Principala întrebare la care o persoană trebuie să știe răspunsul pentru a înțelege corect imaginea lumii este ce este o substanță în chimie. Acest concept se formează la vârsta școlară și ghidează copilul în dezvoltarea ulterioară. Când începeți să studiați chimia, este important să găsiți un punct comun cu ea la nivel de zi cu zi, acest lucru vă permite să explicați clar și ușor anumite procese, definiții, proprietăți etc.
Din păcate, din cauza imperfecțiunii sistemului de învățământ, mulți oameni le lipsesc câteva elemente de bază fundamentale. Conceptul de „substanță în chimie” este un fel de piatră de temelie, asimilarea la timp a acestei definiții oferă unei persoane începutul potrivit în dezvoltarea ulterioară în domeniul științelor naturale.
Formarea conceptului
Înainte de a trece la conceptul de materie, este necesar să definim care este subiectul chimiei. Substanțele sunt ceea ce chimia studiază în mod direct, transformările, structura și proprietățile lor reciproce. Într-un sens general, materia este din ce sunt făcute corpurile fizice.
Deci, ce este o substanță în chimie? Să ne formăm o definiție trecând de la un concept general la unul pur chimic. Substanța este un anumit tip de materie, având în mod necesar o masă, carepoate fi măsurat. Această caracteristică deosebește materia de un alt tip de materie - un câmp care nu are masă (electric, magnetic, biocâmp etc.). Materia, la rândul ei, este din ce suntem alcătuiți noi și tot ce ne înconjoară.
O caracteristică ușor diferită a materiei, care determină din ce este făcută - acesta este deja un subiect de chimie. Substanțele sunt formate din atomi și molecule (unii ioni), ceea ce înseamnă că orice substanță constând din aceste unități de formulă este o substanță.
Substanțe simple și complexe
După stăpânirea definiției de bază, puteți trece la complicarea acesteia. Substanțele vin în diferite niveluri de organizare, adică simple și complexe (sau compuși) - aceasta este prima diviziune în clase de substanțe, chimia are multe diviziuni ulterioare, detaliate și mai complexe. Această clasificare, spre deosebire de multe altele, are limite strict definite, fiecare conexiune poate fi atribuită în mod clar uneia dintre speciile care se exclud reciproc.
O substanță simplă în chimie este un compus format din atomi ai unui singur element din tabelul periodic al lui Mendeleev. De regulă, acestea sunt molecule binare, adică formate din două particule conectate printr-o legătură covalentă nepolară - formarea unei perechi de electroni singuratice comune. Deci, atomii aceluiași element chimic au electronegativitate identică, adică capacitatea de a păstra o densitate electronică comună, deci nu este mutată către niciunul dintre participanții la legături. Exemple de substanțe simple (nemetale) -hidrogen și oxigen, clor, iod, fluor, azot, sulf etc. O moleculă dintr-o astfel de substanță precum ozonul este formată din trei atomi, iar toate gazele nobile (argon, xenon, heliu etc.) constau dintr-unul. În metale (magneziu, calciu, cupru etc.) există propriul tip de legătură - metalic, care se realizează datorită socializării electronilor liberi în interiorul metalului, iar formarea moleculelor ca atare nu se observă. Când se înregistrează o substanță metalică, pur și simplu simbolul elementului chimic este indicat fără indici.
O substanță simplă în chimie, din care exemple au fost date mai sus, diferă de una complexă prin compoziția sa calitativă. Compușii chimici sunt formați din atomi de elemente diferite, din două sau mai multe. În astfel de substanțe are loc o legare de tip covalent polar sau ionic. Deoarece atomi diferiți au electronegativitate diferită, atunci când se formează o pereche de electroni comună, aceasta se deplasează către un element mai electronegativ, ceea ce duce la o polarizare comună a moleculei. Tipul ionic este un caz extrem al celui polar, când o pereche de electroni trece complet la unul dintre participanții de legare, apoi atomii (sau grupurile lor) se transformă în ioni. Nu există o graniță clară între aceste tipuri, legătura ionică poate fi interpretată ca o covalentă puternic polară. Exemple de substanțe complexe sunt apa, nisipul, sticla, sărurile, oxizii etc.
Modificări ale substanței
Substanțele care sunt numite simple au de fapt o caracteristică unică care nu este inerentă celor complexe. Unele elemente chimice pot forma mai multe formesubstanță simplă. Baza este încă un element, dar compoziția cantitativă, structura și proprietățile disting radical astfel de formațiuni. Această caracteristică se numește alotropie.
Oxigenul, sulful, carbonul și alte elemente au câteva modificări alotropice. Pentru oxigen, acestea sunt O2 și O3, carbonul dă patru tipuri de substanțe - carabină, diamant, grafit și fullerene, molecula de sulf este modificare rombica, monoclinica si plastica. O astfel de substanță simplă în chimie, exemplele cărora nu se limitează la cele enumerate mai sus, este de mare importanță. În special, fulerenele sunt folosite ca semiconductori în tehnologie, fotorezistoare, aditivi pentru creșterea filmelor de diamant și în alte scopuri, iar în medicină sunt antioxidanți puternici.
