De belangrijkste vraag waarop een persoon het antwoord moet weten om het beeld van de wereld correct te begrijpen, is wat een stof in de chemie is. Dit concept wordt gevormd op schoolgaande leeftijd en begeleidt het kind in de verdere ontwikkeling. Als je scheikunde gaat studeren, is het belangrijk om er raakvlakken mee te vinden op het alledaagse niveau, hierdoor kun je bepaalde processen, definities, eigenschappen, etc. duidelijk en gemakkelijk uitleggen.
Helaas missen veel mensen door de imperfectie van het onderwijssysteem enkele fundamentele basisprincipes. Het concept van "stof in de chemie" is een soort hoeksteen, de tijdige assimilatie van deze definitie geeft een persoon de juiste start in de verdere ontwikkeling op het gebied van natuurwetenschappen.
Vorming van concept
Alvorens verder te gaan met het concept van materie, is het noodzakelijk om te definiëren wat het onderwerp van chemie is. Stoffen zijn wat de chemie rechtstreeks bestudeert, hun onderlinge transformaties, structuur en eigenschappen. In algemene zin is materie waar fysieke lichamen van gemaakt zijn.
Dus, wat is een stof in de chemie? Laten we een definitie vormen door van een algemeen concept naar een puur chemisch concept te gaan. Stof is een bepaald soort materie, die noodzakelijkerwijs een massa heeft, diekan worden gemeten. Dit kenmerk onderscheidt materie van een ander type materie - een veld dat geen massa heeft (elektrisch, magnetisch, bioveld, enz.). Materie is op haar beurt waar wij en alles om ons heen van gemaakt zijn.
Een iets andere eigenschap van materie, die bepa alt waar het van gemaakt is - dit is al een onderwerp van scheikunde. Stoffen worden gevormd door atomen en moleculen (sommige ionen), wat betekent dat elke stof die uit deze formule-eenheden bestaat een stof is.
Eenvoudige en complexe stoffen
Nadat je de basisdefinitie onder de knie hebt, kun je het ingewikkelder maken. Stoffen zijn er in verschillende organisatieniveaus, dat wil zeggen, eenvoudig en complex (of verbindingen) - dit is de allereerste indeling in klassen van stoffen, chemie heeft vele volgende indelingen, gedetailleerd en complexer. Deze classificatie heeft, in tegenstelling tot vele andere, strikt gedefinieerde grenzen, elke verbinding kan duidelijk worden toegeschreven aan een van de elkaar uitsluitende soorten.
Een eenvoudige stof in de chemie is een verbinding die bestaat uit atomen van slechts één element uit het periodiek systeem van Mendelejev. In de regel zijn dit binaire moleculen, dat wil zeggen, bestaande uit twee deeltjes die zijn verbonden via een covalente niet-polaire binding - de vorming van een gemeenschappelijk eenzaam elektronenpaar. Dus, atomen van hetzelfde chemische element hebben identieke elektronegativiteit, dat wil zeggen, het vermogen om een gemeenschappelijke elektronendichtheid te behouden, dus het wordt niet verschoven naar een van de deelnemers aan de binding. Voorbeelden van eenvoudige stoffen (niet-metalen) -waterstof en zuurstof, chloor, jodium, fluor, stikstof, zwavel, enz. Een molecuul van een stof als ozon bestaat uit drie atomen en alle edelgassen (argon, xenon, helium, etc.) bestaan uit één. In metalen (magnesium, calcium, koper, enz.) is er zijn eigen type binding - metaal, die wordt uitgevoerd door de socialisatie van vrije elektronen in het metaal, en de vorming van moleculen als zodanig wordt niet waargenomen. Bij het opnemen van een metalen substantie wordt alleen het symbool van het scheikundige element aangegeven zonder enige indices.
Een eenvoudige stof in de chemie, waarvan hierboven voorbeelden zijn gegeven, verschilt van een complexe in zijn kwalitatieve samenstelling. Chemische verbindingen worden gevormd door atomen van verschillende elementen, uit twee of meer. In dergelijke stoffen vindt covalente polaire of ionische binding plaats. Omdat verschillende atomen verschillende elektronegativiteit hebben, verschuift het naar een meer elektronegatief element wanneer een gemeenschappelijk elektronenpaar wordt gevormd, wat leidt tot een gemeenschappelijke polarisatie van het molecuul. Het ionische type is een extreem geval van het polaire, wanneer een paar elektronen volledig overgaat naar een van de bindende deelnemers, dan veranderen de atomen (of groepen ervan) in ionen. Er is geen duidelijke grens tussen deze typen, de ionbinding kan worden geïnterpreteerd als een covalente sterk polair. Voorbeelden van complexe stoffen zijn water, zand, glas, zouten, oxiden, etc.
Stofmodificaties
Stoffen die eenvoudig worden genoemd, hebben in feite een unieke eigenschap die niet inherent is aan complexe. Sommige chemische elementen kunnen verschillende vormen vormeneenvoudige stof. De basis is nog steeds één element, maar de kwantitatieve samenstelling, structuur en eigenschappen onderscheiden dergelijke formaties radicaal. Deze functie wordt allotropie genoemd.
Zuurstof, zwavel, koolstof en andere elementen hebben verschillende allotrope modificaties. Voor zuurstof zijn dit O2 en O3, koolstof geeft vier soorten stoffen - karabijn, diamant, grafiet en fullerenen, het zwavelmolecuul is rhombische, monokliene en plastische modificatie. Zo'n eenvoudige stof in de chemie, waarvan voorbeelden niet beperkt zijn tot de hierboven genoemde, is van groot belang. In het bijzonder worden fullerenen gebruikt als halfgeleiders in technologie, fotoresistors, additieven voor de groei van diamantfilms en voor andere doeleinden, en in de geneeskunde zijn het krachtige antioxidanten.
