Οργανικές και ανόργανες ουσίες.
> αναγνωρίζουν μέταλλα και μη μέταλλα.
> Προσδιορίστε μεταλλικά και μη μεταλλικά στοιχεία από τη θέση τους στο περιοδικό σύστημα του D. I. Mendeleev. καταλάβετε γιατί όλα τα μέταλλα είναι παρόμοια στις ιδιότητες.
Τα άτομα υπό κανονικές συνθήκες δεν μπορούν να υπάρχουν μόνα τους για μεγάλο χρονικό διάστημα. Είναι σε θέση να συνδυάζονται με τα ίδια ή άλλα άτομα, γεγονός που οδηγεί σε μεγάλη ποικιλία στον κόσμο των ουσιών.
Μια ουσία που σχηματίζεται από ένα χημικό στοιχείο ονομάζεται απλή και μια ουσία που σχηματίζεται από πολλά στοιχεία ονομάζεται σύνθετη ή χημική ένωση.
Απλές ουσίες
Οι απλές ουσίες χωρίζονται σε μέταλλακαι μη μέταλλα. Μια τέτοια ταξινόμηση απλών ουσιών προτάθηκε από τον εξαιρετικό Γάλλο επιστήμονα A.L. Ο Λαβουαζιέ στα τέλη του 18ου αιώνα. Τα χημικά στοιχεία από τα οποία προέρχονται τα μέταλλα ονομάζονται μεταλλικά και αυτά που σχηματίζουν αμέταλλα ονομάζονται
μη μεταλλικό. Στη μεγάλη έκδοση του συστήματος του D. I. Mendeleev (endpaper II), οριοθετούνται από μια διακεκομμένη γραμμή. μέταλλο στοιχείαβρίσκονται στα αριστερά του. υπάρχουν πολύ περισσότερα από αυτά από τα μη μεταλλικά.
Αυτό είναι ενδιαφέρον
Απλές ουσίες 13 στοιχείων - Au, Ag, Cu, Hg, Pb, Fe, Sn, Pt, S, C, Zn, Sb και Όπως ήταν γνωστά στην αρχαιότητα.
Καθένας από εσάς μπορεί, χωρίς δισταγμό, να ονομάσει πολλά μέταλλα (Εικ. 36). Διαφέρουν από άλλες ουσίες σε μια ειδική «μεταλλική» λάμψη. Αυτές οι ουσίες έχουν πολλές κοινές ιδιότητες.
Ρύζι. 36. Μέταλλα
Υπό κανονικές συνθήκες, τα μέταλλα είναι στερεά (μόνο ο υδράργυρος είναι υγρό), αγώγουν καλά τον ηλεκτρισμό και τη θερμότητα και έχουν ως επί το πλείστον υψηλή θερμοκρασίατήξη (πάνω από 500 °C).
Ρύζι. 37. Απλοποιημένο μοντέλο εσωτερική δομήμέταλλο
Είναι πλαστικά? μπορούν να σφυρηλατηθούν, να βγουν σύρμα από αυτά.
Λόγω των ιδιοτήτων τους, τα μέταλλα έχουν μπει με σιγουριά στη ζωή των ανθρώπων. Η μεγάλη τους σημασία μαρτυρείται από τα ονόματα των ιστορικών εποχών: Εποχή του Χαλκού, Εποχή του Χαλκού, Εποχή του Σιδήρου.
Η ομοιότητα των μετάλλων οφείλεται στην εσωτερική τους δομή.
Η δομή των μετάλλων. Τα μέταλλα είναι κρυσταλλικές ουσίες. Οι κρύσταλλοι στα μέταλλα είναι πολύ μικρότεροι από τους κρυστάλλους της ζάχαρης ή του κοινού αλατιού και δεν φαίνονται με γυμνό μάτι.
Μόριο - ένα ηλεκτρικά ουδέτερο σωματίδιο, που αποτελείται από δύο ή περισσότεροσυνδεδεμένα άτομα.
Σε κάθε μόριο, τα άτομα αλληλοσυνδέονται αρκετά σταθερά και τα μόρια της ουσίας συνδέονται πολύ ασθενώς μεταξύ τους. Επομένως, ουσίες μοριακής δομής έχουν χαμηλά σημεία τήξης και βρασμού.
Το οξυγόνο και το όζον είναι μοριακές ουσίες. Αυτές είναι απλές ουσίες οξυγόνου. Ένα μόριο οξυγόνου περιέχει δύο άτομα οξυγόνου και ένα μόριο όζοντος περιέχει τρία (Εικ. 39).
Ρύζι. 39. Μοντέλα μορίων
Όχι μόνο το οξυγόνο, αλλά και πολλά άλλα στοιχεία σχηματίζουν δύο ή περισσότερες απλές ουσίες. Επομένως, υπάρχουν πολλές φορές περισσότερες απλές ουσίες από ό χημικά στοιχεία.
Ονόματα απλών ουσιών.
Οι περισσότερες απλές ουσίες ονομάζονται από τα αντίστοιχα στοιχεία. Εάν τα ονόματα είναι διαφορετικά, τότε δίνονται στο περιοδικό σύστημα και το όνομα μιας απλής ουσίας βρίσκεται κάτω από το όνομα
στοιχείο (Εικ. 40).
Να ονομάσετε τις απλές ουσίες των στοιχείων Υδρογόνο, Λίθιο, Μαγνήσιο, Άζωτο.
1 Ο όρος «μόριο» προέρχεται από τη λατινική λέξη moles (μάζα), υποκοριστικό επίθημα cula και σημαίνει «μικρή μάζα».
Τα ονόματα των απλών ουσιών γράφονται μέσα στην πρόταση με μικρό γράμμα.
Ρύζι. 40. Κύτταρο του περιοδικού συστήματος
Σύνθετες ουσίες (χημικές ενώσεις)
Ο συνδυασμός ατόμων διαφορετικών χημικών στοιχείων δημιουργεί ένα σύνολο σύνθετες ουσίες(υπάρχουν δεκάδες χιλιάδες φορές περισσότερα από τα απλά).
Υπάρχουν πολύπλοκες ουσίες με μοριακή, ατομική και ιοντική δομή. Ως εκ τούτου, οι ιδιότητές τους είναι πολύ διαφορετικές.
Οι μοριακές ενώσεις είναι κυρίως πτητικές και συχνά έχουν οσμή. Τα σημεία τήξης και βρασμού τους είναι πολύ χαμηλότερα από εκείνα των ενώσεων με ατομική ή ιοντική δομή.
Η μοριακή ουσία είναι το νερό. Το μόριο του νερού αποτελείται από δύο άτομα υδρογόνου και ένα άτομο οξυγόνου (Εικ. 41).
Ρύζι. 41. Μοντέλο μορίου νερού
Η μοριακή δομή του μονοξειδίου του άνθρακα και του διοξειδίου του άνθρακα αέρια, ζάχαρη, άμυλο, αλκοόλη, οξικό οξύ κ.λπ. Ο αριθμός των ατόμων στα μόρια των σύνθετων ουσιών μπορεί να είναι διαφορετικός - από δύο άτομα έως εκατοντάδες ή και χιλιάδες.
Ορισμένες ενώσεις έχουν ατομική δομή.
Ένα από αυτά είναι ο ορυκτός χαλαζίας, το κύριο συστατικό της άμμου. Περιέχει άτομα πυριτίου και οξυγόνου (Εικ. 42).
