Ceea ce contează: clase, caracteristici, proprietăți. Proprietățile fizice ale substanței

Printre științele fundamentale, chimia este o zonă a cunoașterii umane, al cărei obiect este compoziția și caracteristicile compușilor, precum și transformările lor reciproce. Una dintre întrebările centrale ale chimiei este următoarea: care sunt clasele de substanțe? Secțiunile speciale ale științei, cum ar fi chimia anorganică și organică, iau în considerare caracteristicile structurii și proprietăților compușilor și, de asemenea, dezvăluie semnificația lor practică.

Ce este substanță chimică, cum se separă corpurile și materialele fizice, ce este o varietate de substanțe - aceste și alte întrebări vor fi acoperite de noi în această lucrare.

Conceptul de bază al chimiei

În fiecare ramură a cunoașterii umane există principala - conceptele și conceptele de bază, pe care se desfășoară întreaga clădire armonioasă a științei. Pentru matematică este un număr, în programare - abstractizare de date. În chimie, locul central este ocupat de materie - forma materiei, ale cărei unități structurale sunt atomi, molecule sau ioni. Combinați în diverse combinații, ele formează un număr fantastic de compuși posibili care au diferite chimice și fizice proprietățile materiei.

Corp și material

Pe baza noțiunilor de stare agregată, este posibil să se determine ce fel de materie este în condițiile naturale: solidă, lichidă sau gazoasă. Organizate sub formă de laturi de cristal, unitățile structurale ale compușilor chimici formează corpuri. Substanțele ale căror particule (atomi, molecule sau ioni) sunt folosite de om pentru anumite nevoi și nevoi se numesc materiale. Deci, cimentul, sticla sunt artificiale, iar lemn, nisip, granit sunt materiale naturale.

Ce sunt substanțele pure

În chimie, se obișnuiește să se facă distincția între substanțele individuale și amestecurile. Acestea din urmă în natură cu mai multe ordine de mărime mai mare: apa de mare, sânge, lapte, roci, aerul pe care il respiram - este o combinație a mai multor compuși. Pentru a cunoaște substanțele pure este posibilă în laboratorul chimic școlar obișnuit. Reactivii din acesta sunt distribuiți în funcție de gradul de puritate. Astfel, în special forme pure ale fracțiunii de masă a impurităților este mai mică de 0,0001%, dar în industriile de înaltă tehnologie, cum ar fi microelectronica, robotică, industria aerospațială, un astfel de grad de puritate insuficientă.

De exemplu, în semiconductori la 10 miliarde de atomi de germaniu, nu este permis mai mult de un atom de impuritate. Pentru a determina ce fel de substanță este în termeni de puritate, se folosesc tehnici moderne de analiză chimică, cum ar fi dispersia, solubilizarea și curățarea chimică coloidală. După eliberarea impurităților, chimicale și chimice proprietățile fizice substanțele devin unice.

Limba chimiei

Fiind o știință exactă, care operează cu conceptul de substanțe, chimia folosește simbolurile elementelor. Acestea denotă compoziția calitativă și cantitativă a moleculelor. Astfel, în definiția formulelor de substanțe organice există mai multe opțiuni posibile, de exemplu, prin formula generală a compusului, prin proprietățile sale chimice, prin produsele de combustie.

Compușii sunt simple și complexe

Continuând să căutați un răspuns la întrebarea despre ceea ce este o substanță, merită să vă amintiți una dintre primele clasificări studiate în lecții de chimie, separarea substanțelor în cele simple și complexe. Primul din compoziția sa conține atomi de un singur element chimic. De exemplu, oxigenul - O₂, sulf - S, calciu - Ca. Alții, numiți compuși, constau din atomi de doi (substanțe binare H₂O, CuS) și mai multe elemente chimice. De exemplu, Na₂CO₃, Ba (OH)₂. Substanțele simple, la rândul lor, pot fi împărțite în metale și nemetale.

Principalele diferențe dintre ele se referă, în primul rând, la caracteristici precum proprietățile fizice. Substanțele "metale" sunt recunoscute cu ușurință de luciul lor caracteristic argintiu, ele conduc perfect căldura și curentul electric, fiind conductori de primul tip. Non-metale în cazurile supresive de dielectrici. Ei fac, de asemenea, prost și cald. Cu toate acestea, această diviziune de substanțe este condiționată. Deoarece este dificil să se traseze o linie clară între metale și nemetale. De exemplu, germaniul și grafitul, utilizate pe scară largă în ingineria electrică, se referă la nemetale.

Clasele de substanțe complexe

Sistematizând cunoștințele care explică proprietățile chimice și fizice ale materiei, oamenii de știință au împărțit anorganic și compuși organici la cursuri. Oxizii, acizi, săruri și baze sunt studiate în detaliu în clasele chimie 7 - 9 clase și clase de substanțe organice (hidrocarburi, alcooli, aldehide) sunt introduse în programul de 10 - 11 școală.

