اليوم ، هناك حوالي 2.5 مليون مركب مختلف من أصل طبيعي ومصطنع من قبل الإنسان. كلهم مختلفون تمامًا ، بعضهم مشارك لا يمكن الاستغناء عنه في العمليات البيولوجية التي تحدث في الكائنات الحية. تتميز المركبات عن بعضها البعض بخصائص المواد. الخصائص وما الذي يسمح لك أيضًا بتحديد جزيء كيميائي معين ، سننظر فيه أكثر.
ما هي المادة؟
إذا حددت هذا المفهوم ، فأنت بحاجة إلى الإشارة إلى علاقته بالأجساد المادية. بعد كل شيء ، من المعتاد النظر في الجوهر الذي تتكون منه هذه الهيئات. إذن ، الزجاج والحديد والكبريت والخشب مواد. يمكن إعطاء الأمثلة إلى ما لا نهاية. من الأسهل فهم ما يلي: يشير المصطلح قيد الدراسة إلى مجموعة متنوعة من المجموعات المختلفة للجزيئات الموجودة في العالم ، بالإضافة إلى الجسيمات أحادية الذرة البسيطة.
وهكذا ، الماء ، والكحول ، والأحماض ، والقلويات ، والبروتينات ، والكربوهيدرات ، والملح ، والسكر ، والرمل ، والطين ، والماس ، والغازات ، وما إلى ذلك - كلها مواد. تتيح لك الأمثلة التقاط جوهر هذا المفهوم بشكل أوضح.
الجسد المادي هو منتج خلقته الطبيعة أو الإنسان على أساس مركبات مختلفة. على سبيل المثال ، الزجاج هو الجسم الذيمصنوعة من الزجاج ، والورقة هي الجسم ، وهي مصنوعة من اللب أو الخشب.
بالطبع ، كل الجزيئات مختلفة. ما يكمن وراء اختلافهم يسمى خصائصهم - الفيزيائية والحسية والكيميائية. يتم تحديدهم باستخدام طرق خاصة ، لكل علم خاص به. يمكن أن تكون طرقًا رياضية وتحليلية وتجريبية وفعالة والعديد من الأساليب المتنوعة. على سبيل المثال ، يستخدم علم الكيمياء لكل مادة ، أو بالأحرى ، لتحديدها ، كاشفها. يتم اختياره بناءً على السمات الهيكلية للجزيء والتنبؤ بالخصائص الكيميائية. ثم يتم التحقق منها تجريبيا والموافقة عليها وتثبيتها في القاعدة النظرية.
تصنيف المواد
يمكن أن يعتمد تقسيم المركبات إلى مجموعات على العديد من الميزات المختلفة. على سبيل المثال ، الحالة الإجمالية. يمكن أن يكون كل منهم من أربعة أنواع وفقًا لهذا العامل:
- بلازما ؛
- غاز ؛
- سائل
- مادة بلورية (صلبة).
إذا اتخذنا ميزة "عميقة" أكثر كأساس ، فيمكن تقسيم جميع المواد إلى:
- عضوي - استنادًا إلى سلاسل ودورات ذرات الكربون والهيدروجين ؛
- غير عضوي - الجميع
حسب التركيب العنصري الذي يعكس صيغ المواد فكلها هي:
- بسيط - من نوع واحد من الذرات الكيميائية ؛
- معقد - نوعان مختلفان أو أكثر من العناصر.
بدوره ،بسيطة تنقسم إلى معادن وغير فلزية. للمركبات فئات عديدة: أملاح ، قواعد ، أحماض ، أكاسيد ، استرات ، هيدروكربونات ، كحول ، أحماض نووية ، وما إلى ذلك.
أنواع مختلفة من الصيغ المركبة
ما هو العرض المرئي ، أي العرض الرسومي للوصلات؟ بالطبع ، هذه صيغ للمواد. هم مختلفون. اعتمادًا على الأنواع ، تختلف أيضًا المعلومات الواردة فيها حول الجزيء. إذن ، هناك مثل هذه الخيارات:
- تجريبي أو جزيئي. يعكس التركيب الكمي والنوعي للمادة. يتضمن رموز العناصر المكونة ومؤشرًا في الزاوية اليسرى السفلية منه ، يوضح كمية هذه الذرة في الجزيء. على سبيل المثال ، N2O، Na2SO4 ، AL2 (SO4 )3.
- رسومات إلكترونية. توضح هذه الصيغة عدد إلكترونات التكافؤ لكل عنصر يتكون من المركب. لذلك ، وفقًا لهذا الخيار ، من الممكن بالفعل التنبؤ ببعض الخصائص الكيميائية والفيزيائية للمواد.