Ρύζι. 42. Μοντέλο σύνδεσης της ατομικής δομής (χαλαζίας)
Υπάρχουν επίσης ιοντικές ενώσεις. Αυτά είναι επιτραπέζιο αλάτι, κιμωλία, σόδα, λάιμ, γύψος και πολλά άλλα. Οι κρύσταλλοι άλατος αποτελούνται από θετικά φορτισμένα ιόντα νατρίου και αρνητικά φορτισμένα ιόντα χλωρίου (Εικ. 43). Κάθε τέτοιο ιόν σχηματίζεται από το αντίστοιχο άτομο (§ 6).
Ρύζι. 43. Μοντέλο ιοντικής ένωσης (κοινό άλας)
Αυτό είναι ενδιαφέρον
Τα μόρια των οργανικών ενώσεων, εκτός από τα άτομα άνθρακα, περιέχουν συνήθως άτομα υδρογόνου, συχνά άτομα οξυγόνου και μερικές φορές κάποια άλλα στοιχεία.
Η αμοιβαία έλξη πολλών αντίθετα φορτισμένων ιόντων καθορίζει την ύπαρξη ιοντικών ενώσεων.
Ένα ιόν που σχηματίζεται από ένα άτομο ονομάζεται απλό και ένα ιόν που σχηματίζεται από πολλά άτομα ονομάζεται σύνθετο.
Θετικά φορτισμένα απλά ιόντα υπάρχουν για μεταλλικά στοιχεία, ενώ αρνητικά φορτισμένα απλά ιόντα υπάρχουν για μη μεταλλικά στοιχεία.
Ονομασίες σύνθετων ουσιών.
Το σχολικό βιβλίο έχει δώσει μέχρι στιγμής τις τεχνικές ή καθημερινές ονομασίες σύνθετων ουσιών. Επιπλέον, οι ουσίες έχουν χημικές ονομασίες. Για παράδειγμα, η χημική ονομασία του επιτραπέζιου αλατιού είναι χλωριούχο νάτριο και η κιμωλία είναι ανθρακικό ασβέστιο. Κάθε τέτοιο όνομα αποτελείται από δύο λέξεις. Η πρώτη λέξη είναι το όνομα ενός από τα στοιχεία που σχηματίζουν την ουσία (γράφεται με μικρό γράμμα), και η δεύτερη προέρχεται από το όνομα ενός άλλου στοιχείου.
οργανικές και ανόργανες ουσίες.
Προηγουμένως, οργανικές ουσίες ονομάζονταν εκείνες οι ουσίες που περιέχονται σε ζωντανούς οργανισμούς. Αυτά είναι πρωτεΐνες, λίπη, ζάχαρη, άμυλο, βιταμίνες, ενώσεις που δίνουν χρώμα, οσμή, γεύση σε λαχανικά και φρούτα κλπ. Με τον καιρό, οι επιστήμονες άρχισαν να αποκτούν στα εργαστήρια ουσίες παρόμοιες σε σύσταση και ιδιότητες που δεν υπάρχουν στη φύση. Τώρα οι ενώσεις άνθρακα ονομάζονται οργανικές ουσίες (με εξαίρεση το μονοξείδιο του άνθρακα και το διοξείδιο του άνθρακα, την κιμωλία, τη σόδα και μερικές άλλες).
Οι περισσότερες οργανικές ενώσεις είναι ικανές να καούν και όταν θερμαίνονται απουσία αέρα, απανθρακώνονται (ο άνθρακας αποτελείται σχεδόν εξ ολοκλήρου από άτομα άνθρακα).
Άλλες πολύπλοκες ουσίες, όπως και όλες οι απλές, ανήκουν σε ανόργανες ουσίες. Αποτελούν τη βάση του ορυκτού κόσμου, δηλαδή περιέχονται στο έδαφος, τα ορυκτά, τα πετρώματα, τον αέρα, φυσικό νερό. Επιπλέον, ανόργανες ουσίες βρίσκονται και σε ζωντανούς οργανισμούς.
Το υλικό της παραγράφου συνοψίζεται στο Σχήμα 6.
Εργαστηριακό πείραμα Νο 2
Εξοικείωση με ουσίες διαφόρων τύπων
Σας έχουν δοθεί οι ακόλουθες ουσίες (ο δάσκαλος θα υποδείξει την επιλογή):
επιλογή Ι - ζάχαρη, ανθρακικό ασβέστιο (κιμωλία), γραφίτης, χαλκός.
επιλογή II - παραφίνη, αλουμίνιο, θείο, χλωριούχο νάτριο (επιτραπέζιο αλάτι).
Οι ουσίες βρίσκονται σε βάζα με ετικέτες.
Εξετάστε προσεκτικά τις ουσίες, δώστε προσοχή στα ονόματά τους. Προσδιορίστε μεταξύ αυτών απλές (μέταλλα, αμέταλλα) και σύνθετες ουσίες, καθώς και οργανικές και ανόργανες.
Εισαγάγετε το όνομα κάθε ουσίας στον πίνακα και υποδείξτε τον τύπο της γράφοντας ένα σύμβολο «+» στις κατάλληλες στήλες.
συμπεράσματα
Οι ουσίες είναι απλές και σύνθετες, οργανικές και ανόργανες.
Οι απλές ουσίες χωρίζονται σε μέταλλα και μη μέταλλα και τα χημικά στοιχεία - σε μεταλλικά και μη μεταλλικά.
Τα μέταλλα έχουν πολλές κοινές ιδιότητες λόγω της ομοιότητας της εσωτερικής τους δομής.
Τα μη μέταλλα αποτελούνται από άτομα ή μόρια και διαφέρουν ως προς τις ιδιότητές τους από τα μέταλλα.
Οι σύνθετες ουσίες (χημικές ενώσεις) έχουν ατομική, μοριακή ή ιοντική δομή.
Σχεδόν όλες οι ενώσεις του άνθρακα ανήκουν σε οργανικές ουσίες και οι υπόλοιπες ενώσεις και απλές ουσίες ανήκουν σε ανόργανες ουσίες.
?
56. Ποια ουσία λέγεται απλή, και ποια σύνθετη; Τι είδη απλών ουσιών υπάρχουν και ποια είναι τα ονόματα των αντίστοιχων στοιχείων;
57. Με ποιες φυσικές ιδιότητες διακρίνεται ένα μέταλλο από ένα αμέταλλο;
58. Ορίστε ένα μόριο. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ ενός μορίου μιας απλής ουσίας και ενός μορίου μιας σύνθετης ουσίας;
59. Συμπληρώστε τα κενά εισάγοντας τις λέξεις «Άζωτο» ή «άζωτο» στις κατάλληλες περιπτώσεις και εξηγήστε την επιλογή σας:
α) ... - αέριο, το οποίο περιέχει τη μεγαλύτερη ποσότητα στον αέρα.
β) ένα μόριο ... αποτελείται από δύο άτομα ...;
γ) ενώσεις ... εισέρχονται στα φυτά από το έδαφος.
δ) ... δυσδιάλυτο στο νερό.
60. Να συμπληρώσετε τα κενά εισάγοντας τις λέξεις «στοιχείο», «άτομο» ή «μόριο» στην κατάλληλη περίπτωση και αριθμό:
α) ... ο λευκός φώσφορος περιέχει τέσσερις ... Φώσφορο?
β) υπάρχει ... διοξείδιο του άνθρακα στον αέρα.
γ) ο χρυσός είναι μια απλή ουσία... Aurum.
