Лайнус Полінг, Пітер Полінг — Хімія
Всесвіт складається з матерії та випромінювань.
Хіміка передусім цікавить матерія, але він повинен також вивчати й випромінювання — світло, рентгенівські промені, радіохвилі — у їхній взаємодії з речовинами. Так, хіміка може цікавити колір речовин, який зумовлений поглинанням ними світла.
Матерію становлять усі матеріали, що нас оточують, — гази, рідини, тверді тіла. По суті, це твердження не є визначенням. Згідно зі словником, матерія — це «те, з чого складається фізичний об'єкт; матеріал». А потім словник визначає матеріал і фізичний об'єкт як матерію й, таким чином, повертається до вихідного твердження. Найкращий шлях, який можна обрати, — це сказати, що ніхто насправді не знає, яке визначення дати матерії, але при цьому автори погоджуються почати користуватися цим терміном. У науці часто необхідно починати з не цілком визначених термінів*.
Маса і вага
Матерія має масу. Хіміків цікавить, які маси матеріалів, оскільки вони хочуть знати, скільки матеріалу їм необхідно витратити для одержання певної кількості продукту.
Маса об'єкта — це фізична величина, що визначає опір об'єкта зміні його стану спокою чи руху.
Маса об'єкта визначає також його вагу. Вага об'єкта є мірою сили, з якою цей об'єкт притягується Землею. Ця сила залежить від маси об'єкта, маси Землі та положення об'єкта на земній поверхні, особливо від відстані цього об'єкта до центра Землі. Оскільки Земля трохи сплюснута в напрямку осі, що сполучає полюси, відстань від земної поверхні біля Північного й Південного полюсів до центра Землі менша, ніж відповідна відстань на екваторі. Як наслідок цього, вага об'єкта, виміряна на пружинних вагах, що визначають силу притягання, виявляється більшою на Північному чи Південному полюсі, ніж на екваторі. Так, якщо вага людини, виміряна пружинними вагами, на екваторі дорівнює 68,0 кг, то при вимірюванні на тих самих вагах на Північному полюсі вона дорівнюватиме приблизно 68,4 кг, тобто майже на 400 г більше. Маса людини, однак, залишається однією й тією самою.
Маса будь-якого об'єкта залишається однаковою як на Північному полюсі, так і на екваторі, і її легко можна визначити в будь-якому місці земної поверхні шляхом порівняння зі стандартним набором мас. Для цього у випадку невеликих об'єктів користуються хімічними терезами. Оскільки два тіла рівної маси мають і однакову вагу в одному й тому самому місці земної поверхні, ці тіла зрівноважуватимуть одне одного, якщо їх покласти на дві шальки терезів з коромислами рівної довжини.
У звичайній практиці прийнято говорити про маси об'єктів як про їхні ваги. Можна припустити, що при такому вживанні слова «вага», як у значенні маси об'єкта, так і в значенні сили, з якою цей об'єкт притягується Землею, виникатимуть непорозуміння. Як правило, цього не буває, але якщо з'являється небезпека виникнення плутанини, то слід користуватися словом «маса».
Стандартні маси (стандартні ваги) в метричній системі встановлюють (калібрують) шляхом порівняння зі стандартним кілограмом, що зберігається в Парижі (див. додаток I)**. У системі СІ за одиницю маси прийнято кілограм. Грам прийнято позначати «г», кілограм — «кг» (1 кг=1000 г).
* Матерія (від латинського слова materia—речовина) — «...філософська категорія для позначення об'єктивної реальності, яка дана людині у відчуттях її, яка копіюється, фотографується, відображається нашими відчуттями, існуючи незалежно від них.» (Ленін В. І., Повне зібр. творів, 5-е вид., т. 18, с. 131).
Матерія — це нескінченна множина всіх існуючих у світі об'єктів і систем, субстрат будь-яких властивостей, зв'язків, відношень і форм руху. Матерія включає не лише всі безпосередньо спостережувані об'єкти й тіла природи, а й усі ті, які в принципі можуть бути пізнані в майбутньому на основі вдосконалення засобів спостереження та експерименту. Весь навколишній світ є рухомою матерією в її безмежно різноманітних формах і виявах, з усіма її властивостями, зв'язками та відношеннями. Сучасній науці відомі такі типи матеріальних систем і відповідні їм структурні рівні матерії: елементарні частинки та поля (електромагнітне, гравітаційне та ін.), атоми, молекули, макроскопічні тіла різних розмірів, геологічні системи, Земля та інші планети, зорі, внутрішньогалактичні системи, Галактика, системи галактик, метагалактика, межі й структура якої поки що не встановлені. Сучасні межі пізнання структури матерії сягають від 10-16 до 1028 м, але й усередині цього діапазону може існувати безліч ще невідомих видів матерії. — Прим. перекл.
** Існує багато систем мір і ваг, які застосовують у різних країнах. Щоб уникнути непорозумінь, усі вчені у своїх наукових працях користуються метричною системою або розширеним і виправленим варіантом метричної системи, що називається Міжнародною системою [IS або, іноді, SI (СІ) від французького Sisteme International], яка описана в додатку I. Як правило, при викладі матеріалу в цій книзі буде використано систему СІ, однак окремі вправи чи приклади можуть бути подані й в американській системі одиниць.