Materio

Materio estas kategorio signifanta objektan realon, kies ekzistadon ni konas per la sensoj, kaj el kio konsistas la universo, senliman aron de la objektoj kaj sistemoj ekzistantaj en la mondo. Filozofie, materio estas eterna kaj senlima. Ĝia neforprenebla atributo estas movo. Materion karakterizas memevoluo, transformo de unu stato al alia. Ĝeneralaj objektaj formoj de la ekzistado de materio estas spaco kaj tempo.

Science, materio estas ĉiuj substancoj de la universo, kaj vivantaj kaj nevivantaj, havantaj mason kaj okupantaj spacon. Substanco ne devas esti nud-okule videbla por ke ĝi estu konsiderata kiel materio. Sufiĉas nur, ke ĝi plenumu la du kondiĉojn, nome kaj mas-havon kaj spac-okupon.

La moderna scienco konas sekvantajn tipojn de materiaj sistemoj kaj konformaj al ili strukturaj niveloj: elementaj partikloj kaj kampoj, atomoj, molekuloj, geologiaj sistemoj, planedoj, astroj, engalaksiaj sistemoj, galaksioj, sistemoj de galaksioj.

Ekzistas ankaŭ specifaj tipoj de materio – Viva materio (Naturo) kaj socie organizita materio (Homa socio).

Historio de scienco kaj filozofio plejparte konsistas el konkludoj de diversiaj teorioj pri materio, komencante de la teorio de "Solidaj Atomoj" (Demokrito) kaj finante de Onda Teorio de kvantuma fiziko.

Ni diferencigas inter substancoj uzante la (propr)ecojn aŭ distingajn karakterizaĵojn de la materio. Ekzemple, la substanco bromo povas esti priskribita kiel malhel-ruĝa likvo, bolanta je 58,8 °C, frostiĝanta je −7,3 °C, kaj facile vaporiĝanta por formi brunan vaporon.

La ecoj de la substancoj povas esti uzataj por diversaj praktikaj celoj, kiel:

• Identigado de nekonata substanco. Kriminal-laboratorioj, laborantaj por administracioj de publika sekureco, komparas la ecojn de nekonataj drogoj kun tiuj de konataj substancoj kiel maniero identigi ilin.
• Distingado inter malsamaj substancoj. Kemiisto povas facile ektrovi la diferencon inter reala oro kaj falsa oro (pirito).
• Karakterizado de ĵus malkovrita substanco. Antaŭ ol sciencistoj povas ĝuste paroli pri identigita substanco neniam antaŭe izolita, ili devas determini ĝiajn ecojn kaj poste kompari ilin kun tiuj de ĉiuj konataj similaj substancoj. La substanco estas nova se ĝi havas unikan aron da ecoj.
• Antaŭdirado de la utilo de substanco por specifaj aplikoj. Gaso konata kiel venena, kia estas karbona monoksido, mem-kompreneble ne taŭgos kiel atmosfero por spaca veturilo.

Ecoj de substancoj estas klasitaj laŭ du ĉefaj grupoj, nome: fizikaj kaj kemiaj.

• fizika eco: La fizikaj ecoj estas karakterizaĵoj de la materio kiuj povas esti observataj aŭ mezurataj sen ŝanĝi la kemian konsiston kaj identecon de la substanco.

La ecoj de bromo donitaj en la komenco estas fizikaj—bolpunkto, fandopunkto, koloro, ktp. La fizika aspekto de substanco povas ŝanĝiĝi dum la determinado de fizika eco, sed ĝia kemia identeco ne aliiĝas. Ekzemple, la determinado de la fandopunkto de solido ŝanĝas ĝin en likvon. La aspekto de la likvo estas tre malsama, sed la kemia konsisto kaj de la likvo kaj de la solido estas la sama. Tiel, oni konsideras fandopunkton fizika eco.

• kemia eco: Kemiaj ecoj povas esti observataj, kondiĉe ke okazas iu ŝanĝiĝo en la kemia konsisto kaj identeco de substanco.

La kemiaj ecoj priskribas la manierojn laŭ kiuj substanco povas ŝanĝiĝi, ĉu sola, ĉu per interagado kun aliaj substancoj. Ekzemple, unu el la kemiaj ecoj de bromo estas, ke ĝi reakcias spontanee (sen ekstera influo) kun solida fosforo por formi senkoloran likvon nomatan fosfora tribromido. Du aliaj kemiaj ecoj de bromo estas, ke ĝi kaŭzas gravajn vundojn kontaktiĝinte kun la haŭto, kaj ke ĝi kombiniĝas kun hidrogeno en ĉeesto de asbesto je 200 °C.