Στο προηγούμενο κεφάλαιο, ειπώθηκε ότι όχι μόνο άτομα ενός χημικού στοιχείου, αλλά και άτομα διαφορετικών στοιχείων μπορούν να σχηματίσουν δεσμούς μεταξύ τους. Οι ουσίες που σχηματίζονται από άτομα ενός χημικού στοιχείου ονομάζονται απλές ουσίες και οι ουσίες που σχηματίζονται από άτομα διαφορετικών χημικών στοιχείων ονομάζονται σύνθετες ουσίες. Ορισμένες απλές ουσίες έχουν μοριακή δομή, δηλ. αποτελούνται από μόρια. Για παράδειγμα, ουσίες όπως το οξυγόνο, το άζωτο, το υδρογόνο, το φθόριο, το χλώριο, το βρώμιο και το ιώδιο έχουν μοριακή δομή. Κάθε μία από αυτές τις ουσίες σχηματίζεται από διατομικά μόρια, επομένως οι τύποι τους μπορούν να γραφούν ως O 2, N 2, H 2, F 2, Cl 2, Br 2 και I 2, αντίστοιχα. Όπως μπορείτε να δείτε, απλές ουσίες μπορεί να έχουν το ίδιο όνομα με τα στοιχεία που τις σχηματίζουν. Επομένως, θα πρέπει κανείς να διακρίνει ξεκάθαρα τις καταστάσεις όταν πρόκειται για ένα χημικό στοιχείο και όταν πρόκειται για μια απλή ουσία.
Συχνά, οι απλές ουσίες δεν έχουν μοριακή, αλλά ατομική δομή. Σε τέτοιες ουσίες, τα άτομα μπορούν να σχηματίσουν διάφορους τύπους δεσμών μεταξύ τους, οι οποίοι θα συζητηθούν λεπτομερώς λίγο αργότερα. Ουσίες αυτής της δομής είναι όλα τα μέταλλα, για παράδειγμα, ο σίδηρος, ο χαλκός, το νικέλιο, καθώς και ορισμένα αμέταλλα - διαμάντι, πυρίτιο, γραφίτης κ.λπ. Για αυτές τις ουσίες, όχι μόνο το όνομα του χημικού στοιχείου συμπίπτει με το όνομα της ουσίας που σχηματίζεται από αυτό, αλλά ο τύπος της ουσίας και η ονομασία του χημικού στοιχείου είναι επίσης πανομοιότυποι. Για παράδειγμα, τα χημικά στοιχεία σίδηρος, χαλκός και πυρίτιο, που έχουν τις ονομασίες Fe, Cu και Si, σχηματίζουν απλές ουσίες, οι τύποι των οποίων είναι Fe, Cu και Si, αντίστοιχα. Υπάρχει επίσης μια μικρή ομάδα απλών ουσιών, που αποτελούνται από ανόμοια άτομα, που δεν συνδέονται με κανέναν τρόπο. Τέτοιες ουσίες είναι τα αέρια, τα οποία ονομάζονται, λόγω της εξαιρετικά χαμηλής χημικής τους δράσης, ευγενή. Αυτά περιλαμβάνουν ήλιο (He), νέο (Ne), αργό (Ar), κρυπτό (Kr), ξένο (Xe), ραδόνιο (Rn).
Δεδομένου ότι υπάρχουν μόνο περίπου 500 γνωστές απλές ουσίες, λογικά προκύπτει ότι πολλά χημικά στοιχεία χαρακτηρίζονται από ένα φαινόμενο που ονομάζεται αλλοτροπία.
Αλλοτροπία είναι το φαινόμενο όταν κάποιος χημικό στοιχείομπορεί να σχηματίσει πολλές απλές ουσίες. Διαφορετικές χημικές ουσίες που σχηματίζονται από ένα χημικό στοιχείο ονομάζονται αλλοτροπικές τροποποιήσεις ή αλλοτροπικά.
Έτσι, για παράδειγμα, το χημικό στοιχείο οξυγόνο μπορεί να σχηματίσει δύο απλές ουσίες, η μία από τις οποίες έχει το όνομα του χημικού στοιχείου - οξυγόνο. Το οξυγόνο ως ουσία αποτελείται από διατομικά μόρια, δηλ. ο τύπος του είναι O 2 . Αυτή η ένωση είναι μέρος του ζωτικού αέρα που χρειαζόμαστε. Μια άλλη αλλοτροπική τροποποίηση του οξυγόνου είναι το τριατομικό αέριο όζον, του οποίου ο τύπος είναι O 3 . Παρά το γεγονός ότι τόσο το όζον όσο και το οξυγόνο σχηματίζονται από το ίδιο χημικό στοιχείο, η χημική τους συμπεριφορά είναι πολύ διαφορετική: το όζον είναι πολύ πιο ενεργό από το οξυγόνο σε αντιδράσεις με τις ίδιες ουσίες. Επιπλέον, αυτές οι ουσίες διαφέρουν μεταξύ τους σε φυσικές ιδιότητες, τουλάχιστον λόγω του γεγονότος ότι μοριακή μάζαΤο όζον είναι 1,5 φορές περισσότερο από το οξυγόνο. Αυτό οδηγεί στο γεγονός ότι η πυκνότητά του στην αέρια κατάσταση είναι επίσης 1,5 φορές μεγαλύτερη.
Πολλά χημικά στοιχεία τείνουν να σχηματίζουν αλλοτροπικές τροποποιήσεις που διαφέρουν μεταξύ τους ως προς τα δομικά χαρακτηριστικά του κρυσταλλικού πλέγματος. Έτσι, για παράδειγμα, στο Σχήμα 5, μπορείτε να δείτε σχηματικές αναπαραστάσεις θραυσμάτων των κρυσταλλικών δικτυωμάτων διαμαντιού και γραφίτη, που είναι αλλοτροπικές τροποποιήσεις του άνθρακα.
Εικόνα 5. Θραύσματα κρυσταλλικών δικτυωμάτων από διαμάντι (α) και γραφίτη (β)
Επιπλέον, ο άνθρακας μπορεί επίσης να έχει μοριακή δομή: μια τέτοια δομή παρατηρείται σε έναν τέτοιο τύπο ουσιών όπως τα φουλερένια. Ουσίες αυτού του τύπουσχηματίζεται από σφαιρικά μόρια άνθρακα. Το σχήμα 6 δείχνει τρισδιάστατα μοντέλα του μορίου φουλερενίου c60 και μια μπάλα ποδοσφαίρου για σύγκριση. Σημειώστε την ενδιαφέρουσα ομοιότητά τους.
Εικόνα 6. Μόριο φουλλερενίου C60 (α) και μπάλα ποδοσφαίρου(σι)
Οι ενώσεις είναι ουσίες που αποτελούνται από άτομα διαφορετικών στοιχείων. Αυτές, όπως οι απλές ουσίες, μπορούν να έχουν μοριακή και μη μοριακή δομή. Ο μη μοριακός τύπος δομής σύνθετων ουσιών μπορεί να είναι πιο ποικίλος από αυτόν των απλών. Οποιεσδήποτε σύνθετες χημικές ουσίες μπορούν να ληφθούν είτε με άμεση αλληλεπίδραση απλών ουσιών είτε με μια ακολουθία αλληλεπιδράσεων μεταξύ τους. Είναι σημαντικό να γνωρίζουμε ένα γεγονός, το οποίο είναι ότι οι ιδιότητες των πολύπλοκων ουσιών, τόσο φυσικών όσο και χημικών, είναι πολύ διαφορετικές από τις ιδιότητες των απλών ουσιών από τις οποίες προέρχονται. Για παράδειγμα, το επιτραπέζιο αλάτι, το οποίο έχει φόρα NaCl και είναι ένας άχρωμος διαφανής κρύσταλλος, μπορεί να ληφθεί με αντίδραση νατρίου, που είναι μέταλλο με ιδιότητες χαρακτηριστικές των μετάλλων (γυαλάδα και ηλεκτρική αγωγιμότητα), με χλώριο Cl 2, ένα κιτρινοπράσινο αέριο.