Studiul claselor de compuși chimici lărgește orizontul unei persoane, contribuie la formarea unei imagini reale a lumii înconjurătoare, care constă într-o mare varietate de substanțe. Deci, în ceea ce privește oxizii, învățăm nu numai despre ceea ce este substanța acestei clase în proprietățile sale fizice sau chimice, ci și despre distribuția oxizilor în natură și determină, de asemenea, utilizarea lor în industrie și în viața de zi cu zi. Deci, oxidul de siliciu SiO₂ face parte din nisip, argilă, granit, cuarț, formând litosfera Pământului.

Este cea mai importantă materie primă pentru industria materialelor de construcții, pentru producția de sticlă, ciment, ceramică. Oxizi de fier FeO, Fe₂O₃, Fe₃O₄ sunt componentele principale ale diferitelor tipuri de minereuri de fier care formează depozite, de exemplu, Krivoy Rog, Kursk, Kachkanar. În atmosferă, atât oxizi de carbon, în special dioxid de carbon, cât și oxizi de azot sunt reprezentați pe scară largă.

Sare - ca cea mai extinsă clasă de substanțe chimice

Deasupra am considerat caracteristicile oxizilor - compușii binari de oxigen cu metale și nemetalice. Acum ne vom opri la una dintre cele mai mari clase de substanțe anorganice - săruri. Proprietățile lor fizice sunt explicate cristalele ionice de cristal. Aceasta este în primul rând abilitatea de a efectua curent electric în ambele soluții și topi, precum și puncte de topire ridicate. De exemplu, într-o sare de masă obișnuită este 801 ° C, în silicat de calciu - 1544 ° C.

Sărurile participă la procesele chimice cu metale, baze, acizi și pot, de asemenea, să reacționeze în soluții unul cu celălalt, să intre în reacțiile de schimb. Chimia nu studiază numai ce fel de substanță are proprietăți chimice și fizice, dar acordă o atenție sporită utilizării sale în industrie, agricultură sau acasă. De exemplu, clorura de sodiu utilizată de noi pentru sarea produselor alimentare este o materie primă multitone pentru producerea de acid clorhidric, sifon, clor. Sărurile de potasiu, de exemplu, nitrat de clor și sulfat, sunt îngrășăminte minerale care cresc randamentele culturilor. Carbonatul de calciu, prezentat în natură, este utilizat pe scară largă în construcții.

Proprietățile substanțelor psihotrope

Compușii sintetizați naturali sau artificiali care afectează atât sistemul nervos central cât și partea periferică sunt numiți substanțe psihoactive sau antipsihotice. Cu accent pe proprietățile negative și capacitatea lor de a induce dependența de o persoană, termenul "droguri" este adesea folosit. Pentru a clarifica impactul substanțe psihotrope sistemul nervos, în general, ne amintim că compușii din această serie pot spori atât rata de transmisie de excitație la nivelul creierului și măduvei spinării, și pentru a inhiba operarea întregului sistem nervos.

Acestea sunt stimulente specifice diferitelor tipuri de receptori: durere, auditive, vizuale, tactile. Acest lucru poate determina o persoană o stare specială de conștiință, numită schimbare. Substanțele psihoactive naturale cu un efect mai blând asupra corpului uman sunt bine cunoscute. Acestea se găsesc în boabe de cafea, frunze de ceai, fructe de nucșoară.

Nicotina, standardul, acidul izotenic, conținută în extractul de ciuperci otrăvitoare, are un efect toxic suficient de pronunțat. Multe analgezice folosite în anestezie, cum ar fi morfina, codeina, efedrina, sunt obținute din plante. Ele sunt, de asemenea, compuși psihotrope puternici. Cele mai severe, care duc la distrugerea completă a corpului uman sunt neuroleptice semisintetice și sintetice: amfetamină, heroină, LSD. Utilizarea tuturor medicamentelor psihotrope este strict controlată, iar cererea este sub supraveghere medicală obligatorie.

Substanțe cu proprietăți unice

În masa totală de compuși chimici pot fi numiți aceia care au anumite proprietăți speciale. De exemplu, cel mai ductil metal în natură se consideră aur, cea mai dulce substanță - acidul L-alfa-aspargil-aminomalonic. Este de 40 de mii de ori mai dulce decât zahărul alimentar. Dar întrebarea despre ce substanță are mirosul cel mai fetid, nu există un singur răspuns, deoarece o serie întreagă de compuși cu mercur-sulf cu formula generală R-S-H, numiți mercaptani, miroși dezgustător. Ele se evidențiază în procesul de putrezire a organelor moarte, sunt prezente în masele vechi de păsări și mamifere și chiar fac parte din glandele parfumate ale unor animale, de exemplu, skunk.

După cum puteți vedea, lumea substanțelor este imensă și interesantă, iar chimia este o știință care permite studierea structurii, proprietăților și semnificației lor în viața umană.