De hele wereld om ons heen bestaat uit microscopisch kleine deeltjes. Samen vormen ze eenvoudige en complexe stoffen met verschillende eigenschappen en karakter. Hoe de een van de ander te onderscheiden? Wat kenmerkt complexe chemicaliën?
Essentie van de stof
De wetenschap kent 118 chemische elementen. Ze stellen allemaal atomen voor, de kleinste deeltjes die kunnen reageren. De chemische eigenschappen van de elementen zijn afhankelijk van hun structuur. Ze kunnen onafhankelijk van elkaar niet in de natuur bestaan en zullen zich zeker verenigen met andere atomen. Ze vormen dus eenvoudige en complexe stoffen.
Ze worden eenvoudig genoemd als ze uit slechts één soort atomen bestaan. Zuurstof (O) is bijvoorbeeld een element. Twee van zijn atomen, met elkaar verbonden, vormen een molecuul van een eenvoudige stof zuurstof met de formule O2. Wanneer drie zuurstofatomen worden gecombineerd tot een molecuul, wordt ozon verkregen - O3.
Complexe substantie is de combinatie van verschillende elementen. Water heeft bijvoorbeeld de formule H2O. Elk van zijn moleculen bestaat uit twee waterstofatomen (H) en één zuurstofatoom. In de natuur zijn er veel meer van dergelijke stoffen dan eenvoudige. Deze omvatten suiker, zout,zand, enz.
Complexe stoffen
Complexe verbindingen worden gevormd als gevolg van chemische reacties, waarbij energie vrijkomt of wordt opgenomen. In de loop van dergelijke reacties worden honderden verschillende processen in de wereld uitgevoerd, waarvan vele direct van belang zijn voor het leven van levende organismen.
Afhankelijk van de samenstelling worden complexe stoffen onderverdeeld in organische en anorganische. Ze hebben allemaal een moleculaire of niet-moleculaire structuur. Als de structurele eenheid van materie atomen en ionen is, zijn dit niet-moleculaire verbindingen. Onder normale omstandigheden zijn ze vast, smelten en koken ze bij hoge temperaturen. Dit kunnen zouten of verschillende mineralen zijn.
In een ander type structuur combineren twee of meer atomen om een molecuul te vormen. Binnenin zijn de bindingen erg sterk, maar het interageert zwak met andere moleculen. Ze komen in drie staten van aggregatie, meestal vluchtig, vaak geurig.
Organische verbindingen
Er zijn ongeveer drie miljoen organische verbindingen in de natuur. Ze bevatten wel koolstof. Daarnaast bevatten verbindingen vaak enkele metalen, waterstof, fosfor, zwavel, stikstof en zuurstof. Hoewel koolstof in principe met bijna elk element kan worden gecombineerd.
Deze stoffen maken deel uit van levende organismen. Dit zijn waardevolle eiwitten, vetten, koolhydraten, nucleïnezuren en vitamines. Ze worden aangetroffen in voedsel, kleurstoffen, brandstoffen, alcoholen, polymeren en andere verbindingen.
Organische stoffen hebben in de regel een moleculaire structuur. In dit opzicht bestaan ze vaak in vloeibare en gasvormige toestand. Ze hebben lagere smelt- en kookpunten dan anorganische verbindingen en vormen covalente bindingen.
Koolstof combineert met andere elementen en vormt gesloten of open ketens. Het belangrijkste kenmerk is het vermogen tot homologie en isomerie. Homologen worden gevormd wanneer andere CH2 paren worden toegevoegd aan het CH2 (methaan) paar, waardoor nieuwe verbindingen worden gevormd. Methaan kan worden omgezet in ethaan, propaan, butaan, pentaan, enz.
Isomeren zijn verbindingen met dezelfde massa en samenstelling, maar verschillend in de manier waarop de atomen zijn verbonden. In dit opzicht zijn hun eigenschappen ook verschillend.
Anorganische verbindingen
Anorganische verbindingen bevatten geen koolstof. De enige uitzonderingen zijn carbiden, carbonaten, cyaniden en koolstofoxiden, bijvoorbeeld krijt, soda, koolstofdioxide en koolmonoxide en enkele andere verbindingen.
Er zijn minder complexe anorganische verbindingen in de natuur dan organische. Ze worden gekenmerkt door een niet-moleculaire structuur en de vorming van ionische bindingen. Ze vormen gesteenten en mineralen en zijn aanwezig in water, bodem en levende organismen.
Op basis van de eigenschappen van stoffen kunnen ze worden onderverdeeld in:
- oxides - de binding van een element met zuurstof met een oxidatietoestand van min twee (hematiet, aluminiumoxide, magnetiet);
- zouten - de binding van metaalionen met een zuur residu (steenzout, lapis, magnesiumzout);
- zuren - de binding van waterstof en een zuur residu (zwavelzuur, kiezelzuur, chroomzuur);
- basen - de binding van metaalionen en hydroxide-ionen (natronloog, gebluste kalk).
