Cheminės, fizinės medžiagų savybės

2024 Autorius: Angel Austin | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-17 05:34

Šiandien yra apie 2,5 milijono įvairių natūralios kilmės ir žmogaus dirbtinai susintetintų junginių. Visi jie labai skirtingi, kai kurie yra nepakeičiami gyvuose organizmuose vykstančių biologinių procesų dalyviai. Junginiai vienas nuo kito išsiskiria medžiagų savybėmis. Charakteristikos ir tai, kas dar leidžia identifikuoti tam tikrą cheminę molekulę, svarstysime toliau.

Kas yra medžiaga?

Jei apibrėžiate šią sąvoką, turite nurodyti jos ryšį su fiziniais kūnais. Juk įprasta atsižvelgti į medžiagą, iš kurios susideda šie kūnai. Taigi stiklas, geležis, siera, mediena yra medžiagos. Pavyzdžių galima pateikti be galo. Lengviau suprasti šiuos dalykus: nagrinėjamas terminas reiškia visą pasaulyje egzistuojančių skirtingų molekulių derinių įvairovę, taip pat paprastas monatomines daleles.

Taigi vanduo, alkoholis, rūgštys, šarmai, b altymai, angliavandeniai, druska, cukrus, smėlis, molis, deimantas, dujos ir tt – visa tai yra medžiagos. Pavyzdžiai leidžia aiškiau suvokti šios koncepcijos esmę.

Fizinis kūnas yra gamtos ar žmogaus sukurtas produktas įvairių junginių pagrindu. Pavyzdžiui, stiklas yra kūnas, kurisyra pagamintas iš stiklo, o popieriaus lapas yra korpusas, kuris yra apdorota plaušiena arba mediena.

Žinoma, visos molekulės yra skirtingos. Tai, kas lemia jų skirtumą, vadinama jų savybėmis – fizinėmis, organoleptinėmis ir cheminėmis. Jie nustatomi naudojant specialius metodus, kuriuos kiekvienas mokslas turi savo. Tai gali būti matematiniai, analitiniai, eksperimentiniai, instrumentiniai metodai ir daugelis kitų. Pavyzdžiui, chemijos mokslas kiekvienai medžiagai, tiksliau, jos identifikavimui, naudoja jos reagentą. Jis parenkamas pagal molekulės struktūrines ypatybes ir numatant chemines savybes. Tada jis patikrinamas eksperimentiškai, patvirtinamas ir tvirtinamas teorinėje bazėje.

Medžiagų klasifikacija

Junginių skirstymas į grupes gali būti pagrįstas daugybe skirtingų savybių. Pavyzdžiui, visuminė būsena. Visi jie gali būti keturių tipų pagal šį veiksnį:

• plazma;
• dujos;
• skystas;
• kristalinė medžiaga (kieta).

Jei laikytume „gilesnę“savybę, tada visas medžiagas galima suskirstyti į:

• organinis – pagrįstas anglies ir vandenilio atomų grandinėmis ir ciklais;
• neorganinis – visi kiti.

Pagal elementinę sudėtį, kuri atspindi medžiagų formules, visos jos yra:

• paprasta – iš vienos rūšies cheminio atomo;
• kompleksas – du ar daugiau skirtingų tipų elementų.

Savo ruožtupaprastieji skirstomi į metalinius ir nemetalus. Junginiai turi daug klasių: druskos, bazės, rūgštys, oksidai, esteriai, angliavandeniliai, alkoholiai, nukleorūgštys ir t. t.

Įvairių tipų sudėtinės formulės

Kas yra vizualinis, tai yra grafinis, ryšių rodymas? Žinoma, tai yra medžiagų formulės. Jie skirtingi. Priklausomai nuo rūšies, skiriasi ir juose esanti informacija apie molekulę. Taigi, yra tokių parinkčių:

1. Empirinis arba molekulinis. Atspindi kiekybinę ir kokybinę medžiagos sudėtį. Jame yra sudedamųjų elementų simboliai ir indeksas apatiniame kairiajame kampe, rodantis šio atomo kiekį molekulėje. Pavyzdžiui, N₂O, Na₂SO₄, AL_2(SO4₎3.
2. Elektroninė grafika. Ši formulė parodo kiekvieno elemento, sudarančio junginį, valentinių elektronų skaičių. Todėl pagal šį variantą jau galima numatyti kai kurias chemines ir fizines medžiagų savybes.
3. Organinėje chemijoje įprasta naudoti pilnas ir sutrumpintas struktūrines formules. Jie atspindi atomų jungimosi tvarką molekulėse, be to, aiškiai nurodo medžiagos priklausymą tam tikrai junginių klasei. Tai leidžia tiksliai nustatyti konkretų molekulės tipą ir numatyti visas jai būdingas sąveikas.

