Χημικές, φυσικές ιδιότητες ουσιών

2024 Συγγραφέας: Angel Austin | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 05:22

Σήμερα, υπάρχουν περίπου 2,5 εκατομμύρια διάφορες ενώσεις τόσο φυσικής προέλευσης όσο και που συντίθενται τεχνητά από τον άνθρωπο. Όλοι τους είναι πολύ διαφορετικοί, μερικοί από αυτούς είναι αναντικατάστατοι συμμετέχοντες σε βιολογικές διεργασίες που συμβαίνουν σε ζωντανούς οργανισμούς. Οι ενώσεις διακρίνονται μεταξύ τους από τις ιδιότητες των ουσιών. Τα χαρακτηριστικά και τι άλλο σας επιτρέπει να προσδιορίσετε ένα συγκεκριμένο χημικό μόριο, θα εξετάσουμε περαιτέρω.

Τι είναι μια ουσία;

Αν ορίσετε αυτήν την έννοια, πρέπει να επισημάνετε τη σύνδεσή της με τα φυσικά σώματα. Εξάλλου, συνηθίζεται να εξετάζουμε την ουσία από την οποία αποτελούνται αυτά τα σώματα. Άρα, το γυαλί, ο σίδηρος, το θείο, το ξύλο είναι ουσίες. Παραδείγματα μπορούν να δοθούν ατελείωτα. Είναι ευκολότερο να γίνει κατανοητό το εξής: ο όρος που εξετάζουμε αναφέρεται σε όλη την ποικιλία διαφορετικών συνδυασμών μορίων που υπάρχουν στον κόσμο, καθώς και σε απλά μονοατομικά σωματίδια.

Έτσι, νερό, αλκοόλ, οξέα, αλκάλια, πρωτεΐνες, υδατάνθρακες, αλάτι, ζάχαρη, άμμος, άργιλος, διαμάντι, αέρια και ούτω καθεξής - όλα αυτά είναι ουσίες. Τα παραδείγματα σάς επιτρέπουν να συλλάβετε με μεγαλύτερη σαφήνεια την ουσία αυτής της έννοιας.

Το φυσικό σώμα είναι ένα προϊόν που δημιουργείται από τη φύση ή τον άνθρωπο με βάση διάφορες ενώσεις. Για παράδειγμα, ένα ποτήρι είναι ένα σώμα πουείναι κατασκευασμένο από γυαλί, και το φύλλο χαρτιού είναι το σώμα, το οποίο είναι επεξεργασμένος πολτός ή ξύλο.

Φυσικά, όλα τα μόρια είναι διαφορετικά. Αυτό που διέπει τη διαφορά τους ονομάζεται ιδιότητές τους - φυσικές, οργανοληπτικές και χημικές. Καθορίζονται χρησιμοποιώντας ειδικές μεθόδους, που κάθε επιστήμη έχει τις δικές της. Μπορεί να είναι μαθηματικές, αναλυτικές, πειραματικές, ενόργανες μέθοδοι και πολλές άλλες διαφορετικές. Για παράδειγμα, η επιστήμη της χημείας χρησιμοποιεί για κάθε ουσία, ή μάλλον, για την ταυτοποίησή της, το αντιδραστήριό της. Επιλέγεται με βάση τα δομικά χαρακτηριστικά του μορίου και την πρόβλεψη των χημικών ιδιοτήτων. Στη συνέχεια επαληθεύεται πειραματικά, εγκρίνεται και καθορίζεται στη θεωρητική βάση.

Ταξινόμηση ουσιών

Η διαίρεση των ενώσεων σε ομάδες μπορεί να βασίζεται σε πολλά διαφορετικά χαρακτηριστικά. Για παράδειγμα, συγκεντρωτική κατάσταση. Όλα μπορούν να είναι τεσσάρων τύπων σύμφωνα με αυτόν τον παράγοντα:

πλάσμα;
gas;
υγρό;
κρυσταλλική ουσία (στερεό).

Αν λάβουμε ως βάση ένα πιο "βαθύ" χαρακτηριστικό, τότε όλες οι ουσίες μπορούν να χωριστούν σε:

οργανικό - με βάση αλυσίδες και κύκλους ατόμων άνθρακα και υδρογόνου;
ανόργανα - όλοι οι άλλοι.