Priskribante kemiajn ecojn, oni ofte specifas tiajn kondiĉojn kiel temperaturon aŭ premon, ĉar ili povas influi la interagon inter substancoj. Ekzemple, du substancoj povas eksplode reakcii je 1000 °C, sed tute ne reakcii je 100 °C. Aldone, plejparto el la kemiaj ecoj de substanco ne povas esti priskribataj sen rilato al aliaj substancoj. Ne havas sencon diri nur, ke bromo kombiniĝas spontanee. La substanco kun kiu ĝi kombiniĝas devas esti specifata, ĉar povas esti multaj substancoj kun kiuj povas okazi interagoj. Termika malkombiniĝo estas tamen grava escepto al ĉi tio. En ĉi tiu procezo kelkaj substancoj, kiam varmigataj, ŝanĝiĝas (disrompiĝas aŭ malkombiniĝas) al novaj substancoj. Kiam tio ĉi okazas, oni diras simple, ke okazas termika malkombiniĝo; ne estas necese aludi interagojn kun aliaj substancoj.

La neebleco por substanco ŝanĝi sian konsiston je determinitaj kondiĉoj ankaŭ estas konsiderata kemia eco. Ekzemple, la provoj bruligi substancon en aero povas aŭ ne povas rezultigi bruladon. Se ĝi ekflamos, unu el ĝiaj kemiaj ecoj estas brulemo en la aero; se ĝi ne ekflamos, la kemia eco estos nebrulemo en la aero.

Ŝanĝ(iĝ)oj en la materio estas oftaj kaj konataj okazaĵoj. Ŝanĝiĝoj okazas, ekzemple, kiam oni kuiras la manĝaĵojn, papero brulas, kaj dinamito eksplodas. Kiam ni komprenas tiujn ĉi ŝanĝojn, ni povas, inter aliaj aferoj, antaŭdiri la konduton de substanco kaj elekti tiujn plej konvenajn por specialaj uzoj. Substanco konata kiel rapide reakcianta kiam varmigita, ekzemple, ne povos esti stokata proksime al varmofonto. Simile, substancoj akvo-solveblaj devus ne esti uzataj en la fabrikado de ban-kostumoj.

Same kiel la ecoj, ŝanĝoj en la materio klasiĝas kiel fizikaj aŭ kemiaj.

• fizika ŝanĝo: Fizika ŝanĝo estas tiu, kiu ne okazigas ŝanĝojn en la konsisto.
• kemia ŝanĝo: Kemia ŝanĝo, aliflanke, estas akompanita de ŝanĝo en la konsisto. Ĝi implicas la malaperon de unu aŭ pluraj substancoj (reakciantoj) kaj la aperon de unu aŭ pluraj novaj substancoj (produktoj) posedantaj malsaman kemian konsiston.

Unu el la plej oftaj tipoj de fizika ŝanĝo kuntrenas stat-ŝanĝon.

Stat-ŝanĝoj estas fizikaj ŝanĝiĝoj laŭ kiuj substancoj ŝanĝiĝas de unu stato (gasa, likva, aŭ solida) al alia.

Konsideru jenan ekzemplon. Se oni sufiĉe altigas la temperaturon de glacia kubo, ĝi fandiĝos kaj iĝos likvo. Daŭra varmigado de la likvo fine boligos ĝin kaj ŝanĝos ĝin al gaso (akvo-vaporo). Se oni inversigas la procedon kaj malaltigas la temperaturon, la gaso kondensiĝos al likvo, kaj la likvo frostiĝos al solido. La ĉeeston de akvo en ĉiu stadio de la ciklo oni povas pruvi, restarigante la originajn kondiĉojn kaj aplikante provojn por elmontri, ke la kemiaj ecoj estas, en ĉiuj kazoj, tiuj de akvo.

Tial do, ĉi tiuj ŝanĝoj estas fizikaj. La konduto de akvo, en tiu ĉi ekzemplo, ne estas ekster-tipa. La materio, ĝenerale, varmigata kaj malvarmigata, montras similajn stat-ŝanĝojn.

Ekzistas aliaj tipoj de fizikaj ŝanĝoj krom stat-ŝanĝoj. Grando- kaj formo-ŝanĝoj estas ekzemploj. La pulvorigado de malmola suker-kubo por akiri grajnan sukeron estas fizika ŝanĝo en kiu ne estas stat-ŝanĝo. Rimarku, ke en ĉiuj fizikaj ŝanĝoj, kelkaj el la fizikaj ecoj de la substanco ŝanĝiĝas, sed la kemiaj ecoj restas sen-ŝanĝiĝaj.

Kemiaj ŝanĝoj rezultigas novajn substancojn kun malsamaj kemiaj kaj fizikaj ecoj. Rust-formiĝo estas kemia ŝanĝiĝo per kiu fero, malmola kaj brila, transformiĝas al produkto mola kaj ruĝeca, kun ecoj mem-kompreneble malsamaj ol tiuj de la origina fero.

• Antimaterio
• Ecoj de la materio
• Kemia elemento
• Kemia kombinaĵo
• Listo de partikloj
• Materialismo
• Materistato
• Molo
• Partikla fiziko
• Substanco
• Universo

• http://www.toutsurlaphysique.fr/src/articles/histoire_de_la_matiere.html Arkivigite je 2006-05-19 per la retarkivo Wayback Machine
• http://www.toutsurlaphysique.fr Arkivigite je 2005-10-19 per la retarkivo Wayback Machine
• http://www.philolex.de/materie.htm
• http://www.leksikon.org/art.php?n=4779