Το θειικό οξύ H 2 SO 4 μπορεί να σχηματιστεί από μια σειρά διαδοχικών μετασχηματισμών από απλές ουσίες - υδρογόνο H 2 , θείο S και οξυγόνο O 2 . Το υδρογόνο είναι αέριο ελαφρύτερο από τον αέρα, σχηματίζει εκρηκτικά μείγματα με τον αέρα, το θείο είναι στερεό κίτρινο χρώμα, ικανό να καίει και οξυγόνο, ένα αέριο ελαφρώς βαρύτερο από τον αέρα, στο οποίο μπορούν να καούν πολλές ουσίες. Το θειικό οξύ, το οποίο μπορεί να ληφθεί από αυτές τις απλές ουσίες, είναι ένα βαρύ ελαιώδες υγρό με ισχυρές ιδιότητες αφαίρεσης νερού, λόγω των οποίων απανθρακώνει πολλές ουσίες οργανικής προέλευσης.
Προφανώς, εκτός από μεμονωμένες χημικές ουσίες, υπάρχουν και μείγματα αυτών. Είναι κυρίως μείγματα διαφόρων ουσιών που σχηματίζουν τον κόσμο γύρω μας: κράματα μετάλλων, τρόφιμα, ποτά, διάφορα υλικάπου συνθέτουν τα αντικείμενα γύρω μας.
Για παράδειγμα, ο αέρας που αναπνέουμε αποτελείται κυρίως από άζωτο N 2 (78%), οξυγόνο που είναι ζωτικής σημασίας για εμάς (21%), ενώ το υπόλοιπο 1% είναι ακαθαρσίες άλλων αερίων (διοξείδιο του άνθρακα, ευγενή αέρια κ.λπ.).
Τα μείγματα ουσιών χωρίζονται σε ομοιογενή και ετερογενή. Ομογενή μείγματα είναι εκείνα τα μείγματα που δεν έχουν όρια φάσεων. Τα ομοιογενή μείγματα είναι ένα μείγμα αλκοόλης και νερού, κράματα μετάλλων, διάλυμα αλατιού και ζάχαρης σε νερό, μείγματα αερίων κ.λπ. Ετερογενή μείγματα είναι εκείνα τα μείγματα που έχουν όριο φάσης. Τα μείγματα αυτού του τύπου περιλαμβάνουν μείγμα άμμου και νερού, ζάχαρη και αλάτι, μείγμα λαδιού και νερού κ.λπ.
Οι ουσίες που αποτελούν τα μείγματα ονομάζονται συστατικά.
Τα μείγματα απλών ουσιών, σε αντίθεση με τις χημικές ενώσεις που μπορούν να ληφθούν από αυτές τις απλές ουσίες, διατηρούν τις ιδιότητες κάθε συστατικού.
Οι ουσίες μπορεί να αποτελούνται από άτομα των ίδιων ή διαφορετικών χημικών στοιχείων. Σε αυτή τη βάση, όλες οι ουσίες χωρίζονται σε απλές και σύνθετες.
Οι ουσίες που αποτελούνται από άτομα ενός χημικού στοιχείου ονομάζονται απλές. Οι απλές ουσίες χωρίζονται σε μέταλλα (που σχηματίζονται από άτομα μετάλλων: Na, K, Ca, Mg) και σε αμέταλλα (που σχηματίζονται από άτομα μη μετάλλων H2, N2, O2, Cl2, F2, S, P, Si) ανάλογα με το ΦΥΣΙΚΕΣ ΚΑΙ ΧΗΜΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ.
Οι ουσίες που αποτελούνται από άτομα διαφορετικών χημικών στοιχείων ονομάζονται σύνθετες ουσίες. Οι κύριες κατηγορίες πολύπλοκων ανόργανων ουσιών περιλαμβάνουν οξείδια, βάσεις, οξέα και άλατα.
Τα οξείδια είναι δυαδικές ενώσεις (ενώσεις που αποτελούνται από δύο χημικά στοιχεία), οι οποίες περιλαμβάνουν το στοιχείο οξυγόνο σε κατάσταση οξείδωσης -2.
Τα οξείδια διακρίνονται σε βασικά, αμφοτερικά, όξινα και μη άλατα:
1. Τα βασικά οξείδια σχηματίζονται από τυπικά άτομα μετάλλου και άτομα οξυγόνου. Για παράδειγμα, Na2O, CaO, LiO. Αντιστοιχούν σε υδροξείδια - βάσεις.
2. Τα αμφοτερικά οξείδια σχηματίζονται από άτομα μετάλλου μεταπτώσεως και άτομα οξυγόνου. Για παράδειγμα, BeO, ZnO, Al2O3. Αντιστοιχούν σε αμφοτερικά υδροξείδια.
3. Τα οξείδια των οξέων σχηματίζονται από άτομα μη μετάλλων και άτομα οξυγόνου. Για παράδειγμα, CO2, SiO2, N2O3, NO2, N2O5, P2O3, P2O5, SO2, SO3, Cl2O7, κ.λπ. Αντιστοιχούν σε υδροξείδια - οξέα.
4. Τα οξείδια που δεν σχηματίζουν άλατα σχηματίζονται από άτομα μη μετάλλων και οξυγόνο. Τα οξείδια που δεν σχηματίζουν άλατα περιλαμβάνουν 4 οξείδια: CO, SiO, N2O, NO.
Οι βάσεις είναι ενώσεις που περιέχουν ένα κατιόν μετάλλου (ή αμμωνίου) και μία ή περισσότερες υδροξυλομάδες. Για παράδειγμα, NaOH, Ca(OH)2, KOH, NH4OH.
Διακρίνονται ιδιαίτερα οι διαλυτές βάσεις, που ονομάζονται αλκάλια. Αυτά περιλαμβάνουν υδροξείδια αλκαλίων και μετάλλων αλκαλικών γαιών.
Ανάλογα με τον αριθμό των υδροξυλομάδων, οι βάσεις χωρίζονται σε ενός, δύο και τριών οξέων.
Τα αμφοτερικά υδροξείδια σχηματίζονται από κατιόντα βηρυλλίου, ψευδαργύρου ή αργιλίου και ανιόντα υδροξειδίου: Be(OH)2, Zn(OH)2, Al(OH)3.
Τα οξέα είναι ενώσεις που περιέχουν κατιόντα υδρογόνου και ανιόντα ενός όξινου υπολείμματος. Ανάλογα με τον αριθμό των κατιόντων υδρογόνου, τα οξέα χωρίζονται σε ένα, δύο και τρία βασικά. Σύμφωνα με την παρουσία οξυγόνου στο υπόλειμμα οξέος, τα οξέα χωρίζονται σε ανοξικά και οξυγονούχα.
HF - υδροφθορικό (ή υδροφθορικό) οξύ
HCl - υδροχλωρικό (ή υδροχλωρικό) οξύ
HBr - υδροβρωμικό οξύ
HI - υδροϊωδικό οξύ
H2S - υδροθειικό οξύ
HNO3 - νιτρικό οξύ (αντιστοιχεί στο οξείδιο του οξέος N2O5)
HNO2 - νιτρώδες οξύ (αντιστοιχεί στο οξείδιο του οξέος N2O3)
H2SO4 - θειικό οξύ (αντιστοιχεί στο οξείδιο του οξέος SO3)
H2SO3 - θειικό οξύ (αντιστοιχεί στο οξείδιο του οξέος SO2)
H2CO3 - ανθρακικό οξύ (αντιστοιχεί στο όξινο οξείδιο CO2)
H2SiO3 - πυριτικό οξύ (αντιστοιχεί στο οξείδιο του οξέος SiO2)
H3PO4 - φωσφορικό οξύ (αντιστοιχεί στο οξείδιο του οξέος P2O5).
Τα άλατα είναι ενώσεις που περιλαμβάνουν ένα κατιόν μετάλλου (ή αμμωνίου) και ένα ανιόν ενός υπολείμματος οξέος.
