Glavno vprašanje, na katerega mora človek poznati odgovor, da pravilno razume sliko sveta, je, kaj je snov v kemiji. Ta koncept se oblikuje v šolski dobi in vodi otroka v nadaljnji razvoj. Ko začnete študirati kemijo, je pomembno, da z njo najdete skupne točke na vsakodnevni ravni, to vam omogoča, da jasno in enostavno razložite določene procese, definicije, lastnosti itd.
Žal zaradi nepopolnosti izobraževalnega sistema marsikdo pogreša nekaj temeljnih osnov. Koncept "snov v kemiji" je nekakšen temeljni kamen, pravočasna asimilacija te definicije daje človeku pravi začetek v nadaljnjem razvoju na področju naravoslovja.
Oblikovanje koncepta
Preden nadaljujemo s pojmom materije, je treba opredeliti, kaj je predmet kemije. Snovi so tisto, kar kemija neposredno preučuje, njihove medsebojne preobrazbe, zgradbo in lastnosti. V splošnem smislu je materija iz česa so sestavljena fizična telesa.
Kaj je torej snov v kemiji? Oblikujmo definicijo s prehodom od splošnega pojma k čisto kemičnemu. Snov je določena vrsta snovi, ki ima nujno maso, kije mogoče izmeriti. Ta lastnost razlikuje materijo od druge vrste snovi - polja, ki nima mase (električno, magnetno, biopolje itd.). Materija pa je tisto, iz česar smo sestavljeni mi in vse okoli nas.
Malo drugačna lastnost snovi, ki določa, iz česa je sestavljena - to je že predmet kemije. Snovi tvorijo atomi in molekule (nekateri ioni), kar pomeni, da je vsaka snov, sestavljena iz teh formulnih enot, snov.
Enostavne in zapletene snovi
Ko obvladate osnovno definicijo, jo lahko zapletete. Snovi so na različnih ravneh organizacije, torej preproste in zapletene (ali spojine) - to je prva delitev na razrede snovi, kemija ima veliko naslednjih delitev, podrobnih in bolj zapletenih. Ta razvrstitev ima za razliko od mnogih drugih strogo določene meje, vsako povezavo je mogoče jasno pripisati eni izmed med seboj izključujočih se vrst.
Preprosta snov v kemiji je spojina, sestavljena iz atomov samo enega elementa iz periodnega sistema Mendelejeva. Praviloma so to binarne molekule, torej sestavljene iz dveh delcev, povezanih s kovalentno nepolarno vezjo - tvorba skupnega osamljenega elektronskega para. Torej imajo atomi istega kemičnega elementa identično elektronegativnost, to je sposobnost, da zadržijo skupno elektronsko gostoto, zato se ne premakne na nobenega od udeležencev vezi. Primeri preprostih snovi (nekovine) -vodik in kisik, klor, jod, fluor, dušik, žveplo itd. Molekula takšne snovi, kot je ozon, je sestavljena iz treh atomov, vsi žlahtni plini (argon, ksenon, helij itd.) pa so sestavljeni iz enega. V kovinah (magnezij, kalcij, baker itd.) obstaja lastna vrsta vezi - kovinska, ki se izvaja zaradi socializacije prostih elektronov znotraj kovine, tvorbe molekul kot take pa ne opazimo. Pri snemanju kovinske snovi je preprosto označen simbol kemičnega elementa brez kakršnih koli indeksov.
Preprosta snov v kemiji, katere primeri so bili navedeni zgoraj, se od kompleksne razlikuje po svoji kvalitativni sestavi. Kemične spojine tvorijo atomi različnih elementov, iz dveh ali več. V takih snoveh poteka kovalentna polarna ali ionska vezava. Ker imajo različni atomi različno elektronegativnost, se ob tvorbi skupnega elektronskega para ta premakne proti bolj elektronegativnemu elementu, kar vodi do skupne polarizacije molekule. Ionski tip je skrajni primer polarnega, ko par elektronov popolnoma preide na enega od udeležencev vezave, nato se atomi (ali njihove skupine) spremenijo v ione. Med temi tipi ni jasne meje, ionsko vez je mogoče razlagati kot kovalentno močno polarno. Primeri kompleksnih snovi so voda, pesek, steklo, soli, oksidi itd.
Spremembe snovi
Snovi, ki se imenujejo preproste, imajo dejansko edinstveno lastnost, ki ni neločljivo povezana s kompleksnimi. Nekateri kemični elementi lahko tvorijo več oblikpreprosta snov. Osnova je še vedno en element, toda kvantitativna sestava, struktura in lastnosti radikalno razlikujejo takšne formacije. Ta lastnost se imenuje alotropija.
Kisik, žveplo, ogljik in drugi elementi imajo več alotropnih modifikacij. Za kisik sta to O2 in O3, ogljik daje štiri vrste snovi - karbin, diamant, grafit in fulerene, molekula žvepla je rombična, monoklinska in plastična modifikacija. Tako preprosta snov v kemiji, katere primeri niso omejeni na zgoraj naštete, je zelo pomembna. Predvsem se fulereni uporabljajo kot polprevodniki v tehniki, fotoupori, dodatki za rast diamantnih filmov in za druge namene, v medicini pa so močni antioksidanti.
