Chemické, fyzikálne vlastnosti látok

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 05:40

V súčasnosti existuje asi 2,5 milióna rôznych zlúčenín prírodného pôvodu aj umelo syntetizovaných človekom. Všetky sú veľmi odlišné, niektoré z nich sú nenahraditeľnými účastníkmi biologických procesov prebiehajúcich v živých organizmoch. Zlúčeniny sa od seba odlišujú vlastnosťami látok. Charakteristiky a čo iné vám umožňuje identifikovať konkrétnu chemickú molekulu, zvážime ďalej.

Čo je látka?

Ak definujete tento pojem, musíte poukázať na jeho spojenie s fyzickými telami. Koniec koncov, je zvykom uvažovať o látke, z ktorej sú tieto telá zložené. Takže sklo, železo, síra, drevo sú látky. Príkladov možno uviesť donekonečna. Jednoduchšie je porozumieť nasledovnému: uvažovaný výraz sa vzťahuje na celú škálu rôznych kombinácií molekúl, ktoré existujú vo svete, ako aj na jednoduché monatomické častice.

Takže voda, alkohol, kyseliny, zásady, bielkoviny, uhľohydráty, soľ, cukor, piesok, hlina, diamant, plyny atď. – to všetko sú látky. Príklady vám umožňujú jasnejšie zachytiť podstatu tohto konceptu.

Fyzické telo je produkt, ktorý je vytvorený prírodou alebo človekom na základe rôznych zlúčenín. Napríklad pohár je telo, ktoréje vyrobený zo skla a list papiera je telo, ktoré je spracovaná buničina alebo drevo.

Samozrejme, všetky molekuly sú odlišné. To, čo je základom ich odlišnosti, sa nazývajú ich vlastnosti – fyzikálne, organoleptické a chemické. Stanovujú sa pomocou špeciálnych metód, ktoré má každá veda svoje. Môžu to byť matematické, analytické, experimentálne, inštrumentálne metódy a mnohé ďalšie. Napríklad veda o chémii používa pre každú látku, alebo skôr, na jej identifikáciu, jej činidlo. Vyberá sa na základe štruktúrnych vlastností molekuly a predpovede chemických vlastností. Potom sa experimentálne overí, schváli a zafixuje v teoretickom základe.

Klasifikácia látok

Rozdelenie zlúčenín do skupín môže byť založené na mnohých rôznych vlastnostiach. Napríklad súhrnný stav. Všetky môžu byť štyroch typov podľa tohto faktora:

• plazma;
• gas;
• liquid;
• kryštalická látka (tuhá látka).

Ak vezmeme za základ „hlbšiu“vlastnosť, potom všetky látky možno rozdeliť na:

• organické – založené na reťazcoch a cykloch atómov uhlíka a vodíka;
• anorganické – všetci ostatní.

Podľa elementárneho zloženia, ktoré odráža vzorce látok, sú všetky tieto:

• jednoduché - z jedného typu chemického atómu;
• komplex - dva alebo viac rôznych typov prvkov.

Na druhej stranejednoduché sa delia na kovy a nekovy. Zlúčeniny majú mnoho tried: soli, zásady, kyseliny, oxidy, estery, uhľovodíky, alkoholy, nukleové kyseliny atď.

Rôzne typy zložených vzorcov

Čo je to vizuálne, teda grafické zobrazenie súvislostí? Samozrejme, ide o vzorce látok. Sú rôzne. V závislosti od druhu sa v nich obsiahnuté informácie o molekule tiež líšia. Takže existujú tieto možnosti:

1. Empirické alebo molekulárne. Odráža kvantitatívne a kvalitatívne zloženie látky. Obsahuje symboly základných prvkov a index v ľavom dolnom rohu, ktorý ukazuje množstvo tohto atómu v molekule. Napríklad N₂O, Na₂SO₄, AL_2(SO4₎3.
2. Elektronická grafika. Tento vzorec ukazuje počet valenčných elektrónov pre každý prvok, ktorý tvorí zlúčeninu. Preto je už podľa tejto možnosti možné predpovedať niektoré chemické a fyzikálne vlastnosti látok.
3. V organickej chémii je zvykom používať úplné a skrátené štruktúrne vzorce. Odrážajú poradie väzby atómov v molekulách, navyše jasne naznačujú príslušnosť látky k určitej triede zlúčenín. A to vám umožňuje presne určiť špecifický typ molekuly a predpovedať všetky interakcie, ktoré sú pre ňu charakteristické.

