السؤال الرئيسي الذي يجب أن يعرفه الشخص إجابته لفهم صورة العالم بشكل صحيح هو ما هي المادة في الكيمياء. يتشكل هذا المفهوم في سن المدرسة ويوجه الطفل في مزيد من التطور. عند البدء في دراسة الكيمياء ، من المهم إيجاد أرضية مشتركة معها على المستوى اليومي ، وهذا يسمح لك بشرح بعض العمليات والتعريفات والخصائص وما إلى ذلك بوضوح وسهولة.
لسوء الحظ ، بسبب النقص في نظام التعليم ، يفقد الكثير من الناس بعض الأساسيات. مفهوم "المادة في الكيمياء" هو نوع من حجر الزاوية ، والاستيعاب في الوقت المناسب لهذا التعريف يمنح الشخص البداية الصحيحة في التطور اللاحق في مجال العلوم الطبيعية.
تشكيل المفهوم
قبل الانتقال إلى مفهوم المادة ، من الضروري تحديد ماهية موضوع الكيمياء. المواد هي ما تدرسه الكيمياء مباشرة ، وتحولاتها المتبادلة ، وهيكلها وخصائصها. بشكل عام ، المادة هي مما تتكون الأجسام المادية.
إذن ، ما هي المادة في الكيمياء؟ دعونا نشكل تعريفًا بالانتقال من مفهوم عام إلى مفهوم كيميائي بحت. المادة هي نوع معين من المادة ، لها بالضرورة كتلة ، والتيويمكن قياس. هذه الخاصية تميز المادة عن نوع آخر من المادة - مجال ليس له كتلة (كهربائية ، مغناطيسية ، بيوفيلد ، إلخ). الأمر بدوره هو ما نصنعه نحن وكل شيء من حولنا
خاصية مختلفة قليلاً للمادة ، والتي تحدد المادة المكونة لها - هذا بالفعل موضوع الكيمياء. تتكون المواد من الذرات والجزيئات (بعض الأيونات) ، مما يعني أن أي مادة تتكون من وحدات الصيغة هذه هي مادة.
مواد بسيطة ومعقدة
بعد إتقان التعريف الأساسي ، يمكنك الانتقال إلى تعقيده. تأتي المواد في مستويات مختلفة من التنظيم ، أي بسيطة ومعقدة (أو مركبات) - هذا هو التقسيم الأول إلى فئات من المواد ، والكيمياء لها العديد من التقسيمات اللاحقة ، مفصلة وأكثر تعقيدًا. هذا التصنيف ، على عكس العديد من الأنواع الأخرى ، له حدود محددة بدقة ، يمكن أن يُعزى كل اتصال بوضوح إلى أحد الأنواع المتنافية.
المادة البسيطة في الكيمياء هي مركب يتكون من ذرات عنصر واحد فقط من الجدول الدوري لمندليف. كقاعدة عامة ، هذه جزيئات ثنائية ، أي تتكون من جسيمين متصلين من خلال رابطة تساهمية غير قطبية - تكوين زوج إلكترون وحيد مشترك. لذا ، فإن ذرات نفس العنصر الكيميائي لها نفس القدرة الكهربية ، أي القدرة على الاحتفاظ بكثافة إلكترون مشتركة ، لذلك لا يتم نقلها إلى أي من المشاركين في الرابطة. أمثلة على مواد بسيطة (غير فلزية) -الهيدروجين والأكسجين والكلور واليود والفلور والنيتروجين والكبريت ، إلخ. يتكون جزيء مادة مثل الأوزون من ثلاث ذرات ، وتتكون جميع الغازات النبيلة (الأرجون ، والزينون ، والهيليوم ، وما إلى ذلك) من واحدة. في المعادن (المغنيسيوم والكالسيوم والنحاس وما إلى ذلك) ، يوجد نوع خاص به من الروابط - معدني ، والذي يتم تنفيذه بسبب التنشئة الاجتماعية للإلكترونات الحرة داخل المعدن ، ولا يتم ملاحظة تكوين الجزيئات على هذا النحو. عند تسجيل مادة معدنية ، يتم الإشارة ببساطة إلى رمز العنصر الكيميائي بدون أي مؤشرات.
