Vielu ķīmiskās, fizikālās īpašības

2024 Autors: Angel Austin | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 05:35

Mūsdienās ir aptuveni 2,5 miljoni dažādu gan dabiskas izcelsmes, gan cilvēka mākslīgi sintezētu savienojumu. Visi no tiem ir ļoti dažādi, daži no tiem ir neaizvietojami dzīvajos organismos notiekošo bioloģisko procesu dalībnieki. Savienojumi viens no otra atšķiras pēc vielu īpašībām. Raksturlielumus un to, kas vēl ļauj identificēt konkrētu ķīmisko molekulu, mēs apsvērsim tālāk.

Kas ir viela?

Ja definējat šo jēdzienu, jums jānorāda tā saistība ar fiziskajiem ķermeņiem. Galu galā ir pieņemts apsvērt vielu, no kuras šie ķermeņi sastāv. Tātad stikls, dzelzs, sērs, koks ir vielas. Piemērus var sniegt bezgalīgi. Vieglāk ir saprast sekojošo: aplūkojamais termins attiecas uz visdažādākajām molekulu kombinācijām, kas pastāv pasaulē, kā arī uz vienkāršām monatomiskām daļiņām.

Tādējādi ūdens, alkohols, skābes, sārmi, olb altumvielas, ogļhidrāti, sāls, cukurs, smiltis, māls, dimants, gāzes un tā tālāk - tās visas ir vielas. Piemēri ļauj skaidrāk aptvert šī jēdziena būtību.

Fiziskais ķermenis ir produkts, ko uz dažādu savienojumu bāzes rada daba vai cilvēks. Piemēram, stikls ir ķermenis, kasir izgatavots no stikla, un papīra loksne ir korpuss, kas ir apstrādāta celulozes vai koka.

Protams, visas molekulas ir atšķirīgas. To atšķirību pamatā ir to fizikālās, organoleptiskās un ķīmiskās īpašības. Tos nosaka, izmantojot īpašas metodes, kuras katrai zinātnei ir savas. Tās var būt matemātiskas, analītiskas, eksperimentālas, instrumentālas metodes un daudzas citas dažādas metodes. Piemēram, ķīmijas zinātne katrai vielai vai, pareizāk sakot, tās identificēšanai izmanto tās reaģentu. To izvēlas, pamatojoties uz molekulas strukturālajām iezīmēm un ķīmisko īpašību prognozēšanu. Pēc tam tas tiek eksperimentāli pārbaudīts, apstiprināts un fiksēts teorētiskajā bāzē.

Vielu klasifikācija

Savienojumu iedalījums grupās var būt balstīts uz daudzām dažādām pazīmēm. Piemēram, kopējais stāvoklis. Tie visi var būt četru veidu saskaņā ar šo faktoru:

• plazma;
• gāze;
• šķidrums;
• kristāliska viela (cieta viela).

Ja par pamatu ņemam "dziļāku" pazīmi, tad visas vielas var iedalīt:

• organiska - balstīta uz oglekļa un ūdeņraža atomu ķēdēm un cikliem;
• neorganisks - visi pārējie.

Saskaņā ar elementu sastāvu, kas atspoguļo vielu formulas, tās visas ir:

• vienkārši - no viena veida ķīmiskā atoma;
• komplekss - divi vai vairāki dažāda veida elementi.

Savukārtvienkāršus iedala metālos un nemetālos. Savienojumiem ir vairākas klases: sāļi, bāzes, skābes, oksīdi, esteri, ogļūdeņraži, spirti, nukleīnskābes un tā tālāk.

Dažādu veidu saliktās formulas

Kas ir vizuāls, tas ir, grafisks, savienojumu attēlojums? Protams, tās ir vielu formulas. Tās ir dažādas. Atkarībā no sugas atšķiras arī tajos esošā informācija par molekulu. Tātad ir šādas iespējas:

1. Empīrisks vai molekulārs. Atspoguļo vielas kvantitatīvo un kvalitatīvo sastāvu. Tas ietver veidojošo elementu simbolus un indeksu tā apakšējā kreisajā stūrī, kas parāda šī atoma daudzumu molekulā. Piemēram, N₂O, Na₂SO₄, AL_2(SO4₎3.
2. Elektroniskā grafika. Šī formula parāda valences elektronu skaitu katram elementam, kas veido savienojumu. Tāpēc saskaņā ar šo iespēju jau ir iespējams paredzēt dažas vielu ķīmiskās un fizikālās īpašības.
3. Organiskajā ķīmijā ir ierasts izmantot pilnas un saīsinātas struktūrformulas. Tie atspoguļo atomu saiknes secību molekulās, turklāt skaidri norāda uz vielas piederību noteiktai savienojumu klasei. Un tas ļauj precīzi noteikt konkrēto molekulas veidu un paredzēt visas tai raksturīgās mijiedarbības.

