Chemische, fysische eigenschappen van stoffen

2024 Auteur: Angel Austin | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-17 05:37

Tegenwoordig zijn er ongeveer 2,5 miljoen verschillende verbindingen van zowel natuurlijke oorsprong als kunstmatig gesynthetiseerd door de mens. Ze zijn allemaal heel verschillend, sommige zijn onvervangbare deelnemers aan biologische processen die plaatsvinden in levende organismen. Verbindingen onderscheiden zich van elkaar door de eigenschappen van stoffen. Kenmerken en wat u nog meer in staat stelt een bepaald chemisch molecuul te identificeren, zullen we verder bekijken.

Wat is een stof?

Als je dit concept definieert, moet je erop wijzen dat het verband houdt met fysieke lichamen. Het is immers gebruikelijk om na te gaan uit welke substantie deze lichamen zijn samengesteld. Dus glas, ijzer, zwavel, hout zijn stoffen. Voorbeelden zijn eindeloos te geven. Het is gemakkelijker om het volgende te begrijpen: de term in kwestie verwijst naar alle verschillende combinaties van moleculen die in de wereld bestaan, evenals eenvoudige monoatomaire deeltjes.

Dus water, alcohol, zuren, logen, eiwitten, koolhydraten, zout, suiker, zand, klei, diamant, gassen, enzovoort - dit zijn allemaal stoffen. Met voorbeelden kunt u de essentie van dit concept duidelijker weergeven.

Het fysieke lichaam is een product dat door de natuur of de mens is gemaakt op basis van verschillende verbindingen. Een glas is bijvoorbeeld een lichaam dat:is gemaakt van glas, en het vel papier is het lichaam, dat is verwerkte pulp of hout.

Natuurlijk zijn alle moleculen anders. Wat ten grondslag ligt aan hun verschil, worden hun eigenschappen genoemd - fysisch, organoleptisch en chemisch. Ze worden bepaald met behulp van speciale methoden, die elke wetenschap zijn eigen heeft. Het kunnen wiskundige, analytische, experimentele, instrumentele methoden en nog veel meer verschillende zijn. De scheikunde gebruikt bijvoorbeeld voor elke stof, of liever, voor de identificatie, zijn reagens. Het wordt geselecteerd op basis van de structurele kenmerken van het molecuul en de voorspelling van chemische eigenschappen. Daarna wordt het experimenteel geverifieerd, goedgekeurd en vastgelegd in de theoretische basis.

Indeling van stoffen

De verdeling van verbindingen in groepen kan gebaseerd zijn op veel verschillende kenmerken. Geaggregeerde staat bijvoorbeeld. Ze kunnen allemaal van vier typen zijn volgens deze factor:

• plasma;
• gas;
• vloeistof;
• kristallijne stof (vast).

Als we een meer "diepere" eigenschap als basis nemen, dan kunnen alle stoffen worden onderverdeeld in:

• organisch - gebaseerd op ketens en kringlopen van koolstof- en waterstofatomen;
• anorganisch - alle anderen.

Volgens de elementaire samenstelling, die de formules van stoffen weerspiegelt, zijn ze allemaal:

• simple - van één type chemisch atoom;
• complex - twee of meer verschillende soorten elementen.

Op zijn beurt,eenvoudig zijn onderverdeeld in metalen en niet-metalen. Verbindingen hebben vele klassen: zouten, basen, zuren, oxiden, esters, koolwaterstoffen, alcoholen, nucleïnezuren, enzovoort.

Verschillende soorten samengestelde formules

Wat is een visuele, dat wil zeggen, grafische weergave van verbindingen? Natuurlijk zijn dit formules van stoffen. Ze zijn verschillend. Afhankelijk van de soort verschilt ook de informatie die ze bevatten over het molecuul. Er zijn dus zulke opties:

1. Empirisch of moleculair. Geeft de kwantitatieve en kwalitatieve samenstelling van de stof weer. Het bevat de symbolen van de samenstellende elementen en een index in de linkerbenedenhoek ervan, die de hoeveelheid van dit atoom in het molecuul aangeeft. Bijvoorbeeld N₂O, Na₂SO₄, AL_2(SO4₎3.
2. Elektronische graphics. Deze formule toont het aantal valentie-elektronen voor elk element waaruit de verbinding bestaat. Daarom is het volgens deze optie al mogelijk om enkele chemische en fysische eigenschappen van stoffen te voorspellen.
3. In de organische chemie is het gebruikelijk om volledige en verkorte structuurformules te gebruiken. Ze weerspiegelen de volgorde van binding van atomen in moleculen, bovendien geven ze duidelijk aan dat een stof tot een bepaalde klasse van verbindingen behoort. En dit stelt je in staat om het specifieke type molecuul nauwkeurig te bepalen en alle interacties die er kenmerkend voor zijn te voorspellen.

