אחורה קדימה

תְשׁוּמַת לֵב! תצוגות מקדימות של השקופיות מיועדות למטרות מידע בלבד וייתכן שאינן מייצגות את כל תכונות המצגת. אם אתה מעוניין בעבודה זו, אנא הורד את הגרסה המלאה.

אחורה קדימה

אחורה קדימה

גִיל:כיתה ג'.

נוֹשֵׂא:גופים, חומרים, חלקיקים.

סוג שיעור:ללמוד חומר חדש.

משך השיעור: 45 דקות.

מטרות השיעור:יוצרים את המושג גוף, חומר, חלקיק, מלמדים להבחין בין חומרים לפי מאפיינים ותכונותיהם.

משימות:

• הכירו לילדים את המושגים גוף, חומר, חלקיק.
• ללמד להבחין בין חומרים במצבי צבירה שונים.
• לפתח זיכרון וחשיבה.
• שיפור הערכה עצמית וכישורי שליטה עצמית.
• הגבר את הנוחות הפסיכולוגית של השיעור, הקל על מתח השרירים (הפסקות דינמיות, שינוי פעילויות).
• ליצור קשרים ידידותיים בצוות.
• טפח עניין בעולם שסביבך.

צִיוּד:

1. מצגת מולטימדיה אינטראקטיבית (נספח 1). בקרת מצגת נספח 2.

2. שרטוטים (חומרים מוצקים, נוזליים, גזים).

3. סרגל מתכת, כדור גומי, קוביית עץ (מהמורה).

4. לניסוי: כוס, כפית, חתיכת סוכר; מים רתוחים (על שולחנות ילדים).

התקדמות השיעור

א. רגע ארגוני.

המורה מברך את הילדים, בודק את מוכנותם לשיעור, פונה לתלמידים: "היום תבצעו את כל המשימות בקבוצות. בואו נחזור על כללי העבודה בקבוצה" (שקופית מס' 2).

1. יחס לחברים - "נימוס";
2. דעה של אחרים - "למד להקשיב, הוכח את נקודת המבט שלך";
3. עבודה עם מקורות מידע (מילון, ספר) - הדגש את העיקר.

II. לימוד חומר חדש.

הצבת יעד למידה: היום מתחילים ללמוד את הנושא "הטבע המדהים הזה" - נצא לטיול וירטואלי (שקופית מס' 3). במגלשה: טיפת מים, קערת סוכר (מיכל אחסון), פטיש, גל (מים), חימר, מתכת.

המורה שואל את השאלה "האם כל המילים אפשרו לך לייצג במדויק את הנושא?"

מילים אלו שעוזרות במדויק לייצג אובייקט, כלומר יש להן קו מתאר, צורה, נקראות גופים. ממה עשויים החפצים הללו נקראים חומרים.

עבודה עם מקור מידע (מילון מאת S.I. Ozhegov):

רשום את ההגדרה במחברת שלך: "האובייקטים האלה שמקיפים אותנו נקראים גופים"(שקופית מספר 4).

שקופית מספר 5. המורה מזמינה את התלמידים להשוות בין התמונות הממוקמות בשקופית: כדור גומי, מעטפה, קוביית עץ.

משימה 1: למצוא את המשותף. לכל הגופים יש גודל, צורה וכו'.

משימה 2: לזהות את המאפיינים העיקריים של גופים. תשובה בשקופית מספר 6: כפתור בקרה "תשובה 2".

שקופית מספר 6. תמונות הן טריגרים. הכדור עגול, גומי, בהיר. מעטפה - מלבנית, נייר, לבנה. הקובייה מעץ, גדולה, בז'.

יחד עם החבר'ה אנחנו מסכמים: "לכל גוף יש מידה, צורה, צבע". אנחנו רושמים את זה במחברת.

שקופית מספר 7. מהו הטבע? בחר את התשובה הנכונה מתוך שלוש אפשרויות תשובה:

שקופית מספר 8 - עבודה עם קלפים. לתלמידים יש כרטיסים עם תמונות של גופות (חפצים) על שולחנותיהם. אנו מזמינים את התלמידים לחלק את הקלפים לשתי קבוצות: שולחן, שמש, עץ, עיפרון, ענן, אבן, ספרים, כיסא. בואו נרשום את התשובות במחברות שלנו. אנו מבקשים מהתלמידים לקרוא את שמות הגופות, זו תהיה קבוצה אחת. על סמך מה הם הציבו את המילים בקבוצה זו? אנחנו עושים את אותו הדבר עם הקבוצה השנייה.

תשובה נכונה:

אנחנו מסיקים מסקנה. איך חילקנו את המילים (לפי איזה עיקרון?): יש גופים שנוצרו על ידי הטבע, ויש כאלה שנוצרו בידי אדם.

אנו משרטטים את הבלוק במחברת (איור 1).

שקופית מספר 9. טכניקת "הזנה אינטראקטיבית". בשקופית מוצגים גופים טבעיים ומלאכותיים. באמצעות כפתור הגלילה, שהוא גם טריגר, אנו מסתכלים דרך גופים טבעיים ומלאכותיים (בכל פעם שלוחצים על הכפתור, התמונות המקובצות משתנות).

אנו מגבשים את הידע הנרכש בעזרת המשחק "רמזור" (שקפים 10-12). המשחק עוסק במציאת התשובה הנכונה.

שקופית 10. משימה: למצוא גופים טבעיים. מתוך הגופים המוצעים בשקופית, עליך לבחור רק גופים טבעיים. התמונה היא טריגר - בלחיצה מופיע אות רמזור (אדום או ירוק). קובצי סאונד עוזרים לתלמידים להבטיח שהם בחרו את התשובה הנכונה.

המורה נזכור על מה דיברנו בהתחלה התקשינו לקבוע במדויק אם מתכת, מים וחמר הם גופים והגענו למסקנה שאין להם קווי מתאר או צורות מדויקות, ולכן הם אינם גופים. אנו קוראים למילים הללו חומרים. כל הגופים עשויים מחומרים. רשום את ההגדרה במחברת שלך.

שקופית 13. בשקופית זו נסתכל על שתי דוגמאות.

דוגמה 1: מספריים - גוף, ממה הם עשויים - חומר (ברזל).

דוגמה 2: טיפות מים הן גופים, החומר ממנו עשויות הטיפות הוא מים.

שקופית מספר 14. הבה נבחן גופים המורכבים ממספר חומרים. למשל, עיפרון וזכוכית מגדלת. בשקופית אנו מסתכלים בנפרד על החומרים המרכיבים עיפרון. כדי להדגים, לחץ על כפתורי הבקרה: "גרפיט", "גומי", "עץ". על מנת להסיר מידע מיותר, לחץ על הצלב.

בואו נבחן מאילו חומרים מורכבת הזכוכית המגדלת. לחץ על ההדקים "זכוכית", "עץ", "מתכת".

שקופית מס' 15. כדי לחזק זאת, הבה נסתכל על שתי דוגמאות נוספות. ממה עשוי פטיש? הפטיש מורכב מברזל ועץ (ידית). ממה עשויים סכינים? סכינים מורכבות מחומרי ברזל ועץ.