Ανάλογα με τη σύνθεση του οξέος χωρίζονται σε:
1. Μέσο - αποτελείται από ένα κατιόν μετάλλου και ένα υπόλειμμα οξέος - αυτό είναι το προϊόν της πλήρους αντικατάστασης των ατόμων υδρογόνου οξέος με κατιόντα μετάλλου (ή αμμωνίου). Για παράδειγμα, Na2SO4, K3PO4.
Άλατα υδροφθορικού οξέος - φθοριούχα,
άλατα υδροχλωρικού οξέος - χλωριούχα,
άλατα υδροβρωμικού οξέος - βρωμιούχα,
άλατα υδροϊωδικού οξέος - ιωδίδια,
άλατα υδροθειικού οξέος - σουλφίδια,
άλατα νιτρικού οξέος - νιτρικά,
άλατα νιτρώδους οξέος - νιτρώδη,
άλατα θειικού οξέος - θειικά,
άλατα θειικού οξέος - θειώδη,
άλατα ανθρακικού οξέος - ανθρακικά,
άλατα πυριτικού οξέος - πυριτικά,
άλας φωσφορικό οξύ- φωσφορικά άλατα.
2. Όξινα άλατα - αποτελούνται από ένα κατιόν μετάλλου (ή αμμωνίου), ένα κατιόν (α) υδρογόνου (α) και ένα ανιόν ενός υπολείμματος οξέος - αυτό είναι το προϊόν της ατελούς αντικατάστασης των ατόμων υδρογόνου οξέος από κατιόντα μετάλλου. Τα όξινα άλατα μπορούν να σχηματίσουν μόνο διβασικά και τριβασικά οξέα. Το πρόθεμα hydro- (ή digdro) προστίθεται στο όνομα του αλατιού. Για παράδειγμα, NaHSO4 (όξινο θειικό νάτριο), KH2PO4 (διόξινο φωσφορικό κάλιο).
3. Βασικά άλατα - αποτελούνται από ένα κατιόν μετάλλου (ή αμμωνίου), υδροξυδανιόν και ένα ανιόν ενός υπολείμματος οξέος - αυτό είναι το προϊόν της ατελούς αντικατάστασης των υδροξυλομάδων της βάσης με υπολείμματα οξέος. Τα βασικά άλατα μπορούν να σχηματίσουν μόνο βάσεις δύο και τριών οξέων. Το πρόθεμα hydroxo- προστίθεται στο όνομα του αλατιού. Για παράδειγμα, το (CuOH)2CO3 είναι υδροξοανθρακικός χαλκός (II).
Όλα όσα μας περιβάλλουν έχουν τη δική τους φυσική και χημική φύση. Τι ονομάζεται ουσία και τι είδη υπάρχουν; Είναι μια φυσική ουσία που έχει μια συγκεκριμένη χημική σύνθεση. Στα λατινικά, η λέξη «ουσία» υποδηλώνεται με τον όρο Substantia, ο οποίος χρησιμοποιείται επίσης συχνά από επιστήμονες. Τι αντιπροσωπεύει;
Μέχρι σήμερα είναι γνωστές περισσότερες από 20 εκατομμύρια διαφορετικές ουσίες. Υπάρχουν κάθε είδους αέρια στον αέρα, στον ωκεανό, στις θάλασσες και στα ποτάμια - νερό με μέταλλα και άλατα. Το συμπαγές επιφανειακό στρώμα του πλανήτη μας αποτελείται από πολυάριθμους βράχους. Ένας τεράστιος αριθμός διαφορετικών ουσιών υπάρχει σε κάθε ζωντανό οργανισμό.
Γενικές έννοιες
Στη σύγχρονη χημεία, μια ουσία της οποίας ο ορισμός θεωρείται ότι έχει μάζα ηρεμίας. Αποτελείται από στοιχειώδη σωματίδια ή οιονεί σωματίδια. Αναπόσπαστο χαρακτηριστικό κάθε ουσίας είναι η μάζα της. Κατά κανόνα, σε σχετικά χαμηλές πυκνότητες και θερμοκρασίες, στοιχειώδη σωματίδια όπως ηλεκτρόνια, νετρόνια και πρωτόνια βρίσκονται συχνότερα στη σύνθεσή του. Οι δύο τελευταίοι αποτελούν τους ατομικούς πυρήνες. Όλα αυτά τα στοιχειώδη σωματίδια σχηματίζουν ουσίες όπως μόρια και κρύσταλλοι. Στην ουσία, η ατομική τους ουσία (άτομα) αποτελείται από ηλεκτρόνια, πρωτόνια και νετρόνια.
Από τη σκοπιά της βιολογίας, «ουσία» είναι η έννοια της ύλης που σχηματίζει τους ιστούς οποιουδήποτε οργανισμού. Είναι μέρος των οργανιδίων που βρίσκονται στα κύτταρα. Με μια γενική έννοια, η «ουσία» είναι μια μορφή ύλης από την οποία σχηματίζονται όλα τα φυσικά σώματα.
Ιδιότητες ύλης
Οι ιδιότητες μιας ουσίας ονομάζονται ένα σύνολο αντικειμενικών χαρακτηριστικών που καθορίζουν την ατομικότητα. Σας επιτρέπουν να διακρίνετε μια ουσία από την άλλη. Το πιο χαρακτηριστικό φυσικό Χημικές ιδιότητεςουσίες:
Πυκνότητα;
Σημεία βρασμού και τήξης.
Θερμοδυναμικά χαρακτηριστικά;
Χημικές ιδιότητες;
Τιμές κρυσταλλικής δομής.
Όλες οι παραμέτρους που παρατίθενται είναι μη μεταβαλλόμενες σταθερές. Δεδομένου ότι όλες οι ουσίες είναι διαφορετικές μεταξύ τους, έχουν ορισμένα χαρακτηριστικά.Τι σημαίνει αυτή η έννοια; Οι ιδιότητες μιας ουσίας είναι τα χαρακτηριστικά της, που καθορίζονται με μέτρηση ή παρατήρηση, χωρίς να τη μετατρέπουν σε άλλη ουσία. Τα σημαντικότερα από αυτά είναι:
Κατάσταση συγκέντρωσης·
Χρώμα και λάμψη.
Η παρουσία μιας μυρωδιάς.
Αδιαλυτότητα ή διαλυτότητα στο νερό.
σημείο τήξης και βρασμού.
Πυκνότητα;
ηλεκτρική αγωγιμότητα;
Θερμική αγωγιμότητα;
Σκληρότητα;
εύθραυστο;
Πλαστική ύλη.
Χαρακτηρίζεται επίσης από μια τέτοια φυσική ιδιότητα όπως το σχήμα. Το χρώμα, η γεύση, η όσφρηση προσδιορίζονται οπτικά και με τη βοήθεια των αισθήσεων. Οι φυσικές παράμετροι όπως η πυκνότητα, τα σημεία τήξης και βρασμού, η ηλεκτρική αγωγιμότητα υπολογίζονται χρησιμοποιώντας διάφορες μετρήσεις. Πληροφορίες για φυσικές ιδιότητεςαχ, οι περισσότερες ουσίες παρουσιάζονται σε ειδικά βιβλία αναφοράς. Εξαρτώνται από τη συνολική κατάσταση της ουσίας. Έτσι, η πυκνότητα του νερού, του πάγου και του ατμού είναι εντελώς διαφορετική. Το οξυγόνο είναι άχρωμο στην αέρια κατάσταση, αλλά μπλε στην υγρή κατάσταση. Λόγω των διαφορών στις φυσικές ιδιότητες, πολλές ουσίες μπορούν να διακριθούν. Έτσι, ο χαλκός είναι το μόνο μέταλλο που έχει κοκκινωπή απόχρωση. Απλά έχει αλμυρή γεύση. Στις περισσότερες περιπτώσεις, για να οριστεί μια ουσία, είναι απαραίτητο να ληφθούν υπόψη αρκετές από τις γνωστές της ιδιότητες.