مادة بسيطة في الكيمياء ، تم ذكر أمثلة عليها أعلاه ، تختلف عن مادة معقدة في تركيبها النوعي. تتكون المركبات الكيميائية من ذرات من عناصر مختلفة ، من عنصرين أو أكثر. في مثل هذه المواد ، يحدث نوع الربط التساهمي أو الأيوني. نظرًا لأن الذرات المختلفة لها كهرسلبية مختلفة ، فعند تكوين زوج إلكترون مشترك ، فإنه يتحول نحو عنصر كهرسلبي أكثر ، مما يؤدي إلى استقطاب مشترك للجزيء. النوع الأيوني هو حالة متطرفة للنوع القطبي ، عندما يمر زوج من الإلكترونات بالكامل إلى أحد المشاركين في الربط ، ثم تتحول الذرات (أو مجموعات منهم) إلى أيونات. لا توجد حدود واضحة بين هذه الأنواع ، يمكن تفسير الرابطة الأيونية على أنها تساهمية قطبية بقوة. من أمثلة المواد المعقدة الماء ، والرمل ، والزجاج ، والأملاح ، والأكاسيد ، إلخ.
تعديلات المادة
المواد التي تسمى بسيطة لها في الواقع ميزة فريدة ليست متأصلة في العناصر المعقدة. يمكن لبعض العناصر الكيميائية أن تشكل عدة أشكالمادة بسيطة. لا يزال الأساس عنصرًا واحدًا ، لكن التركيب الكمي والبنية والخصائص تميز بشكل جذري هذه التكوينات. تسمى هذه الميزة التآصل.
يحتوي الأكسجين والكبريت والكربون وعناصر أخرى على العديد من التعديلات المتآصلة. بالنسبة للأكسجين ، هذه هي O2و O3، يعطي الكربون أربعة أنواع من المواد - كاربين ، ماس ، جرافيت وفوليرين ، جزيء الكبريت هو تعديل معيني وأحادي الميل والبلاستيك. هذه المادة البسيطة في الكيمياء ، والأمثلة التي لا تقتصر على تلك المذكورة أعلاه ، لها أهمية كبيرة. على وجه الخصوص ، تُستخدم الفوليرين كأشباه موصلات في التكنولوجيا ، ومقاومات للضوء ، ومواد مضافة لنمو أغشية الألماس ولأغراض أخرى ، وفي الطب تعتبر من مضادات الأكسدة القوية.
ماذا يحدث للمواد؟
كل ثانية في الداخل و حولها يحدث تحول للمواد. تدرس الكيمياء وتشرح تلك العمليات التي تتوافق مع تغيير نوعي و / أو كمي في تكوين الجزيئات المتفاعلة. بالتوازي ، غالبًا ما تكون مترابطة ، تحدث التحولات الفيزيائية أيضًا ، والتي تتميز فقط بتغيير في شكل ولون المواد أو حالة التجميع وبعض الخصائص الأخرى.
الظواهر الكيميائية هي تفاعلات تفاعلية من أنواع مختلفة ، على سبيل المثال ، المركبات ، البدائل ، التبادلات ، التحلل ، الانعكاس ، الطارد للحرارة ، الأكسدة والاختزال ، إلخ ، اعتمادًا على التغيير في المعلمة محل الاهتمام. تشمل الظواهر الفيزيائية: التبخر ، التكثيف ، التسامي ، الذوبان ، التجميد ، التوصيل الكهربائيإلخ. غالبًا ما تصاحب بعضها البعض ، على سبيل المثال ، البرق أثناء عاصفة رعدية هو عملية فيزيائية ، وإطلاق الأوزون تحت تأثيره هو عملية كيميائية.
الخصائص الفيزيائية
المادة في الكيمياء هي مادة لها خصائص فيزيائية معينة. من خلال وجودها وغيابها ودرجتها وشدتها ، يمكن للمرء أن يتنبأ بكيفية تصرف مادة ما في ظروف معينة ، وكذلك شرح بعض السمات الكيميائية للمركبات. لذلك ، على سبيل المثال ، تشير نقاط الغليان العالية للمركبات العضوية التي تحتوي على الهيدروجين والذرة غير المتجانسة الكهربية (النيتروجين والأكسجين وما إلى ذلك) إلى أن نوعًا كيميائيًا من التفاعل مثل الرابطة الهيدروجينية يتجلى في مادة. بفضل معرفة المواد التي لها أفضل قدرة على توصيل التيار الكهربائي ، فإن الكابلات والأسلاك الكهربائية مصنوعة من معادن معينة.
