生化学家可能会把这种分子称为很简单的分子。

在整个宇宙,只有 92 种自然产生的元素。

唯一的决定这种特定的元素是这种元素而不 是其它的元素的是在原子核里的质子数量。例如,在宇宙中每个原子核里有一个质子的原子 是氢,每个核里有两个质子的原子是氦而不会是其他。碳原子有 6 个质子,氧原子有 8 个质 子等等。一直到核里有 92 个质子的铀。原子核里有相同质子和电子数的元素具有相似的化 学性质,为了简便,科学家们按照质子数目把元素进行了分组,这就是元素周期表。世界上 每个化学实验室里或课堂上通常会有这么一张。这是世界的蓝本,因为就是这 92 个基本的元素构成了我们的世界。Armand Deutsch 许多年前写过精彩的科学小说。一组未来的考古学家在开凿古火星人的文明遗迹,发现了一所大学。他们正为无法破解火星语言而感到困惑的时候来到一个化学实验室,在实验室的墙上发现了元素周期表---一个马上被他们识别的东西。因为它代表了通用的,超越文化甚至是种族的东西。所以,元素周期表成了破解火星语言的敲门砖。核中具有少量质子的元素有时被称为轻元素或简单元素;有大量原子的就叫重元素或复杂元素。

什么是离子?

在鸡尾酒会上,当谈话转到“原子物质”时,经常听到的另外两个词是离子和同位素。在讨论离子时,我们就必须注意一类叫做电子的绕着原子核转的小东西。通常情况下,原子的整体是中性的,因为在原子核内带正电的质子数和核外绕核旋转的带负电的电子数相同。但是因为一些电子离原子核非常远,它们被频繁的撞击出去,这样剩下的原子所带的正电就比负电多。同样的道理,电子也可以频繁的被加给原子,使它净增负电荷。简单的说,带有正的或负的净电荷的原子就叫做离子。

什么是同位素?

在任何关于同位素的讨论中,我们必须关注在原子核里另外一种粒子--- 中子。同位素是原子核里含有不同数目中子的同种元素的不同形式。举个例子来说,存在三种碳的同位素,它们是碳-12,碳-13 和碳-14。这些数字与每个原子核内各自的中子数有关。因为原子核内的质子数决定着它是何种元素,所有核内有 12 个质子的原子都是碳原子,而不是考虑它们是不是有 12、13 或者 14 个中子。每种同位素在质量上都有微小的差距。所有碳构成的东西,不管是石墨还是钻石,都是碳同位素的混合体。

一些元素的某些同位素是放射性的

放射性原子自发的变成其他原子,这是一个很快的反应。有时某些原子失去原子核中的中子,变成原来元素的同位素。这样的过程叫做放射性衰变。举例来说,铀能经历一系列的放射性衰变而最终变成铅。一些元素的某些同位素是具有强放射性的,这表示它们衰变成其他东西的速率相对于其他一些衰变非常慢或根本不衰变的元素要快得多。那些衰变慢或不衰变的原子叫做放射性稳定。

放射性衰变以不同的速率发生

在所有给出的放射性物质的样品中,你不能事先预测其中的哪些原子将要自发衰变。原子也不会事先告诉你它们将要做什么。但是通过观察和认真的测算,科学家已经发现同种同位素的整个样品的衰变率是个常数。使任何给定样品的同位素衰变成总量一半所需的时间叫做同位素的半衰期。强放射性的同位素的半衰期很短,而稳定的同位素半衰期则很长。

放射性衰变是重要的科学工具

所有的这些知识变成测定某物存在时间长短的一项重要的工具。例如,如果你将存在于某物(范围可以从恐龙的骨头到都灵的寿衣再到月球上的岩石)中某种放射性同位素的总量与这个样本中与之相同元素的另一种稳定的同位素的总量相比较,然后将这些数字与你已知的不怎么久远的物品中相同的同位素的量相比较,并且你知道它放射性同位素半衰期的长度,那么你就能算出你所研究的样本有多古老。生物学家,考古学家和古生物学家大量的运用此种技术,尤其是大量使用碳的同位素,这个过程叫做碳定年。天文学家有时也采用该技术,有的时候为了方便除了碳也使用其他元素的同位素。

