امروزه حدود ۲.۵ میلیون ترکیب مختلف با منشأ طبیعی و سنتز مصنوعی توسط انسان وجود دارد. همه آنها بسیار متفاوت هستند، برخی از آنها شرکت کنندگان غیرقابل جایگزینی در فرآیندهای بیولوژیکی هستند که در موجودات زنده اتفاق می افتد. ترکیبات با خواص مواد از یکدیگر متمایز می شوند. ویژگی‌ها و چیزهای دیگری که به شما امکان می‌دهد یک مولکول شیمیایی خاص را شناسایی کنید، بیشتر بررسی خواهیم کرد.
ماده چیست؟
اگر این مفهوم را تعریف می کنید، باید به ارتباط آن با اجسام فیزیکی اشاره کنید. از این گذشته ، مرسوم است که جوهری را در نظر بگیریم که این اجسام از آن تشکیل شده اند. پس شیشه، آهن، گوگرد، چوب مواد هستند. می توان بی نهایت مثال زد. درک موارد زیر آسانتر است: اصطلاح مورد بررسی به همه انواع ترکیبات مختلف مولکولهای موجود در جهان و همچنین ذرات تک اتمی ساده اشاره دارد.
بنابراین، آب، الکل، اسیدها، قلیاها، پروتئین ها، کربوهیدرات ها، نمک، شکر، ماسه، خاک رس، الماس، گازها و غیره - همه اینها مواد هستند. مثال‌ها به شما اجازه می‌دهند تا ماهیت این مفهوم را با وضوح بیشتری درک کنید.
کالبد فیزیکی محصولی است که توسط طبیعت یا انسان بر اساس ترکیبات مختلف ایجاد می شود. مثلا لیوان بدنه ای است کهاز شیشه ساخته شده است و ورق کاغذ بدنه آن است که خمیر یا چوب فرآوری شده است.
البته، همه مولکول ها متفاوت هستند. آنچه زمینه ساز تفاوت آنهاست خواص فیزیکی، ارگانولپتیکی و شیمیایی آنها نامیده می شود. آنها با استفاده از روش های خاصی تعیین می شوند، که هر علمی خاص خود را دارد. این می تواند روش های ریاضی، تحلیلی، تجربی، ابزاری و بسیاری روش های متنوع دیگر باشد. به عنوان مثال، علم شیمی برای هر ماده یا بهتر است بگوییم برای شناسایی آن از معرف آن استفاده می کند. بر اساس ویژگی های ساختاری مولکول و پیش بینی خواص شیمیایی انتخاب می شود. سپس به صورت تجربی تایید، تایید و در پایه نظری ثابت می شود.
طبقه بندی مواد
تقسیم ترکیبات به گروه‌ها را می‌توان بر اساس ویژگی‌های مختلفی انجام داد. مثلا حالت کل. همه آنها با توجه به این عامل می توانند چهار نوع باشند:
- پلاسما;
- گاز;
- مایع;
- ماده کریستالی (جامد).
اگر ویژگی "عمیق" بیشتری را به عنوان پایه در نظر بگیریم، آنگاه همه مواد را می توان به:
تقسیم کرد:
- ارگانیک - بر اساس زنجیره ها و چرخه های اتم های کربن و هیدروژن؛
- غیر آلی - بقیه.
با توجه به ترکیب عنصری که فرمول مواد را منعکس می کند، همه آنها عبارتند از:
- ساده - از یک نوع اتم شیمیایی؛
- مختلط - دو یا چند نوع مختلف از عناصر.
به نوبه خود،ساده به فلزات و غیر فلزات تقسیم می شوند. ترکیبات دارای کلاس‌های زیادی هستند: نمک‌ها، بازها، اسیدها، اکسیدها، استرها، هیدروکربن‌ها، الکل‌ها، اسیدهای نوکلئیک و غیره.
انواع مختلف فرمول های ترکیبی
نمایش بصری، یعنی گرافیکی، اتصالات چیست؟ البته اینها فرمول مواد هستند. آنها متفاوتند. بسته به گونه، اطلاعات موجود در آنها در مورد مولکول نیز متفاوت است. بنابراین، چنین گزینه هایی وجود دارد:
- تجربی یا مولکولی. منعکس کننده ترکیب کمی و کیفی ماده است. این شامل نمادهای عناصر تشکیل دهنده و یک شاخص در گوشه پایین سمت چپ آن است که میزان این اتم را در مولکول نشان می دهد. به عنوان مثال، N2O، Na2SO4، AL۲ (SO4)3.
- گرافیک الکترونیکی. این فرمول تعداد الکترون های ظرفیت را برای هر عنصر تشکیل دهنده ترکیب نشان می دهد. بنابراین با توجه به این گزینه می توان برخی از خواص شیمیایی و فیزیکی مواد را پیش بینی کرد.