Σχέση εννοιών
Πολλοί συγχέουν τις έννοιες «χημικό στοιχείο», «άτομο», «απλή ουσία». Στην πραγματικότητα, διαφέρουν μεταξύ τους. Άρα, ένα άτομο είναι μια συγκεκριμένη έννοια, αφού υπάρχει πραγματικά. Χημικό στοιχείο - αφηρημένος (συλλογικός) ορισμός. Στη φύση, υπάρχει μόνο με τη μορφή δεσμευμένων ή ελεύθερων ατόμων. Με άλλα λόγια, είναι μια απλή ή πολύπλοκη ουσία. Κάθε χημικό στοιχείο έχει το δικό του σύμβολο- σημάδι (σύμβολο). Σε ορισμένες περιπτώσεις εκφράζει και τη σύσταση μιας απλής ουσίας (B, C, Zn). Αλλά συχνά αυτό το σύμβολο υποδηλώνει μόνο ένα χημικό στοιχείο. Αυτό αποδεικνύεται ξεκάθαρα από τον τύπο του οξυγόνου. Άρα το Ο είναι απλώς ένα χημικό στοιχείο και η απλή ουσία οξυγόνο συμβολίζεται με τον τύπο Ο 2.
Υπάρχουν και άλλες διαφορές μεταξύ αυτών των εννοιών. Είναι απαραίτητο να γίνει διάκριση μεταξύ των χαρακτηριστικών (ιδιοτήτων) απλών ουσιών, που είναι μια συλλογή σωματιδίων, και ενός χημικού στοιχείου, που είναι ένα άτομο ενός συγκεκριμένου τύπου. Υπάρχουν κάποιες διαφορές και στα ονόματα. Τις περισσότερες φορές, ο χαρακτηρισμός ενός χημικού στοιχείου και μιας απλής ουσίας είναι ο ίδιος. Ωστόσο, υπάρχουν εξαιρέσεις σε αυτόν τον κανόνα.
Ταξινόμηση ουσιών
Τι ονομάζεται ουσία από την άποψη της επιστήμης; Ο αριθμός των διαφορετικών ουσιών είναι πολύ μεγάλος. Μια φυσική ουσία, της οποίας ο ορισμός σχετίζεται με τη φυσική της προέλευση, μπορεί να είναι οργανική ή ανόργανη. Ο άνθρωπος έχει μάθει να συνθέτει τεχνητά πολλές ενώσεις. Ο ορισμός της «ουσίας» συνεπάγεται τη διαίρεση σε απλές (μεμονωμένες) ουσίες και μείγματα. Η στάση απέναντι στην ταξινόμηση εξαρτάται από το πόσα από αυτά περιλαμβάνονται σε αυτήν.
Ο ορισμός μιας απλής ουσίας κατανοεί μια αφηρημένη έννοια, που σημαίνει ένα σύνολο ατόμων που συνδέονται μεταξύ τους σύμφωνα με ορισμένους φυσικούς και χημικούς νόμους. Παρόλα αυτά, τα όρια μεταξύ αυτού και του μείγματος είναι πολύ ασαφή, καθώς ορισμένες ουσίες έχουν μεταβλητή σύνθεση. Για αυτούς ακόμη και η ακριβής φόρμουλα δεν προσφέρεται ακόμη. Λόγω του γεγονότος ότι για μια απλή ουσία είναι εφικτή μόνο η τελική της καθαρότητα, αυτή η έννοια παραμένει αφηρημένη. Με άλλα λόγια, σε οποιοδήποτε από αυτά υπάρχει ένα μείγμα χημικών στοιχείων στο οποίο κυριαρχεί το ένα. Συχνά η καθαρότητα μιας ουσίας επηρεάζει άμεσα τις ιδιότητές της. Με μια γενική έννοια, μια απλή ουσία αποτελείται από τα άτομα ενός χημικού στοιχείου. Για παράδειγμα, ένα μόριο αερίου οξυγόνου περιέχει 2 πανομοιότυπα άτομα (Ο 2).
Τι είναι μια σύνθετη ουσία; Μια τέτοια χημική ένωση περιλαμβάνει διάφορα άτομα που αποτελούν το μόριο. Μερικές φορές αναφέρεται ως μικτή χημική ουσία. Οι σύνθετες ουσίες είναι μείγματα των οποίων τα μόρια σχηματίζονται από άτομα δύο ή περισσότερων στοιχείων. Έτσι, για παράδειγμα, σε ένα μόριο νερού υπάρχει ένα άτομο οξυγόνου και 2 υδρογόνο (H 2 O). Η έννοια της σύνθετης ουσίας αντιστοιχεί σε ένα μόριο που περιέχει διάφορα χημικά στοιχεία. Υπάρχουν πολλές περισσότερες τέτοιες ουσίες από τις απλές. Μπορούν να είναι φυσικά και τεχνητά.
Απλή και η έννοια των οποίων είναι σε κάποιο βαθμό υπό όρους, διαφέρουν ως προς τις ιδιότητές τους. Έτσι, για παράδειγμα, το τιτάνιο γίνεται ισχυρό μόνο όταν ελευθερωθεί από άτομα οξυγόνου σε λιγότερο από το εκατοστό του τοις εκατό. Μια σύνθετη και απλή ουσία, ο χημικός ορισμός της οποίας είναι λίγο δύσκολο να κατανοηθεί, μπορεί να είναι δύο ειδών: ανόργανη και οργανική.
ανόργανες ουσίες
Ανόργανες είναι όλες οι χημικές ενώσεις που δεν περιέχουν άνθρακα. Αυτή η ομάδα περιλαμβάνει επίσης ορισμένες ουσίες που περιέχουν αυτό το στοιχείο (κυανίδια, ανθρακικά, καρβίδια, οξείδια του άνθρακα και αρκετές άλλες ουσίες). Δεν έχουν σκελετό χαρακτηριστικό των οργανικών ουσιών. Ο καθένας μπορεί να ονομάσει μια ουσία σύμφωνα με τον τύπο χάρη στο περιοδικό σύστημα του Mendeleev και το σχολικό μάθημα χημείας. Όλα είναι σημειωμένα με λατινικά γράμματα. Πώς ονομάζεται ουσία σε αυτή την περίπτωση; Όλες οι ανόργανες ουσίες χωρίζονται στις ακόλουθες ομάδες:
Απλές ουσίες: μέταλλα (Mg, Na, Ca); μη μέταλλα (P, S); ευγενή αέρια (He, Ar, Xe); αμφοτερικές ουσίες (Al, Zn, Fe);
Σύμπλοκο: άλατα, οξείδια, οξέα, υδροξείδια.
οργανική ύλη
Ο ορισμός της οργανικής ύλης είναι αρκετά απλός. Αυτές οι ουσίες περιλαμβάνουν χημικές ενώσεις που περιέχουν άνθρακα. Αυτή η κατηγορία ουσιών είναι η πιο εκτεταμένη. Είναι αλήθεια ότι υπάρχουν εξαιρέσεις σε αυτόν τον κανόνα. Έτσι, οι οργανικές ουσίες δεν περιλαμβάνουν: οξείδια του άνθρακα, καρβίδια, ανθρακικά, ανθρακικό οξύ, κυανιούχα και θειοκυανικά.
