Aineiden kemialliset, fysikaaliset ominaisuudet

2024 Kirjoittaja: Angel Austin | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-17 05:25

Nykyään on noin 2,5 miljoonaa erilaista luonnollista alkuperää olevaa ja ihmisen keinotekoisesti syntetisoimaa yhdistettä. Kaikki ne ovat hyvin erilaisia, jotkut heistä ovat korvaamattomia osallistujia elävissä organismeissa tapahtuvissa biologisissa prosesseissa. Yhdisteet eroavat toisistaan aineiden ominaisuuksien perusteella. Ominaisuudet ja mitä muuta voit tunnistaa tietyn kemiallisen molekyylin, harkitsemme tarkemmin.

Mikä on aine?

Jos määrittelet tämän käsitteen, sinun on osoitettava sen yhteys fyysisiin kehoihin. Loppujen lopuksi on tapana harkita ainetta, josta nämä ruumiit koostuvat. Joten lasi, rauta, rikki, puu ovat aineita. Esimerkkejä voidaan antaa loputtomasti. Seuraavaa on helpompi ymmärtää: tarkasteltavalla termillä tarkoitetaan kaikkia maailmassa olevia erilaisia molekyyliyhdistelmiä sekä yksinkertaisia monoatomisia hiukkasia.

Siksi vesi, alkoholi, hapot, emäkset, proteiinit, hiilihydraatit, suola, sokeri, hiekka, savi, timantti, kaasut ja niin edelleen – nämä ovat kaikki aineita. Esimerkkien avulla voit saada selvemmin tämän käsitteen olemuksen.

Fyysinen keho on luonnon tai ihmisen erilaisten yhdisteiden pohj alta luoma tuote. Esimerkiksi lasi on runko, jokaon valmistettu lasista, ja paperiarkki on runko, joka on käsiteltyä massaa tai puuta.

Tietenkin kaikki molekyylit ovat erilaisia. Niiden erojen taustalla olevaa kutsutaan niiden ominaisuuksiksi - fysikaalisiin, organoleptisiin ja kemiallisiin. Ne määritetään erityisillä menetelmillä, joilla jokaisella tieteellä on omansa. Se voi olla matemaattisia, analyyttisiä, kokeellisia, instrumentaalisia menetelmiä ja monia muita erilaisia. Esimerkiksi kemian tiede käyttää kullekin aineelle, tai pikemminkin sen tunnistamiseen, sen reagenssia. Se valitaan molekyylin rakenteellisten ominaisuuksien ja kemiallisten ominaisuuksien ennusteen perusteella. Sitten se varmistetaan kokeellisesti, hyväksytään ja kiinnitetään teoreettiseen pohjaan.

Aineiden luokitus

Yhdisteiden jakaminen ryhmiin voi perustua moniin eri piirteisiin. Esimerkiksi aggregaattitila. Kaikki ne voivat olla neljää tyyppiä tämän tekijän mukaan:

• plasma;
• kaasu;
• neste;
• kiteinen aine (kiinteä).

Jos otamme pohjaksi "syvämmän" ominaisuuden, niin kaikki aineet voidaan jakaa:

• orgaaninen - perustuu hiili- ja vetyatomien ketjuihin ja sykleihin;
• epäorgaaninen - kaikki muut.

Alkuainekoostumuksen mukaan, joka heijastaa aineiden kaavoja, kaikki ne ovat:

• yksinkertainen - yhden tyyppisestä kemiallisesta atomista;
• kompleksi - kaksi tai useampia erityyppisiä elementtejä.

vuorostayksinkertaiset jaetaan metalleihin ja ei-metalleihin. Yhdisteillä on monia luokkia: suolat, emäkset, hapot, oksidit, esterit, hiilivedyt, alkoholit, nukleiinihapot ja niin edelleen.

Erityyppiset yhdistelmäkaavat

Mikä on visuaalinen eli graafinen yhteyksien näyttö? Tietenkin nämä ovat aineiden kaavoja. He ovat erilaisia. Lajista riippuen myös niiden sisältämä tieto molekyylistä vaihtelee. Joten on olemassa seuraavat vaihtoehdot:

1. Empiirinen tai molekyylinen. Kuvaa aineen määrällistä ja laadullista koostumusta. Se sisältää ainesosien symbolit ja sen vasemmassa alakulmassa olevan indeksin, joka osoittaa tämän atomin määrän molekyylissä. Esimerkiksi N₂O, Na₂SO₄, AL_2(SO4₎3.
2. Elektroninen grafiikka. Tämä kaava näyttää valenssielektronien lukumäärän jokaiselle yhdisteen muodostavalle elementille. Siksi tämän vaihtoehdon mukaan on jo mahdollista ennustaa aineiden joitain kemiallisia ja fysikaalisia ominaisuuksia.
3. Orgaanisessa kemiassa on tapana käyttää täydellisiä ja lyhennettyjä rakennekaavoja. Ne heijastavat atomien sitoutumisjärjestystä molekyyleissä, lisäksi ne osoittavat selvästi aineen kuulumisen tiettyyn yhdisteluokkaan. Tämän avulla voit määrittää tarkasti tietyn molekyylityypin ja ennustaa kaikki sille ominaiset vuorovaikutukset.