- در شیمی آلی مرسوم است که از فرمول های ساختاری کامل و مخفف استفاده شود. آنها ترتیب پیوند اتم ها را در مولکول ها منعکس می کنند، علاوه بر این، آنها به وضوح تعلق یک ماده را به کلاس خاصی از ترکیبات نشان می دهند. و این به شما امکان می دهد تا نوع خاصی از مولکول را دقیقاً تعیین کنید و تمام برهمکنش های مشخصه آن را پیش بینی کنید.
بنابراین، نمادهای شیمیایی و فرمول های صحیح ترکیبات، مهمترین بخش کار با همه مواد شناخته شده است. اینها مبانی نظری هستند که باید بدانیدهر دانشجوی شیمی.
خواص فیزیکی
یک ویژگی بسیار مهم، خواص فیزیکی آشکار مواد است. چه چیزی به این گروه تعلق دارد؟
- حالت کل تحت شرایط مختلف، از جمله شرایط استاندارد.
- دمای جوش، ذوب، انجماد، تبخیر.
- ویژگی های ارگانولپتیک: رنگ، بو، طعم.
- حلالیت در آب و سایر حلالها (مثلاً آلی).
- چگالی و سیالیت، ویسکوزیته.
- رسانایی الکتریکی و حرارتی، ظرفیت گرمایی.
- نفوذپذیری الکتریکی.
- رادیواکتیویته.
- جذب و انتشار.
- استقرا.
همچنین تعدادی شاخص وجود دارد که برای فهرست کاملی که خواص مواد را منعکس می کند بسیار مهم هستند. با این حال، آنها بین فیزیکی و شیمیایی هستند. این است:
- پتانسیل الکترود؛
- نوع شبکه کریستالی؛
- الکترون منفی؛
- سختی و شکنندگی؛
- شکل پذیری و شکل پذیری;
- نوسان یا نوسان;
- اثرات بیولوژیکی بر موجودات زنده (سمی، خفه کننده، فلج کننده اعصاب، خنثی، مفید و غیره).
اغلب این شاخص ها دقیقاً زمانی ذکر می شوند که خواص شیمیایی مواد قبلاً مستقیماً در نظر گرفته شده باشند. با این حال، می توانید آنها را در قسمت فیزیکی نیز مشخص کنید که اشتباه نخواهد بود.
خواص شیمیایی مواد
این گروه شاملتمام انواع احتمالی برهمکنش های مولکول در نظر گرفته شده با سایر مواد ساده و پیچیده. یعنی اینها مستقیماً واکنش های شیمیایی هستند. برای هر نوع اتصال، آنها کاملاً خاص هستند. با این حال، ویژگی های گروه مشترک برای یک کلاس کامل از مواد متمایز می شود.
برای مثال، همه اسیدها با توجه به موقعیتشان در سری الکتروشیمیایی ولتاژهای فلزی، قادر به واکنش با فلزات هستند. همچنین، همه با واکنش های خنثی سازی با قلیاها، برهمکنش با بازهای نامحلول مشخص می شوند. با این حال، اسیدهای سولفوریک و نیتریک غلیظ خاص هستند، زیرا محصولات حاصل از برهمکنش آنها با فلزات با محصولاتی که در نتیجه واکنش با سایر اعضای این کلاس به دست می آیند متفاوت است.
هر ماده خواص شیمیایی زیادی دارد. تعداد آنها با فعالیت ترکیب، یعنی توانایی واکنش با سایر اجزا تعیین می شود. بسیار واکنش پذیر هستند، عملا بی اثر هستند. این کاملاً یک شاخص فردی است.
مواد ساده
اینها شامل مواردی می شوند که از یک نوع اتم، اما از اعداد متفاوت تشکیل شده اند. برای مثال، S8، O2، O3، Au، N 2، P4، CL2، Ar و دیگران.
خواص شیمیایی مواد ساده به تعامل با:
کاهش می یابد
- فلزات;
- غیر فلزات;
- آب;
- اسیدها;
- قلیاها و هیدروکسیدهای آمفوتریک؛
- ترکیبات آلی؛
- نمک;
- اکسیدها;
- پراکسیدها و انیدریدها و دیگرانمولکول ها.
باز هم باید به این نکته اشاره کرد که این یک ویژگی بسیار خاص برای هر مورد خاص است. بنابراین، خواص فیزیکی و شیمیایی مواد ساده به صورت جداگانه در نظر گرفته می شود.