Pri práci so všetkými známymi látkami je preto najdôležitejšia chemická symbolika a správne formulované vzorce zlúčenín. Toto sú teoretické základy, ktoré potrebujete vedieťkaždý študent chémie.

Fyzikálne vlastnosti

Veľmi dôležitou charakteristikou sú prejavujúce sa fyzikálne vlastnosti látok. Čo patrí do tejto skupiny?

1. Súhrnný stav za rôznych podmienok vrátane štandardných.
2. Teploty varu, topenia, mrazenia a vyparovania.
3. Organoleptické vlastnosti: farba, vôňa, chuť.
4. Rozpustnosť vo vode a iných rozpúšťadlách (napríklad organických).
5. Hustota a tekutosť, viskozita.
6. Elektrická a tepelná vodivosť, tepelná kapacita.
7. Elektrická priepustnosť.
8. Rádioaktivita.
9. Absorpcia a emisia.
10. Indukčnosť.

Existuje tiež množstvo ukazovateľov, ktoré sú veľmi dôležité pre úplný zoznam, ktorý odráža vlastnosti látok. Sú však medzi fyzikálnymi a chemickými. Toto je:

• elektródový potenciál;
• typ kryštálovej mriežky;
• elektronegativita;
• tvrdosť a krehkosť;
• ťažnosť a ťažnosť;
• volatilita alebo nestálosť;
• biologické účinky na živé organizmy (jedovaté, dusivé, nervovo paralytické, neutrálne, prospešné atď.).

Často sa tieto ukazovatele uvádzajú práve vtedy, keď sa už priamo zohľadňujú chemické vlastnosti látok. Môžete ich však špecifikovať aj vo fyzickej časti, čo nebude chyba.

Chemické vlastnosti látok

Do tejto skupiny patrívšetky možné typy interakcií uvažovanej molekuly s inými jednoduchými a zložitými látkami. To znamená, že ide priamo o chemické reakcie. Pre každý typ pripojenia sú prísne špecifické. Spoločné skupinové vlastnosti sa však líšia pre celú triedu látok.

Napríklad všetky kyseliny sú schopné reagovať s kovmi podľa ich polohy v elektrochemickej sérii kovových napätí. Všetky sa tiež vyznačujú neutralizačnými reakciami s alkáliami, interakciou s nerozpustnými zásadami. Koncentrované kyseliny sírové a dusičné sú však špeciálne, pretože produkty ich interakcie s kovmi sa líšia od produktov získaných reakciou s ostatnými členmi tejto triedy.

Každá látka má množstvo chemických vlastností. Ich počet je určený aktivitou zlúčeniny, to znamená schopnosťou reagovať s inými zložkami. Sú vysoko reaktívne, sú prakticky inertné. Toto je výlučne individuálny ukazovateľ.

Jednoduché látky

Sem patria tie, ktoré pozostávajú z rovnakého typu atómov, ale s rôznym počtom. Napríklad S_8, O_2, O_3, Au, N _2, P_4, CL_2, Ar a ďalšie.

Chemické vlastnosti jednoduchých látok sú redukované na interakciu s:

• kovy;
• nekovy;
• voda;
• acids;
• alkálie a amfotérne hydroxidy;
• organické zlúčeniny;
• s alts;
• oxides;
• peroxidy a anhydridy a inémolekuly.

Opäť treba zdôrazniť, že ide o vysoko špecifickú charakteristiku každého konkrétneho prípadu. Preto sa fyzikálne a chemické vlastnosti jednoduchých látok posudzujú individuálne.

