普通化学/物质的性质/物质的分类

物质可以根据其状态进行分类。

• 固体具有确定的体积和形状。固体物质的分子间吸引力非常强。
• 液体具有确定的体积，但形状会发生变化。液体物质的分子间吸引力比固体物质弱。
• 气体既没有确定的体积也没有确定的形状。气体物质的分子间吸引力可以忽略不计。
• 等离子体通常是物质的气态状态，其中部分或全部原子或分子解离形成离子。
• 爱因斯坦-玻色凝聚体 (EBC)是一种理论上的物质状态。EBC 的分子间吸引力非常强，以至于分子根本无法移动。

物质也可以根据其化学成分进行分类。

• 一种元素是由具有相同质子数的原子组成的纯净物质。截至 2011 年，已观察到 118 种元素，其中 92 种天然存在。碳 (C)、氧 (O)、氢 (H) 是元素的例子。元素周期表是已知元素的表格表示。
• 一种化合物由两种或多种以化学键结合在一起的化学元素组成。水 (H₂O) 和食糖 (C₁₂H₂₂O₁₁) 是化学化合物的例子。化合物中元素的比例始终相同。例如在水中，氢原子的数量始终是氧原子数量的两倍。
• 一种混合物由两种或多种物质（元素或化合物）混合在一起组成，而没有化学键。沙拉就是一个很好的例子。混合物可以通过机械方法分离成其各个组分。

混合物的类型

混合物有很多种。它们根据相的行为进行分类，或者根据混合的物质进行分类。

均相混合物

苏打水是一种均相混合物。（吸管看起来断了是因为折射。）

均相混合物是均匀的，这意味着混合物的任何给定样品都将具有相同的组成。空气、海水和溶解在苏打水中的碳酸饮料都是均相混合物或溶液的例子。无论你从混合物中取什么样品，它总是由相同组合的相组成。巧克力片冰淇淋不是均相的——取的一勺可能有两个巧克力片，然后另一勺可能有多个巧克力片。

均相混合物的一个例子是溶液。被溶解的物质是溶质。进行溶解的物质是溶剂。它们一起构成溶液。如果你在一杯水中搅拌一勺盐，盐就是被溶解的溶质。水是溶剂。盐水现在是盐和水的溶液或均相混合物。

当不同的气体混合时，它们总是形成溶液。气体分子迅速扩散成均匀的成分。

非均相混合物

非均相混合物是不均匀的。不同的样品可能具有不同的成分，例如巧克力片冰淇淋的例子。混凝土、土壤、血液和沙拉都是非均相混合物的例子。

这灰尘是悬浮液，因为工作完成后它会沉淀。

悬浮液

当沙子被踢到池塘里时，它会使水变得浑浊。它的质量大于水，因此它会沉到底部并沉淀下来，不再与水混合。这是一个悬浮液的例子。悬浮液是非均相混合物，最终会沉淀。它们通常（但不一定）由不同物质状态的相组成。意大利沙拉酱有三个相：水、油和少量调味料。调味料是会沉到底部的固体，油和水是会分离的液体。

胶体

牙膏是一种胶体，因为它部分是固体，部分是液体。

牙膏到底是什么？我们无法用物质状态来准确地对其进行分类。它具有确定的形状和体积，就像固体一样。但当你挤压牙膏管时，它又几乎像液体一样流动。还有果冻、剃须膏、烟雾、面团和橡皮泥……

这些都是胶体的例子。 胶体 是两种不同相物质的异质混合物。剃须膏和其他泡沫是气体分散在液体中。果冻、牙膏和其他凝胶是液体分散在固体中。面团是固体分散在液体中。烟雾是固体分散在气体中。

胶体由两个相组成：分散相位于连续介质内部。

丁达尔效应

丁达尔效应可以区分胶体和溶液。在溶液中，粒子非常细小，不会散射光。胶体则不然。如果你将光线照射到溶液中，光束将不可见。但在胶体中，光束是可见的。例如，如果你曾经玩过激光笔，你就会看到丁达尔效应。你无法在空气（溶液）中看到激光束，但如果你将它照射到雾中，光束就会变得可见。云看起来是白色（或灰色），而不是蓝色，就是因为丁达尔效应——光被悬浮的水滴散射。

分离混合物的 方法

过滤是一种分离混合物的方法。

由于混合物中不存在化学键，因此可以通过机械方法分离各相。在像沙拉这样的异质混合物中，可以很容易地挑选出并分离出各个成分。就像筛选沙拉，挑出所有的番茄和萝卜一样简单。然而，许多混合物包含的颗粒太小、是液体或颗粒过多，无法手动分离。我们必须使用更复杂的方法来分离混合物。

过滤

想象一下，你有一个沙箱，但里面混了一些碎玻璃。你只需要某种过滤器。沙粒比玻璃碎片小得多，所以网状过滤器可以使沙子通过，但会阻止玻璃。过滤被用于各种净化方法中。一些过滤器，例如透析管，是如此精细的过滤器，水可以透过，但溶解的葡萄糖却无法透过。

蒸馏

蒸馏装置包括一个烧瓶、一个冷却蒸汽的地方和一个收集瓶。

如果给你一杯盐水，你能直接喝吗？当然可以，但前提是先蒸馏。蒸馏是指将混合物煮沸以分离其各相。盐在室温下是固体，水是液体。水的沸点远低于盐的熔点。因此，分离这两者就像将水煮沸，直到剩下的只有固体盐一样简单。如果需要，可以收集水蒸气，使其冷凝，并用作纯净水源。

如果两种液体混合在一起但沸点不同，也可以使用蒸馏法进行分离。可以使用分馏分离几种沸点相近的液体。

离心和沉降

沉降用于净化废水，通过让废水沉淀并去除沉淀物（在这种情况下为污泥）。

这些过程依赖于密度的差异。在医学实验室中，血液通常会被放入离心机。离心机是一种以相当高的速度旋转样品的机器。红细胞的密度远高于构成血液的水状物质（称为血浆，但它不是物质的血浆状态）。由于旋转，密度较大的相会向外移动，密度较小的相会向内移动，朝向旋转轴。然后，可以将红细胞与血浆分离。

沉降与此类似，但它发生在不同密度的颗粒在液体中沉降时。如果将一罐浑浊的水静置，最重的颗粒会首先沉到底部。最轻的颗粒最后沉降，并在较重颗粒的顶部形成一层。你可能在沙拉酱瓶中见过这种现象。调味料沉到底部，水形成下层，油形成上层。可以撇出分离的各相。要将其恢复为混合物，只需摇晃即可扰乱各层。

独特的性质

色谱法分离溶解在液体中的物质。

可以利用物质性质的差异来实现分离。请考虑以下示例

• 沙子和铁屑的混合物可以用磁铁分离。
• 盐和沙子可以通过溶解分离（沙子不会溶解在水中，盐会溶解）。
• 氦可以通过燃烧与氢气的混合物分离（这是一个非常危险的操作，因为氢气在氧气存在下具有高度爆炸性）。氢气易燃，但氦气不易燃。

其他方法

还有无数其他方法可以分离混合物。例如，凝胶电泳用于分离不同大小的DNA片段。将它们放入凝胶中，并施加电流。较小的片段移动速度更快，并与较大的片段分离。

色谱法分离溶解在液体中的各相。如果你想看一个例子，取一条纸条，用彩色记号笔在上面画一个点。将纸条浸入水中，等待一段时间。你应该会看到墨水随着它从点上扩散开来而分离成不同的颜色。