Todėl cheminė simbolika ir teisingai suformuluotos junginių formulės yra svarbiausia darbo su visomis žinomomis medžiagomis dalis. Tai yra teoriniai pagrindai, kuriuos turite žinotikiekvienas chemijos studentas.

Fizikinės savybės

Labai svarbi charakteristika yra pasireiškiančios fizinės medžiagų savybės. Kas priklauso šiai grupei?

1. Suvestinė būsena įvairiomis sąlygomis, įskaitant standartines.
2. Virimas, lydymas, užšaldymas, garavimo temperatūra.
3. Organoleptinės savybės: spalva, kvapas, skonis.
4. Tirpumas vandenyje ir kituose tirpikliuose (pavyzdžiui, organiniuose).
5. Tankis ir sklandumas, klampumas.
6. Elektros ir šilumos laidumas, šilumos talpa.
7. Elektros pralaidumas.
8. Radioaktyvumas.
9. Sugertis ir emisija.
10. Induktyvumas.

Taip pat yra keletas rodiklių, kurie yra labai svarbūs visam sąrašui, atspindinčiam medžiagų savybes. Tačiau jie yra tarp fizinių ir cheminių. Tai yra:

• elektrodo potencialas;
• kristalinės gardelės tipas;
• elektronegatyvumas;
• kietumas ir trapumas;
• plastiškumas ir plastiškumas;
• kintamumas arba nepastovumas;
• biologinis poveikis gyviems organizmams (nuodingas, dusinantis, nervus paralyžiuojantis, neutralus, naudingas ir kt.).

Dažnai šie rodikliai minimi būtent tada, kai jau tiesiogiai atsižvelgiama į chemines medžiagų savybes. Tačiau galite juos nurodyti ir fizinėje skiltyje, o tai nebus klaida.

Cheminės medžiagų savybės

Šią grupę sudarovisų galimų nagrinėjamos molekulės sąveikų su kitomis paprastomis ir sudėtingomis medžiagomis tipai. Tai yra, tai yra tiesioginės cheminės reakcijos. Kiekvienam ryšio tipui jie yra griežtai specifiniai. Tačiau bendros grupės savybės būdingos visai medžiagų klasei.

Pavyzdžiui, visos rūgštys gali reaguoti su metalais pagal jų padėtį elektrocheminėje metalų įtampų serijoje. Taip pat visoms būdingos neutralizacijos reakcijos su šarmais, sąveika su netirpiomis bazėmis. Tačiau koncentruotos sieros ir azoto rūgštys yra ypatingos, nes jų sąveikos su metalais produktai skiriasi nuo tų, kurie gaunami reaguojant su kitais šios klasės nariais.

Kiekviena medžiaga turi daug cheminių savybių. Jų skaičių lemia junginio aktyvumas, tai yra gebėjimas reaguoti su kitais komponentais. Yra labai reaktyvių, yra praktiškai inertiškų. Tai griežtai individualus rodiklis.

Paprastos medžiagos

Tai apima tuos, kurie susideda iš to paties tipo atomų, bet skirtingų skaičių. Pavyzdžiui, S_8, O_2, O_3, Au, N _2, P_4, CL_2, Ar ir kt.

Paprastų medžiagų cheminės savybės sumažinamos iki sąveikos su:

• metalai;
• nemetalai;
• vanduo;
• rūgštys;
• šarmai ir amfoteriniai hidroksidai;
• organiniai junginiai;
• druskos;
• oksidai;
• peroksidai ir anhidridai ir ktmolekulės.

Dar kartą reikėtų pažymėti, kad tai yra labai specifinė kiekvieno konkretaus atvejo savybė. Todėl į paprastų medžiagų fizines ir chemines savybes atsižvelgiama atskirai.

