Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

Глава 5: Системне мислення

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    25287

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Зображення хмари слів з більшими словами - енергія, молекули, температура, система та вода.

    Давайте скажемо, де ми з атомами, принаймні з точки зору хімії:

    • Атоми взаємодіють електростатично один з одним різними способами, від перехідних взаємодій, які призводять до слабких (легко подоланих) атракціонів до сильних (зв'язкових) взаємодій, які набагато складніше зламати.
    • Коли атоми взаємодіють, вони утворюють більш стабільні системи, де привабливі та відштовхуючі взаємодії рівні. Потенційна енергія системи зменшується, але загальна енергія системи залишається постійною. Загальна енергія взаємодіючих атомів (системи) може зменшуватися, якщо вона передається в навколишнє середовище, як правило, шляхом зіткнень з іншими молекулами або атомами, але також можливе випромінювання фотона.
    • Незалежно від того, слабкі чи сильні, всі типи взаємодій вимагають енергії для подолання. Зазвичай ця енергія отримується від зіткнень з навколишніми молекулами, хоча поглинання фотона також може подолати взаємодії.
    • Способи взаємодії атомів залежать від розташування електронів всередині них. Різні типи атомів мають різне «внутрішнє» розташування електронів.
    • Коли атоми зв'язуються, утворюючи нові матеріали (сполуки), властивості цих сполук виникають - тобто вони сильно відрізняються від властивостей атомів ізольованих компонентів.
    • Макроскопічні властивості матеріалів залежать від наявних типів зв'язків та їх просторової організації, що впливає на молекулярну форму, розподіл зарядів всередині молекули та міжмолекулярні взаємодії.
    • Деякі матеріали є безперервними (алмаз, метали, іонні сполуки), тоді як інші складаються з дискретних молекулярних одиниць (вода, метан, ліпіди, білки).
    • Якщо ви знаєте температуру, при якій відбуваються фазові зміни в матеріалі (тверде до рідини, від рідини до газу тощо), ви можете робити прогнози про те, скільки енергії потрібно для подолання взаємодій між частинками, що входять до складу матеріалу.

    Тепер ми готові зібрати всі ці ідеї разом і встановити зв'язки між макроскопічним і молекулярним рівнями. Розуміння цих зв'язків дозволяє передбачити, як і коли відбуватимуться хімічні зміни, що є серцем хімії.

    Мініатюра: Полум'я деревного вугілля. (CC BY-SA 3.0; Оскар через Вікіпедію)