Hemijska, fizička svojstva supstanci

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 05:19

Danas postoji oko 2,5 miliona različitih jedinjenja prirodnog porekla i veštački sintetizovanih od strane čoveka. Svi su vrlo različiti, neki od njih su nezamjenjivi sudionici bioloških procesa koji se odvijaju u živim organizmima. Jedinjenja se međusobno razlikuju po svojstvima supstanci. Karakteristike i ono što vam još omogućava da identifikujete određeni hemijski molekul, razmotrićemo dalje.

Šta je supstanca?

Ako definišete ovaj koncept, morate ukazati na njegovu povezanost sa fizičkim tijelima. Uostalom, uobičajeno je uzeti u obzir supstancu od koje se ta tijela sastoje. Dakle, staklo, gvožđe, sumpor, drvo su supstance. Primjeri se mogu navoditi beskonačno. Lakše je razumjeti sljedeće: termin koji se razmatra odnosi se na svu raznolikost različitih kombinacija molekula koje postoje u svijetu, kao i na jednostavne monoatomske čestice.

Dakle, voda, alkohol, kiseline, alkalije, proteini, ugljeni hidrati, so, šećer, pesak, glina, dijamant, gasovi, i tako dalje - sve su to supstance. Primjeri vam omogućavaju da jasnije uhvatite suštinu ovog koncepta.

Fizičko tijelo je proizvod koji je stvorila priroda ili čovjek na bazi različitih spojeva. Na primjer, čaša je tijelo kojeje napravljen od stakla, a list papira je tijelo koje je obrađeno celulozom ili drvetom.

Naravno, svi molekuli su različiti. Ono što je u osnovi njihove razlike naziva se njihova svojstva – fizička, organoleptička i hemijska. Oni se određuju posebnim metodama, koje svaka nauka ima svoje. To mogu biti matematičke, analitičke, eksperimentalne, instrumentalne metode i mnoge druge različite. Na primjer, nauka o hemiji za svaku supstancu, odnosno za njenu identifikaciju, koristi njen reagens. Odabire se na osnovu strukturnih karakteristika molekula i predviđanja hemijskih svojstava. Zatim se eksperimentalno verificira, odobrava i fiksira u teorijskoj bazi.

Klasifikacija supstanci

Podela jedinjenja u grupe može se zasnivati na mnogo različitih karakteristika. Na primjer, agregatno stanje. Svi oni mogu biti četiri tipa prema ovom faktoru:

• plasma;
• gas;
• tečnost;
• kristalna supstanca (čvrsta materija).

Ako za osnovu uzmemo "dublju" osobinu, onda se sve supstance mogu podijeliti na:

• organski - baziran na lancima i ciklusima atoma ugljika i vodika;
• neorganski - svi ostali.

Prema elementarnom sastavu, koji odražava formule supstanci, sve su:

• jednostavno - od jedne vrste hemijskog atoma;
• kompleks - dvije ili više različitih vrsta elemenata.

Zauzvrat,jednostavne se dijele na metale i nemetale. Jedinjenja imaju mnogo klasa: soli, baze, kiseline, oksidi, estri, ugljovodonici, alkoholi, nukleinske kiseline, itd.

Različite vrste složenih formula

Šta je vizuelni, odnosno grafički prikaz veza? Naravno, ovo su formule supstanci. Oni su različiti. Ovisno o vrsti, informacije sadržane u njima o molekuli također se razlikuju. Dakle, postoje takve opcije:

1. Empirijski ili molekularni. Odražava kvantitativni i kvalitativni sastav supstance. Sadrži simbole sastavnih elemenata i indeks u njegovom donjem lijevom uglu, koji pokazuje količinu ovog atoma u molekulu. Na primjer, N₂O, Na₂SO₄, AL_2(SO4₎3.
2. Elektronska grafika. Ova formula pokazuje broj valentnih elektrona za svaki element koji čini spoj. Dakle, prema ovoj opciji već je moguće predvideti neka hemijska i fizička svojstva supstanci.
3. U organskoj hemiji uobičajeno je koristiti pune i skraćene strukturne formule. Oni odražavaju redoslijed vezivanja atoma u molekulima, osim toga, jasno ukazuju na pripadnost tvari određenoj klasi spojeva. A to vam omogućava da precizno odredite specifičnu vrstu molekula i predvidite sve interakcije karakteristične za njega.

Stoga su hemijska simbolika i ispravno formulisane formule jedinjenja najvažniji deo rada sa svim poznatim supstancama. Ovo su teorijske osnove koje trebate znatisvaki student hemije.

Fizička svojstva

Veoma važna karakteristika su ispoljena fizička svojstva supstanci. Šta pripada ovoj grupi?

1. Agregatno stanje pod raznim uslovima, uključujući standardne.
2. Krenje, topljenje, smrzavanje, temperature isparavanja.
3. Organoleptičke karakteristike: boja, miris, ukus.
4. Rastvorljivost u vodi i drugim rastvaračima (organskim, na primjer).
5. Gustina i fluidnost, viskozitet.
6. Električna i toplotna provodljivost, toplotni kapacitet.
7. Električna propusnost.
8. Radioaktivnost.
9. Apsorpcija i emisija.
10. Induktivnost.

Postoji i niz indikatora koji su veoma važni za potpunu listu koja odražava svojstva supstanci. Međutim, oni su između fizičkih i hemijskih. Ovo je:

• potencijal elektrode;
• vrsta kristalne rešetke;
• elektronegativnost;
• tvrdoća i lomljivost;
• duktilnost i duktilnost;
• volatilnost ili volatilnost;
• biološki efekti na žive organizme (otrovni, zagušljivi, paralitički, neutralni, korisni, itd.).

Često se ovi pokazatelji spominju upravo kada se hemijska svojstva supstanci već direktno razmatraju. Međutim, možete ih navesti i u fizičkom dijelu, što neće biti greška.

Hemijska svojstva supstanci

Ova grupa uključujesve moguće vrste interakcija razmatrane molekule sa drugim jednostavnim i složenim supstancama. To jest, to su direktno hemijske reakcije. Za svaku vrstu veze oni su strogo specifični. Međutim, za čitavu klasu supstanci razlikuju se zajednička svojstva grupe.

Na primer, sve kiseline su sposobne da reaguju sa metalima u skladu sa svojim položajem u elektrohemijskom nizu napona metala. Takođe, sve karakterišu reakcije neutralizacije sa alkalijama, interakcija sa nerastvorljivim bazama. Međutim, koncentrisana sumporna i dušična kiselina su posebne, jer se proizvodi njihove interakcije s metalima razlikuju od onih dobivenih kao rezultat reakcija s drugim članovima klase.

Svaka supstanca ima mnogo hemijskih svojstava. Njihov broj je određen aktivnošću jedinjenja, odnosno sposobnošću da reaguje sa drugim komponentama. Ima ih vrlo reaktivnih, ima praktički inertnih. Ovo je striktno individualni indikator.

Jednostavne supstance

Ovo uključuje one koji se sastoje od iste vrste atoma, ali različitih brojeva. Na primjer, S_8, O_2, O_3, Au, N _2, P_4, CL_2, Ar i drugi.

Hemijska svojstva jednostavnih supstanci svode se na interakciju sa:

• metali;
• nemetali;
• voda;
• kiseline;
• alkalije i amfoterni hidroksidi;
• organska jedinjenja;
• soli;
• oksidi;
• peroksidi i anhidridi i drugimolekuli.

Opet, treba istaći da je ovo vrlo specifična karakteristika za svaki konkretan slučaj. Stoga se fizička i hemijska svojstva jednostavnih supstanci razmatraju pojedinačno.

Složene supstance

Ova grupa uključuje jedinjenja čije molekule formiraju dva ili više različitih hemijskih elemenata. Broj svakog od njih može biti različit. Za razumijevanje, evo nekoliko jednostavnih primjera:

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

Pošto svi pripadaju različitim klasama supstanci, nemoguće je izdvojiti zajedničke fizičke i hemijske karakteristike za sve. Ovo su specifične osobine, osobene i individualne u svakom slučaju.

Neorganske supstance

Danas ih ima preko 500 hiljada. Postoje i jednostavni i složeni. Ukupno se može razlikovati nekoliko glavnih klasa neorganskih jedinjenja, koje predstavljaju svu njihovu raznolikost.

1. Jednostavne supstance metali.
2. Oksidi.
3. Jednostavne supstance nemetali.
4. Plemeniti ili inertni gasovi.
5. Peroksidi.
6. Anhidridi.
7. Hlapljiva vodonikova jedinjenja.
8. Hidridi.
9. Soli.
10. Kiseline.
11. Foundations.
12. Amfoterna jedinjenja.

Svaki predstavnik svake klase ima svoj vlastiti skup fizičkihhemijska svojstva koja omogućavaju da se razlikuje od drugih jedinjenja i identifikuje.

Svojstva organskih supstanci

Organika je grana hemije koja se bavi proučavanjem jedinjenja koja nisu neorganska i njihovih svojstava. Njihova struktura je zasnovana na atomima ugljika koji se mogu kombinovati jedni s drugima u različitim strukturama:

• linearni i razgranati lanci;
• ciklusi;
• aromatični prstenovi;
• heterocikli.

Živi organizmi se sastoje upravo od takvih jedinjenja, jer su osnova života proteini, masti i ugljeni hidrati. Svi su oni predstavnici organskih tvari. Stoga su njihova svojstva posebna. Međutim, u svakom slučaju, bez obzira o kojoj vrsti molekula je riječ, on će se i dalje karakterizirati određenim skupom fizičko-hemijskih svojstava koje smo već spomenuli.

Šta je živa materija?

Živo je supstanca od koje se sastoji celokupna biomasa naše planete. Odnosno, oni organizmi koji sačinjavaju život na njemu:

• bakterije i virusi;
• jednostavno;
• biljke;
• životinje;
• gljive;
• ljudi.

Budući da je glavni dio jedinjenja u sastavu živog bića organski, upravo se oni mogu pripisati grupi živih tvari. Međutim, ne sve. Samo one bez kojih je nemoguće postojanje predstavnika žive biosfere. To su proteini, nukleinske kiseline, hormoni, vitamini, masti, ugljikohidrati, aminokiseline i drugi. Uveden je termin "živa materija". Vernadsky, osnivač doktrine o biosferi planete.

Svojstva žive materije:

• posedovanje energije sa mogućnošću njene transformacije;
• samoregulacija;
• slobodno kretanje;
• smjene generacija;
• ekstremna raznolikost.

Kristali i metalne supstance

Kristalna se odnosi na sva jedinjenja koja imaju određenu vrstu prostorne strukture rešetke. Postoje spojevi s atomskom, molekularnom ili metalnom kristalnom rešetkom. U zavisnosti od vrste, razlikuju se i svojstva kristalnih supstanci. Tipična čvrsta jedinjenja u obliku fino ili grubo dispergovanih kristala su različite soli.

Postoje i jednostavne supstance slične strukture, kao što su dijamant ili grafit, drago i poludrago kamenje, minerali, stene. Njihova glavna svojstva:

• tvrdoća;
• fragility;
• prosječne tačke topljenja i ključanja.

Međutim, kao i uvijek, svaka karakteristika možda nije prikladna za svakoga.

Metalna svojstva supstance pokazuju metali, njihove legure. Za njih se može razlikovati skup zajedničkih karakteristika:

• duktilnost i duktilnost;
• visoka tačka ključanja, tačka topljenja;
• električna i toplotna provodljivost;
• metalni sjaj.