Σύμφωνα με τη στοιχειακή σύνθεση, που αντικατοπτρίζει τους τύπους των ουσιών, όλες είναι:

απλό - από έναν τύπο χημικού ατόμου;
σύνθετο - δύο ή περισσότεροι διαφορετικοί τύποι στοιχείων.

Με τη σειρά,τα απλά χωρίζονται σε μέταλλα και αμέταλλα. Οι ενώσεις έχουν πολλές κατηγορίες: άλατα, βάσεις, οξέα, οξείδια, εστέρες, υδρογονάνθρακες, αλκοόλες, νουκλεϊκά οξέα και ούτω καθεξής.

Διαφορετικοί τύποι σύνθετων τύπων

Τι είναι μια οπτική, δηλαδή, γραφική, απεικόνιση των συνδέσεων; Φυσικά, πρόκειται για τύπους ουσιών. Είναι διαφορετικοί. Ανάλογα με το είδος, οι πληροφορίες που περιέχονται σε αυτά για το μόριο διαφέρουν επίσης. Λοιπόν, υπάρχουν τέτοιες επιλογές:

Εμπειρικό ή μοριακό. Αντανακλά την ποσοτική και ποιοτική σύνθεση της ουσίας. Περιλαμβάνει τα σύμβολα των συστατικών στοιχείων και έναν δείκτη στην κάτω αριστερή γωνία του, που δείχνει την ποσότητα αυτού του ατόμου στο μόριο. Για παράδειγμα, N₂O, Na₂SO₄, AL_2(SO4₎3.
Ηλεκτρονικά γραφικά. Αυτός ο τύπος δείχνει τον αριθμό των ηλεκτρονίων σθένους για κάθε στοιχείο που αποτελεί την ένωση. Επομένως, σύμφωνα με αυτήν την επιλογή, είναι ήδη δυνατό να προβλεφθούν ορισμένες χημικές και φυσικές ιδιότητες των ουσιών.
Στην οργανική χημεία, συνηθίζεται να χρησιμοποιούνται πλήρεις και συντομευμένοι δομικοί τύποι. Αντικατοπτρίζουν τη σειρά σύνδεσης των ατόμων στα μόρια, επιπλέον, υποδεικνύουν σαφώς την ανήκει μια ουσία σε μια συγκεκριμένη κατηγορία ενώσεων. Και αυτό σας επιτρέπει να προσδιορίσετε με ακρίβεια τον συγκεκριμένο τύπο μορίου και να προβλέψετε όλες τις χαρακτηριστικές αλληλεπιδράσεις του.

Επομένως, ο χημικός συμβολισμός και οι σωστά διατυπωμένοι τύποι ενώσεων είναι το πιο σημαντικό μέρος της εργασίας με όλες τις γνωστές ουσίες. Αυτά είναι τα θεωρητικά θεμέλια που πρέπει να γνωρίζετεκάθε φοιτητής χημείας.

Φυσικές ιδιότητες

Ένα πολύ σημαντικό χαρακτηριστικό είναι οι εκδηλωμένες φυσικές ιδιότητες των ουσιών. Τι ανήκει σε αυτήν την ομάδα;

Συγκεντρωτική κατάσταση υπό διάφορες συνθήκες, συμπεριλαμβανομένων των τυπικών.
Θερμοκρασίες βρασμού, τήξης, κατάψυξης, εξάτμισης.
Οργανοληπτικά χαρακτηριστικά: χρώμα, οσμή, γεύση.
Διαλυτότητα στο νερό και άλλους διαλύτες (οργανικούς, για παράδειγμα).
Πυκνότητα και ρευστότητα, ιξώδες.
Ηλεκτρική και θερμική αγωγιμότητα, θερμοχωρητικότητα.
Ηλεκτρική διαπερατότητα.
Ραδιενέργεια.
Απορρόφηση και εκπομπή.
επαγωγή.

Υπάρχει επίσης ένας αριθμός δεικτών που είναι πολύ σημαντικοί για μια πλήρη λίστα που αντικατοπτρίζει τις ιδιότητες των ουσιών. Ωστόσο, είναι μεταξύ φυσικών και χημικών. Αυτό είναι:

δυναμικό ηλεκτροδίου;
τύπος κρυσταλλικού πλέγματος;
ηλεκτραρνητικότητα;
σκληρότητα και ευθραυστότητα;
ολκιμότητα και ολκιμότητα;
αστάθεια ή μεταβλητότητα;
βιολογικές επιδράσεις σε ζωντανούς οργανισμούς (δηλητηριώδεις, ασφυκτικές, παραλυτικές νεύρων, ουδέτεροι, ωφέλιμοι, κ.λπ.).

