Materie: Zustände, Eigenschaften und Systeme

Materie und ihre Grundbegriffe

Definitionen

Materie

Alles, was Masse hat und Raum einnimmt.

Körper

Ein begrenzter Teil der Materie.

Materielles System

Jedes Organ und jede Gruppe von Einrichtungen, die zur Beobachtung oder zum isolierten Studium dienen.

Aggregatzustände und Phasenübergänge

Aggregatzustände

Feststoff

Hat eine eigene Form und ein eigenes Volumen. Moleküle sind eng zusammen und geordnet aufgrund starker Anziehungskräfte. Inkompressibel.

Flüssigkeit

Hat ein eigenes Volumen, aber keine eigene Form; nimmt die Form des Behälters an. Bildet eine horizontale Oberfläche. Moleküle sind ungeordnet, Anziehungs- und Abstoßungskräfte sind meist ausgeglichen. Inkompressibel.

Gas

Hat weder eine eigene Form noch ein eigenes Volumen. Zwischen den Molekülen wirken hauptsächlich Abstoßungskräfte. Kompressibel.

Phasenübergänge

• Flüssig zu Fest: Erstarren
• Fest zu Flüssig: Schmelzen
• Flüssig zu Gas: Verdampfung
• Gas zu Flüssig: Kondensation
• Fest zu Gas: Sublimation
• Gas zu Fest: Resublimation (oder Deposition)

Materielle Systeme und Mischungen

Reine Substanz

Eine Art von Materie, die nicht durch gängige chemische und physikalische Methoden getrennt werden kann und eine bestimmte und konstante chemische Zusammensetzung hat.

Mischungen

Haben keine chemisch definierte Zusammensetzung und können getrennt werden. Bestehen aus zwei oder mehr reinen Substanzen. Werden in homogene und heterogene Mischungen klassifiziert.

Homogene Mischungen (Lösungen)

Zeigen an allen Punkten ihrer Masse die gleichen intensiven Eigenschaften; es sind keine Diskontinuitätsflächen sichtbar.

Trennmethoden: einfache Destillation, fraktionierte Destillation, Umkristallisation, etc.

Heterogene Mischungen (Dispersionen)

Zeigen an verschiedenen Punkten ihrer Masse unterschiedliche Eigenschaften und weisen Diskontinuitätsflächen (Grenzflächen) auf.

Trennmethoden (für kontinuierliche und diskontinuierliche Phasen): Filtrieren, Dekantieren, Zentrifugieren, Sieben.

Eigenschaften der Materie

Intensive Eigenschaften

Sind unabhängig von der Menge des Materials (z.B. Dichte, Textur, Farbe).

Extensive Eigenschaften

Hängen von der Menge des Materials ab (z.B. Masse, Volumen, Gewicht).

Grundbausteine der Materie

Molekül

Der kleinste Teil einer Substanz, der in freier Form existieren kann.

Atom

Die Bausteine der Moleküle. Der kleinste Teil eines Elements, der an chemischen Reaktionen teilnehmen kann.