שקופית מספר 16. שקול שני עצמים המורכבים ממספר חומרים. מטחנת בשר: עשויה מברזל ועץ. מזחלת: עשויה מברזל ועץ.

שקופית 17. אנו מסכמים: גופים יכולים להיות מורכבים מחומר אחד, או שהם יכולים להיות מורכבים מכמה.

שקופיות 18, 19, 20. טכניקת "פיד אינטראקטיבי". אנחנו מראים את זה לתלמידים. חומר אחד יכול להיות חלק מכמה גופים.

שקופית 18. חומרים מורכבים לחלוטין או חלקם מזכוכית.

שקופית 19. חומרים מורכבים לחלוטין או חלקם ממתכת.

שקופית 20. חומרים מורכבים לחלוטין או חלקם מפלסטיק.

שקופית 21. המורה שואלת את השאלה "האם כל החומרים זהים?"

בשקופית, לחץ על כפתור הבקרה "התחל". ערך מחברת: כל החומרים מורכבים מחלקיקים זעירים בלתי נראים. אנו מציגים סיווג של חומרים לפי מצב הצבירה שלהם: נוזל, מוצק, גזי. השקף משתמש בטריגרים (חצים). כאשר תלחץ על החץ, תוכל לראות תמונה של חלקיקים במצב צבירה נתון. לחץ שוב על החץ והאובייקטים ייעלמו.

שקופית 22. חלק ניסיוני. יש צורך להוכיח שהחלקיקים זעירים, בלתי נראים לעין, אך שומרים על תכונות החומר.

בואו נעשה ניסוי. על שולחנות התלמידים מגשים עם סט ציוד מעבדה פשוט: כוס, כף לערבול, מפית, חתיכת סוכר.

מניחים חתיכת סוכר בכוס ומערבבים עד להמסה מלאה. מה אנחנו רואים? התמיסה הפכה להומוגנית, אנחנו כבר לא רואים חתיכת סוכר בכוס מים. הוכיחו שעדיין יש סוכר בכוס. אֵיך? תטעם את זה. סוכר: חומר לבן שטעמו מתוק. מסקנה: לאחר הפירוק, הסוכר לא הפסיק להיות סוכר, כי הוא נשאר מתוק. המשמעות היא שסוכר מורכב מחלקיקים זעירים בלתי נראים לעין (מולקולות).

שקופית 23. הבה נבחן את סידור החלקיקים בחומרים בעלי מצב צבירה מוצק. אנו מדגימים את מיקומם של חלקיקים וחומר (דוגמאות) באמצעות טכניקת "קלטת אינטראקטיבית" - כפתור הגלילה מאפשר להציג את התמונות מספר הפעמים הנדרש. אנו רושמים את המסקנה במחברת שלנו: במוצקים, חלקיקים ממוקמים קרוב זה לזה.

שקופית 24. סידור חלקיקים בחומרים נוזליים. בחומרים נוזליים, חלקיקים ממוקמים במרחק מסוים זה מזה.

שקופית מס' 25. סידור החלקיקים בחומרים גזים: החלקיקים ממוקמים רחוק אחד מהשני, המרחק ביניהם עולה באופן משמעותי על גודל החלקיקים עצמו.

שקופית 31. הגיע הזמן לסכם. יחד עם המורה הם זוכרים מה הם למדו חדש בשיעור. המורה שואל שאלות:

1. כל מה שמקיף אותנו נקרא... גופים
2. יש גופות טִבעִיו מְלָאכוּתִי.
3. רשום את התרשים במחברת שלך. המורה: בואו נסתכל על התרשים. גופים יכולים להיות טבעיים ומלאכותיים, חומרים יכולים להיות מוצקים, נוזליים, גזים. חומרים מורכבים מחלקיקים.

החלקיק שומר על תכונות החומר (זכור שסוכר נשאר מתוק בהמסה). השקופית משתמשת בטריגרים. לחץ על צורת "גוף", חיצים מופיעים, ואז צורות שכותרתו "מלאכותי" ו"טבעי".

כאשר אתה לוחץ על הדמות "חומר", מופיעים שלושה חצים (נוזל, מוצק, גזי). + שקופית מספר 30. מלא את הטבלה. קרא בעיון את ההוראות.

(סמן עם "	" בעמודה המתאימה, אילו מהחומרים הרשומים הם מוצקים, נוזליים, גזים).	חוֹמֶר	מוּצָק
נוֹזֵל
גזי
מֶלַח
גז טבעי
סוּכָּר
מַיִם
אֲלוּמִינְיוּם
כּוֹהֶל

בַּרזֶל

פחמן דו חמצני

בדיקת התקדמות העבודה (שקף 30). ילדים מתחלפים בשמות לחומר ומסבירים לאיזו קבוצה הוא שייך.

סיכום שיעור

1) לסיכום

עבדתם ביחד.

בואו לגלות איזו קבוצה הייתה הכי קשובה בשיעור. המורה שואל את השאלה: "מה נקראים גופים, מה מאפיין גוף, תן דוגמה". התלמידים עונים. כל מה שמקיף אותנו נקרא גופים. מהם סוגי החומרים על פי מצב הצבירה שלהם: נוזל, מוצק, גזי. ממה מורכבים חומרים? תן דוגמאות כיצד חלקיקים שומרים על תכונות החומרים. למשל, אם נוסיף מלח למרק, איך נדע שתכונות החומר נשמרו? תטעם את זה. מלא את התרשים (איור 2) דיון: עם מה אנחנו מסכימים, עם מה אנחנו לא מסכימים.

מה חדש למדת? ילדים מדווחים. (

המורה מספרת לילדים את שיעורי הבית שלהם (לא חובה):

• לפתור מבחן קטן (נספח 5).
• מבחן אינטראקטיבי (נספח 3).
• צפו במצגת על מים (נספח 7).
• במצגת תוכלו להתוודע לשש עובדות ידועות על מים. חשבו, חבר'ה, למה אתם צריכים להכיר את החומר הזה טוב יותר? תשובה: החומר הנפוץ ביותר על פני כדור הארץ. איזה עוד חומר תרצו להזמין למקום שלכם (יצירת טיולים וירטואליים). ללמוד את ספר הלימוד האלקטרוני

(נספח 4).

הערה: המורה יכול להשתמש בנוסף בשקופיות מס' 32, 33, 36.

שקופית מספר 32. משימה: בדוק את עצמך. מצא מוצרים (בדיקה אינטראקטיבית).

שקופית מספר 33. משימה: בדוק את עצמך. מצא גופים חיים ודוממים (מבחן אינטראקטיבי).

שקופית מס' 36. משימה: מחלקים גופים לגופים בעלי אופי חי ודומם (מבחן אינטראקטיבי).

1. סִפְרוּת.
2. Gribov P.D. איך אדם חוקר, לומד, משתמש בטבע. 2-3 כיתות. וולגוגרד: מורה, 2004-64 עמ'.
3. מקסימובה T.N. פיתוחי שיעור לקורס "העולם סביבנו": כיתה ב'. - מ.: VAKO, 2012.-336 עמ'. - (לעזור למורה בבית הספר).
4. רשתניקובה ג.נ., סטרלניקוב נ.י. העולם סביבנו. כיתה ג': חומרים משעשעים - וולגוגרד: מורה, 2008. - 264 עמ': ill.