Η απάντηση στην ερώτηση "το όνομα περιλαμβάνει έναν αριθμό πολύπλοκων ενώσεων. Αυτές περιλαμβάνουν: αμίνες, αμίδια, κετόνες, ανυδρίτες, αλδεΰδες, νιτρίλια, καρβοξυλικά οξέα, οργανοθείες ενώσεις, υδρογονάνθρακες, αλκοόλες, αιθέρες και εστέρες, αμινοξέα.
Οι κύριες κατηγορίες βιολογικών οργανικών ουσιών περιλαμβάνουν λιπίδια, πρωτεΐνες, νουκλεϊκά οξέα, υδατάνθρακες. Αυτά, εκτός από άνθρακα, έχουν στη σύνθεσή τους υδρογόνο, οξυγόνο, φώσφορο, θείο, άζωτο. Οι οποίες γνωρίσματα του χαρακτήρασε οργανική ουσία; Η ποικιλομορφία και η ποικιλομορφία της δομής τους εξηγείται από τις ιδιαιτερότητες των ατόμων άνθρακα, τα οποία είναι σε θέση να σχηματίζουν ισχυρούς δεσμούς όταν συνδέονται σε αλυσίδες. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα πολύ σταθερά μόρια. Τα άτομα άνθρακα σχηματίζουν μια ζιγκ-ζαγκ αλυσίδα, η οποία είναι χαρακτηριστικό στοιχείοοργανικές ουσίες. Σε αυτή την περίπτωση, η δομή των μορίων επηρεάζει άμεσα τις χημικές ιδιότητες. Ο άνθρακας σε οργανικές ουσίες μπορεί να συνδυαστεί σε ανοιχτές και κυκλικές (κλειστές) αλυσίδες.
Συγκεντρωτικές καταστάσεις
Ο ορισμός της «ουσίας» στη χημεία δεν δίνει μια λεπτομερή έννοια της κατάστασης συσσώρευσής της. Διαφέρουν ως προς τον ρόλο που παίζει η αλληλεπίδραση των μορίων στην ύπαρξή τους. Υπάρχουν 3 καταστάσεις ύλης:
Ένα στερεό στο οποίο τα μόρια είναι στενά συνδεδεμένα. Υπάρχει έντονη έλξη ανάμεσά τους. Στη στερεά κατάσταση, τα μόρια μιας ουσίας δεν μπορούν να κινούνται ελεύθερα. Μπορούν μόνο να κάνουν ταλαντευτικές κινήσεις. Χάρη σε αυτό, τα στερεά διατηρούν τέλεια το σχήμα και τον όγκο τους.
Υγρό, στο οποίο τα μόρια είναι πιο ελεύθερα και μπορούν να μετακινηθούν από το ένα μέρος στο άλλο. Χάρη σε αυτές τις ιδιότητες, οποιοδήποτε υγρό μπορεί να πάρει τη μορφή αγγείου και να ρέει.
Αέριο, στο οποίο τα στοιχειώδη σωματίδια της ύλης κινούνται ελεύθερα και τυχαία. Οι μοριακοί δεσμοί σε αυτή την κατάσταση είναι τόσο αδύναμοι που μπορεί να απέχουν πολύ μεταξύ τους. Στην αέρια κατάσταση, η ουσία μπορεί να γεμίσει μεγάλους όγκους.
Χρησιμοποιώντας το νερό ως παράδειγμα, είναι πολύ εύκολο να κατανοήσουμε τη διαφορά μεταξύ πάγου, υγρού και ατμού. Όλες αυτές οι καταστάσεις συσσωμάτωσης δεν ανήκουν στα επιμέρους χαρακτηριστικά μιας χημικής ουσίας. Αντιστοιχούν μόνο στις καταστάσεις ύπαρξης μιας ουσίας που εξαρτώνται από το εξωτερικό φυσικές συνθήκες. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο είναι αδύνατο να αποδοθεί με σαφήνεια η ιδιότητα του υγρού στο νερό. Όταν αλλάζει εξωτερικές συνθήκεςπολλές χημικές ουσίες αλλάζουν από τη μια κατάσταση συσσωμάτωσης στην άλλη. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, ανακαλύπτονται ενδιάμεσοι (οριακά) τύποι. Η πιο γνωστή από αυτές είναι η άμορφη κατάσταση, που ονομάζεται υαλώδης. Ένας τέτοιος ορισμός της «ουσίας» στη χημεία συνδέεται με τη δομή της (μετάφραση από το ελληνικό άμορφο - άμορφο).
Στη φυσική, εξετάζεται μια ακόμη κατάσταση συσσωμάτωσης, που ονομάζεται πλάσμα. Είναι πλήρως ή μερικώς ιονισμένο και χαρακτηρίζεται από την ίδια πυκνότητα αρνητικών και θετικών φορτίων. Με άλλα λόγια: το πλάσμα είναι ηλεκτρικά ουδέτερο. Αυτή η κατάσταση της ύλης εμφανίζεται μόνο στο όριο υψηλές θερμοκρασίες. Μερικές φορές φτάνουν χιλιάδες Κέλβιν. Σε ορισμένες από τις ιδιότητές του, το πλάσμα είναι το αντίθετο του αερίου. Το τελευταίο έχει χαμηλή ηλεκτρική αγωγιμότητα. Ένα αέριο αποτελείται από σωματίδια που είναι παρόμοια μεταξύ τους. Ωστόσο, σπάνια συναντιούνται. Το πλάσμα έχει υψηλή ηλεκτρική αγωγιμότητα. Αποτελείται από στοιχειώδη σωματίδια που διαφέρουν ως προς το ηλεκτρικό φορτίο. Αλληλεπιδρούν συνεχώς μεταξύ τους.
Υπάρχουν επίσης τέτοιες ενδιάμεσες καταστάσεις της ύλης όπως ένα πολυμερές (πολύ ελαστικό). Σε σχέση με την παρουσία αυτών των μεταβατικών μορφών, οι ειδικοί συχνά χρησιμοποιούν την έννοια της "φάσης" ευρύτερα. Κάτω από ορισμένες συνθήκες, αρκετά διαφορετικές από τις συνηθισμένες, ορισμένες ουσίες περνούν σε ειδικές καταστάσεις, για παράδειγμα, υπεραγώγιμες και υπερρευστές.
κρυστάλλους
Οι κρύσταλλοι είναι στερεά που έχουν το φυσικό σχήμα των κανονικών πολύεδρων. Βασίζεται στην εσωτερική τους δομή και εξαρτάται από τη διάταξη των συστατικών του ατόμων, μορίων και ιόντων. Στη χημεία, ονομάζεται κρυσταλλικό πλέγμα. Μια τέτοια δομή είναι ατομική για κάθε ουσία, επομένως είναι μια από τις κύριες φυσικοχημικές παραμέτρους.
Οι αποστάσεις μεταξύ των σωματιδίων που αποτελούν τους κρυστάλλους ονομάζονται παράμετροι πλέγματος. Προσδιορίζονται χρησιμοποιώντας φυσικές μεθόδους δομικής ανάλυσης. Δεν είναι ασυνήθιστο τα στερεά να έχουν περισσότερες από μία μορφές κρυσταλλικού πλέγματος. Τέτοιες δομές ονομάζονται πολυμορφικές τροποποιήσεις. Μεταξύ των απλών ουσιών, είναι κοινές οι ρομβικές και μονοκλινικές μορφές. Τέτοιες ουσίες περιλαμβάνουν γραφίτη, διαμάντι, θείο, οι οποίες είναι εξαγωνικές και κυβικές τροποποιήσεις άνθρακα. Αυτή η μορφή σημειώνεται επίσης σε πολύπλοκες ουσίες, όπως ο χαλαζίας, ο κριστοβαλίτης, ο τριδυμίτης, που είναι τροποποιήσεις του διοξειδίου του πυριτίου.