Daarom zijn chemische symboliek en correct geformuleerde formules van verbindingen het belangrijkste onderdeel van het werken met alle bekende stoffen. Dit zijn de theoretische fundamenten die je moet kennenelke scheikundestudent.

Fysieke eigenschappen

Een zeer belangrijk kenmerk zijn de gemanifesteerde fysieke eigenschappen van stoffen. Wat hoort bij deze groep?

1. Geaggregeerde staat onder verschillende omstandigheden, inclusief standaard.
2. Koken, smelten, bevriezen, verdampingstemperaturen.
3. Organoleptische kenmerken: kleur, geur, smaak.
4. Oplosbaarheid in water en andere oplosmiddelen (bijvoorbeeld organisch).
5. Dichtheid en vloeibaarheid, viscositeit.
6. Elektrische en thermische geleidbaarheid, warmtecapaciteit.
7. Elektrische permeabiliteit.
8. Radioactiviteit.
9. Absorptie en emissie.
10. Inductantie.

Er zijn ook een aantal indicatoren die erg belangrijk zijn voor een volledige lijst die de eigenschappen van stoffen weerspiegelt. Ze bevinden zich echter tussen fysiek en chemisch in. Dit is:

• elektrodepotentiaal;
• type kristalrooster;
• elektronegativiteit;
• hardheid en broosheid;
• ductiliteit en ductiliteit;
• volatiliteit of volatiliteit;
• biologische effecten op levende organismen (giftig, verstikkend, zenuwverlammend, neutraal, heilzaam, enz.).

Vaak worden deze indicatoren juist genoemd wanneer de chemische eigenschappen van stoffen al direct in aanmerking worden genomen. U kunt ze echter ook specificeren in het fysieke gedeelte, wat geen vergissing zal zijn.

Chemische eigenschappen van stoffen

Deze groep omvatalle mogelijke soorten interacties van het beschouwde molecuul met andere eenvoudige en complexe stoffen. Dat wil zeggen, dit zijn direct chemische reacties. Voor elk type verbinding zijn ze strikt specifiek. Er worden echter gemeenschappelijke groepseigenschappen onderscheiden voor een hele klasse stoffen.

Alle zuren kunnen bijvoorbeeld reageren met metalen volgens hun positie in de elektrochemische reeks van metaalspanningen. Ook worden ze allemaal gekenmerkt door neutralisatiereacties met alkaliën, interactie met onoplosbare basen. Geconcentreerde zwavel- en salpeterzuren zijn echter speciaal, omdat de producten van hun interactie met metalen verschillen van die verkregen als gevolg van reacties met andere leden van de klasse.

Elke stof heeft veel chemische eigenschappen. Hun aantal wordt bepaald door de activiteit van de verbinding, dat wil zeggen het vermogen om te reageren met andere componenten. Er zijn zeer reactieve, er zijn praktisch inert. Dit is strikt een individuele indicator.

Eenvoudige stoffen

Deze omvatten atomen die uit hetzelfde type atomen bestaan, maar met verschillende aantallen. Bijvoorbeeld S_8, O_2, O_3, Au, N _2, P_4, CL_2, Ar en anderen.

De chemische eigenschappen van eenvoudige stoffen worden gereduceerd tot interactie met:

• metalen;
• niet-metalen;
• water;
• zuren;
• alkaliën en amfotere hydroxiden;
• organische verbindingen;
• zouten;
• oxiden;
• peroxides en anhydriden en anderenmoleculen.

Nogmaals, er moet op worden gewezen dat dit een zeer specifieke eigenschap is voor elk specifiek geval. Daarom worden de fysische en chemische eigenschappen van eenvoudige stoffen afzonderlijk bekeken.