טיכומירובה א.מ. מבחנים בנושא "העולם סביבנו": כיתה ב': למערך החינוכי א.א. פלשקובה "העולם סביבנו. כיתה ב'." - מ.: הוצאת "בחינה", 2011. - 22 עמ'.

מים וגז. כולם שונים במאפיינים שלהם. נוזלים תופסים מקום מיוחד ברשימה זו. בניגוד למוצקים, לנוזלים אין מולקולות מסודרות בצורה מסודרת. נוזל הוא מצב מיוחד של חומר, ביניים בין גז למוצק. חומרים בצורה זו יכולים להתקיים רק אם טווחי טמפרטורה מסוימים נשמרים בקפדנות. מתחת למרווח זה, הגוף הנוזלי יהפוך למוצק, ומעל - לגזי. במקרה זה, גבולות המרווח תלויים ישירות בלחץ.

מַיִם

לכן, מים תמיד שומרים על חום מתחת לפני הקרח. גם אם טמפרטורת הסביבה היא -50 מעלות צלזיוס, מתחת לקרח היא עדיין תהיה סביב האפס. עם זאת, בבית הספר היסודי אתה לא צריך להתעמק בפרטים של תכונות המים או חומרים אחרים. בדרגה ג' ניתן לתת את הדוגמאות הפשוטות ביותר לגופים נוזליים - ורצוי לכלול מים ברשימה זו. אחרי הכל, תלמיד בית ספר יסודי צריך להיות בעל הבנה כללית של תכונות העולם הסובב אותו. בשלב זה מספיק לדעת שהמים במצבם הרגיל הם נוזל.

מתח פני השטח הוא תכונה של מים

למים יש מתח פנים גבוה יותר מנוזלים אחרים. הודות לנכס זה, נוצרות טיפות גשם, וכתוצאה מכך, מחזור המים בטבע נשמר. אחרת, אדי מים לא יכלו להפוך בקלות כל כך לטיפות ולהישפך על פני כדור הארץ בצורה של גשם. מים, אכן, הם דוגמה לגוף נוזלי, שבו תלויה ישירות אפשרות קיומם של אורגניזמים חיים על הפלנטה שלנו.

מתח פני השטח נגרם על ידי משיכה של מולקולות של נוזל זו לזו. כל חלקיק נוטה להקיף את עצמו באחרים ולעזוב את פני השטח של הגוף הנוזלי. לכן בועות סבון ובועות הנוצרות במהלך מים רותחים נוטות לקבל צורה נוזלית - בנפח זה, רק לכדור יכול להיות עובי משטח מינימלי.

מתכות נוזליות

עם זאת, לא רק החומרים המוכרים לבני אדם, בהם הוא עוסק בחיי היומיום, שייכים למעמד הגופים הנוזליים. בין קטגוריה זו ישנם אלמנטים רבים ושונים בטבלה המחזורית של מנדלייב. דוגמה לגוף נוזלי היא גם כספית. חומר זה נמצא בשימוש נרחב בייצור מכשירים חשמליים, מתכות ותעשייה כימית.

כספית היא מתכת נוזלית ומבריקה המתאדה בטמפרטורת החדר. הוא מסוגל להמיס כסף, זהב ואבץ, ובכך ליצור אמלגם. כספית היא דוגמה לאילו סוגי גופים נוזליים מסווגים כמסוכנים לחיי אדם. האדים שלו רעילים ומסוכנים לבריאות. ההשפעה המזיקה של כספית מופיעה בדרך כלל זמן מה לאחר החשיפה להרעלה.

מתכת בשם צסיום היא גם נוזל. כבר בטמפרטורת החדר הוא בצורת חצי נוזלי. נראה כי צזיום הוא חומר לבן-זהוב. מתכת זו דומה מעט בצבעה לזהב, אולם היא בהירה יותר.

חומצה גופרתית

כמעט כל החומצות האנאורגניות הן גם דוגמה לאיזה סוג של גופים נוזליים יש. למשל, חומצה גופרתית, שנראית כמו נוזל שמן כבד. אין לו לא צבע ולא ריח. כאשר מחומם, הוא הופך לחומר חמצון חזק מאוד. בקור הוא אינו יוצר אינטראקציה עם מתכות - למשל ברזל ואלומיניום. חומר זה מציג את מאפייניו רק בצורתו הטהורה. חומצה גופרתית מדוללת אינה מציגה תכונות חמצון.

נכסים

אילו גופים נוזליים קיימים מלבד אלו הרשומים? זה דם, שמן, חלב, שמן מינרלי, אלכוהול. המאפיינים שלהם מאפשרים לחומרים אלה לקבל בקלות צורה של מיכלים. כמו נוזלים אחרים, חומרים אלו אינם מאבדים מנפחם אם הם נשפכים מכלי אחד למשנהו. אילו תכונות נוספות טבועות בכל אחד מהחומרים במצב זה? גופים נוזליים ותכונותיהם נחקרים היטב על ידי פיזיקאים. בואו נסתכל על המאפיינים העיקריים שלהם.

נְזִילוּת

אחד המאפיינים החשובים ביותר של כל גוף בקטגוריה זו הוא נזילות. מונח זה מתייחס ליכולת של הגוף לקבל צורות שונות, גם אם הוא נתון להשפעה חיצונית חלשה יחסית. הודות לתכונה זו כל נוזל יכול לזרום בנחלים, להתיז על פני השטח שמסביב בטיפות. אם לגופים מקטגוריה זו לא הייתה נזילות, אי אפשר היה לשפוך מים מבקבוק לכוס.

יתרה מכך, תכונה זו מתבטאת בחומרים שונים בדרגות שונות. לדוגמה, דבש משנה צורה לאט מאוד בהשוואה למים. מאפיין זה נקרא צמיגות. תכונה זו תלויה במבנה הפנימי של הגוף הנוזלי. לדוגמה, מולקולות דבש דומות יותר לענפי עצים, בעוד מולקולות מים דומות יותר לכדורים עם בליטות קטנות. כאשר הנוזל נע, חלקיקי הדבש "נצמדים זה לזה" - תהליך זה הוא שמעניק לו צמיגות גבוהה יותר מאשר סוגים אחרים של נוזלים.

שמירת הטופס

עלינו לזכור גם שלא משנה על איזו דוגמה של גופים נוזליים אנחנו מדברים, הם רק משנים את צורתם, אבל לא משנים את נפחם. אם תשפוך מים לכוס ותשפוך אותם למיכל אחר, המאפיין הזה לא ישתנה, למרות שהגוף עצמו יקבל את הצורה של הכלי החדש אליו הוא נשפך זה עתה. התכונה של שימור נפח מוסברת על ידי העובדה שכוחות משיכה הדדיים ודוחים פועלים בין מולקולות. יש לציין כי כמעט בלתי אפשרי לדחוס נוזלים באמצעות השפעה חיצונית בשל העובדה שהם תמיד מקבלים את הצורה של המיכל.

