物理性质
wù lǐ xìng zhì
物理性质是无需把物质变成其他物质就能观察或测量到的特征,例如颜色或密度。
Definition
物理性质是物质的一种特征,例如颜色、气味、硬度、密度、熔点、沸点、溶解度、导电性、延展性或磁性,无需把物质变成化学上不同的东西,就能观察或测量到。密度和熔点这类强度性质不依赖于样品的量,因此可以用来鉴别物质;而质量和体积这类广度性质则会随样品大小而变化。物理性质的根源在于分子间作用力的强弱、晶体结构和电子结构;密度、熔点、折射率、比热容、导电性等强度数值,通常在标准温度和压强下列出,因为其中许多都会随条件而变化。
Example
铜呈橙棕色,有光泽,容易弯曲;纯水透明,密度为 $1.00\text{ g/mL}$,在海平面处 $0^\circ\text{C}$ 结冰、$100^\circ\text{C}$ 沸腾,这些都可以在不把这两种物质变成新物质的情况下观察到。金的密度为 $19.3\text{ g/cm}^3$,熔点为 $1064^\circ\text{C}$,所以一块颜色像金、密度却只有 $8.9\text{ g/cm}^3$ 的金属条实际上不可能是金子。水异常高的沸点(相比之下,分子量更大的硫化氢沸点只有 $-60^\circ\text{C}$),以及它 $4.18\text{ J/g}\cdot\text{K}$ 的比热容,都源于氢键;水在 $4^\circ\text{C}$ 时密度最大、结冰时体积膨胀,则源于冰的开放式六边形结构。
Key Insight
如果只需看一看、摸一摸、称一称,或轻轻加热就能了解到的性质,那就是物理性质;密度之所以特别可靠,是因为它是质量和体积这两个广度性质的比值,无论样品大小如何都保持不变。有些情况却模糊了这条界线,例如 $NaCl$ 溶于水通常被称为物理变化,尽管其离子晶格已经完全被破坏、离子也已经水合,这说明物理变化与化学变化的区分只是一种有用的初步分类,而不是自然界的铁律。