Ce se întâmplă cu substanțele?
În fiecare secundă în interior și în jur are loc o transformare a substanțelor. Chimia ia în considerare și explică acele procese care vin cu o modificare calitativă și/sau cantitativă a compoziției moleculelor care reacţionează. În paralel, adesea interconectate, au loc și transformări fizice, care se caracterizează doar printr-o modificare a formei, culorii substanțelor sau a stării de agregare și a unor alte caracteristici.
Fenomenele chimice sunt reacții de interacțiune de diferite feluri, de exemplu, compuși, substituții, schimburi, descompunere, reversibile, exoterme, redox etc., în funcție de modificarea parametrului de interes. Fenomenele fizice includ: evaporare, condensare, sublimare, dizolvare, îngheț, conductivitate electricăetc. Adesea se însoțesc reciproc, de exemplu, fulgerele în timpul unei furtuni este un proces fizic, iar eliberarea de ozon sub acțiunea sa este una chimică.
Proprietăți fizice
O substanță din chimie este o materie care are anumite proprietăți fizice. Prin prezența, absența, gradul și intensitatea lor, se poate prezice modul în care o substanță se va comporta în anumite condiții, precum și explica unele caracteristici chimice ale compușilor. Deci, de exemplu, punctele de fierbere ridicate ale compușilor organici care conțin hidrogen și un heteroatom electronegativ (azot, oxigen etc.) indică faptul că un astfel de tip de interacțiune chimică precum o legătură de hidrogen se manifestă într-o substanță. Datorită cunoașterii substanțelor care au cea mai bună capacitate de a conduce curentul electric, cablurile și firele cablajelor electrice sunt fabricate din anumite metale.
Proprietăți chimice
Stabilirea, cercetarea și studiul celeil alte părți a monedei proprietăților este chimia. Proprietățile substanțelor din punctul ei de vedere sunt reactivitatea lor la interacțiune. Unele substanțe sunt extrem de active în acest sens, de exemplu, metalele sau orice agenți oxidanți, în timp ce altele, gazele nobile (inerte), practic nu intră în reacții în condiții normale. Proprietățile chimice pot fi activate sau pasivate după cum este necesar, uneori fără mare dificultate și, în unele cazuri, nu ușor. Oamenii de știință petrec multe ore în laboratoare, prin încercări și erori, atingându-și obiectivele.obiective, uneori nu sunt atinse. Prin modificarea parametrilor de mediu (temperatură, presiune etc.) sau folosind compuși speciali - catalizatori sau inhibitori - este posibil să se influențeze proprietățile chimice ale substanțelor și, prin urmare, cursul reacției.
Clasificarea substanțelor chimice
Toate clasificările se bazează pe împărțirea compușilor în organici și anorganici. Elementul principal al organicelor este carbonul, combinându-se între ele și hidrogenul, atomii de carbon formează un schelet de hidrocarburi, care este apoi umplut cu alți atomi (oxigen, azot, fosfor, sulf, halogeni, metale și altele), se închide în cicluri sau ramificații., justificând astfel o mare varietate de compuși organici. Până în prezent, 20 de milioane de astfel de substanțe sunt cunoscute științei. Deși există doar jumătate de milion de compuși minerali.
Fiecare compus este individual, dar are și multe caracteristici similare cu altele ca proprietăți, structură și compoziție, pe această bază există o grupare în clase de substanțe. Chimia are un nivel ridicat de sistematizare și organizare, este o știință exactă.
substanțe anorganice
1. Oxizii sunt compuși binari cu oxigen:
a) acid - atunci când interacționează cu apa, dau acid;
b) de bază - atunci când interacționează cu apa, dau o bază.
2. Acizii sunt substanțe formate din unul sau mai mulți protoni de hidrogen și un reziduu acid.
3. Baze (alcali) - constau din una sau mai multe grupări hidroxil și un atom de metal:
a) hidroxizi amfoteri - prezintă proprietăți atât ale acizilor, cât și ale bazelor.
4. Sărurile sunt rezultatul unei reacții de neutralizare între un acid și un alcali (o bază solubilă), constând dintr-un atom de metal și unul sau mai multe reziduuri acide:
a) săruri acide - anionul reziduului de acid conține un proton, rezultat al disocierii incomplete a acidului;
b) săruri bazice - o grupare hidroxil este legată de metal, rezultatul disocierii incomplete a bazei.
Compuși organici
Există foarte multe clase de substanțe în materia organică, este dificil să-ți amintești un asemenea volum de informații deodată. Principalul lucru este să cunoaștem diviziunile de bază în compuși alifatici și ciclici, carbociclici și heterociclici, saturați și nesaturați. Hidrocarburile au, de asemenea, mulți derivați în care atomul de hidrogen este înlocuit cu halogen, oxigen, azot și alți atomi, precum și grupări funcționale.
Substanța în chimie este baza existenței. Datorită sintezei organice, o persoană de astăzi are o cantitate imensă de substanțe artificiale care le înlocuiesc pe cele naturale și, de asemenea, nu au analogi în caracteristicile lor în natură.