Sudėtingos medžiagos

Šiai grupei priklauso junginiai, kurių molekules sudaro du ar daugiau skirtingų cheminių elementų. Kiekvieno iš jų skaičius gali būti skirtingas. Kad suprastumėte, pateikiame kelis paprastus pavyzdžius:

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

Kadangi jos visos priklauso skirtingoms medžiagų klasėms, neįmanoma išskirti visų bendrų fizinių ir cheminių savybių. Tai specifinės savybės, savitos ir individualios kiekvienu atveju.

Neorganinės medžiagos

Šiandien jų yra per 500 tūkst. Yra ir paprastų, ir sudėtingų. Iš viso galima išskirti keletą pagrindinių neorganinių junginių klasių, kurios atspindi visą jų įvairovę.

1. Paprastos medžiagos metalai.
2. Oksidai.
3. Paprastos medžiagos nemetalai.
4. Tauriosios arba inertinės dujos.
5. Peroksidai.
6. Anhidridai.
7. Lakieji vandenilio junginiai.
8. Hidridai.
9. Druskos.
10. Rūgštys.
11. Pamatai.
12. Amfoteriniai junginiai.

Kiekvienos klasės atstovas turi savo fizinių savybių rinkinįcheminės savybės, leidžiančios jį atskirti nuo kitų junginių ir nustatyti.

Organinių medžiagų savybės

Organika yra chemijos šaka, nagrinėjanti neorganinius junginius ir jų savybes. Jų struktūra pagrįsta anglies atomais, kurie gali jungtis vienas su kitu į įvairias struktūras:

• linijinės ir šakotos grandinės;
• ciklai;
• aromatiniai žiedai;
• heterociklai.

Gyvieji organizmai susideda kaip tik iš tokių junginių, nes gyvybės pagrindas yra b altymai, riebalai ir angliavandeniai. Visi jie yra organinių medžiagų atstovai. Todėl jų savybės yra ypatingos. Tačiau bet kuriuo atveju, kad ir apie kokią molekulę kalbėtume, ji vis tiek pasižymės tam tikra fizikinių ir cheminių savybių rinkiniu, apie kurią jau minėjome anksčiau.

Kas yra gyvoji medžiaga?

Gyvas yra medžiaga, iš kurios susideda visa mūsų planetos biomasė. Tai yra, tie organizmai, kurie sudaro gyvybę ant jo:

• bakterijos ir virusai;
• paprasta;
• augalai;
• gyvūnai;
• grybai;
• žmonės.

Kadangi pagrindinė gyvosios būtybės sudėtyje esančių junginių dalis yra organiniai, būtent juos galima priskirti gyvųjų medžiagų grupei. Tačiau ne visi. Tik tie, be kurių gyvosios biosferos atstovų egzistavimas neįmanomas. Tai b altymai, nukleorūgštys, hormonai, vitaminai, riebalai, angliavandeniai, aminorūgštys ir kt. Buvo įvestas terminas „gyva medžiaga“. Vernadskis, planetos biosferos doktrinos įkūrėjas.

Gyvosios medžiagos savybės:

• energijos turėjimas su galimybe ją transformuoti;
• savireguliacija;
• laisvas judėjimas;
• kartų kaitaliojimasis;
• ypatinga įvairovė.

Kristalai ir metalinės medžiagos

Kristalinis reiškia visus junginius, kurie turi tam tikro tipo erdvinės gardelės struktūrą. Yra junginių, turinčių atominę, molekulinę ar metalinę kristalinę gardelę. Priklausomai nuo tipo, skiriasi ir kristalinių medžiagų savybės. Tipiški kietieji junginiai smulkiai arba stambiai dispersinių kristalų pavidalu yra įvairios druskos.

Yra ir paprastų panašios struktūros medžiagų, tokių kaip deimantas ar grafitas, brangakmeniai ir pusbrangiai akmenys, mineralai, uolienos. Pagrindinės jų savybės:

• kietumas;
• trapumas;
• vidutinės lydymosi ir virimo temperatūros.

Tačiau, kaip visada, kiekviena savybė gali tikti ne visiems.

Medžiagos metalines savybes parodo metalai, jų lydiniai. Jiems galima išskirti bendrų savybių rinkinį:

• plastiškumas ir plastiškumas;
• aukšta virimo temperatūra, lydymosi temperatūra;
• elektros ir šilumos laidumas;
• metalinis blizgesys.