Viela

Viela ir matērijas veids, kura sastāv no atomiem. Tā kā atomu masu veido galvenokārt protonu un neitronu masa (elektroni ir daudz vieglāki), bet abi šie nukloni pieder pie barioniem, vielu fizikālā izpratnē sauc arī par barionu matēriju. Parastos apstākļos atomi veido molekulas, no kurām sastāv ikdienā novērojamā viela. Šaurākā nozīmē ar jēdzienu 'viela' saprot ķīmiskās vielas — substances ar noteiktu ķīmisko sastāvu.

Pasaulē ir dažādas vielas, un tām ir atšķirīgas īpašības. Vielas ir nedzīvajā dabā — smiltis, māls, ūdens, kā arī dzīvajos organismos — olbaltumvielas, tauki, ciete, arī ūdens.

Vielas un to īpašības pēta fizikā, ķīmijā, bioloģijā un citās dabaszinātnēs.

Fizikā 

Fizikā interesējas par vielas fizikālajām īpašībām. Piemēram, akmens ir ciets. Tātad vielai, no kā sastāv akmens, piemīt īpašība, ko sauc par cietību. Savukārt stikls ir caurspīdīgs. Tātad stikla īpašība ir gaismas caurlaidība. Šīs un vēl daudzas vielu īpašības mēs uztveram ar saviem maņu orgāniem — acīm, ādu, mēli, degunu un ausīm.

Ķīmijā 
Ķīmiskais savienojums ir viela, kas sastāv vismaz no diviem savstarpēji saistītiem elementiem, kuru masa ir noteiktā attiecībā. Atoms ir vielas daļiņas, no kurām sastāv viela. Pirmo reizi šo domu izteica sengrieķu filozofs Dēmokrits jau piektajā gadsimtā p.m.ē. Viņš uzskatīja, ka mazās daļiņas — atomi — kustas tukšumā un, dažādi savienojoties savā starpā, veido atšķirīgas vielas.

Dabā ir apmēram simts dažādu veidu atomu. Viena veida atomi pieder vienam ķīmiskajam elementam, un tam ir savs nosaukums. Ir skābekļa, svina, zelta, oglekļa, urāna un citu ķīmisko elementu atomi.

Ķīmisko elementu atomi ir sakārtoti periodiskajā tabulā. Ne visi ķīmisko elementu atomi ir sastopami dabā. Visi nākamie aiz urāna, kura kārtas skaitlis ir 92, ir iegūstami tikai mākslīgi, un tie nepastāv ilgi.

Viens atoms vēl nav viela. Lai varētu izpētīt kādu vielu, uzreiz vajadzīgi daudz atomi. Tikai tad var pateikt, kāda ir vielas krāsa, smarža, garša un citas īpašības. Dabā vielu ir daudz vairāk nekā ķīmisko elementu. Atomi apvienojoties var veidot dažādas molekulas. Vienkāršākā molekula sastāv tikai no viena atoma. No šādām vienkāršām molekulām sastāv dažas gāzes — hēlijs, neons u.c. Nesalīdzināmi vairāk ir to vielu, kuru molekulās apvienojas divi, trīs, četri un vairāk atomi.

Lielas, sarežģītas molekulas, kuru atomi veido dažādas ķēdītes, gredzenus un spirāles, ir raksturīgas dzīvajai vielai. DNS molekulā, kurā daba iešifrējusi iedzimtās īpašības, ir daudz tūkstoši atomu, un tie veido krāšņu, savdabīgu spirāli.

Agregātstāvoklis 
Viela pastāv vienā no trim veidiem, kurus sauc par vielas agregātstāvokļiem. Viela var būt:
 cietā;
 šķidrā;
 gāzveida stāvoklī.

Ja viela ir cietā stāvoklī, tad saka, ka tā ir cieta viela.

Ja viela ir šķidrā stāvoklī, tad saka, ka tas ir šķidrums.

Ja viela ir gāzveida stāvoklī, tad saka, ka tā ir gāze vai tvaiks.

Viena un tā pati viela var pastāvēt jebkurā no trim minētajiem agregātstāvokļiem. Tas, kādā stāvoklī viela atrodas, ir atkarīgs no dažādiem apstākļiem, galvenokārt no temperatūras.

Cietviela 

No cietvielas ir veidoti ķermeņi — visas mums apkārt esošās lietas. Ķermenim ir noteikta forma, un tas telpā aizņem vietu. Tur, kur atrodas ķermenis, vairs nevar nolikt citu ķermeni. To telpas daļu, ko aizņem ķermenis, sauc par ķermeņa tilpumu.

Šķidrumi 

Šķidrumiem atšķirībā no cietām vielām pašiem raksturīgas formas nav. Šķidrumu var ieliet traukā, un uz Zemes tas vienmēr ieņem trauka formu. Šķidruma tilpums ir vienāds ar trauka tilpumu līdz ielietā šķidruma līmenim.

Kopā salieti šķidrumi mēdz sajaukties, vai arī tos var sajaukt maisot.

Gāzes 

Gāzes ir gaistošas vielas. Tāpat kā šķidrumiem, arī gāzēm nav savas formas. Gāzes vienmēr cenšas izplūst pa visu tām pieejamo telpu. Gāzes ir iespējams uzglabāt tikai slēgtos traukos. Gāzes tilpums vienmēr ir vienāds ar tā trauka tilpumu, kurā šo gāzi uzglabā.

Vairākas gāzes, ja tās iepilda vienā traukā, sajaucas vēl ātrāk nekā šķidrumi. Atšķirībā no šķidrumiem gāzes ir saspiežamas. Vienu un to pašu tilpumu var aizņemt gan viena gāze, gan vairāku gāzu maisījums.

Siltumkustība 

Siltumkustība ir vielas atomu un molekulu haotiska kustība. Nekad nevar paredzēt, ko pēc mirkļa darīs kāda molekula un kurā virzienā tā pārvietosies. Tātad atomi un molekulas vielā nav nekustīgi iebūvēti kā ķieģelīši, no kuriem uzcelta mājas siena. Atomi un molekulas vielā vienmēr kustas. Tie pārskrien no vienas vietas uz citu, no vienas savstarpējas sadursmes līdz nākamajai sadursmei, gan arī svārstas šurpu turpu ap savām līdzsvara vietām.

Vielas daļiņu kustība visu laiku nav vienāda. Tā kļūst ātrāka, ja viela sasilst. Tāpēc šo kustību sauc par siltumkustību.

Ūdens 
Viena no vislabāk zināmajām vielām, kura pastāv visos trijos agregātstāvokļos, ir ūdens.
 Cietā stāvoklī — ledus;
 Šķidrā stāvoklī — ūdens;
 Gāzveida stāvoklī — ūdens tvaiks.

Dažādas vielas 
 Ūdens
 Stikls
 Skābeņskābe
 Trinitrotoluols
 Svina cirkonāta titanāts
 Fenols
 Riboze
 Bārija hidroksīds
 Acetona peroksīds
 Nātrija hlorīds
 Nātrija hidroksīds
 Nātrija karbonāts
 Kālija hlorīds
 Raķešdegviela
 Urotropīns
 Silīcija nitrīds
 Tetrils
 Oktogēns

Viela