مواد پیچیده
این گروه شامل ترکیباتی است که مولکولهای آنها توسط دو یا چند عنصر شیمیایی مختلف تشکیل شده است. تعداد هر یک از آنها می تواند متفاوت باشد. برای درک، در اینجا چند مثال ساده آورده شده است:
- H3PO4;
- K3[Fe(CN)6];
- Cu(OH)2;
- LiF;
- AL2O3 و دیگران.
از آنجایی که همه آنها به کلاس های مختلف مواد تعلق دارند، نمی توان ویژگی های فیزیکی و شیمیایی مشترک را برای همه مشخص کرد. اینها خصوصیات خاصی هستند، در هر مورد خاص و منحصر به فرد هستند.
مواد غیر آلی
امروز بیش از 500 هزار نفر از آنها وجود دارد. هم ساده و هم پیچیده وجود دارد. در مجموع، چندین کلاس اصلی از ترکیبات معدنی را می توان تشخیص داد که همه تنوع آنها را نشان می دهد.
- مواد ساده فلزات.
- اکسیدها.
- مواد ساده غیر فلزات.
- گازهای نجیب یا بی اثر.
- پراکسیدها.
- انیدریدها.
- ترکیبات هیدروژنی فرار.
- هیدریدها.
- نمک.
- اسیدها.
- بنیادها.
- ترکیبات آمفوتریک.
هر نماینده هر کلاس دارای مجموعه فیزیکی خاص خود استخواص شیمیایی که به آن اجازه می دهد تا از سایر ترکیبات متمایز و شناسایی شود.
خواص مواد آلی
ارگانیک شاخه ای از شیمی است که به مطالعه ترکیبات غیر آلی و خواص آنها می پردازد. ساختار آنها بر اساس اتم های کربن است که می توانند در ساختارهای مختلف با یکدیگر ترکیب شوند:
- زنجیره خطی و منشعب؛
- چرخه;
- حلقه های معطر؛
- هتروسیکل.
موجودات زنده دقیقاً از چنین ترکیباتی تشکیل شده اند، زیرا اساس زندگی پروتئین ها، چربی ها و کربوهیدرات ها هستند. همه آنها نمایندگان مواد آلی هستند. بنابراین خواص آنها خاص است. با این حال، در هر صورت، مهم نیست که در مورد چه نوع مولکولی صحبت می کنیم، باز هم با مجموعه خاصی از خواص فیزیکی و شیمیایی که قبلاً ذکر کردیم مشخص می شود.
ماده زنده چیست؟
زندگی ماده ای است که کل زیست توده سیاره ما از آن تشکیل شده است. یعنی آن موجوداتی که روی آن زندگی می سازند:
- باکتری ها و ویروس ها؛
- ساده؛
- گیاهان;
- حیوانات;
- قارچ؛
- مردم.
از آنجایی که قسمت اصلی ترکیبات موجود در ترکیب موجود زنده آلی است، دقیقاً آنها را می توان به گروه مواد زنده نسبت داد. با این حال، نه همه. فقط آنهایی که بدون آنها وجود نمایندگان بیوسفر زنده غیرممکن است. اینها پروتئین ها، اسیدهای نوکلئیک، هورمون ها، ویتامین ها، چربی ها، کربوهیدرات ها، اسیدهای آمینه و غیره هستند. اصطلاح "ماده زنده" معرفی شدورنادسکی، بنیانگذار دکترین زیست کره سیاره.
خواص ماده زنده:
- داشتن انرژی با امکان تبدیل آن؛
- خودتنظیمی؛
- حرکت آزاد؛
- تغییر نسل ها؛
- تنوع فوق العاده.
کریستال ها و مواد فلزی
کریستالی به تمام ترکیباتی اطلاق می شود که نوع خاصی از ساختار شبکه فضایی دارند. ترکیباتی با شبکه کریستالی اتمی، مولکولی یا فلزی وجود دارد. بسته به نوع، خواص مواد کریستالی نیز متفاوت است. ترکیبات جامد معمولی به شکل بلورهای ریز یا درشت پراکنده نمک های مختلف هستند.
همچنین مواد ساده ای با ساختار مشابه مانند الماس یا گرافیت، سنگ های قیمتی و نیمه قیمتی، کانی ها، سنگ ها وجود دارد. خواص اصلی آنها:
- سختی؛
- شکنندگی;
- میانگین نقطه ذوب و جوش.
اما، مثل همیشه، هر ویژگی ممکن است برای همه مناسب نباشد.
خواص فلزی یک ماده توسط فلزات، آلیاژهای آنها نشان داده می شود. برای آنها، مجموعه ای از ویژگی های مشترک قابل تشخیص است:
- شکل پذیری و شکل پذیری;
- نقطه جوش بالا، نقطه ذوب؛
- رسانایی الکتریکی و حرارتی؛
- درخشش فلزی.