Kaj se zgodi s snovmi?
Vsako sekundo v notranjosti in okoli je transformacija snovi. Kemija obravnava in razlaga tiste procese, ki potekajo s kvalitativno in/ali kvantitativno spremembo sestave reagirajočih molekul. Vzporedno, pogosto med seboj povezane, se pojavljajo tudi fizične transformacije, za katere je značilna le sprememba oblike, barve snovi ali agregacijskega stanja ter nekatere druge značilnosti.
Kemični pojavi so interakcijske reakcije različnih vrst, na primer spojine, substitucije, izmenjave, razgradnje, reverzibilne, eksotermne, redoks itd., odvisno od spremembe parametra, ki nas zanima. Fizikalni pojavi vključujejo: izhlapevanje, kondenzacijo, sublimacijo, raztapljanje, zmrzovanje, električno prevodnostitd. Pogosto spremljajo drug drugega, na primer, strela med nevihto je fizični proces, sproščanje ozona pod njegovim delovanjem pa kemično.
Fizične lastnosti
Snov v kemiji je snov, ki ima določene fizikalne lastnosti. Z njihovo prisotnostjo, odsotnostjo, stopnjo in intenzivnostjo je mogoče predvideti, kako se bo snov obnašala v določenih pogojih, ter razložiti nekatere kemijske značilnosti spojin. Tako na primer visoka vrelišče organskih spojin, ki vsebujejo vodik in elektronegativni heteroatom (dušik, kisik itd.), Nakazujejo, da se v snovi kaže takšna kemična vrsta interakcije, kot je vodikova vez. Zahvaljujoč vedenju o tem, katere snovi imajo najboljšo sposobnost prevajanja električnega toka, so kabli in žice električnih napeljav izdelani iz določenih kovin.
Kemijske lastnosti
Ustanovitev, raziskovanje in preučevanje druge strani kovanca lastnosti je kemija. Lastnosti snovi z njenega vidika so njihova reaktivnost na interakcijo. Nekatere snovi so v tem smislu izjemno aktivne, na primer kovine ali kateri koli oksidanti, medtem ko druge, žlahtni (inertni) plini, v normalnih pogojih praktično ne vstopajo v reakcije. Kemične lastnosti je mogoče po potrebi aktivirati ali pasivizirati, včasih brez večjih težav, v nekaterih primerih pa tudi ne enostavno. Znanstveniki preživijo veliko ur v laboratorijih, s poskusi in napakami, da dosežejo svoje cilje.cilje, včasih niso doseženi. S spreminjanjem parametrov okolja (temperatura, tlak itd.) ali z uporabo posebnih spojin - katalizatorjev ali inhibitorjev - je mogoče vplivati na kemijske lastnosti snovi in s tem na potek reakcije.
Razvrstitev kemikalij
Vse klasifikacije temeljijo na delitvi spojin na organske in anorganske. Glavni element organske snovi je ogljik, ki se združuje med seboj in vodikom, atomi ogljika tvorijo ogljikovodikov skelet, ki se nato napolni z drugimi atomi (kisik, dušik, fosfor, žveplo, halogeni, kovine in drugi), zapre v cikle ali veje., kar upravičuje široko paleto organskih spojin. Do danes je znanosti znanih 20 milijonov takšnih snovi. Medtem ko je mineralnih spojin le pol milijona.
Vsaka spojina je individualna, ima pa tudi veliko podobnih lastnosti z drugimi po lastnostih, zgradbi in sestavi, na podlagi tega je razvrščanje v razrede snovi. Kemija ima visoko stopnjo sistematizacije in organiziranosti, je eksaktna znanost.
anorganske snovi
1. Oksidi so binarne spojine s kisikom:
a) kislo - pri interakciji z vodo dajejo kislino;
b) osnovni - pri interakciji z vodo dajejo osnovo.
2. Kisline so snovi, sestavljene iz enega ali več vodikovih protonov in kislinskega ostanka.
3. Baze (alkalije) - sestavljene iz ene ali več hidroksilnih skupin in kovinskega atoma:
a) amfoterni hidroksidi - kažejo lastnosti tako kislin kot baz.
4. Soli so rezultat nevtralizacijske reakcije med kislino in alkalijo (topna baza), ki jo sestavljajo atom kovine in eden ali več kislinskih ostankov:
a) kislinske soli - anion kislinskega ostanka vsebuje proton, ki je posledica nepopolne disociacije kisline;
b) bazične soli - hidroksilna skupina je vezana na kovino, rezultat nepopolne disociacije baze.
organske spojine
Obstaja veliko razredov snovi v organskih snoveh, težko si je zapomniti tako količino informacij naenkrat. Glavna stvar je poznati osnovne delitve na alifatske in ciklične spojine, karbociklične in heterociklične, nasičene in nenasičene. Ogljikovodiki imajo tudi veliko derivatov, v katerih je atom vodika nadomeščen s halogenom, kisikom, dušikom in drugimi atomi ter funkcionalnimi skupinami.
Snov v kemiji je osnova obstoja. Zahvaljujoč organski sintezi ima človek danes ogromno umetnih snovi, ki nadomeščajo naravne in tudi nimajo analogov po svojih lastnostih v naravi.