物质典型存在于三种态

我们知道三态分别是:固态,液态和气态。在特定的时间特定的地点物质处于什么态取决于物质的化学本质,环境的温度和压强。在地球上,我们找一个事物为例,我们能看到它的三个态。它由两个氢原子和一个氧原子组成: 。在一般情况下,当温度低于华氏 32 度时我们称之为冰,当温度在华氏 32 度到 212 度之间时我们称之为水,高于华氏 212 度时,我们称之为水蒸气。(在非常高的温度下,氢和氧原子之间的键被打破,它的本质就不再是水蒸气,就是氢气和氧气的混合气体H2O 。)

我们在温度和压强的特定范围内在宇宙中搜寻,物质会有很奇怪的组成和行为方式

以在火星上为例,气压计液柱将很难移动,因为火星几乎没有大气,所以在火星表面上基本上 没有气压。在这种情况下, 直接从气态的水蒸气变为固态的冰,中间没有经过变为液态水的过程。所以今天的火星上没有河流或湖泊。我们把这个过程叫做升华。樟脑球做成的东西在地球上就会升华(它们不会在衣橱里留下水汤)。简而言之,正常的状态是什么和你要进行的预测都取决于你身处于哪里。当天文学家了解了这些,研究整个宇宙就会更顺手一些。

当离子以气态存在时,它们形成等离子体

一些人把这个状态认为是物质的第四种状态,因为等离子体带电而常规的气体是电中性的。这个还有一点语义学的味道,只要我们知道什么是什么就好。恒星是典型的由气体组成的物体,大多数气体非常热,它们处于等离子态。这变得很有意义,因为磁场与等离子体有关而与中性气体无关。大多数恒星所带的磁场对恒星、恒星大气和物质在恒星表面上的移动或穿越有很大的影响。

流体:你把它放在什么样容器里它就拥有什么形状

液体,气体和等离子体常常都被称为流体,因为它们显现的都是承载它们的容器的形状。(把一品脱水倒进一个馅饼盘里,水就呈现馅饼盘的形状,把它倒入鱼缸里,它又呈现鱼缸的形状。同样的,在贴着“氖”标签罐子里的气体呈罐子的形状。)当你把两个固体拿到一起磨擦(就像天冷的时候你搓手那样),这个动作将遇到一个对抗的力,这个力叫做阻力,它会产生热量。我们通常认为流体没有阻力,但它们确实有。然而,在一定的温度和压强下,这个阻力可以变为零。在某种条件下的这种特性叫做超流。大多数恒星由流体组成的,但中子星却是由超流的中子组成。

固体

一些固体具有晶体结构,这意味着它们的原子是按照一定的有规则的几何样式排列的。例如盐和处于金刚石状态的碳。其他固体,比如用来做塑像的粘土,它们是无定形的,因为它们的原子不是刚性的排列。白矮星的内部类似于晶体,尽管它们的电子在核外自由的运动着,但它们的原子核是按规则的样式排列的。

“暗物质”是一种不同的物质

基于对星系和星系团里恒星运动的学习,天文学家知道宇宙的大部分不处于我们上面提到的那几种态,大部分物质由其他形式的离子组成。到目前为止,这种物质避过了直接观测,因为它们好像与普通的物体或任意波段的辐射都作用甚微。正因为这个原因,天文学家称呼它暗物质。暗物质的本质仍然是 20 世纪后期天体物理学的几个重大未解之谜之一。

最后,我们来介绍反物质

在恒星的研究中,斯科蒂和吉奥蒂总是很关心反物质。反物质同普通物质一样,也是由粒子组成。其实,这个粒子和我们常见的普通的粒子除了电荷相反意外,其他是一致的。所以,电子的反粒子叫做正电子,它的质量与电子相同但是带正电荷。质子的反粒子叫做反质子,质量与质子一样但是带负电。如果一个物质的粒子与它的反粒子碰撞,它们互相消灭并只释放出能量。(这就是为什么斯科蒂和吉奥蒂喜欢反物质的原因。)反物质存在于宇宙中,但是因为在它们周围存在太多的普通物质,所以它们一经产生就面临着湮灭的厄运。大块的反物质甚至是原子大小的反物质在我们的宇宙里都是不存在的。其他宇宙主要由反物质组成在理论上是可能的。