Hlavná otázka, na ktorú musí človek poznať odpoveď, aby správne pochopil obraz sveta, je, čo je látka v chémii. Tento pojem sa formuje v školskom veku a vedie dieťa v ďalšom vývoji. Na začiatku štúdia chémie je dôležité nájsť s ňou spoločnú reč na každodennej úrovni, čo vám umožní jasne a jednoducho vysvetliť určité procesy, definície, vlastnosti atď.
Bohužiaľ, kvôli nedokonalosti vzdelávacieho systému mnohým ľuďom chýbajú niektoré základné základy. Pojem „látka v chémii“je akýmsi základným kameňom, včasná asimilácia tejto definície dáva človeku ten správny štart do následného rozvoja v oblasti prírodných vied.
Formovanie konceptu
Skôr než prejdeme k pojmu hmota, je potrebné definovať, čo je predmetom chémie. Látky sú to, čo chémia priamo študuje, ich vzájomné premeny, štruktúru a vlastnosti. Vo všeobecnom zmysle je hmota vyrobená z fyzických tiel.
Čo je teda látka v chémii? Utvorme si definíciu prechodom od všeobecného pojmu k čisto chemickému. Látka je určitý druh hmoty, nevyhnutne majúca hmotnosť, ktorámožno merať. Táto charakteristika odlišuje hmotu od iného druhu hmoty – poľa, ktoré nemá žiadnu hmotnosť (elektrické, magnetické, biopole atď.). Hmota je zase to, z čoho sa skladáme my a všetko okolo nás.
Trochu iná charakteristika hmoty, ktorá určuje, z čoho je vyrobená – to je už téma chémie. Látky sú tvorené atómami a molekulami (niektoré ióny), čo znamená, že každá látka pozostávajúca z týchto jednotiek vzorca je látka.
Jednoduché a zložité látky
Po zvládnutí základnej definície môžete prejsť k jej skomplikovaniu. Látky prichádzajú na rôznych úrovniach organizácie, to znamená jednoduché a zložité (alebo zlúčeniny) – toto je úplne prvé rozdelenie do tried látok, chémia má mnoho následných delení, podrobných a zložitejších. Táto klasifikácia, na rozdiel od mnohých iných, má prísne definované hranice, každé spojenie možno jednoznačne pripísať jednému zo vzájomne sa vylučujúcich druhov.
Jednoduchá látka v chémii je zlúčenina pozostávajúca z atómov iba jedného prvku z periodickej tabuľky Mendelejeva. Spravidla ide o binárne molekuly, to znamená, že pozostávajú z dvoch častíc spojených kovalentnou nepolárnou väzbou - vytvorenie spoločného osamelého elektrónového páru. Atómy toho istého chemického prvku teda majú identickú elektronegativitu, to znamená schopnosť udržať spoločnú elektrónovú hustotu, takže nie je posunutá k žiadnemu z účastníkov väzby. Príklady jednoduchých látok (nekovov) -vodík a kyslík, chlór, jód, fluór, dusík, síra atď. Molekula takej látky, ako je ozón, pozostáva z troch atómov a všetky vzácne plyny (argón, xenón, hélium atď.) pozostávajú z jedného. V kovoch (horčík, vápnik, meď atď.) Existuje vlastný typ väzby - kovová, ktorá sa uskutočňuje v dôsledku socializácie voľných elektrónov vo vnútri kovu a tvorba molekúl ako takých sa nepozoruje. Pri zaznamenávaní kovovej látky je jednoducho uvedený symbol chemického prvku bez akýchkoľvek indexov.
Jednoduchá látka v chémii, ktorej príklady boli uvedené vyššie, sa od zložitej látky líši svojim kvalitatívnym zložením. Chemické zlúčeniny sú tvorené atómami rôznych prvkov, z dvoch alebo viacerých. V takýchto látkach prebieha kovalentná polárna alebo iónová väzba. Keďže rôzne atómy majú rôznu elektronegativitu, pri vytvorení spoločného elektrónového páru sa posunie smerom k elektronegatívnejšiemu prvku, čo vedie k spoločnej polarizácii molekuly. Iónový typ je extrémnym prípadom polárneho typu, keď pár elektrónov úplne prejde na jedného z väzbových účastníkov, potom sa atómy (alebo ich skupiny) premenia na ióny. Medzi týmito typmi nie je jasná hranica, iónovú väzbu možno interpretovať ako kovalentnú silne polárnu. Príkladmi zložitých látok sú voda, piesok, sklo, soli, oxidy atď.
Úpravy látok
Látky, ktoré sa nazývajú jednoduché, majú v skutočnosti jedinečnú vlastnosť, ktorá nie je vlastná zložitým látkam. Niektoré chemické prvky môžu tvoriť niekoľko foriemjednoduchá látka. Základom je stále jeden prvok, ale kvantitatívne zloženie, štruktúra a vlastnosti takéto formácie radikálne odlišujú. Táto vlastnosť sa nazýva alotropia.
Kyslík, síra, uhlík a ďalšie prvky majú niekoľko alotropných modifikácií. Pre kyslík sú to O2 a O3, uhlík dáva štyri druhy látok – karabín, diamant, grafit a fullerény, molekula síry je kosoštvorcová, monoklinická a plastická modifikácia. Takáto jednoduchá látka v chémii, ktorej príklady nie sú obmedzené na tie, ktoré sú uvedené vyššie, má veľký význam. Fullerény sa používajú najmä ako polovodiče v technológii, fotorezistory, prísady na rast diamantových filmov a na iné účely a v medicíne sú silnými antioxidantmi.
