Proprietăți chimice, fizice ale substanțelor

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 05:39

Astăzi, există aproximativ 2,5 milioane de compuși diferiți atât de origine naturală, cât și sintetizati artificial de om. Toate sunt foarte diferite, unii dintre ei sunt participanți de neînlocuit la procesele biologice care au loc în organismele vii. Compușii se disting unul de altul prin proprietățile substanțelor. Caracteristicile și ce altceva vă permite să identificați o anumită moleculă chimică, vom lua în considerare în continuare.

Ce este o substanță?

Dacă definiți acest concept, trebuie să subliniați legătura lui cu corpurile fizice. La urma urmei, se obișnuiește să se ia în considerare substanța din care sunt compuse aceste corpuri. Deci, sticla, fierul, sulful, lemnul sunt substanțe. Exemplele pot fi date la nesfârșit. Este mai ușor de înțeles următoarele: termenul luat în considerare se referă la toată varietatea de combinații diferite de molecule care există în lume, precum și la particule monoatomice simple.

Astfel, apă, alcool, acizi, alcalii, proteine, carbohidrați, sare, zahăr, nisip, argilă, diamant, gaze și așa mai departe - toate acestea sunt substanțe. Exemplele vă permit să surprindeți mai clar esența acestui concept.

Corpul fizic este un produs care este creat de natură sau de om pe baza diferiților compuși. De exemplu, un pahar este un corp careeste făcută din sticlă, iar foaia de hârtie este corpul, care este prelucrat celuloză sau lemn.

Desigur, toate moleculele sunt diferite. Ceea ce stă la baza diferenței lor se numește proprietățile lor - fizice, organoleptice și chimice. Ele sunt determinate folosind metode speciale, pe care fiecare știință le are propriile sale. Poate fi metode matematice, analitice, experimentale, instrumentale și multe altele diverse. De exemplu, știința chimiei folosește pentru fiecare substanță, sau mai degrabă, pentru identificarea ei, reactivul său. Este selectat pe baza caracteristicilor structurale ale moleculei și a predicției proprietăților chimice. Apoi se verifică experimental, se aprobă și se fixează în baza teoretică.

Clasificarea substanțelor

Divizarea compușilor în grupuri se poate baza pe multe caracteristici diferite. De exemplu, starea agregată. Toate pot fi de patru tipuri în funcție de acest factor:

• plasmă;
• gaz;
• lichid;
• substanță cristalină (solidă).

Dacă luăm ca bază o caracteristică mai „profundă”, atunci toate substanțele pot fi împărțite în:

• organic - bazat pe lanțuri și cicluri de atomi de carbon și hidrogen;
• anorganic - toți ceilalți.

Conform compoziției elementare, care reflectă formulele substanțelor, toate sunt:

• simple - dintr-un tip de atom chimic;
• complex - două sau mai multe tipuri diferite de elemente.

La rândul său,simple sunt împărțite în metale și nemetale. Compușii au mai multe clase: săruri, baze, acizi, oxizi, esteri, hidrocarburi, alcooli, acizi nucleici și așa mai departe.

Diferitele tipuri de formule compuse

Ce este o afișare vizuală, adică grafică, a conexiunilor? Desigur, acestea sunt formule de substanțe. Sunt diferite. În funcție de specie, informațiile conținute în ele despre moleculă diferă și ele. Deci, există astfel de opțiuni:

1. Empiric sau molecular. Reflectă compoziția cantitativă și calitativă a substanței. Include simbolurile elementelor constitutive și un index în colțul din stânga jos al acestuia, care arată cantitatea acestui atom din moleculă. De exemplu, N₂O, Na₂SO₄, AL_2(SO4₎3.
2. Grafică electronică. Această formulă arată numărul de electroni de valență pentru fiecare element care alcătuiește compusul. Prin urmare, conform acestei opțiuni, este deja posibil să se prezică unele proprietăți chimice și fizice ale substanțelor.
3. În chimia organică, se obișnuiește să se utilizeze formule structurale complete și abreviate. Ele reflectă ordinea de legare a atomilor din molecule, în plus, indică în mod clar apartenența unei substanțe la o anumită clasă de compuși. Și acest lucru vă permite să determinați cu exactitate tipul specific de moleculă și să preziceți toate interacțiunile caracteristice acestuia.

