Właściwości fizyczne materii

Wyjaśnienie i przykłady

TEK IMAGE / SPL / Getty Images

The właściwości fizyczne materii to wszelkie właściwości, które można dostrzec lub zaobserwować bez zmiany tożsamość chemiczna próbki. W przeciwieństwie, właściwości chemiczne to te, które można zaobserwować i zmierzyć jedynie poprzez przeprowadzenie reakcji chemicznej, zmieniając w ten sposób strukturę molekularną próbki.

Ponieważ właściwości fizyczne obejmują tak szeroki zakres cech, są one dalej klasyfikowane jako intensywne lub ekstensywne oraz izotropowe lub anizotropowe.

Intensywne i rozległe właściwości fizyczne

Intensywne właściwości fizyczne nie zależą od wielkości ani masy próbki. Przykładami intensywnych właściwości są temperatura wrzenia, stan skupienia i gęstość. Rozległe właściwości fizyczne zależą od ilości materii w próbce. Przykłady rozległych właściwości obejmują rozmiar, masę i objętość.

Izotropowe i anizotropowe właściwości fizyczne

Izotropowe właściwości fizyczne nie zależą od orientacji próbki ani kierunku, z którego jest obserwowana. Właściwości anizotropowe zależą od orientacji. Chociaż dowolna właściwość fizyczna może być przypisana jako izotropowa lub anizotropowa, terminy te są zwykle stosowane w celu identyfikacji lub rozróżnienia materiałów na podstawie ich właściwości optycznych i mechanicznych.

Na przykład jeden kryształ może być izotropowy pod względem koloru i nieprzezroczystości, podczas gdy inny może mieć inny kolor w zależności od osi obserwacji. W metalu ziarna mogą być zniekształcone lub wydłużone wzdłuż jednej osi w porównaniu z drugą.

Przykłady właściwości fizycznych

Każda właściwość, którą można zobaczyć, powąchać, dotknąć, usłyszeć lub w inny sposób wykryć i zmierzyć bez przeprowadzania reakcji chemicznej, jest właściwością fizyczną. Przykłady właściwości fizycznych obejmują:

• Kolor
• Kształt
• Tom
• Gęstość
• Temperatura
• Temperatura wrzenia
• Lepkość
• Nacisk
• Rozpuszczalność
• Ładunek elektryczny

Zdjęcie: Marc Gutierrez / Getty Images

Właściwości fizyczne związków jonowych i kowalencyjnych

Charakter wiązań chemicznych odgrywa rolę w niektórych właściwościach fizycznych prezentowanych przez materiał. Jony w Związki jonowe są silnie przyciągane przez inne jony o przeciwnych ładunkach i odpychane przez podobne ładunki. Atomy w cząsteczki kowalencyjne są stabilne i nie są silnie przyciągane ani odpychane przez inne części materiału. W konsekwencji jonowe ciała stałe mają zwykle wyższe temperatury topnienia i wrzenia w porównaniu z niską temperaturą topnienia i wrzenia kowalencyjnych ciał stałych.

Związki jonowe wydają się być przewodnikami elektrycznymi, gdy są stopione lub rozpuszczone, podczas gdy związki kowalencyjne wydają się być słabymi przewodnikami w dowolnej postaci. Związki jonowe są zwykle krystalicznymi ciałami stałymi, podczas gdy cząsteczki kowalencyjne istnieją jako ciecze, gazy lub ciała stałe. Związki jonowe często rozpuszczają się w wodzie i innych rozpuszczalnikach polarnych, podczas gdy związki kowalencyjne częściej rozpuszczają się w rozpuszczalnikach niepolarnych.

Właściwości chemiczne

Właściwości chemiczne obejmują cechy materii, które można zaobserwować tylko poprzez zmianę chemicznej tożsamości próbki – zbadanie jej zachowania w reakcji chemicznej. Przykładami właściwości chemicznych są łatwopalność (obserwowana podczas spalania), reaktywność (mierzona gotowością do uczestniczenia w reakcji) i toksyczność (wykazana przez wystawienie organizmu na działanie substancji chemicznej).

Zmiany chemiczne i fizyczne

Właściwości chemiczne i fizyczne są związane ze zmianami chemicznymi i fizycznymi. Fizyczna zmiana zmienia jedynie kształt lub wygląd próbki, a nie jej chemiczną tożsamość. Zmiana chemiczna to reakcja chemiczna, która przekształca próbkę na poziomie molekularnym.