物理变化
物理变化,是指物质改变物理性质而不改变化学组成和化学性质的过程。例如,水加热变成水汽或水冷却结冰。水、水汽和冰的状态,密度、折射率等物理性质都不相同,但它们的化学组成都是H2O,化学性质也没有区别。物理变化会改变物质的物理性质,如熔化、气化、改变强度及耐久性,结晶、质地变化、改变其形状、体积及密度等。物理变化的过程中,原有的分子并未分解,也没有新的分子产生。
物理定义
概念:没有生成新物质的变化。(物理变化只是物质在外形和状态方面发生了变化)
实质:保持物质化学性质的最小粒子本身不变,只是粒子之间的间隔运动发生了变化,没有生成新的物质。
宏观:没有新物质生成。
微观:分子原子之间的距离不变(化学键键长不变),物质形状大小变化,分子本身不变,原子的结合方式不变。物理变化常常用来将混合物分离成组成的化合物,但无法将化合物分解为较简单的化合物,更无法分解成化学元素。
实例
物质的基本三态变化,并没有新的物质产生出来,所以属于物理变化。氢氧化钠等无机盐、碱的潮解,冰的融化,研碎胆矾等。如铁水铸成铁锅,其中涉及到碳元素和铁元素的结合新分子(一般生成渗碳体),并不算作物理变化,但是如果是百分百的纯铁,铸成铁锅则不发生化学变化,不生成新的相。物理变化前后,物质的种类不变、组成不变、化学性质也不变。这类变化的实质是分子的聚集状态(间隔距离、运动速度等)发生了改变,导致物质的外形或状态随之改变。物理变化表现该物质的物理性质。焰色反应是物理变化,涉及原子内部电子能级的改变,不涉及物质结构和化学性质的改变。
加热和冷却
物质在加热时可能从固态变为液态或是从液态变为气态,冷却时则可能由气态(或液态)变为液态(或固态)。例如,碘或二氧化碳等物质,也可能直接在气态和固态之间转换,这种现象称为升华或凝华。
磁性
铁磁性材料可以充磁,使其具有磁性,此过程可逆,不会改变其化学组成。
结晶
许多元素和化合物会组成晶体,例如碳的不同同素异形体,如钻石、石墨、石墨烯及富勒烯。金属的晶体结构对其物理性质(例如强度和延展性)的影响很大。可以通过锤击、轧或加热等方式调整晶体的结构、形状或大小。
混合物
无法互溶的混合物可以通过静置或物理筛选的方式分离。例如,细沙混合适量的水可以制作沙雕,沙和水混合后,由于表面张力的影响,会有不同的物理特性。
溶液
盐和部分化合物(如糖)会溶于水形成水溶液,可以通过蒸发的方式进行分离。其他的混合物或挥发性液体可以通过分馏进行分离。
合金
不同金属元素的混合物称为合金,例如黄铜是铜和锌的合金。合金虽是混合物,是物理变化的产物,但不容易从中分离出成分金属,可能需要化学处理才能分离。若合金中含有汞,可以通过加热使汞气化分离。
应用
链接
物理性质:颜色,状态,气味,硬度,磁性,密度,熔点,沸点,溶解性,凝固点,导热性,导电性,延伸性,挥发性,吸水性等。