De aceea, simbolismul chimic și formulele corect formulate ale compușilor sunt cea mai importantă parte a lucrului cu toate substanțele cunoscute. Acestea sunt bazele teoretice pe care trebuie să le cunoaștețifiecare student la chimie.

Proprietăți fizice

O caracteristică foarte importantă este proprietățile fizice manifestate ale substanțelor. Ce aparține acestui grup?

1. Starea agregată în diferite condiții, inclusiv în cele standard.
2. Temperaturi de fierbere, topire, congelare, evaporare.
3. Caracteristici organoleptice: culoare, miros, gust.
4. Solubilitate în apă și alți solvenți (organici, de exemplu).
5. Densitate și fluiditate, vâscozitate.
6. Conductivitate electrică și termică, capacitate termică.
7. Permeabilitatea electrică.
8. Radioactivitate.
9. Absorbție și emisie.
10. Inductanță.

Există, de asemenea, o serie de indicatori care sunt foarte importanți pentru o listă completă care reflectă proprietățile substanțelor. Cu toate acestea, ele sunt între fizic și chimic. Acesta este:

• potențial electrod;
• tip de rețea cristalină;
• electronegativitate;
• duritate și fragilitate;
• ductilitate și ductilitate;
• volatilitate sau volatilitate;
• efecte biologice asupra organismelor vii (otrăvitoare, sufocante, paralitice nervoase, neutre, benefice etc.).

Adesea acești indicatori sunt menționați tocmai atunci când proprietățile chimice ale substanțelor sunt deja luate în considerare direct. Cu toate acestea, le puteți specifica și în secțiunea fizică, ceea ce nu va fi o greșeală.

Proprietăți chimice ale substanțelor

Acest grup includetoate tipurile posibile de interacțiuni ale moleculei luate în considerare cu alte substanțe simple și complexe. Adică acestea sunt reacții direct chimice. Pentru fiecare tip de conexiune, acestea sunt strict specifice. Cu toate acestea, proprietățile comune ale grupului se disting pentru o întreagă clasă de substanțe.

De exemplu, toți acizii sunt capabili să reacționeze cu metalele în funcție de poziția lor în seria electrochimică a tensiunilor metalice. De asemenea, toate se caracterizează prin reacții de neutralizare cu alcalii, interacțiune cu baze insolubile. Cu toate acestea, acizii sulfuric și azotic concentrați sunt speciali, deoarece produsele interacțiunii lor cu metalele diferă de cele obținute ca urmare a reacțiilor cu alți membri ai clasei.

Fiecare substanță are o mulțime de proprietăți chimice. Numărul lor este determinat de activitatea compusului, adică de capacitatea de a reacționa cu alte componente. Sunt foarte reactive, sunt practic inerte. Acesta este strict un indicator individual.

substanțe simple

Aceste includ pe cei care constau din același tip de atomi, dar cu numere diferite. De exemplu, S_8, O_2, O_3, Au, N _2, P_4, CL_2, Ar și altele.

Proprietățile chimice ale substanțelor simple sunt reduse la interacțiunea cu:

• metale;
• non-metale;
• apă;
• acizi;
• alcaline și hidroxizi amfoteri;
• compuși organici;
• săruri;
• oxizi;
• peroxizi și anhidride și altelemolecule.