Η ουσία ως μορφή ύλης
Παρά το γεγονός ότι οι έννοιες «ουσία» και «ύλη» είναι πολύ κοντινές στη σημασία τους, δεν είναι απολύτως ισοδύναμες. Αυτό υποστηρίζουν πολλοί επιστήμονες. Έτσι, όταν αναφέρουν τον όρο «ύλη» τις περισσότερες φορές εννοούν μια τραχιά, αδρανή και νεκρή πραγματικότητα, που υπόκειται στην κυριαρχία των μηχανικών νόμων. Ο ορισμός της «ουσίας» γίνεται περισσότερο κατανοητός ως ένα υλικό που, λόγω του σχήματός του, προκαλεί την ιδέα της καταλληλότητας και της μορφής ζωής.
Σήμερα, οι επιστήμονες θεωρούν ότι η ύλη είναι μια αντικειμενική πραγματικότητα που υπάρχει στο χώρο και αλλάζει στο χρόνο. Μπορεί να παρουσιαστεί σε δύο μορφές:
Το πρώτο έχει κυματική φύση. Περιλαμβάνει έλλειψη βαρύτητας, διαπερατότητα, συνέχεια. Μπορεί να ταξιδέψει με την ταχύτητα του φωτός.
Το δεύτερο είναι σωματιδιακό, με μάζα ηρεμίας. Αποτελείται από στοιχειώδη σωματίδια που διαφέρουν ως προς τον εντοπισμό τους. Είναι ελάχιστα διαπερατό ή αδιαπέραστο και δεν μπορεί να διαδοθεί με την ταχύτητα του φωτός.
Η πρώτη μορφή της ύπαρξης της ύλης ονομάζεται πεδίο, και η δεύτερη - ουσία. Έχουν πολλά κοινά, γιατί ακόμη και τα ηλεκτρόνια έχουν τις ιδιότητες ενός σωματιδίου και ενός κύματος. Εμφανίζονται στο επίπεδο του μικρόκοσμου. Γι' αυτό η διαίρεση σε πεδίο και ουσία είναι πολύ βολική.
Ενότητα ύλης και πεδίου
Οι επιστήμονες έχουν από καιρό διαπιστώσει ότι όσο πιο μαζικό και μεγαλύτερο είναι το στοιχειώδες σωματίδιο της ύλης, τόσο πιο έντονη εκφράζεται η ατομικότητα και η οριοθέτησή του. Ταυτόχρονα, η αντίθεση μεταξύ ύλης και πεδίου, που χαρακτηρίζεται από συνέχεια, είναι πιο ευδιάκριτη. Όσο μικρότερα είναι τα στοιχειώδη σωματίδια μιας ουσίας, τόσο μικρότερη είναι η μάζα της. Σε αυτή την περίπτωση, η αντιπαράθεση του με το γήπεδο γίνεται πιο δύσκολη. Σε διάφορα μικροκύματα, γενικά χάνει το νόημά του, αφού διαφορετικά στοιχειώδη σωματίδια διεγείρονται κβάντα από τις καταστάσεις διαφόρων πεδίων (ηλεκτρομαγνητικά - φωτόνια, πυρηνικά - μεσόνια).
Η ενότητα της ύλης και του πεδίου και η απουσία σαφούς ορίου μεταξύ τους εκφράζεται στο γεγονός ότι υπό ορισμένες συνθήκες προκύπτουν σωματίδια λόγω του πεδίου, και σε άλλες περιπτώσεις - το αντίστροφο. Ένα ενδεικτικό παράδειγμα αυτού είναι ένα φαινόμενο όπως ο αφανισμός (το φαινόμενο του μετασχηματισμού των στοιχειωδών σωματιδίων). Οποιοδήποτε υλικό σώμα είναι ένα σταθερό σύνολο, δυνατό λόγω της σύνδεσης των στοιχείων του μέσω πεδίων.
Όλες οι ουσίες για τις οποίες μιλάμε στο μάθημα της σχολικής χημείας συνήθως χωρίζονται σε απλές και σύνθετες. Απλές ουσίες είναι εκείνες οι ουσίες των οποίων τα μόρια περιέχουν άτομα του ίδιου στοιχείου.Το ατομικό οξυγόνο (Ο), το μοριακό οξυγόνο (Ο2) ή απλά το οξυγόνο, το όζον (Ο3), ο γραφίτης, το διαμάντι είναι παραδείγματα απλών ουσιών που σχηματίζουν τα χημικά στοιχεία οξυγόνο και άνθρακα. Οι ενώσεις διακρίνονται σε οργανικές και ανόργανες. Μεταξύ των ανόργανων ουσιών, διακρίνονται κυρίως οι ακόλουθες τέσσερις κατηγορίες: οξείδια (ή οξείδια), οξέα (οξυγονούχα και χωρίς οξυγόνο), βάσεις (οι υδατοδιαλυτές βάσεις ονομάζονται αλκάλια) και άλατα. Οι ενώσεις των μη μετάλλων (με εξαίρεση το οξυγόνο και το υδρογόνο) δεν περιλαμβάνονται σε αυτές τις τέσσερις κατηγορίες, θα τις ονομάσουμε υπό όρους "και άλλες πολύπλοκες ουσίες".
Οι απλές ουσίες συνήθως χωρίζονται σε μέταλλα, αμέταλλα και αδρανή αέρια. Τα μέταλλα περιλαμβάνουν όλα τα χημικά στοιχεία των οποίων τα υποεπίπεδα d και f συμπληρώνονται, αυτά είναι στοιχεία στην 4η περίοδο: Sc - Zn, στην 5η περίοδο: Y - Cd, στην 6η περίοδο: La - Hg, Ce - Lu, στην 7η περίοδο Ac - Th - Lr. Αν τώρα τραβήξουμε μια γραμμή από το Be έως το At ανάμεσα στα υπόλοιπα στοιχεία, τότε τα μέταλλα θα βρίσκονται αριστερά και κάτω από αυτό και τα αμέταλλα δεξιά και πάνω. Η ομάδα 8 του Περιοδικού Πίνακα περιέχει αδρανή αέρια. Στοιχεία που βρίσκονται στη διαγώνιο: Al, Ge, Sb, Po (και μερικά άλλα. Για παράδειγμα, ο Zn) σε ελεύθερη κατάσταση έχουν τις ιδιότητες των μετάλλων και τα υδροξείδια έχουν τις ιδιότητες τόσο των βάσεων όσο και των οξέων, δηλ. είναι αμφοτερικά υδροξείδια. Επομένως, αυτά τα στοιχεία μπορούν να θεωρηθούν μεταλλικά-μη μέταλλα, καταλαμβάνοντας μια ενδιάμεση θέση μεταξύ μετάλλων και μη μετάλλων. Έτσι, η ταξινόμηση των χημικών στοιχείων εξαρτάται από τις ιδιότητες που θα έχουν τα υδροξείδια τους: βασικό - σημαίνει μέταλλο, όξινο - μη μέταλλο και και τα δύο (ανάλογα με τις συνθήκες) - μέταλλο-μη μέταλλο. Το ίδιο χημικό στοιχείο σε ενώσεις με τη χαμηλότερη θετική κατάσταση οξείδωσης (Mn + 2, Cr + 2) εμφανίζει έντονες "μεταλλικές" ιδιότητες και σε ενώσεις με τη μέγιστη θετική κατάσταση οξείδωσης (Mn + 7, Cr + 6) εμφανίζει τις ιδιότητες ενός τυπικού αμέταλλου. Για να δείτε τη σχέση απλών ουσιών, οξειδίων, υδροξειδίων και αλάτων, παρουσιάζουμε έναν συνοπτικό πίνακα.