Συχνά αυτοί οι δείκτες αναφέρονται ακριβώς όταν οι χημικές ιδιότητες των ουσιών λαμβάνονται ήδη άμεσα υπόψη. Ωστόσο, μπορείτε επίσης να τα καθορίσετε στη φυσική ενότητα, κάτι που δεν θα είναι λάθος.

Χημικές ιδιότητες των ουσιών

Αυτή η ομάδα περιλαμβάνειόλους τους πιθανούς τύπους αλληλεπιδράσεων του υπό εξέταση μορίου με άλλες απλές και σύνθετες ουσίες. Δηλαδή, αυτές είναι άμεσα χημικές αντιδράσεις. Για κάθε τύπο σύνδεσης, είναι αυστηρά συγκεκριμένοι. Ωστόσο, οι κοινές ιδιότητες της ομάδας διακρίνονται για μια ολόκληρη κατηγορία ουσιών.

Για παράδειγμα, όλα τα οξέα είναι ικανά να αντιδρούν με μέταλλα ανάλογα με τη θέση τους στην ηλεκτροχημική σειρά τάσεων μετάλλων. Επίσης, όλα χαρακτηρίζονται από αντιδράσεις εξουδετέρωσης με αλκάλια, αλληλεπίδραση με αδιάλυτες βάσεις. Ωστόσο, τα συμπυκνωμένα θειικά και νιτρικά οξέα είναι ιδιαίτερα, καθώς τα προϊόντα της αλληλεπίδρασής τους με τα μέταλλα διαφέρουν από αυτά που λαμβάνονται ως αποτέλεσμα αντιδράσεων με άλλα μέλη της κατηγορίας.

Κάθε ουσία έχει πολλές χημικές ιδιότητες. Ο αριθμός τους καθορίζεται από τη δραστηριότητα της ένωσης, δηλαδή την ικανότητα να αντιδρά με άλλα συστατικά. Υπάρχουν πολύ αντιδραστικά, υπάρχουν πρακτικά αδρανείς. Αυτός είναι αυστηρά ατομικός δείκτης.

Απλές ουσίες

Αυτά περιλαμβάνουν εκείνα που αποτελούνται από τον ίδιο τύπο ατόμων, αλλά από διαφορετικούς αριθμούς. Για παράδειγμα, S_8, O_2, O_3, Au, N _2, P_4, CL_2, Ar και άλλα.

Οι χημικές ιδιότητες των απλών ουσιών περιορίζονται στην αλληλεπίδραση με:

μέταλλα;
μη μέταλλα;
νερό;
οξέα;
αλκάλια και αμφοτερικά υδροξείδια;
οργανικές ενώσεις;
άλατα;
οξείδια;
υπεροξείδια και ανυδρίτες και άλλαμόρια.

Και πάλι, πρέπει να επισημανθεί ότι αυτό είναι ένα ιδιαίτερα ειδικό χαρακτηριστικό για κάθε συγκεκριμένη περίπτωση. Επομένως, οι φυσικές και χημικές ιδιότητες των απλών ουσιών εξετάζονται μεμονωμένα.

σύνθετες ουσίες

Αυτή η ομάδα περιλαμβάνει ενώσεις των οποίων τα μόρια σχηματίζονται από δύο ή περισσότερα διαφορετικά χημικά στοιχεία. Ο αριθμός καθενός από αυτούς μπορεί να είναι διαφορετικός. Για κατανόηση, ακολουθούν μερικά απλά παραδείγματα:

H₃PO₄;
K₃[Fe(CN)₆];
Cu(OH)₂;
LiF;
AL₂O₃ και άλλα.

Δεδομένου ότι όλες ανήκουν σε διαφορετικές κατηγορίες ουσιών, είναι αδύνατο να ξεχωρίσουμε κοινά φυσικά και χημικά χαρακτηριστικά για όλους. Πρόκειται για συγκεκριμένες ιδιότητες, ιδιόμορφες και μεμονωμένες σε κάθε περίπτωση.

Ανόργανες ουσίες

Σήμερα υπάρχουν πάνω από 500 χιλιάδες από αυτά. Υπάρχουν και απλά και σύνθετα. Συνολικά, μπορούν να διακριθούν αρκετές κύριες κατηγορίες ανόργανων ενώσεων, οι οποίες αντιπροσωπεύουν όλη τους την ποικιλομορφία.