Tāpēc ķīmiskā simbolika un pareizi formulētas savienojumu formulas ir vissvarīgākā sastāvdaļa darbā ar visām zināmajām vielām. Šie ir teorētiskie pamati, kas jums jāzinakatrs ķīmijas students.

Fizikālās īpašības

Ļoti svarīga īpašība ir vielu izpaustās fizikālās īpašības. Kas pieder šai grupai?

1. Apkopotais stāvoklis dažādos apstākļos, tostarp standarta apstākļos.
2. Vārīšanās, kausēšana, sasaldēšana, iztvaikošanas temperatūra.
3. Organoleptiskās īpašības: krāsa, smarža, garša.
4. Šīdība ūdenī un citos šķīdinātājos (piemēram, organiskajos).
5. Blīvums un plūstamība, viskozitāte.
6. Elektriskās un siltuma vadītspēja, siltumietilpība.
7. Elektriskā caurlaidība.
8. Radioaktivitāte.
9. Absorbcija un emisija.
10. Induktivitāte.

Ir arī vairāki rādītāji, kas ir ļoti svarīgi pilnīgam sarakstam, kas atspoguļo vielu īpašības. Tomēr tie ir starp fizisko un ķīmisko. Tas ir:

• elektroda potenciāls;
• kristāla režģa veids;
• elektronegativitāte;
• cietība un trauslums;
• elastība un elastība;
• nepastāvība vai nepastāvība;
• bioloģiska ietekme uz dzīviem organismiem (indīga, smacējoša, nervus paralītiska, neitrāla, labvēlīga utt.).

Bieži šie rādītāji tiek minēti tieši tad, kad vielu ķīmiskās īpašības jau tiek apskatītas tieši. Tomēr varat tos norādīt arī fiziskajā sadaļā, kas nebūs kļūda.

Vielu ķīmiskās īpašības

Šajā grupā ietilpstvisi iespējamie aplūkojamās molekulas mijiedarbības veidi ar citām vienkāršām un sarežģītām vielām. Tas ir, tās ir tieši ķīmiskas reakcijas. Katram savienojuma veidam tie ir stingri specifiski. Tomēr kopīgās grupu īpašības ir raksturīgas visai vielu klasei.

Piemēram, visas skābes spēj reaģēt ar metāliem atbilstoši to pozīcijai metāla spriegumu elektroķīmiskajā sērijā. Tāpat visiem ir raksturīgas neitralizācijas reakcijas ar sārmiem, mijiedarbība ar nešķīstošām bāzēm. Tomēr koncentrētās sērskābes un slāpekļskābes ir īpašas, jo to mijiedarbības produkti ar metāliem atšķiras no tiem, kas iegūti, reaģējot ar citiem šīs klases pārstāvjiem.

Katrai vielai ir daudz ķīmisku īpašību. To skaitu nosaka savienojuma aktivitāte, tas ir, spēja reaģēt ar citiem komponentiem. Ir ļoti reaģējoši, ir praktiski inerti. Tas ir stingri individuāls rādītājs.

Vienkāršas vielas

Tie ietver tos, kas sastāv no viena veida atomiem, bet ar dažādiem skaitļiem. Piemēram, S_8, O_2, O_3, Au, N _2, P_4, CL_2, Ar un citi.

Vienkāršu vielu ķīmiskās īpašības ir samazinātas līdz mijiedarbībai ar:

• metāls;
• nemetāli;
• ūdens;
• skābes;
• sārmi un amfoteriskie hidroksīdi;
• organiskie savienojumi;
• sāļi;
• oksīdi;
• peroksīdi un anhidrīdi un citimolekulas.

Atkal ir jānorāda, ka tas ir ļoti specifisks raksturlielums katram konkrētajam gadījumam. Tāpēc vienkāršu vielu fizikālās un ķīmiskās īpašības tiek aplūkotas atsevišķi.

Sarežģītas vielas

Šajā grupā ietilpst savienojumi, kuru molekulas veido divi vai vairāki dažādi ķīmiskie elementi. Katras no tām skaits var būt atšķirīgs. Lai saprastu, šeit ir daži vienkārši piemēri:

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

Tā kā tās visas pieder pie dažādām vielu klasēm, nav iespējams izdalīt visiem kopīgas fizikālās un ķīmiskās īpašības. Tās ir specifiskas īpašības, katrā gadījumā savdabīgas un individuālas.

Neorganiskās vielas

Šodien to ir vairāk nekā 500 tūkstoši. Ir gan vienkārši, gan sarežģīti. Kopumā var izdalīt vairākas galvenās neorganisko savienojumu klases, kas atspoguļo visu to daudzveidību.

1. Vienkāršas vielas metāli.
2. Oksīdi.
3. Vienkāršas vielas nemetāli.
4. Cēlgāzes vai inertas gāzes.
5. Peroksīdi.
6. Anhidrīdi.
7. Gaistošie ūdeņraža savienojumi.
8. Hidrīdi.
9. Sāls.
10. Skābes.
11. Pamati.
12. Amfotēriski savienojumi.

Jebkuram katras klases pārstāvim ir savs fizisko kopumsķīmiskās īpašības, kas ļauj to atšķirt no citiem savienojumiem un identificēt.

Organisko vielu īpašības

Organika ir ķīmijas nozare, kas nodarbojas ar savienojumu, izņemot neorganisko, un to īpašību izpēti. To struktūras pamatā ir oglekļa atomi, kas var apvienoties savā starpā dažādās struktūrās:

• lineāras un sazarotas ķēdes;
• cikli;
• aromātiskie gredzeni;
• heterocikli.

Dzīvie organismi sastāv tieši no šādiem savienojumiem, jo dzīvības pamatā ir olb altumvielas, tauki un ogļhidrāti. Visi no tiem ir organisko vielu pārstāvji. Tāpēc to īpašības ir īpašas. Tomēr jebkurā gadījumā neatkarīgi no tā, par kādu molekulu mēs runājam, to joprojām raksturos noteikts fizikāli ķīmisko īpašību kopums, par kuru mēs jau minējām iepriekš.

Kas ir dzīvā matērija?

Dzīvošana ir viela, no kuras sastāv visa mūsu planētas biomasa. Tas ir, tie organismi, kas veido dzīvību uz tā:

• baktērijas un vīrusi;
• vienkāršs;
• augi;
• dzīvnieki;
• sēnes;
• cilvēki.

Tā kā galvenā savienojumu daļa dzīvas būtnes sastāvā ir organiski, tad tieši tos var attiecināt uz dzīvās vielas grupu. Tomēr ne visi. Tikai tie, bez kuriem nav iespējama dzīvās biosfēras pārstāvju pastāvēšana. Tie ir olb altumvielas, nukleīnskābes, hormoni, vitamīni, tauki, ogļhidrāti, aminoskābes un citi. Tika ieviests termins "dzīvā viela". Vernadskis, planētas biosfēras doktrīnas pamatlicējs.

Dzīvās vielas īpašības:

• enerģijas glabāšana ar tās transformācijas iespēju;
• pašregulācija;
• brīva kustība;
• paaudžu maiņa;
• ārkārtīga dažādība.

Kristāli un metāliskas vielas

Kristālisms attiecas uz visiem savienojumiem, kuriem ir noteikta veida telpiskā režģa struktūra. Ir savienojumi ar atomu, molekulāru vai metālisku kristāla režģi. Atkarībā no veida atšķiras arī kristālisko vielu īpašības. Tipiski cietie savienojumi smalki vai rupji izkliedētu kristālu veidā ir dažādi sāļi.

Ir arī vienkāršas vielas ar līdzīgu struktūru, piemēram, dimants vai grafīts, dārgakmeņi un pusdārgakmeņi, minerāli, ieži. To galvenās īpašības:

• cietība;
• trauslums;
• vidējie kušanas un viršanas punkti.

Tomēr, kā vienmēr, katra īpašība var nebūt piemērota ikvienam.

Vielas metāliskās īpašības parāda metāli, to sakausējumi. Viņiem var atšķirt kopīgu pazīmju kopu:

• elastība un elastība;
• augsta viršanas temperatūra, kušanas temperatūra;
• elektriskā un siltuma vadītspēja;
• metāla spīdums.