- في الكيمياء العضوية ، من المعتاد استخدام الصيغ الهيكلية الكاملة والمختصرة. إنها تعكس ترتيب ارتباط الذرات في الجزيئات ، بالإضافة إلى أنها تشير بوضوح إلى انتماء مادة إلى فئة معينة من المركبات. وهذا يسمح لك بتحديد نوع الجزيء بدقة والتنبؤ بجميع التفاعلات المميزة له.
لذلك ، تعتبر الرمزية الكيميائية وصيغ المركبات المصاغة بشكل صحيح أهم جزء في العمل مع جميع المواد المعروفة. هذه هي الأسس النظرية التي تحتاج إلى معرفتهاكل طالب كيمياء
الخصائص الفيزيائية
خاصية مهمة للغاية هي الخصائص الفيزيائية الظاهرة للمواد. ماذا تنتمي هذه المجموعة؟
- الحالة الإجمالية في ظل ظروف مختلفة ، بما في ذلك الظروف القياسية.
- درجة حرارة الغليان والذوبان والتجميد والتبخر.
- الخصائص الحسية: اللون والرائحة والذوق
- الذوبان في الماء والمذيبات الأخرى (العضوية ، على سبيل المثال).
- الكثافة والسيولة ، اللزوجة.
- التوصيل الكهربائي والحراري ، السعة الحرارية.
- النفاذية الكهربائية
- نشاط إشعاعي.
- الامتصاص والانبعاث
- الحث.
هناك أيضًا عدد من المؤشرات المهمة جدًا لقائمة كاملة تعكس خصائص المواد. ومع ذلك ، فهي بين الفيزيائية والكيميائية. هذا هو:
- جهد القطب ؛
- نوع من شعرية الكريستال ؛
- الكهربية ؛
- صلابة وهشاشة ؛
- ليونة وليونة ؛
- تقلب أو تقلب ؛
- تأثيرات بيولوجية على الكائنات الحية (سامة ، خانقة ، شلل عصبي ، محايدة ، مفيدة ، إلخ.)
في كثير من الأحيان يتم ذكر هذه المؤشرات على وجه التحديد عندما يتم بالفعل النظر في الخصائص الكيميائية للمواد بشكل مباشر. ومع ذلك ، يمكنك أيضًا تحديدها في القسم المادي ، وهو ما لن يكون خطأ.
الخصائص الكيميائية للمواد
تشمل هذه المجموعةجميع أنواع التفاعلات الممكنة للجزيء المدروس مع المواد البسيطة والمعقدة الأخرى. وهذا يعني أن هذه تفاعلات كيميائية مباشرة. لكل نوع من أنواع الاتصال ، فهي محددة بدقة. ومع ذلك ، يتم تمييز خصائص المجموعة المشتركة لفئة كاملة من المواد.
على سبيل المثال ، جميع الأحماض قادرة على التفاعل مع المعادن وفقًا لموقعها في السلسلة الكهروكيميائية للجهود المعدنية. تتميز جميعها أيضًا بتفاعلات التعادل مع القلويات ، والتفاعل مع القواعد غير القابلة للذوبان. ومع ذلك ، تعتبر أحماض النيتريك والكبريتيك المركزة خاصة ، لأن منتجات تفاعلها مع المعادن تختلف عن تلك التي تم الحصول عليها نتيجة للتفاعلات مع أعضاء آخرين في الفصل.
كل مادة لها الكثير من الخصائص الكيميائية. يتم تحديد عددهم من خلال نشاط المركب ، أي القدرة على التفاعل مع المكونات الأخرى. هناك تفاعلية للغاية ، وهناك خامل عمليا. هذا مؤشر فردي تمامًا.
مواد بسيطة
وتشمل تلك التي تتكون من نفس النوع من الذرات ، ولكن بأعداد مختلفة. على سبيل المثال ، S8 ،O2 ،O3 ،Au ، N2 ،P4 ،CL2 ،عربي وغيرها.
يتم تقليل الخصائص الكيميائية للمواد البسيطة للتفاعل مع:
- معادن ؛
- اللافلزات
- ماء ؛
- أحماض ؛
- القلويات وهيدروكسيدات مذبذب ؛
- مركبات عضوية ؛
- أملاح
- أكاسيد ؛
- بيروكسيدات و أنهيدريدات و غيرهاالجزيئات.
مرة أخرى ، يجب الإشارة إلى أن هذه خاصية محددة للغاية لكل حالة على حدة. لذلك ، يتم النظر في الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمواد البسيطة بشكل فردي.