Απλές ουσίες μέταλλα.
Οξείδια.
Απλές ουσίες μη μέταλλα.
Ευγενή ή αδρανή αέρια.
Peroxides.
Ανυδρίτες.
Πτητικές ενώσεις υδρογόνου.
Υδρίδια.
Αλάτια.
Οξέα.
Foundations.
Αμφοτερικές ενώσεις.

Οποιοσδήποτε εκπρόσωπος κάθε κατηγορίας έχει το δικό του σύνολο φυσικώνχημικές ιδιότητες που του επιτρέπουν να διακρίνεται από άλλες ενώσεις και να αναγνωρίζεται.

Ιδιότητες οργανικών ουσιών

Οι οργανικές είναι ένας κλάδος της χημείας που ασχολείται με τη μελέτη ενώσεων εκτός των ανόργανων και των ιδιοτήτων τους. Η δομή τους βασίζεται σε άτομα άνθρακα που μπορούν να συνδυαστούν μεταξύ τους σε διάφορες δομές:

γραμμικές και διακλαδισμένες αλυσίδες;
κύκλοι;
αρωματικοί δακτύλιοι;
ετερόκυκλοι.

Οι ζωντανοί οργανισμοί αποτελούνται ακριβώς από τέτοιες ενώσεις, γιατί η βάση της ζωής είναι οι πρωτεΐνες, τα λίπη και οι υδατάνθρακες. Όλοι τους είναι εκπρόσωποι οργανικών ουσιών. Επομένως, οι ιδιότητές τους είναι ιδιαίτερες. Ωστόσο, σε κάθε περίπτωση, ανεξάρτητα από το είδος του μορίου που μιλάμε, θα εξακολουθεί να χαρακτηρίζεται από ένα συγκεκριμένο σύνολο φυσικοχημικών ιδιοτήτων που έχουμε ήδη αναφέρει.

Τι είναι η ζωντανή ύλη;

Η ζωή είναι η ουσία από την οποία αποτελείται ολόκληρη η βιομάζα του πλανήτη μας. Δηλαδή, εκείνοι οι οργανισμοί που αποτελούν τη ζωή σε αυτό:

βακτήρια και ιοί;
απλό;
φυτά;
ζώα;
μανιτάρια;
άνθρωποι.

Δεδομένου ότι το κύριο μέρος των ενώσεων στη σύνθεση ενός ζωντανού όντος είναι οργανικό, είναι ακριβώς αυτές που μπορούν να αποδοθούν στην ομάδα της ζωντανής ύλης. Ωστόσο, όχι όλα. Μόνο εκείνα χωρίς τα οποία είναι αδύνατη η ύπαρξη εκπροσώπων της ζωντανής βιόσφαιρας. Πρόκειται για πρωτεΐνες, νουκλεϊκά οξέα, ορμόνες, βιταμίνες, λίπη, υδατάνθρακες, αμινοξέα και άλλα. Εισήχθη ο όρος «ζωντανή ύλη». Vernadsky, ο ιδρυτής του δόγματος της βιόσφαιρας του πλανήτη.

Ιδιότητες της ζωντανής ύλης:

κατοχή ενέργειας με δυνατότητα μετασχηματισμού της;
αυτορρύθμιση;
ελεύθερη μετακίνηση;
εναλλαγή γενεών;
ακραία ποικιλία.

Κρύσταλλοι και μεταλλικές ουσίες

Το

Κρυσταλλικό αναφέρεται σε όλες τις ενώσεις που έχουν έναν ορισμένο τύπο δομής χωρικού πλέγματος. Υπάρχουν ενώσεις με ατομικό, μοριακό ή μεταλλικό κρυσταλλικό πλέγμα. Ανάλογα με τον τύπο, οι ιδιότητες των κρυσταλλικών ουσιών διαφέρουν επίσης. Τυπικές στερεές ενώσεις με τη μορφή λεπτών ή χονδροειδών διασκορπισμένων κρυστάλλων είναι διάφορα άλατα.

Υπάρχουν επίσης απλές ουσίες με παρόμοια δομή, όπως διαμάντι ή γραφίτης, πολύτιμοι και ημιπολύτιμοι λίθοι, ορυκτά, πετρώματα. Οι κύριες ιδιότητές τους: