کل جهان اطراف ما از ذرات میکروسکوپی تشکیل شده است. آنها با ترکیب، مواد ساده و پیچیده با خواص و خصوصیات متفاوت را تشکیل می دهند. چگونه یکی را از دیگری تشخیص دهیم؟ چه چیزی مواد شیمیایی پیچیده را مشخص می کند؟
جوهر ماده
علم ۱۱۸ عنصر شیمیایی را می شناسد. همه آنها نشان دهنده اتم ها هستند، کوچکترین ذرات که می توانند واکنش نشان دهند. خواص شیمیایی عناصر به ساختار آنها بستگی دارد. به طور مستقل، آنها نمی توانند در طبیعت وجود داشته باشند و مطمئناً با اتم های دیگر متحد می شوند. بنابراین آنها مواد ساده و پیچیده را تشکیل می دهند.
اگر فقط از یک نوع اتم تشکیل شده باشند ساده نامیده می شوند. به عنوان مثال، اکسیژن (O) یک عنصر است. دو اتم آن که به هم متصل شده اند، مولکولی از یک ماده ساده اکسیژن با فرمول O2 را تشکیل می دهند. وقتی سه اتم اکسیژن در یک مولکول ترکیب می شوند، ازن به دست می آید - O3.
ماده پیچیده ترکیبی از عناصر مختلف است. به عنوان مثال، آب دارای فرمول H2O است. هر یک از مولکول های آن از دو اتم هیدروژن (H) و یک اتم اکسیژن تشکیل شده است. در طبیعت، چنین موادی بسیار بیشتر از مواد ساده وجود دارد. اینها شامل شکر، نمک،شن و ماسه و غیره
مواد پیچیده
ترکیبات پیچیده در نتیجه واکنش های شیمیایی با آزاد شدن یا جذب انرژی تشکیل می شوند. در جریان چنین واکنش هایی، صدها فرآیند مختلف در جهان انجام می شود که بسیاری از آنها مستقیماً برای زندگی موجودات زنده مهم هستند.
بسته به ترکیب، مواد پیچیده به آلی و معدنی تقسیم می شوند. همه آنها ساختار مولکولی یا غیر مولکولی دارند. اگر واحد ساختاری ماده اتم و یون باشد، اینها ترکیبات غیر مولکولی هستند. در شرایط عادی جامد هستند، ذوب می شوند و در دمای بالا می جوشند. اینها می توانند نمک یا مواد معدنی مختلف باشند.
در نوع دیگری از ساختار، دو یا چند اتم با هم ترکیب شده و یک مولکول را تشکیل می دهند. در داخل آن، پیوندها بسیار قوی هستند، اما برهمکنش ضعیفی با مولکول های دیگر دارد. آنها در سه حالت تجمع، معمولا فرار، اغلب بدبو هستند.
ترکیبات آلی
حدود سه میلیون ترکیب آلی در طبیعت وجود دارد. آنها حاوی کربن هستند. علاوه بر آن، ترکیبات اغلب حاوی برخی فلزات، هیدروژن، فسفر، گوگرد، نیتروژن و اکسیژن هستند. اگرچه، در اصل، کربن می‌تواند تقریباً با هر عنصری ترکیب شود.
این مواد بخشی از موجودات زنده هستند. اینها پروتئین های ارزشمند، چربی ها، کربوهیدرات ها، اسیدهای نوکلئیک و ویتامین ها هستند. آنها در غذا، رنگ ها، سوخت ها، الکل ها، پلیمرها و سایر ترکیبات یافت می شوند.
مواد آلی معمولاً ساختار مولکولی دارند. از این نظر اغلب در حالت مایع و گاز وجود دارند. آنها نقطه ذوب و جوش کمتری نسبت به ترکیبات معدنی دارند و پیوندهای کووالانسی تشکیل می دهند.
کربن با عناصر دیگر ترکیب می شود و زنجیره های بسته یا باز را تشکیل می دهد. ویژگی اصلی آن قابلیت همسانی و ایزومریسم است. همولوگ ها زمانی تشکیل می شوند که جفت های دیگر CH به جفت CH2 (متان) اضافه می شوند و ترکیبات جدیدی را تشکیل می دهند. متان را می توان به اتان، پروپان، بوتان، پنتان و غیره تبدیل کرد.
ایزومرها ترکیباتی با جرم و ترکیب یکسان هستند، اما از نظر نحوه اتصال اتم ها متفاوت هستند. از این نظر خواص آنها نیز متفاوت است.
ترکیبات غیر آلی
ترکیبات غیر آلی حاوی کربن نیستند. تنها استثناها کاربیدها، کربناتها، سیانیدها و اکسیدهای کربن هستند، به عنوان مثال، گچ، سودا، دی اکسید کربن و مونوکسید کربن و برخی ترکیبات دیگر.
ترکیبات معدنی پیچیده کمتری در طبیعت نسبت به ترکیبات آلی وجود دارد. آنها با ساختار غیر مولکولی و تشکیل پیوندهای یونی مشخص می شوند. آنها سنگ ها و مواد معدنی را تشکیل می دهند و در آب، خاک و موجودات زنده وجود دارند.
بر اساس خواص مواد، آنها را می توان به: تقسیم کرد:
- اکسیدها - پیوند یک عنصر با اکسیژن با حالت اکسیداسیون منفی دو (هماتیت، آلومینا، مگنتیت)؛
- نمک - پیوند یون های فلزی با باقی مانده اسیدی (نمک سنگ، لاجورد، نمک منیزیم)؛
- اسیدها - پیوند هیدروژن و یک باقیمانده اسیدی (سولفوریک، سیلیسیک، اسید کرومیک)؛
- بازها - پیوند یون‌های فلزی و یون‌های هیدروکسید (سودا سوزآور، آهک سوخته).
