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Materie

Unsere Umwelt, die Erde, die Menschen, alle Pflanzen und Tiere bestehen aus Materie, also aus Atomen mit Protonen, Neutronen und Elektronen. Materie zeichnet sich dadurch aus, dass sie eine Masse hat und im Raum ein Volumen einnimmt.Definition

In unserem ganzen Leben sind wird von Materie umgeben. Der Boden, alle Gegenstände, unsere Umwelt, Tiere, Pflanzen, die Gebirge und Meere bestehen aus Materie. Die Luft, welche durchsichtig erscheint, enthält als Gasgemisch Materie mit einer geringen Dichte. Sie beträgt etwa 1.2 kg/m³ – zum Vergleich, Wasser hat eine Dichte von 1000 kg/m³.

Auch wir selbst sind aus der Materie aufgebaut und wir müssen sie täglich in Form von Wasser und Nahrung zu uns nehmen, um zu überleben.

Materie zeichnet sich dadurch aus, dass sie eine Masse hat und gleichzeitig im Raum ein bestimmtes Volumen in Anspruch nimmt. Sie besteht aus Atomen, d.h. aus Protonen, Neutronen und Elektronen. Diese lassen sich weiter in Quarks und Leptonen unterteilen. Materie wird mit allen Sinnen des Menschen wahrgenommen. Sie wird gesehen, berührt, gerochen, gehört und geschmeckt. Durch die reflektierte elektromagnetische Strahlung erzeugt das Gehirn im Dunkeln des Kopfes ein farbiges Modell davon, wie sie aussehen könnte.

Strahlung wird im Allgemeinen nicht zur Materie gezählt, obwohl sie partikuläre Eigenschaften hat. Immateriell sind zum Beispiel auch Gedanken, Vorstellungen, Energie und Informationen. Die Immaterialität steht aber in einer engen Beziehung zur Materie. So werden zum Beispiel Gedanken vom Gehirn erzeugt und aus Materie kann Energie gewonnen werden und umgekehrt.

Aggregatzustände

Materie liegt in verschiedenen Aggregatzuständen vor, also als Festkörper, Flüssigkeit, Gas oder Plasma. Das bekannteste Beispiel ist Wasser, das uns unter 0 °C als Eis, darüber als flüssiges Wasser und über 100 °C als Wasserdampf begegnet.

Aggregatzustände, zum Vergrössern anklicken. Illustration © PharmaWiki

Reinheit und Aufbau

Materie kann gemäss ihrer Reinheit und ihrem Aufbau eingeteilt werden.

Reinstoffe haben eine definierte und einheitliche Zusammensetzung. Sie bestehen aus reinen Elementen (z.B. Gold, Kohlenstoff, Sauerstoff) oder chemischen Verbindungen (z.B. Wasser, Chemikalien wie die Zitronensäure und Natriumhydrogencarbonat). Verbindungen sind aus zwei oder mehreren Atomen zusammengesetzt, die untereinander kovalent oder ionisch verbunden sind. In der Natur kommen konzentrierte Reinstoffe selten vor. Wir finden sie vor allem in der menschlichen Zivilisation. Auch dort sind sie nie ganz rein, sondern sie enthalten immer geringe Verunreinigungen.

Gemische (Stoffgemische) sind physikalische Mischungen aus zwei oder mehreren Elementen oder Verbindungen (Reinstoffen). Sie können homogen (gleichmässig) oder heterogen (ungleichmässig) vorliegen. Ein homogenes Stoffgemisch ist zum Beispiel mit Wasser verdünntes Ethanol. Ein Beispiel für ein heterogenes Stoffgemisch ist Orangensaft mit Fruchtfleisch. Stoffgemische können mit physikalischen Methoden getrennt werden, zum Beispiel mithilfe einer Filtration oder einer Chromatographie.

Materie kann geordnet und ungeordnet (amorph) sein.

Einteilung der Materie in der Chemie, zum Vergrössern anklicken. Illustration © PharmaWiki

homogen und heterogen, zum Vergrössern anklicken. Illustration © PharmaWiki

Eigenschaften

Materie lässt sich mit vielen verschiedenen chemischen und physikalischen Eigenschaften charakterisieren, zum Beispiel mit der Masse, der Dichte, dem Volumen, der Form, der Farbe, dem Aussehen, der Leitfähigkeit, dem Schmelzpunkt, Siedepunkt, der Brennbarkeit und so weiter.

Eine chemische Eigenschaft setzt eine chemische Reaktion voraus, also beispielsweise Oxidationen wie das „Anlaufen“ von Silber oder das Verrosten von Eisen.

Mit chemischen Reaktionen werden chemische Stoffe in andere umgesetzt. Es entsteht Materie mit unterschiedlichen Eigenschaften.

Materie zeigt Emergenz, d.h. sie zeigt weitere (andere) Eigenschaften als ihre einzelnen Bestandteile.

siehe auch

Energie, Masse, Volumen, Dichte, Chemische Reaktionen, Chemische Elemente, Metalle, Elektromagnetische Strahlung, Emergenz

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