Din nou, trebuie subliniat că aceasta este o caracteristică foarte specifică pentru fiecare caz specific. Prin urmare, proprietățile fizice și chimice ale substanțelor simple sunt luate în considerare individual.

substanțe complexe

Acest grup include compuși ale căror molecule sunt formate din două sau mai multe elemente chimice diferite. Numărul fiecăruia dintre ele poate fi diferit. Pentru înțelegere, iată câteva exemple simple:

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

Deoarece toate aparțin unor clase diferite de substanțe, este imposibil să evidențiem caracteristicile fizice și chimice comune pentru toți. Acestea sunt proprietăți specifice, specifice și individuale în fiecare caz.

substanțe anorganice

Astăzi sunt peste 500 de mii. Există atât simple, cât și complexe. În total, se pot distinge mai multe clase principale de compuși anorganici, care reprezintă toată diversitatea lor.

1. substanțe simple metale.
2. oxizi.
3. substanțe simple nemetale.
4. Gaze nobile sau inerte.
5. Peroxizi.
6. anhidride.
7. Compuși volatili de hidrogen.
8. Hidruri.
9. Săruri.
10. acizi.
11. Fundații.
12. Compuși amfoteri.

Orice reprezentant al fiecărei clase are propriul său set de elemente fiziceproprietăți chimice care îi permit să fie distins de alți compuși și identificat.

Proprietățile substanțelor organice

Organica este o ramură a chimiei care se ocupă cu studiul compușilor alții decât anorganici și al proprietăților acestora. Structura lor se bazează pe atomi de carbon care se pot combina între ei în diferite structuri:

• lanțuri liniare și ramificate;
• cicluri;
• inele aromatice;
• heterocicluri.

Organismele vii constau doar din astfel de compuși, deoarece baza vieții sunt proteinele, grăsimile și carbohidrații. Toți sunt reprezentanți ai substanțelor organice. Prin urmare, proprietățile lor sunt deosebite. Oricum, în orice caz, indiferent de ce fel de moleculă vorbim, aceasta va fi în continuare caracterizată de un anumit set de proprietăți fizico-chimice pe care le-am menționat deja anterior.

Ce este materia vie?

Viul este substanța din care este compusă întreaga biomasă a planetei noastre. Adică acele organisme care formează viața pe ea:

• bacterii și viruși;
• simple;
• plante;
• animale;
• ciuperci;
• persoane.

Deoarece cea mai mare parte a compușilor din compoziția unei ființe vii este organică, tocmai aceștia pot fi atribuiți grupului de materie vii. Cu toate acestea, nu toate. Doar cele fără de care existența reprezentanților biosferei vii este imposibilă. Acestea sunt proteine, acizi nucleici, hormoni, vitamine, grăsimi, carbohidrați, aminoacizi și altele. A fost introdus termenul de „materie vie”. Vernadsky, fondatorul doctrinei biosferei planetei.

Proprietățile materiei vii:

• posedare de energie cu posibilitatea de transformare a acesteia;
• autoreglare;
• mișcare liberă;
• alternarea generațiilor;
• varietate extremă.

Cristale și substanțe metalice

Cristalin se referă la toți compușii care au un anumit tip de structură a rețelei spațiale. Există compuși cu o rețea cristalină atomică, moleculară sau metalică. În funcție de tip, proprietățile substanțelor cristaline diferă și ele. Compușii solizi tipici sub formă de cristale dispersate fin sau grosier sunt diverse săruri.

Există și substanțe simple cu o structură similară, precum diamantul sau grafitul, pietrele prețioase și semiprețioase, mineralele, rocile. Proprietățile lor principale:

• duritate;
• fragilitate;
• puncte medii de topire și fierbere.

Cu toate acestea, ca întotdeauna, este posibil ca fiecare caracteristică să nu fie potrivită pentru toată lumea.

Proprietățile metalice ale unei substanțe sunt prezentate de metale, aliajele lor. Pentru ei se poate distinge un set de caracteristici comune:

• ductilitate și ductilitate;
• punct ridicat de fierbere, punct de topire;
• conductivitate electrică și termică;
• luciu metalic.