גופים נוזליים ומוצקים נבדלים בכך שהאחרונים אינם מצייתים הבה נזכיר כי כלל זה מתאר את התנהגותם של כל הנוזלים והגזים, וטמון בתכונתם של העברת הלחץ המופעל עליהם לכל הכיוונים. עם זאת, יש לציין שאותם נוזלים בעלי צמיגות נמוכה יותר עושים זאת מהר יותר מגופי נוזל צמיגיים יותר. לדוגמה, אם תפעיל לחץ על מים או אלכוהול, הוא יתפשט די מהר.

בניגוד לחומרים אלה, לחץ על דבש או שמן נוזלי יתפשט לאט יותר, עם זאת, באותה מידה. בדרגה 3 ניתן לתת דוגמאות לגופים נוזליים מבלי לציין את תכונותיהם. תלמידים יזדקקו לידע מפורט יותר בתיכון. עם זאת, אם תלמיד מכין חומר נוסף, זה עשוי לתרום לציון גבוה יותר בכיתה.

מצב גזי של החומר

פולימרים הם ממקור טבעי (רקמות צמחיות ובעלי חיים) ומלאכותיים (פלסטיק, תאית, פיברגלס וכו').

בדיוק כמו במקרה של מולקולות רגילות, מערכת של מקרומולקולות. יצירת פולימר נוטה למצב הסביר ביותר - שיווי משקל יציב, המקביל למינימום של אנרגיה חופשית. לכן, באופן עקרוני, לפולימרים צריך להיות גם מבנה סריג קריסטל. עם זאת, בשל נפחן ומורכבותן של מקרומולקולות, רק במקרים בודדים ניתן היה להשיג גבישים מקרומולקולריים מושלמים. ברוב המקרים, פולימרים מורכבים מאזורים גבישיים ואמורפיים.

מצב נוזלימאופיין בעובדה שאנרגיה הפוטנציאלית של משיכה של מולקולות עולה במעט על האנרגיה הקינטית שלהן בערך המוחלט. כוח המשיכה בין מולקולות בנוזל מבטיח שהמולקולות מוחזקות בנפח הנוזל. יחד עם זאת, המולקולות בנוזל אינן מחוברות זו לזו בקשרים יציבים נייחים, כמו בקריסטלים. הם ממלאים בצפיפות את החלל שתפוס הנוזל, כך שהנוזלים כמעט בלתי ניתנים לדחיסה ויש להם צפיפות גבוהה למדי. קבוצות של מולקולות יכולות לשנות את מיקומן היחסי, מה שמבטיח את נזילות הנוזלים. התכונה של נוזל להתנגד לזרימה נקראת צמיגות. נוזלים מאופיינים בדיפוזיה ובתנועה בראונית, אך במידה הרבה פחות מגזים.

הנפח שנוזל תופס מוגבל על ידי פני השטח. מכיוון שלנפח נתון, לכדור יש את שטח הפנים המינימלי, הנוזל במצב חופשי (לדוגמה, בחוסר משקל) מקבל צורה של כדור.

לנוזלים יש מבנה כלשהו, ​​אשר, עם זאת, הוא הרבה פחות בולט מזה של מוצקים. התכונה החשובה ביותר של נוזלים היא איזוטרופיה של תכונות. מודל נוזל פשוט אידיאלי עדיין לא נוצר.

קיים מצב ביניים בין נוזלים וגבישים, אשר נקרא נוזל גבישי. תכונה של גבישים נוזליים מנקודת מבט מולקולרית היא הצורה המוארכת, בצורת ציר, של המולקולות שלהם, מה שמוביל לאנזיטרופיה של תכונותיהם.

ישנם שני סוגים של גבישים נוזליים - נמטיקה וסמטיקה. סמקטיקה מאופיינת בנוכחות של שכבות מקבילות של מולקולות הנבדלות זו מזו בסדר המבנה שלהן. בנמטיקה, הסדר מובטח על ידי כיוון מולקולות. האניזוטרופיה של המאפיינים של גבישים נוזליים קובעת את התכונות האופטיות החשובות שלהם. גבישים נוזליים יכולים, למשל, להיות שקופים בכיוון אחד ואטומים בכיוון אחר. חשוב שניתן יהיה לשלוט בקלות בכיוון של מולקולות גביש נוזלי ושכבותיהן באמצעות השפעות חיצוניות (לדוגמה, טמפרטורה, שדות חשמליים ומגנטיים).

מצב גזי של החומרמתרחש כאשר

האנרגיה הקינטית של התנועה התרמית של מולקולות עולה על האנרגיה הפוטנציאלית של הקישור שלהן. המולקולות נוטות להתרחק זו מזו. לגז אין מבנה, תופס את כל הנפח המסופק לו, והוא נדחס בקלות; דיפוזיה מתרחשת בקלות בגזים.

התכונות של חומרים במצב גזי מוסברות על ידי תורת הגז הקינטית. ההנחות העיקריות שלה הן כדלקמן:

כל הגזים מורכבים ממולקולות;

הגדלים של מולקולות זניחים בהשוואה למרחקים ביניהן;

מולקולות נמצאות כל הזמן במצב של תנועה כאוטית (בראוניאנית);

בין התנגשויות, המולקולות שומרות על מהירות תנועה קבועה; מסלולים בין התנגשויות הם קטעי קו ישר;

ההתנגשות בין מולקולות למולקולות עם דפנות הכלי הן באופן אידיאלי אלסטי, כלומר. האנרגיה הקינטית הכוללת של המולקולות המתנגשות נשארת ללא שינוי.

הבה נבחן מודל פשוט של גז המציית להנחות לעיל. גז כזה נקרא גז אידיאלי. תנו לגז אידיאלי להיות מורכב מ-N מולקולות זהות, שלכל אחת מהן יש מסה מ, נמצא בכלי מעוקב עם אורך קצה ל(איור 5.14). מולקולות נעות בצורה כאוטית; המהירות הממוצעת שלהם<v>. כדי לפשט, נחלק את כל המולקולות לשלוש קבוצות שוות ונניח שהן נעות רק בכיוונים המאונכים לשני הקירות המנוגדים של הכלי (איור 5.15).

אוֹרֶז. 5.14.

כל מולקולת גז נעה במהירות<v> במקרה של התנגשות אלסטית לחלוטין עם דופן הכלי, היא תשנה את כיוון התנועה להפוך מבלי לשנות את המהירות. מומנטום מולקולרי<ר> = מ<v> הופך שווה ל- מ<v>. השינוי במומנטום בכל התנגשות הוא ללא ספק. הכוח הפועל במהלך התנגשות זו שווה ל ו= -2מ<v>/Δ ט. שינוי מוחלט במומנטום על התנגשות עם הקירות של כולם נ/3 מולקולות שווה . בוא נגדיר את מרווח הזמן Δ ט, שבמהלכן יתרחשו כל התנגשויות N/3: D t = 2//< v >. אז הערך הממוצע של הכוח הפועל על כל קיר הוא

לַחַץ רהגדירו את הגז על הקיר כיחס הכוח<ו> לאזור הקיר ל 2:

אֵיפֹה V = ל 3 – נפח הכלי.

לפיכך, הלחץ של גז עומד ביחס הפוך לנפח שלו (נזכיר שחוק זה נקבע באופן אמפירי על ידי בויל ומריוט).

הבה נכתוב מחדש את הביטוי (5.4) בצורה

הנה האנרגיה הקינטית הממוצעת של מולקולות גז. זה פרופורציונלי לטמפרטורה המוחלטת ט:

אֵיפֹה ק– קבוע בולצמן.

החלפת (5.6) לתוך (5.5), נקבל

נוח ללכת ממספר המולקולות נלמספר השומות נגז, אנחנו זוכרים ש( נ A הוא המספר של אבוגדרו), ולאחר מכן

אֵיפֹה ר = kN A - הוא קבוע הגז האוניברסלי.

ביטוי (5.8) הוא משוואת המצב של גז אידיאלי קלאסי עבור n מולים. משוואה זו, כתובה עבור מסה שרירותית מגַז

אֵיפֹה מ- המסה המולרית של הגז, נקראת משוואת קלפיירון-מנדלייב (ראה (5.3)).

גזים אמיתיים מצייתים למשוואה זו במידה מוגבלת. העובדה היא שמשוואות (5.8) ו-(5.9) אינן לוקחות בחשבון את האינטראקציה הבין-מולקולרית בגזים אמיתיים - כוחות ואן דר ואלס.

מעברי שלבים. חומר, בהתאם לתנאים שבהם הוא נמצא, יכול לשנות את מצב הצבירה שלו, או כמו שאומרים לעבור מפאזה אחת לאחרת. מעבר זה נקרא מעבר פאזה.

כפי שהוזכר לעיל, הגורם החשוב ביותר הקובע את מצבו של חומר הוא הטמפרטורה שלו ט, המאפיין את האנרגיה הקינטית הממוצעת של תנועה תרמית של מולקולות ולחץ ר. לכן, מצבי חומר ומעברי פאזה מנותחים באמצעות דיאגרמת מצב, שבה הערכים משורטטים לאורך הצירים טו ר, וכל נקודה במישור הקואורדינטות קובעת את מצבו של חומר נתון התואם לפרמטרים אלו. בואו ננתח תרשים טיפוסי (איור 5.16). עקומות OA,AB, AKמצבים נפרדים של חומר. בטמפרטורות נמוכות מספיק, כמעט כל החומרים נמצאים במצב גבישי מוצק.

התרשים מדגיש שתי נקודות אופייניות: או אֶל. נְקוּדָה אנקרא נקודה משולשת; בטמפרטורות מתאימות ( ט t) ולחץ ( ר r) הוא מכיל גז, נוזל ומוצק בשיווי משקל בו זמנית.

נְקוּדָה אֶלמעיד על מצב קריטי. בשלב זה (בשעה ט cr ו ר cr) ההבדל בין נוזל לגז נעלם, כלומר. לאחרונים יש את אותן תכונות פיזיקליות.

עֲקוּמָה OAהוא עקומת סובלימציה (סובלימציה); בלחץ ובטמפרטורה מתאימים, מתרחש מעבר גז למוצק (גז מוצק), העוקף את המצב הנוזלי.

תחת לחץ רט< ר < רהמעבר מהמצב הגזי למוצק (ולהיפך) יכול להתרחש רק דרך השלב הנוזלי.

עֲקוּמָה AKמתאים לאידוי (עיבוי). בלחץ ובטמפרטורה מתאימים, מתרחש המעבר "נוזל - גז" (ולהיפך).

עֲקוּמָה א.בהיא עקומת המעבר נוזל-מוצק (התכה והתגבשות). לעקומה זו אין סוף, מכיוון שמצב הנוזל תמיד שונה מהמצב הגבישי במבנה.

לשם המחשה, אנו מציגים את צורת המשטחים של מצבי חומר במשתנים p, v, t(איור 5.17), היכן V- נפח החומר

האותיות G, Zh, T מציינות אזורים של משטחים שנקודותיהם מתאימות למצבים גזים, נוזליים או מוצקים, ושטחים של משטחים T-G, Zh-T, T-Z - מצבים דו-פאזיים. ברור שאם נקרין את קווי הממשק בין השלבים על מישור הקואורדינטות RT, נקבל דיאגרמת פאזות (ראה איור 5.16).

נוזל קוונטי - הליום. בטמפרטורות רגילות בגופים מאקרוסקופיים, עקב תנועה תרמית כאוטית בולטת, השפעות קוונטיות אינן מורגשות. עם זאת, עם ירידה בטמפרטורה, השפעות אלו יכולות לבוא לידי ביטוי ולהתבטא באופן מקרוסקופי. לדוגמה, גבישים מאופיינים בנוכחות של תנודות תרמיות של יונים הממוקמות בצמתים של סריג הגביש. ככל שהטמפרטורה יורדת, משרעת התנודות יורדת, אך גם כאשר מתקרבים לאפס המוחלט, התנודות, בניגוד לרעיונות הקלאסיים, אינן מפסיקות.

ההסבר להשפעה זו נובע מיחס אי הוודאות. ירידה באמפליטודה של תנודות פירושה ירידה באזור הלוקליזציה של החלקיק, כלומר, אי הוודאות של הקואורדינטות שלו. על פי יחס אי הוודאות, זה מוביל לעלייה באי הוודאות של המומנטום. לפיכך, "עצירה" של חלקיק אסורה על פי חוקי מכניקת הקוונטים.

אפקט קוונטי גרידא זה מתבטא בקיומו של חומר שנשאר במצב נוזלי גם בטמפרטורות הקרובות לאפס המוחלט. נוזל "קוונטי" כזה הוא הליום. האנרגיה של תנודות נקודת אפס מספיקה כדי להרוס את סריג הגביש. עם זאת, בלחץ של כ-2.5 MPa, הליום נוזלי עדיין מתגבש.

פְּלַסמָה.הענקת אנרגיה משמעותית לאטומים (מולקולות) של גז מבחוץ מובילה ליינון, כלומר להתפרקות אטומים ליונים ולאלקטרונים חופשיים. מצב זה של החומר נקרא פלזמה.

יינון מתרחש, למשל, כאשר גז מתחמם חזק, מה שמוביל לעלייה משמעותית באנרגיה הקינטית של אטומים, בזמן פריקה חשמלית בגז (יינון פגיעה על ידי חלקיקים טעונים), או כאשר הגז נחשף לקרינה אלקטרומגנטית. (אוטויוניזציה). פלזמה המתקבלת בטמפרטורות גבוהות במיוחד נקראת טמפרטורה גבוהה.

מכיוון שיונים ואלקטרונים בפלזמה נושאים מטענים חשמליים ללא פיצוי, ההשפעה ההדדית שלהם משמעותית. בין חלקיקי פלזמה טעונים אין אינטראקציה זוגית (כמו בגז), אלא אינטראקציה קולקטיבית. בשל כך, הפלזמה מתנהגת כמעין מדיום אלסטי שבו תנודות וגלים שונים מתרגשים ומתפשטים בקלות.

פלזמה מקיימת אינטראקציה פעילה עם שדות חשמליים ומגנטיים. פלזמה היא המצב הנפוץ ביותר של החומר ביקום. כוכבים מורכבים מפלזמה בטמפרטורה גבוהה, מערפיליות קרות - מפלזמה בטמפרטורה נמוכה. פלזמה מיוננת חלשה בטמפרטורה נמוכה קיימת ביונוספירה של כדור הארץ.