Siksi kemiallinen symboliikka ja oikein muotoillut yhdisteiden kaavat ovat tärkein osa kaikkien tunnettujen aineiden kanssa työskentelyä. Nämä ovat ne teoreettiset perusteet, jotka sinun on tiedettäväjokainen kemian opiskelija.

Fysikaaliset ominaisuudet

Erittäin tärkeä ominaisuus on aineiden ilmenevät fysikaaliset ominaisuudet. Mikä kuuluu tähän ryhmään?

1. Yhdistetty tila erilaisissa olosuhteissa, mukaan lukien vakioolosuhteet.
2. Kiehumis-, sulatus-, jäätymis-, haihtumislämpötilat.
3. Organoleptiset ominaisuudet: väri, haju, maku.
4. Liukoisuus veteen ja muihin liuottimiin (esim. orgaanisiin).
5. Tiheys ja juoksevuus, viskositeetti.
6. Sähkön- ja lämmönjohtavuus, lämpökapasiteetti.
7. Sähköinen läpäisevyys.
8. Radioaktiivisuus.
9. Absorptio ja emissio.
10. Induktanssi.

On myös useita indikaattoreita, jotka ovat erittäin tärkeitä täydellisen luettelon kann alta, joka kuvastaa aineiden ominaisuuksia. Ne ovat kuitenkin fysikaalisen ja kemiallisen välissä. Tämä on:

• elektrodipotentiaali;
• kidehilan tyyppi;
• elektronegatiivisuus;
• kovuus ja hauraus;
• sitkeys ja sitkeys;
• volatiliteetti tai volatiliteetti;
• biologiset vaikutukset eläviin organismeihin (myrkyllisiä, tukehduttavia, hermoja lamauttavia, neutraaleja, hyödyllisiä jne.).

Nämä indikaattorit mainitaan usein juuri silloin, kun aineiden kemiallisia ominaisuuksia tarkastellaan jo suoraan. Voit kuitenkin määrittää ne myös fyysisessä osiossa, mikä ei ole virhe.

Aineiden kemialliset ominaisuudet

Tähän ryhmään kuuluutarkasteltavan molekyylin kaikki mahdolliset vuorovaikutukset muiden yksinkertaisten ja monimutkaisten aineiden kanssa. Eli nämä ovat suoraan kemiallisia reaktioita. Jokaiselle yhteystyypille ne ovat tiukasti erityisiä. Yhteiset ryhmäominaisuudet eroavat kuitenkin koko aineluokasta.

Esimerkiksi kaikki hapot pystyvät reagoimaan metallien kanssa niiden aseman mukaan sähkökemiallisessa metallijännitteiden sarjassa. Kaikille on myös tunnusomaista neutralointireaktiot alkalien kanssa, vuorovaikutus liukenemattomien emästen kanssa. Väkevät rikki- ja typpihapot ovat kuitenkin erityisiä, koska niiden vuorovaikutuksen tuotteet metallien kanssa eroavat niistä, jotka saadaan reaktioissa muiden luokan jäsenten kanssa.

Jokaisella aineella on paljon kemiallisia ominaisuuksia. Niiden lukumäärän määrää yhdisteen aktiivisuus, eli kyky reagoida muiden komponenttien kanssa. On erittäin reaktiivisia, on käytännössä inerttejä. Tämä on ehdottomasti yksilöllinen indikaattori.

Yksinkertaiset aineet

Nämä sisältävät ne, jotka koostuvat samantyyppisistä atomeista, mutta joiden lukumäärä on erilainen. Esimerkiksi S_8, O_2, O_3, Au, N _2, P_4, CL_2, Ar ja muut.

Yksinkertaisten aineiden kemialliset ominaisuudet vähenevät vuorovaikutukseen seuraavien kanssa:

• metallit;
• epämetallit;
• vesi;
• hapot;
• alkalit ja amfoteeriset hydroksidit;
• orgaaniset yhdisteet;
• suolat;
• oksidit;
• peroksidit ja anhydridit ja muutmolekyylejä.

Jälleen on huomautettava, että tämä on erittäin erityinen ominaisuus kullekin yksittäiselle tapaukselle. Siksi yksinkertaisten aineiden fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet otetaan huomioon erikseen.