Čo sa stane s látkami?
Každá sekunda vo vnútri a okolo prebieha premena látok. Chémia zvažuje a vysvetľuje tie procesy, ktoré sprevádzajú kvalitatívnu a/alebo kvantitatívnu zmenu v zložení reagujúcich molekúl. Paralelne, často vzájomne prepojené, dochádza aj k fyzikálnym premenám, ktoré sú charakterizované len zmenou tvaru, farby látok alebo stavu agregácie a niektorých ďalších charakteristík.
Chemické javy sú interakčné reakcie rôzneho druhu, napríklad zlúčeniny, substitúcie, výmeny, rozklady, reverzibilné, exotermické, redoxné atď., v závislosti od zmeny sledovaného parametra. Medzi fyzikálne javy patria: vyparovanie, kondenzácia, sublimácia, rozpúšťanie, mrazenie, elektrická vodivosťatď. Často sa navzájom sprevádzajú, napríklad blesk počas búrky je fyzikálny proces a uvoľňovanie ozónu pri jeho pôsobení je chemické.
Fyzikálne vlastnosti
Látka v chémii je látka, ktorá má určité fyzikálne vlastnosti. Ich prítomnosťou, neprítomnosťou, stupňom a intenzitou je možné predpovedať, ako sa bude látka správať za určitých podmienok, ako aj vysvetliť niektoré chemické vlastnosti zlúčenín. Takže napríklad vysoké teploty varu organických zlúčenín, ktoré obsahujú vodík a elektronegatívny heteroatóm (dusík, kyslík atď.), naznačujú, že v látke sa prejavuje taký chemický typ interakcie, ako je vodíková väzba. Vďaka znalostiam o tom, ktoré látky majú najlepšiu schopnosť viesť elektrický prúd, sa káble a vodiče elektrického vedenia vyrábajú z určitých kovov.
Chemické vlastnosti
Založenie, výskum a štúdium druhej strany mince vlastností je chémia. Vlastnosťami látok z jej pohľadu je ich reaktivita na interakciu. Niektoré látky sú v tomto zmysle mimoriadne aktívne, napríklad kovy alebo akékoľvek oxidačné činidlá, zatiaľ čo iné, vzácne (inertné) plyny, za normálnych podmienok prakticky nevstupujú do reakcií. Chemické vlastnosti možno aktivovať alebo pasivovať podľa potreby, niekedy bez väčších ťažkostí a v niektorých prípadoch nie ľahko. Vedci trávia veľa hodín v laboratóriách prostredníctvom pokusov a omylov, aby dosiahli svoje ciele.ciele, niekedy nie sú dosiahnuté. Zmenou parametrov prostredia (teplota, tlak a pod.) alebo použitím špeciálnych zlúčenín - katalyzátorov alebo inhibítorov - je možné ovplyvniť chemické vlastnosti látok, a tým aj priebeh reakcie.
Klasifikácia chemikálií
Všetky klasifikácie sú založené na rozdelení zlúčenín na organické a anorganické. Hlavným prvkom organických látok je uhlík, spájajúci sa medzi sebou a vodík, atómy uhlíka tvoria uhľovodíkový skelet, ktorý sa potom napĺňa ďalšími atómami (kyslík, dusík, fosfor, síra, halogény, kovy a iné), uzatvára sa do cyklov alebo vetví, čím sa odôvodňuje široká škála organických zlúčenín. Veda doteraz pozná 20 miliónov takýchto látok. Aj keď existuje len pol milióna minerálnych zlúčenín.
Každá zlúčenina je individuálna, ale má aj mnoho podobných vlastností s ostatnými vo vlastnostiach, štruktúre a zložení, na základe toho existuje zoskupenie do tried látok. Chémia má vysokú úroveň systematizácie a organizácie, je to exaktná veda.
Anorganické látky
1. Oxidy sú binárne zlúčeniny s kyslíkom:
a) kyslé – pri interakcii s vodou uvoľňujú kyselinu;
b) základné – pri interakcii s vodou vytvárajú základ.
2. Kyseliny sú látky pozostávajúce z jedného alebo viacerých vodíkových protónov a zvyšku kyseliny.
3. Zásady (alkálie) - pozostávajú z jednej alebo viacerých hydroxylových skupín a atómu kovu:
a) amfotérne hydroxidy – vykazujú vlastnosti kyselín aj zásad.
4. Soli sú výsledkom neutralizačnej reakcie medzi kyselinou a zásadou (rozpustná zásada), ktorá pozostáva z atómu kovu a jedného alebo viacerých zvyškov kyseliny:
a) soli kyselín - anión zvyšku kyseliny obsahuje protón, výsledok neúplnej disociácie kyseliny;
b) zásadité soli - na kov je naviazaná hydroxylová skupina, výsledok neúplnej disociácie zásady.
Organické zlúčeniny
V organickej hmote je veľmi veľa tried látok, je ťažké si zapamätať taký objem informácií naraz. Hlavné je poznať základné delenie na alifatické a cyklické zlúčeniny, karbocyklické a heterocyklické, nasýtené a nenasýtené. Uhľovodíky majú tiež veľa derivátov, v ktorých je atóm vodíka nahradený halogénom, kyslíkom, dusíkom a inými atómami, ako aj funkčnými skupinami.
Látka v chémii je základom existencie. Vďaka organickej syntéze má dnes človek k dispozícii obrovské množstvo umelých látok, ktoré nahrádzajú tie prírodné a taktiež nemajú vo svojich vlastnostiach v prírode obdobu.
