3.1: Was ist Materie?

Die Substanz des Universums - von einem Sandkorn bis zu einem Stern - wird Materie genannt. Wissenschaftler definieren Materie als alles, was Raum einnimmt und Masse hat. Die Masse eines Objekts und sein Gewicht sind verwandte Konzepte, aber nicht dasselbe. Die Masse eines Objekts ist die Menge an Materie, die sich im Objekt befindet und ist unabhängig davon, ob sich das Objekt auf der Erde oder in der schwerelosen Umgebung des Weltraums befindet. Das Gewicht eines Objekts hingegen ist seine Masse, die durch die Schwerkraft beeinflusst wird. Dort, wo die Schwerkraft stark auf die Masse eines Objekts wirkt, ist sein Gewicht im Vergleich zu seinem Gewicht, wo die Schwerkraft weniger stark ist, größer. Ein Objekt von bestimmter Masse wiegt zum Beispiel auf dem Mond weniger als auf der Erde, weil die Anziehungskraft des Mondes geringer ist als die der Erde. Mit anderen Worten, das Gewicht ist variabel und wird von der Schwerkraft beeinflusst. Ein Stück Käse, das auf der Erde ein Pfund wiegt, wiegt auf dem Mond nur wenige Unzen.

Alle Materie in der Natur bestehen aus einer oder mehreren der 92 Grundsubstanzen, die Elemente genannt werden. Ein Element ist eine reine Substanz, die sich von allen anderen Materiearten unterscheidet, weil sie nicht durch gewöhnliche chemische Mittel erzeugt oder zerlegt werden kann. Die Hauptelemente, die den menschlichen Körper zusammensetzen, sind Sauerstoff (O), Kohlenstoff (C), Wasserstoff (H) und Stickstoff (N). Alle Elemente in unserem Körper stammen von den Lebensmitteln, die wir essen und der Luft, die wir atmen. Ein Atom ist die kleinste Menge eines Elements, die die einzigartigen Eigenschaften dieses Elements behält.

Die meiste Materie kommt in der Natur entweder als reine Substanzen oder als Gemische vor. Reine Substanzen haben eine konstante Zusammensetzung. Alle Proben einer reinen Substanz haben die gleiche Zusammensetzung und Eigenschaften. Reine Substanzen können in zwei Klassen unterteilt werden: Elemente und Verbindungen. Elemente sind grundlegende Substanzen, die nicht in einfachere Substanzen zerlegt werden können. In der Natur kommen Elemente selten allein vor. Stattdessen kombinieren sie sich zu Verbindungen. Eine Verbindung besteht aus zwei oder mehr Elementen, die durch chemische Bindungen verbunden sind.

Ein Gemisch besteht aus zwei oder mehr Arten von Materie, die in unterschiedlichen Mengen vorhanden sein können und durch physikalische Veränderungen, wie Verdampfung, getrennt werden können. Ein homogenes Gemisch, auch Lösung genannt, zeigt eine gleichmäßige Zusammensetzung und sieht visuell im ganzen gleich aus. Die Luft um uns herum ist ein homogenes Gemisch aus Stickstoff, Sauerstoff, Kohlendioxid, Wasserdampf und anderen Gasen. Ein Gemisch mit einer Zusammensetzung, die von Punkt zu Punkt variiert, wird als heterogenes Gemisch bezeichnet - zum Beispiel ein Gemisch aus Sand und Wasser.

Dieser Text wurde adaptiert von Openstax, Anatomy and Physiology 2e, Section 2.1: Elements and Atoms: The Building Blocks of Matter, and Openstax, Chemistry 2e, Section 1.2: Phases and Classification of Matter.

Materie ist alles, was Masse hat und den Raum einnimmt.

Alle Materie besteht aus fundamentalen Substanzen, die Elemente genannt werden. Jedes Element besteht aus einzigartigen Atomen, die alle Eigenschaften dieses Elements beibehalten.

Materie kann fest sein, wie Knochen und Zähne, flüssig, wie Blut und Urin, oder gasförmig, wie Sauerstoff und Kohlendioxid.

Materie weist physikalische und chemische Eigenschaften auf. Physikalische Eigenschaften von Materie sind die Eigenschaften, die beobachtet und gemessen werden können, ohne ihre Identität und Zusammensetzung zu verändern, wie z. B. Masse, Farbe, Volumen, Dichte, Geschmack oder Aussehen.

Einige physikalische Eigenschaften, wie z. B. der Schmelzpunkt und der Gefrierpunkt, können gemessen werden, wenn die Materie von einem Aggregatzustand in einen anderen übergeht.

Chemische Eigenschaften wie Entflammbarkeit, Säure oder Toxizität werden nur gemessen, wenn sich die chemische Zusammensetzung eines Stoffes ändert.

Die Kenntnis der Eigenschaften einer Substanz kann einer Person helfen, bestimmte Arten von Stoffen zu klassifizieren, zu identifizieren oder zu reinigen.