Monimutkaiset aineet

Tähän ryhmään kuuluvat yhdisteet, joiden molekyylit muodostuvat kahdesta tai useammasta erilaisesta kemiallisesta alkuaineesta. Niiden lukumäärä voi olla erilainen. Ymmärtämisen vuoksi tässä on muutama yksinkertainen esimerkki:

• H₃PO₄;
• K₃[Fe(CN)₆];
• Cu(OH)₂;
• LiF;
• AL₂O₃ ja muut.

Koska ne kaikki kuuluvat eri aineluokkiin, on mahdotonta erottaa kaikille yhteisiä fysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia. Nämä ovat erityisiä ominaisuuksia, omituisia ja yksilöllisiä kussakin tapauksessa.

Epäorgaaniset aineet

Nykyään niitä on yli 500 tuhatta. Niitä on sekä yksinkertaisia että monimutkaisia. Kaiken kaikkiaan voidaan erottaa useita epäorgaanisten yhdisteiden pääluokkia, jotka edustavat kaikkea niiden monimuotoisuutta.

1. Yksinkertaiset aineet metallit.
2. Oksidit.
3. Yksinkertaiset aineet, ei-metallit.
4. Jalo- tai inertit kaasut.
5. Peroksidit.
6. Anhydridit.
7. Haihtuvat vetyyhdisteet.
8. Hydridit.
9. Suolat.
10. Hapot.
11. Säätiöt.
12. Amfoteeriset yhdisteet.

Jokaisella kunkin luokan edustajalla on oma fyysinen sarjansakemialliset ominaisuudet, joiden avulla se voidaan erottaa muista yhdisteistä ja tunnistaa.

Orgaanisten aineiden ominaisuudet

Organiikka on kemian ala, joka tutkii muita kuin epäorgaanisia yhdisteitä ja niiden ominaisuuksia. Niiden rakenne perustuu hiiliatomeihin, jotka voivat yhdistyä keskenään erilaisissa rakenteissa:

• lineaariset ja haaroittuneet ketjut;
• pyörät;
• aromaattiset sormukset;
• heteropyörät.

Elävät organismit koostuvat juuri tällaisista yhdisteistä, koska elämän perusta on proteiinit, rasvat ja hiilihydraatit. Kaikki he ovat orgaanisten aineiden edustajia. Siksi niiden ominaisuudet ovat erityisiä. Joka tapauksessa, riippumatta siitä, minkälaisesta molekyylistä puhumme, sille on silti tunnusomaista tietty joukko fysikaalis-kemiallisia ominaisuuksia, jotka olemme jo maininneet aiemmin.

Mitä on elävä aine?

Eläminen on aine, josta planeettamme koko biomassa koostuu. Eli ne organismit, jotka muodostavat elämän siinä:

• bakteerit ja virukset;
• yksinkertainen;
• kasvit;
• eläimet;
• sienet;
• ihmiset.

Koska suurin osa elävän olennon koostumuksessa olevista yhdisteistä on orgaanista, juuri ne voidaan lukea elävän aineen ryhmään. Ei kuitenkaan kaikki. Vain ne, joita ilman elävän biosfäärin edustajien olemassaolo on mahdotonta. Näitä ovat proteiinit, nukleiinihapot, hormonit, vitamiinit, rasvat, hiilihydraatit, aminohapot ja muut. Otettiin käyttöön termi "elävä aine". Vernadsky, planeetan biosfääriopin perustaja.

Elävän aineen ominaisuudet:

• energian hallussapito ja mahdollisuus sen muuntamiseen;
• itsesääntely;
• vapaa liikkuvuus;
• sukupolvien vuorottelu;
• äärimmäinen lajike.

Kiteet ja metalliset aineet

Kiteinen viittaa kaikkiin yhdisteisiin, joilla on tietyntyyppinen avaruudellinen hilarakenne. On yhdisteitä, joissa on atomi-, molekyyli- tai metallikidehila. Myös kiteisten aineiden ominaisuudet vaihtelevat tyypistä riippuen. Tyypillisiä kiinteitä yhdisteitä hienojakoisten tai karkeasti dispergoituneiden kiteiden muodossa ovat erilaiset suolat.

On myös yksinkertaisia aineita, joilla on samanlainen rakenne, kuten timantti tai grafiitti, jalo- ja puolijalokivet, mineraalit, kivet. Niiden tärkeimmät ominaisuudet:

• kovuus;
• hauraus;
• keskimääräiset sulamis- ja kiehumispisteet.

Kuitenkin, kuten aina, kaikki ominaisuudet eivät välttämättä sovi kaikille.

Aineen metalliset ominaisuudet osoittavat metallit ja niiden seokset. Heille voidaan erottaa joukko yhteisiä ominaisuuksia:

• sitkeys ja sitkeys;
• korkea kiehumispiste, sulamispiste;
• sähkön- ja lämmönjohtavuus;
• metallinen kiilto.