הפניות לפרק 5

1. Akhiezer A.I., Rekalo Ya.P. - מ.: נאוקה, 1986.

2. אזשלוב א' עולם הפחמן. - מ.: כימיה, 1978.

3. ברונשטיין מ.פ. אטומים ואלקטרונים. - מ.: נאוקה, 1980.

4. בנילובסקי V.D. הגבישים הנוזליים המדהימים האלה. - מ: נאורות, 1987.

5. Vlasov N. A. אנטי חומר. - מ.: Atomizdat, 1966.

6. כריסטי ר., פיטי א. מבנה החומר: מבוא לפיזיקה מודרנית. - מ.: נאוקה, 1969.

7. Krejci V. העולם דרך עיני הפיזיקה המודרנית. - מ.: Mkr, 1984.

8. Nambu E. Quarks. - מ.: מיר, 1984.

9. Okun L. B. α, β, γ, …,: מבוא יסודי לפיזיקה של חלקיקים יסודיים. - מ.: נאוקה, 1985.

10. פטרוב יו I. פיזיקה של חלקיקים קטנים. - מ.: נאוקה, 1982.

11. I, Purmal A.P. וחב' כיצד חומרים מומרים. - מ.: נאוקה, 1984.

12. רוזנטל I. M. חלקיקים יסודיים ומבנה היקום. - מ.: נאוקה, 1984.

13. סמורודינסקי יא. חלקיקי יסוד. - מ.: ידע, 1968.

כיום ידוע על קיומם של יותר מ-3 מיליון חומרים שונים. והנתון הזה גדל מדי שנה, שכן כימאים סינתטיים ומדענים אחרים עורכים כל הזמן ניסויים כדי להשיג תרכובות חדשות בעלות כמה תכונות שימושיות.

חלק מהחומרים הם תושבים טבעיים, שנוצרו באופן טבעי. החצי השני מלאכותי וסינטטי. עם זאת, גם במקרה הראשון וגם במקרה השני, חלק ניכר מורכב מחומרים גזים, דוגמאות ומאפיינים מהם נשקול במאמר זה.

מצבים מצטברים של חומרים

מאז המאה ה-17, מקובל באופן כללי שכל התרכובות המוכרות מסוגלות להתקיים בשלושה מצבי צבירה: חומרים מוצקים, נוזליים וגזים. עם זאת, מחקר מדוקדק בעשורים האחרונים בתחומי האסטרונומיה, הפיזיקה, הכימיה, ביולוגיית החלל ומדעים נוספים הוכיחו שיש צורה אחרת. זו פלזמה.

מה היא? זה חלקי או מלא ומסתבר שיש רוב מכריע של חומרים כאלה ביקום. אז, במצב הפלזמה נמצא את הדברים הבאים:

• חומר בין כוכבי;
• חומר קוסמי;
• השכבות העליונות של האטמוספירה;
• ערפיליות;
• הרכב של כוכבי לכת רבים;
• כוכבים.

לכן היום אומרים שיש מוצקים, נוזלים, גזים ופלזמה. אגב, כל גז יכול לעבור באופן מלאכותי למצב הזה אם הוא נתון ליינון, כלומר, נאלץ להפוך ליונים.

חומרים גזים: דוגמאות

יש הרבה דוגמאות לחומרים הנבחנים. אחרי הכל, גזים ידועים מאז המאה ה-17, כאשר ואן הלמונט, מדען טבע, השיג לראשונה פחמן דו חמצני והחל לחקור את תכונותיו. אגב, הוא גם נתן את השם לקבוצת תרכובות זו, שכן, לדעתו, גזים הם משהו לא מסודר, כאוטי, קשור לרוחות ומשהו בלתי נראה, אבל מוחשי. השם הזה השתרש ברוסיה.

אפשר לסווג את כל החומרים הגזים, אז יהיה קל יותר לתת דוגמאות. אחרי הכל, קשה לכסות את כל הגיוון.

על פי ההרכב הם נבדלים:

• פָּשׁוּט,
• מולקולות מורכבות.

הקבוצה הראשונה כוללת את אלה המורכבים מאטומים זהים בכל כמות. דוגמה: חמצן - O 2, אוזון - O 3, מימן - H 2, כלור - CL 2, פלואור - F 2, חנקן - N 2 ואחרים.

• מימן גופרתי - H 2 S;
• מימן כלורי - HCL;
• מתאן - CH 4;
• דו תחמוצת הגופרית - SO 2;
• גז חום - NO 2;
• פריאון - CF 2 CL 2;
• אמוניה - NH 3 ואחרים.

סיווג לפי אופי של חומרים

כמו כן, ניתן לסווג את סוגי החומרים הגזים לפי השתייכותם לעולם האורגני והאנא-אורגני. כלומר, מטבעם של האטומים המרכיבים אותו. גזים אורגניים הם:

• חמשת הנציגים הראשונים (מתאן, אתאן, פרופאן, בוטאן, פנטאן). נוסחה כללית C n H 2n+2;
• אתילן - C 2 H 4;
• אצטילן או אתילן - C 2 H 2;
• מתילאמין - CH 3 NH 2 ואחרים.

סיווג נוסף שניתן ליישם על התרכובות המדוברות הוא חלוקה על סמך החלקיקים שהם מכילים. לא כל החומרים הגזים עשויים מאטומים. דוגמאות למבנים שבהם נמצאים יונים, מולקולות, פוטונים, אלקטרונים, חלקיקים בראוניים ופלזמה מתייחסות גם לתרכובות במצב צבירה זה.

מאפיינים של גזים

המאפיינים של חומרים במדינה הנבדקת שונים מאלה של תרכובות מוצקות או נוזליות. העניין הוא שהמאפיינים של חומרים גזים הם מיוחדים. החלקיקים שלהם ניידים בקלות ובמהירות, החומר בכללותו הוא איזוטרופי, כלומר, המאפיינים אינם נקבעים על ידי כיוון התנועה של המבנים הכלולים בהרכב.

ניתן לזהות את התכונות הפיזיקליות החשובות ביותר של חומרים גזים, שיבדיל אותם מכל צורות הקיום האחרות של החומר.

1. אלו הם קשרים שלא ניתן לראות, לשלוט או להרגיש באמצעים אנושיים רגילים. כדי להבין את התכונות ולזהות גז מסוים, הם מסתמכים על ארבעה פרמטרים שמתארים את כולם: לחץ, טמפרטורה, כמות החומר (מול), נפח.
2. בניגוד לנוזלים, גזים מסוגלים לכבוש את כל החלל ללא זכר, מוגבל רק על ידי גודל הכלי או החדר.
3. כל הגזים מתערבבים זה עם זה בקלות, ולתרכובות הללו אין ממשק.
4. ישנם נציגים קלים וכבדים יותר, כך שבהשפעת כוח הכבידה והזמן, ניתן לראות את ההפרדה ביניהם.
5. דיפוזיה היא אחת התכונות החשובות ביותר של תרכובות אלו. היכולת לחדור לחומרים אחרים ולהרוות אותם מבפנים, תוך ביצוע תנועות מופרעות לחלוטין בתוך המבנה שלו.
6. גזים אמיתיים לא יכולים להוליך זרם חשמלי, אבל אם אנחנו מדברים על חומרים נדירים ומיוננים, אז המוליכות עולה בחדות.
7. קיבולת החום והמוליכות התרמית של גזים נמוכים ומשתנים בין מינים שונים.
8. הצמיגות עולה עם עליית הלחץ והטמפרטורה.
9. ישנן שתי אפשרויות למעבר בין-פאזי: אידוי - נוזל הופך לאדים, סובלימציה - חומר מוצק, העוקף את הנוזל, הופך לגזי.