Complexe stoffen

Deze groep omvat verbindingen waarvan de moleculen worden gevormd door twee of meer verschillende chemische elementen. Het aantal van elk van hen kan verschillen. Om het te begrijpen, volgen hier een paar eenvoudige voorbeelden:

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

Omdat ze allemaal tot verschillende klassen van stoffen behoren, is het onmogelijk om voor iedereen gemeenschappelijke fysische en chemische eigenschappen te onderscheiden. Dit zijn specifieke eigenschappen, in elk geval bijzonder en individueel.

Anorganische stoffen

Vandaag zijn er meer dan 500 duizend van hen. Er zijn zowel eenvoudige als complexe. In totaal zijn er verschillende hoofdklassen van anorganische verbindingen te onderscheiden, die al hun diversiteit vertegenwoordigen.

1. Eenvoudige stoffen metalen.
2. Oxiden.
3. Eenvoudige stoffen, niet-metalen.
4. Edelgassen of inerte gassen.
5. Peroxiden.
6. Anhydriden.
7. Vluchtige waterstofverbindingen.
8. Hydriden.
9. Zouten.
10. Zuren.
11. Foundations.
12. Amfotere verbindingen.

Elke vertegenwoordiger van elke klas heeft zijn eigen set fysiekechemische eigenschappen waardoor het kan worden onderscheiden van andere verbindingen en geïdentificeerd.

Eigenschappen van organische stoffen

Organica is een tak van de chemie die zich bezighoudt met de studie van andere verbindingen dan anorganische en hun eigenschappen. Hun structuur is gebaseerd op koolstofatomen die in verschillende structuren met elkaar kunnen combineren:

• lineaire en vertakte ketens;
• cycli;
• aromatische ringen;
• heterocycli.

Levende organismen bestaan uit precies zulke verbindingen, omdat de basis van het leven eiwitten, vetten en koolhydraten zijn. Ze zijn allemaal vertegenwoordigers van organische stoffen. Daarom zijn hun eigenschappen bijzonder. Hoe dan ook, het maakt niet uit over welk soort molecuul we het hebben, het zal nog steeds worden gekenmerkt door een bepaalde reeks fysisch-chemische eigenschappen die we al eerder hebben genoemd.

Wat is levende materie?

Leven is de substantie waaruit de hele biomassa van onze planeet is samengesteld. Dat wil zeggen, die organismen waaruit het leven bestaat:

• bacteriën en virussen;
• eenvoudig;
• planten;
• dieren;
• paddenstoelen;
• mensen.

Aangezien het grootste deel van de verbindingen in de samenstelling van een levend wezen organisch is, kunnen ze juist aan de groep levende materie worden toegeschreven. Echter niet allemaal. Alleen degenen zonder welke het bestaan van vertegenwoordigers van de levende biosfeer onmogelijk is. Dit zijn eiwitten, nucleïnezuren, hormonen, vitamines, vetten, koolhydraten, aminozuren en andere. De term "levende materie" werd geïntroduceerdVernadsky, de grondlegger van de doctrine van de biosfeer van de planeet.

Eigenschappen van levende materie:

• bezit van energie met de mogelijkheid van transformatie;
• zelfregulering;
• vrij verkeer;
• afwisseling van generaties;
• extreme variëteit.

Kristalen en metaalachtige substanties

Kristallijn verwijst naar alle verbindingen met een bepaald type ruimtelijke roosterstructuur. Er zijn verbindingen met een atomair, moleculair of metallisch kristalrooster. Afhankelijk van het type verschillen ook de eigenschappen van kristallijne stoffen. Typische vaste verbindingen in de vorm van fijn of grof gedispergeerde kristallen zijn verschillende zouten.

Er zijn ook eenvoudige stoffen met een vergelijkbare structuur, zoals diamant of grafiet, edelstenen en halfedelstenen, mineralen, gesteenten. Hun belangrijkste eigenschappen:

• hardheid;
• fragiliteit;
• gemiddelde smelt- en kookpunten.

Zoals altijd is echter niet elk kenmerk geschikt voor iedereen.

Metaaleigenschappen van een stof worden weergegeven door metalen, hun legeringen. Voor hen is een reeks gemeenschappelijke kenmerken te onderscheiden:

• ductiliteit en ductiliteit;
• hoog kookpunt, smeltpunt;
• elektrische en thermische geleidbaarheid;
• metaalglans.