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物理变化

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物理变化(physical change)是物质变化的一种形式,指的是涉及结构、形态、排列,但不涉及分子原子和性质重组的变化。物理变化会改变物质的形态或排列,但不会改变其化学成分与化学元素。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。只是分子间的距离改变了。如融化成液态水时,水分子间的位置由不能移动而变成可以在容器内移动,而且分子间的距离改变了,但是水分子本身并没有被破坏。

物理变化会改变物质的物理性质,像是熔化、气化、改变强度及耐久性,结晶、质地变化、改变其形状、体积密度等都是质地变化。

许多物理变化也和原子的重新排列有关,例如晶体的形成。许多化学变化不可逆,也有许多物理变化可逆,不过可逆不可逆不是区分化学变化和物理变化的判据。化学变化常常会用产生气味、颜色的变化或是产生气体来识别,但也存在会出现这些结果的物理变化。

物理变化常常用来将混合物分离成组成的化合物,不过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[1]

例子

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加热和冷却

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许多元素和化合物在加热时会从固态变为液态或是从液态变为气态,若冷却时则会由气态(或液态)变为液态(或固态)。像是二氧化碳等物质,也可能直接到气态和固态之间转换,称为升华凝华

磁性

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铁磁性材料可以充磁,使其有磁性,此过程可逆,不会改变其化学组成。

结晶

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许多元素和化合物会组成晶体,例如就有许多不同的同素异形体,例如钻石石墨石墨烯富勒烯(其中也包括巴克明斯特富勒烯)。

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。有许多方式可以调整晶体的结构、形状或大小,例如锤击、辊轧或是加热。

混合物

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无法互溶的混合物可用静置或是物理筛选的方式分离。不过混合物可能会有一些组成物质没有的特性,例如细沙混合适量的水之后,可以制作沙雕,个别的沙和水都无法组成沙雕,但沙和水混合之后,由于其表面张力影响,会有不同的物理特性。

溶液

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很多的盐以及部分化合物(例如糖)会溶于水形成水溶液,可以用蒸发的方式进行分离。其他的混合物或是挥发性液体可以用分馏进行分离。

合金

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不同金属元素的混合物称为合金,例如黄铜就是的合金。不过合金虽是混合物,是物理变化的产物,不容易从其中分离出成分金属,可能需要透过化学处理才能分离。 若合金中含有,可以直接将合金加热,使汞气化成为蒸气即可分离。

参考资料

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  1. ^ Zumdahl, Steven S. and Zumdahl, Susan A. (2000), Chemistry, Houghton Mifflin, 5th ed., p. 27 ISBN 0-395-98583-8

相关条目

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