תכונה ייחודית של אדים מגזים אמיתיים היא שהראשונים, בתנאים מסוימים, מסוגלים להפוך לפאזה נוזלית או מוצקה, בעוד שהאחרונים לא. יש לציין גם שהתרכובות המדוברות מסוגלות להתנגד לדפורמציה ולהיות נוזלים.

מאפיינים כאלה של חומרים גזים מאפשרים להם להיות בשימוש נרחב בתחומים שונים של מדע וטכנולוגיה, תעשייה והכלכלה הלאומית. בנוסף, מאפיינים ספציפיים הם אינדיבידואליים עבור כל נציג. שקלנו רק את התכונות המשותפות לכל המבנים האמיתיים.

דחיסה

בטמפרטורות שונות, כמו גם בהשפעת לחץ, גזים מסוגלים לדחוס, להגדיל את ריכוזם ולהפחית את הנפח התפוס שלהם. בטמפרטורות גבוהות הם מתרחבים, בטמפרטורות נמוכות הם מתכווצים.

שינויים מתרחשים גם תחת לחץ. צפיפות החומרים הגזים עולה ועם הגעה לנקודה קריטית, השונה לכל נציג, עלול להתרחש מעבר למצב צבירה אחר.

המדענים העיקריים שתרמו לפיתוח חקר הגזים

יש הרבה אנשים כאלה, כי חקר הגזים הוא תהליך עתיר עבודה וארוך היסטורית. הבה נתעכב על האישים המפורסמים ביותר שהצליחו לגלות את התגליות המשמעותיות ביותר.

1. גילה תגלית בשנת 1811. זה לא משנה איזה סוג של גזים, העיקר שבאותם תנאים, נפח אחד מכיל כמות שווה מהם מבחינת מספר המולקולות. יש ערך מחושב על שמו של המדען. זה שווה ל 6.03 * 10 23 מולקולות עבור מול 1 של כל גז.
2. פרמי - יצר את התיאוריה של גז קוונטי אידיאלי.
3. גיי-לוסאק, בויל-מריוט - שמות המדענים שיצרו את המשוואות הקינטיות הבסיסיות לחישובים.
4. רוברט בויל.
5. ג'ון דלטון.
6. ז'אק שארל ומדענים רבים אחרים.

מבנה של חומרים גזים

המאפיין החשוב ביותר בבניית סריג הגביש של החומרים הנבדקים הוא שהצמתים שלו מכילים אטומים או מולקולות המחוברות זו לזו בקשרים קוולנטיים חלשים. כוחות ואן דר ואלס קיימים גם כשמדובר ביונים, אלקטרונים ומערכות קוונטיות אחרות.

לכן, סוגי המבנה העיקריים של רשתות גז הם:

• אָטוֹמִי;
• מולקולרית.

החיבורים בפנים נשברים בקלות, כך שלחיבורים אלו אין צורה קבועה, אלא ממלאים את כל הנפח המרחבי. זה גם מסביר את היעדר מוליכות חשמלית ומוליכות תרמית ירודה. אבל לגזים יש בידוד תרמי טוב, מכיוון שבזכות הדיפוזיה הם מסוגלים לחדור למוצקים ולתפוס בתוכם חללי מקבץ חופשיים. יחד עם זאת, האוויר אינו עובר, החום נשמר. זהו הבסיס לשימוש המשולב של גזים ומוצקים לצורכי בנייה.

חומרים פשוטים בין גזים

כבר דנו לעיל אילו גזים שייכים לקטגוריה זו מבחינת מבנה ומבנה. אלה הם אלה המורכבים מאטומים זהים. ניתן לתת דוגמאות רבות, כי חלק ניכר מהלא-מתכות מכל הטבלה המחזורית בתנאים רגילים קיים בדיוק במצב צבירה זה. לְדוּגמָה:

• זרחן לבן - אחד מהאלמנט הזה;
• חַנקָן;
• חַמצָן;
• פלוּאוֹר;
• כְּלוֹר;
• הֶלִיוּם;
• נֵאוֹן;
• אַרגוֹן;
• קריפטון;
• קסנון.

המולקולות של גזים אלה יכולות להיות מונוטומיות (גזים אצילים) או פוליאטומיות (אוזון - O 3). סוג הקשר הוא קוולנטי לא קוטבי, ברוב המקרים הוא חלש למדי, אך לא בכולם. סריג הגביש הוא מסוג מולקולרי, המאפשר לחומרים אלו לעבור בקלות ממצב צבירה אחד לאחר. לדוגמה, יוד בתנאים רגילים הוא גבישים סגולים כהים עם ברק מתכתי. עם זאת, כאשר הם מחוממים, הם עוברים סובלימציה לעננים של גז סגול בהיר - I 2.

אגב, כל חומר, כולל מתכות, יכול להתקיים במצב גזי בתנאים מסוימים.

תרכובות מורכבות בעלות אופי גזי

גזים כאלה, כמובן, הם הרוב. שילובים שונים של אטומים במולקולות, המאוחדים על ידי קשרים קוולנטיים ואינטראקציות ואן דר ואלס, מאפשרים היווצרות של מאות נציגים שונים של מצב הצבירה הנחשב.

דוגמאות לחומרים מורכבים בין גזים יכולים להיות כל התרכובות המורכבות משני יסודות שונים או יותר. זה עשוי לכלול:

• פרופאן;
• גָז בּוטָאן;
• אֲצֵיטִילֵן;
• אַמוֹנִיָה;
• סילאן;
• פוספין;
• מתאן;
• פחמן דיסולפיד;
• דו תחמוצת הגופרית;
• גז חום;
• פריאון;
• אתילן ואחרים.

סריג קריסטל מסוג מולקולרי. רבים מהנציגים מתמוססים בקלות במים, ויוצרים את החומצות המתאימות. רוב התרכובות הללו מהוות חלק חשוב בסינתזות כימיות המתבצעות בתעשייה.

מתאן וההומולוגיות שלו

לפעמים המושג הכללי של "גז" מתייחס למינרל טבעי, שהוא תערובת שלמה של מוצרים גזים בעלי אופי אורגני בעיקר. הוא מכיל חומרים כגון:

• מתאן;
• אתאן;
• פרופאן;
• גָז בּוטָאן;
• אתילן;
• אֲצֵיטִילֵן;
• פנטן ועוד כמה.

בתעשייה הם חשובים מאוד, כי תערובת הפרופאן-בוטאן היא הגז הביתי איתו מבשלים אנשים, המשמש כמקור אנרגיה וחום.