الخصائص الكيميائية
إنشاء وبحث ودراسة الوجه الآخر لعملة الخصائص هو الكيمياء. خصائص المواد من وجهة نظرها هي تفاعلها مع التفاعل. بعض المواد نشطة للغاية بهذا المعنى ، على سبيل المثال ، المعادن أو أي عوامل مؤكسدة ، في حين أن البعض الآخر ، غازات نبيلة (خاملة) ، لا تدخل عملياً في تفاعلات في ظل الظروف العادية. يمكن تنشيط الخواص الكيميائية أو تخميلها حسب الحاجة ، وأحيانًا بدون صعوبة كبيرة ، وفي بعض الحالات ليس بسهولة. يقضي العلماء ساعات طويلة في المعامل ، من خلال التجربة والخطأ ، في تحقيق أهدافهم.الأهداف ، وأحيانًا لا تتحقق. من خلال تغيير المعلمات البيئية (درجة الحرارة ، الضغط ، إلخ) أو استخدام مركبات خاصة - محفزات أو مثبطات - من الممكن التأثير على الخواص الكيميائية للمواد ، وبالتالي على مسار التفاعل.
تصنيف المواد الكيميائية
تعتمد جميع التصنيفات على تقسيم المركبات إلى عضوية وغير عضوية. العنصر الرئيسي للمواد العضوية هو الكربون ، الذي يتحد مع بعضها البعض والهيدروجين ، وتشكل ذرات الكربون هيكلًا هيدروكربونيًا ، والذي يتم ملؤه بعد ذلك بالذرات الأخرى (الأكسجين والنيتروجين والفوسفور والكبريت والهالوجينات والمعادن وغيرها) ، وتغلق في دورات أو فروع ، مما يبرر مجموعة متنوعة من المركبات العضوية. حتى الآن ، هناك 20 مليون من هذه المواد معروفة للعلم. بينما لا يوجد سوى نصف مليون مركب معدني
كل مركب فردي ، ولكن له أيضًا العديد من الميزات المتشابهة مع الآخرين في الخصائص والبنية والتكوين ، وعلى هذا الأساس يوجد تجميع في فئات من المواد. تتمتع الكيمياء بمستوى عالٍ من التنظيم والتنظيم ، فهي علم دقيق
مواد غير عضوية
1. الأكاسيد مركبات ثنائية مع الأكسجين:
أ) حمضية - عند التفاعل مع الماء ، فإنها تعطي حمضًا ؛
ب) أساسي - عند التفاعل مع الماء ، فإنها تعطي قاعدة.
2. الأحماض عبارة عن مواد تتكون من واحد أو أكثر من بروتونات الهيدروجين وبقايا حمضية.
3. القواعد (القلويات) - تتكون من مجموعة هيدروكسيل واحدة أو أكثر وذرة معدنية:
أ) هيدروكسيدات مذبذبة - تظهر خصائص كل من الأحماض والقواعد.
4. الأملاح هي نتيجة تفاعل معادلة بين حمض وقلوي (قاعدة قابلة للذوبان) ، تتكون من ذرة فلز وواحد أو أكثر من بقايا الحمض:
أ) الأملاح الحمضية - يحتوي أنيون بقايا الحمض على بروتون ، نتيجة التفكك غير الكامل للحمض ؛
ب) الأملاح الأساسية - مجموعة الهيدروكسيل مرتبطة بالمعدن ، نتيجة التفكك غير الكامل للقاعدة.
مركبات عضوية
هناك العديد من فئات المواد في المواد العضوية ، ومن الصعب تذكر هذا الحجم من المعلومات في وقت واحد. الشيء الرئيسي هو معرفة التقسيمات الأساسية للمركبات الأليفاتية والحلقية ، الكربوهيدرات الحلقية وغير المتجانسة ، المشبعة وغير المشبعة. تحتوي الهيدروكربونات أيضًا على العديد من المشتقات التي يتم فيها استبدال ذرة الهيدروجين بالهالوجين والأكسجين والنيتروجين وذرات أخرى ، بالإضافة إلى مجموعات وظيفية.
المادة في الكيمياء هي أساس الوجود. بفضل التخليق العضوي ، يمتلك الشخص اليوم كمية هائلة من المواد الاصطناعية التي تحل محل المواد الطبيعية ، وليس لها أيضًا نظائر في خصائصها في الطبيعة.