Wat gebeurt er met stoffen?
Elke seconde is er binnen en rondom een transformatie van stoffen. Chemie beschouwt en verklaart die processen die gepaard gaan met een kwalitatieve en/of kwantitatieve verandering in de samenstelling van de reagerende moleculen. Parallel hieraan, vaak onderling verbonden, vinden ook fysieke transformaties plaats, die alleen worden gekenmerkt door een verandering in de vorm, kleur van stoffen of de aggregatietoestand en enkele andere kenmerken.
Chemische verschijnselen zijn verschillende soorten interactiereacties, bijvoorbeeld verbindingen, substituties, uitwisselingen, ontledingen, omkeerbaar, exotherm, redox, enz., afhankelijk van de verandering in de betreffende parameter. Fysische verschijnselen zijn onder meer: verdamping, condensatie, sublimatie, oplossen, bevriezing, elektrische geleidbaarheidenzovoort. Vaak vergezellen ze elkaar, bijvoorbeeld bliksem tijdens een onweersbui is een fysiek proces, en het vrijkomen van ozon onder zijn werking is een chemisch proces.
Fysieke eigenschappen
Een stof in de chemie is een materie die bepaalde fysische eigenschappen heeft. Door hun aanwezigheid, afwezigheid, mate en intensiteit kan men voorspellen hoe een stof zich onder bepaalde omstandigheden zal gedragen, en kan men enkele chemische eigenschappen van verbindingen verklaren. Hoge kookpunten van organische verbindingen die waterstof en een elektronegatief heteroatoom (stikstof, zuurstof, enz.) bevatten, geven bijvoorbeeld aan dat een dergelijk chemisch type interactie als een waterstofbinding zich in een stof manifesteert. Dankzij de kennis van welke stoffen het beste in staat zijn om elektrische stroom te geleiden, worden kabels en draden van elektrische bedrading gemaakt van bepaalde metalen.
Chemische eigenschappen
Oprichting, onderzoek en studie van de andere kant van de medaille van eigenschappen is chemie. De eigenschappen van stoffen zijn vanuit haar oogpunt hun reactiviteit op interactie. Sommige stoffen zijn in deze zin buitengewoon actief, bijvoorbeeld metalen of eventuele oxidatiemiddelen, terwijl andere, edele (inerte) gassen, onder normale omstandigheden praktisch niet in reacties treden. Chemische eigenschappen kunnen naar behoefte worden geactiveerd of gepassiveerd, soms zonder veel moeite en in sommige gevallen niet gemakkelijk. Wetenschappers brengen met vallen en opstaan vele uren door in laboratoria om hun doelen te bereiken.doelen, soms worden ze niet bereikt. Door de omgevingsparameters (temperatuur, druk, etc.) te veranderen of speciale verbindingen - katalysatoren of remmers - te gebruiken, is het mogelijk om de chemische eigenschappen van stoffen te beïnvloeden, en daarmee het verloop van de reactie.
Classificatie van chemicaliën
Alle classificaties zijn gebaseerd op de verdeling van verbindingen in organisch en anorganisch. Het belangrijkste element van organische stoffen is koolstof, met elkaar gecombineerd en waterstof, koolstofatomen vormen een koolwaterstofskelet, dat vervolgens wordt gevuld met andere atomen (zuurstof, stikstof, fosfor, zwavel, halogenen, metalen en andere), sluit in cycli of vertakkingen, waardoor een grote verscheidenheid aan organische verbindingen wordt gerechtvaardigd. Tot op heden zijn 20 miljoen van dergelijke stoffen bekend bij de wetenschap. Terwijl er maar een half miljoen minerale verbindingen zijn.
Elke verbinding is individueel, maar heeft ook veel vergelijkbare kenmerken met andere in eigenschappen, structuur en samenstelling, op basis hiervan is er een groepering in klassen van stoffen. Chemie heeft een hoge mate van systematisering en organisatie, het is een exacte wetenschap.
Anorganische stoffen
1. Oxiden zijn binaire verbindingen met zuurstof:
a) zuur - bij interactie met water geven ze zuur;
b) basis - bij interactie met water geven ze een basis.
2. Zuren zijn stoffen die bestaan uit een of meer waterstofprotonen en een zuurresidu.
3. Basen (alkaliën) - bestaan uit een of meer hydroxylgroepen en een metaalatoom:
a) amfotere hydroxiden - vertonen eigenschappen van zowel zuren als basen.
4. Zouten zijn het resultaat van een neutralisatiereactie tussen een zuur en een alkali (een oplosbare base), bestaande uit een metaalatoom en een of meer zuurresten:
a) zure zouten - het anion van het zuurresidu bevat een proton, het resultaat van onvolledige dissociatie van het zuur;
b) basische zouten - een hydroxylgroep is gebonden aan het metaal, het resultaat van onvolledige dissociatie van de base.
Organische verbindingen
Er zijn heel veel klassen van stoffen in organische stof, het is moeilijk om zo'n hoeveelheid informatie in één keer te onthouden. Het belangrijkste is om de basisindelingen te kennen in alifatische en cyclische verbindingen, carbocyclische en heterocyclische, verzadigde en onverzadigde. Koolwaterstoffen hebben ook veel derivaten waarin het waterstofatoom is vervangen door halogeen, zuurstof, stikstof en andere atomen, evenals functionele groepen.
Stof in de chemie is de basis van het bestaan. Dankzij organische synthese heeft een persoon tegenwoordig een enorme hoeveelheid kunstmatige stoffen die natuurlijke stoffen vervangen, en hebben ook geen analogen in hun kenmerken in de natuur.