רבים מהם משמשים לסינתזה של אלכוהול, אלדהידים, חומצות וחומרים אורגניים אחרים. הצריכה השנתית של גז טבעי מסתכמת בטריליוני מטרים מעוקבים, והדבר מוצדק למדי.

חמצן ופחמן דו חמצני

אילו חומרים גזים יכולים להיקרא הנפוצים והידועים ביותר אפילו לתלמידי כיתה א'? התשובה ברורה - חמצן ופחמן דו חמצני. אחרי הכל, הם המשתתפים הישירים בחילופי הגזים המתרחשים בכל היצורים החיים על הפלנטה.

ידוע שבזכות החמצן מתאפשרים חיים, שכן רק סוגים מסוימים של חיידקים אנאירוביים יכולים להתקיים בלעדיו. ופחמן דו חמצני הוא מוצר "מזון" הכרחי לכל הצמחים שסופגים אותו על מנת לבצע את תהליך הפוטוסינתזה.

מנקודת מבט כימית, גם חמצן וגם פחמן דו חמצני הם חומרים חשובים לביצוע סינתזות של תרכובות. הראשון הוא חומר מחמצן חזק, השני הוא לעתים קרובות יותר חומר מחמצן.

הלוגנים

זוהי קבוצה של תרכובות שבהן האטומים הם חלקיקים של חומר גזי, המחוברים בזוגות זה לזה באמצעות קשר קוולנטי לא קוטבי. עם זאת, לא כל ההלוגנים הם גזים. ברום הוא נוזל בתנאים רגילים, ויוד הוא מוצק בקלות. פלואור וכלור הם חומרים רעילים המסוכנים לבריאותם של יצורים חיים, שהם חומרי חמצון חזקים ונמצאים בשימוש נרחב מאוד בסינתזות.

סחורות מסוכנות מסוג 2 כוללים גזים טהורים, תערובות גזים, תערובות של גז אחד או יותר עם חומר אחד או יותר, וכן מוצרים המכילים חומרים כאלה. חומרים ומוצרים של סוג 2 מחולקים לגז דחוס; גז נוזלי; גז נוזלי בקירור; גז מומס; תרסיסי אירוסול ומיכלים קטנים המכילים גז (מחסניות גז); מוצרים אחרים המכילים גז בלחץ; גזים לא בלחץ הכפופים לדרישות מיוחדות (דגימות גז). הובלת סחורה מסוכנת מסוג 2 כרוכה בסכנת פיצוץ, שריפה, חנק, כוויות קור או הרעלה.

אֲוִיר- תערובת טבעית של גזים המורכבת בנפח של 78% חנקן, 21% חמצן, 0.93% ארגון, 0.3% פחמן דו חמצני וכמויות קטנות מאוד של גזים אצילים, מימן, אוזון, פחמן חד חמצני, אמוניה, מתאן, דו תחמוצת הגופרית ואחרים. צפיפות אוויר נוזלי 0.96 גרם לקוב. ס"מ (ב-192°C ולחץ רגיל). אוויר נחוץ להתרחשות תהליכים רבים: שריפה של דלק, התכת מתכות מעפרות, ייצור תעשייתי של תרכובות כימיות שונות. האוויר משמש גם לייצור חמצן, חנקן וגזים אצילים; כחומר קירור, חומר בידוד חום וקול, נוזל עבודה במכשירי בידוד חשמליים, צמיגים פנאומטיים, מכשירי סילון וריסוס, מכונות פנאומטיות וכו'.

חַמצָן- יסוד כימי בעל תכונות חמצון בולטות. החמצן משמש בעיקר ברפואה. בנוסף לרפואה, נעשה שימוש בחמצן במטלורגיה ובתעשיות אחרות, וחמצן נוזלי משמש כמחמצן לדלק רקטות.

פרופאן– גז נפיץ חסר צבע, דליק, חסר ריח, הכלול בגזי נפט טבעיים ומזוהים, בגזים המתקבלים מ-CO ו-H2, וכן במהלך זיקוק נפט. לפרופאן יש השפעה שלילית על מערכת העצבים המרכזית אם פרופאן נוזלי בא במגע עם העור, כוויות קור עלולות להתרחש.

חַנקָן- גז חסר צבע, חסר טעם וריח. חנקן משמש בתעשיות רבות: כתווך אינרטי בתהליכים כימיים ומתכתיים שונים, למילוי שטח פנוי במדחום כספית, בעת שאיבת נוזלים דליקים ועוד. חנקן נוזלי משמש ביחידות קירור שונות. חנקן משמש לייצור תעשייתי של אמוניה, המעובדת לאחר מכן לחומצה חנקתית, דשנים, חומרי נפץ וכו'.

כְּלוֹר- גז רעיל בצבע צהוב-ירוק. הכמויות העיקריות של הכלור מעובדות באתר ייצורו לתרכובות המכילות כלור. הכלור משמש גם להלבנת תאית ובדים, לצרכים סניטריים ולהכלת מים, וכן להכלה של חלק מהעפרות להפקת טיטניום, ניוביום, זירקוניום וכו'. הרעלת כלור אפשרית בתעשיות הכימיות, עיסת נייר, טקסטיל, תרופות וכו' ד. כלור מגרה את הריריות של העיניים ודרכי הנשימה, ולעתים קרובות מצטרף זיהום משני לשינויים הדלקתיים הראשוניים. ריכוז הכלור באוויר הוא 500 מ"ג/מ"ק. מ' עם חמש עשרה דקות של חשיפה היא קטלנית. על מנת למנוע הרעלה יש צורך: איטום ציוד ייצור, אוורור יעיל ובמידת הצורך שימוש במסכת גז.

אַמוֹנִיָה- גז חסר צבע עם ריח אופייני חד. אמוניה משמשת לייצור דשני חנקן, חומרי נפץ ופולימרים, חומצה חנקתית, סודה ומוצרים כימיים אחרים. אמוניה נוזלית משמשת כממס. בטכנולוגיית הקירור, אמוניה משמשת כחומר קירור (717). כמו כן, תמיסת אמוניה 10% (אמוניה) נמצאת בשימוש נרחב ברפואה. על פי השפעתו הפיזיולוגית על הגוף, הוא שייך לקבוצת החומרים בעלי השפעות מחנק ונוירוטרופיות, אשר בשאיפה עלולים לגרום לבצקת ריאות רעילה ולפגיעה קשה במערכת העצבים. לאמוניה יש השפעות מקומיות וספוגיות כאחד. אדי אמוניה מגרים מאוד את הריריות של העיניים ואיברי הנשימה, כמו גם את העור, וגורמים לדמעות יתר, כאבי עיניים, כוויות כימיות של הלחמית והקרנית, אובדן ראייה, התקפי שיעול, אדמומיות וגירודים בעור. כאשר אמוניה נוזלית ותמיסותיה באים במגע עם העור, מתרחשת תחושת צריבה ואפשרית כוויה כימית עם שלפוחיות וכיבים. בנוסף, אמוניה נוזלית סופגת חום כאשר היא מתאדה, וכאשר היא באה במגע עם העור נוצרות כוויות קור בדרגות שונות.