المواد المركبة
تشتمل هذه المجموعة على مركبات تتكون جزيئاتها من عنصرين كيميائيين مختلفين أو أكثر. يمكن أن يكون عدد كل منهم مختلفًا. للفهم ، إليك بعض الأمثلة البسيطة:
- H3PO4؛
- K3[Fe (CN)6] ؛
- Cu (OH)2؛
- LiF ؛
- AL2O3وغيرها.
نظرًا لأنهم جميعًا ينتمون إلى فئات مختلفة من المواد ، فمن المستحيل تمييز الخصائص الفيزيائية والكيميائية المشتركة للجميع. هذه خصائص محددة وغريبة وفردية في كل حالة.
مواد غير عضوية
يوجد اليوم أكثر من 500 ألف منهم. هناك كلاهما بسيط ومعقد. في المجموع ، يمكن تمييز عدة فئات رئيسية من المركبات غير العضوية ، والتي تمثل كل تنوعها.
- معادن مواد بسيطة.
- أكاسيد.
- مواد بسيطة غير فلزية.
- غازات نبيلة أو خاملة
- بيروكسيدات.
- أنهيدريد.
- مركبات الهيدروجين المتطايرة.
- هيدرات.
- أملاح.
- أحماض.
- أسس.
- مركبات مذبذبة.
أي ممثل لكل فئة لديه مجموعته الخاصة من المواد الماديةالخصائص الكيميائية التي تسمح بتمييزه عن المركبات الأخرى وتحديدها.
خصائص المواد العضوية
المواد العضوية هي فرع من فروع الكيمياء التي تتعامل مع دراسة المركبات غير العضوية وخصائصها. يعتمد هيكلها على ذرات الكربون التي يمكن أن تتحد مع بعضها البعض في هياكل مختلفة:
- سلاسل خطية ومتفرعة ؛
- دورات ؛
- حلقات عطرية
- دورات غير متجانسة.
تتكون الكائنات الحية من مثل هذه المركبات فقط ، لأن أساس الحياة هو البروتينات والدهون والكربوهيدرات. كلهم ممثلو المواد العضوية. لذلك ، فإن خصائصهم خاصة. ومع ذلك ، على أي حال ، بغض النظر عن نوع الجزيء الذي نتحدث عنه ، سيظل يتميز بمجموعة معينة من الخصائص الفيزيائية والكيميائية التي ذكرناها من قبل.
ما هي المادة الحية؟
الحياة هي المادة التي تتكون منها الكتلة الحيوية لكوكبنا. أي تلك الكائنات الحية التي تتكون منها الحياة:
- بكتيريا وفيروسات ؛
- بسيط ؛
- نباتات
- حيوانات ؛
- فطر ؛
- أشخاص.
نظرًا لأن الجزء الرئيسي من المركبات في تكوين الكائن الحي هو عضوي ، فإن هذه المركبات بالتحديد هي التي يمكن أن تُنسب إلى مجموعة المادة الحية. ومع ذلك ، ليس كل شيء. فقط تلك التي بدونها من المستحيل وجود ممثلين عن المحيط الحيوي الحي. هذه هي البروتينات والأحماض النووية والهرمونات والفيتامينات والدهون والكربوهيدرات والأحماض الأمينية وغيرها. تم تقديم مصطلح "المادة الحية"Vernadsky ، مؤسس عقيدة المحيط الحيوي للكوكب.
خصائص المادة الحية:
- امتلاك الطاقة مع احتمالية تحولها
- التنظيم الذاتي ؛
- حرية الحركة
- تناوب الأجيال ؛
- متنوعة للغاية.
بلورات ومواد معدنية
Crystalline يشير إلى جميع المركبات التي لها نوع معين من البنية الشبكية المكانية. هناك مركبات ذات شبكة بلورية ذرية أو جزيئية أو معدنية. اعتمادًا على النوع ، تختلف أيضًا خصائص المواد البلورية. المركبات الصلبة النموذجية على شكل بلورات مشتتة ناعماً أو خشناً هي أملاح مختلفة.
هناك أيضًا مواد بسيطة ذات هيكل مشابه ، مثل الماس أو الجرافيت ، والأحجار الكريمة وشبه الكريمة ، والمعادن ، والصخور. خصائصهم الرئيسية:
- صلابة
- هشاشة ؛
- متوسط نقاط الانصهار والغليان.
ومع ذلك ، كما هو الحال دائمًا ، قد لا تكون كل خاصية مناسبة للجميع.
تظهر الخصائص المعدنية لمادة ما بالمعادن وسبائكها. بالنسبة لهم ، يمكن تمييز مجموعة من الخصائص المشتركة:
- ليونة وليونة ؛
- نقطة غليان عالية ، نقطة انصهار
- الموصلية الكهربائية والحرارية ؛
- بريق معدني