Komplexné látky

Do tejto skupiny patria zlúčeniny, ktorých molekuly sú tvorené dvoma alebo viacerými rôznymi chemickými prvkami. Počet každého z nich môže byť odlišný. Pre pochopenie uvádzame niekoľko jednoduchých príkladov:

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

Keďže všetky patria do rôznych tried látok, nie je možné pre všetky vyčleniť spoločné fyzikálne a chemické vlastnosti. Toto sú špecifické vlastnosti, v každom prípade zvláštne a individuálne.

Anorganické látky

Dnes ich je viac ako 500 tisíc. Existujú jednoduché aj zložité. Celkovo možno rozlíšiť niekoľko hlavných tried anorganických zlúčenín, ktoré predstavujú celú ich rozmanitosť.

1. Jednoduché látky kovy.
2. Oxidy.
3. Jednoduché látky nekovy.
4. Vzácne alebo inertné plyny.
5. Peroxidy.
6. Anhydridy.
7. Prchavé zlúčeniny vodíka.
8. Hydridy.
9. Soli.
10. Kyseliny.
11. Nadácie.
12. Amfotérne zlúčeniny.

Každý zástupca každej triedy má svoj vlastný súbor fyzických vecíchemické vlastnosti, ktoré mu umožňujú odlíšiť ho od iných zlúčenín a identifikovať.

Vlastnosti organických látok

Organika je odvetvie chémie, ktoré sa zaoberá štúdiom iných ako anorganických zlúčenín a ich vlastností. Ich štruktúra je založená na atómoch uhlíka, ktoré sa môžu navzájom kombinovať v rôznych štruktúrach:

• lineárne a rozvetvené reťazce;
• cycles;
• aromatické krúžky;
• heterocykly.

Živé organizmy sa skladajú práve z takýchto zlúčenín, pretože základom života sú bielkoviny, tuky a sacharidy. Všetky sú predstaviteľmi organických látok. Preto sú ich vlastnosti špeciálne. Avšak v každom prípade, bez ohľadu na to, o akej molekule hovoríme, stále sa bude vyznačovať určitým súborom fyzikálno-chemických vlastností, ktoré sme už spomenuli predtým.

Čo je živá hmota?

Život je látka, z ktorej sa skladá celá biomasa našej planéty. Teda tie organizmy, ktoré na ňom tvoria život:

• baktérie a vírusy;
• simple;
• rastliny;
• zvieratá;
• huby;
• people.

Keďže hlavná časť zlúčenín v zložení živej bytosti je organická, práve tie možno zaradiť do skupiny živej hmoty. Nie však všetky. Iba tie, bez ktorých je existencia predstaviteľov živej biosféry nemožná. Sú to bielkoviny, nukleové kyseliny, hormóny, vitamíny, tuky, sacharidy, aminokyseliny a iné. Zaviedol sa pojem „živá hmota“. Vernadského, zakladateľa doktríny o biosfére planéty.

Vlastnosti živej hmoty:

• vlastnenie energie s možnosťou jej premeny;
• samoregulácia;
• voľný pohyb;
• striedanie generácií;
• extrémna rozmanitosť.

Kryštály a kovové látky

Kryštalická sa vzťahuje na všetky zlúčeniny, ktoré majú určitý typ priestorovej mriežkovej štruktúry. Existujú zlúčeniny s atómovou, molekulárnou alebo kovovou kryštálovou mriežkou. V závislosti od druhu sa líšia aj vlastnosti kryštalických látok. Typické pevné zlúčeniny vo forme jemne alebo hrubo dispergovaných kryštálov sú rôzne soli.

Existujú aj jednoduché látky s podobnou štruktúrou, ako je diamant alebo grafit, drahokamy a polodrahokamy, minerály, horniny. Ich hlavné vlastnosti:

• tvrdosť;
• krehkosť;
• priemerné teploty topenia a varu.

Ako vždy však nemusí byť každá charakteristika vhodná pre každého.

Kovové vlastnosti látky vyjadrujú kovy, ich zliatiny. Pre nich možno rozlíšiť súbor spoločných charakteristík:

• ťažnosť a ťažnosť;
• vysoký bod varu, bod topenia;
• elektrická a tepelná vodivosť;
• kovový lesk.