Il mondo intero intorno a noi è costituito da particelle microscopiche. Combinandosi, formano sostanze semplici e complesse con proprietà e carattere differenti. Come distinguere l'uno dall' altro? Cosa caratterizza le sostanze chimiche complesse?
Essenza della sostanza
La scienza conosce 118 elementi chimici. Rappresentano tutti atomi, le particelle più piccole che possono reagire. Le proprietà chimiche degli elementi dipendono dalla loro struttura. Indipendentemente, non possono esistere in natura e si uniranno sicuramente con altri atomi. Quindi formano sostanze semplici e complesse.
Si chiamano semplici se sono costituiti da un solo tipo di atomi. Ad esempio, l'ossigeno (O) è un elemento. Due dei suoi atomi, collegati tra loro, formano una molecola di una semplice sostanza ossigeno con la formula O2. Quando tre atomi di ossigeno vengono combinati in una molecola, si ottiene l'ozono - O3.
La sostanza complessa è la combinazione di diversi elementi. Ad esempio, l'acqua ha la formula H2O. Ciascuna delle sue molecole è costituita da due atomi di idrogeno (H) e un atomo di ossigeno. In natura, ci sono molte più sostanze del genere rispetto a quelle semplici. Questi includono zucchero, sale,sabbia, ecc.
Sostanze complesse
I composti complessi si formano a seguito di reazioni chimiche, con rilascio o assorbimento di energia. Nel corso di tali reazioni, nel mondo vengono eseguiti centinaia di processi diversi, molti dei quali sono direttamente importanti per la vita degli organismi viventi.
A seconda della composizione, le sostanze complesse si dividono in organiche e inorganiche. Tutti hanno una struttura molecolare o non molecolare. Se l'unità strutturale della materia sono atomi e ioni, questi sono composti non molecolari. In condizioni normali, sono solidi, fondono e bollono ad alte temperature. Questi possono essere sali o vari minerali.
In un altro tipo di struttura, due o più atomi si combinano per formare una molecola. Al suo interno i legami sono molto forti, ma interagisce debolmente con altre molecole. Si presentano in tre stati di aggregazione, generalmente volatili, spesso odorosi.
Composti organici
Ci sono circa tre milioni di composti organici in natura. Contengono carbonio. Inoltre, i composti contengono spesso alcuni metalli, idrogeno, fosforo, zolfo, azoto e ossigeno. Sebbene, in linea di principio, il carbonio sia in grado di combinarsi con quasi tutti gli elementi.
Queste sostanze fanno parte degli organismi viventi. Si tratta di preziose proteine, grassi, carboidrati, acidi nucleici e vitamine. Si trovano negli alimenti, coloranti, combustibili, alcoli, polimeri e altri composti.
Le sostanze organiche, di regola, hanno una struttura molecolare. A questo proposito, esistono spesso allo stato liquido e gassoso. Hanno punti di fusione e di ebollizione inferiori rispetto ai composti inorganici e formano legami covalenti.
Il carbonio si combina con altri elementi, formando catene chiuse o aperte. La sua caratteristica principale è la capacità di omologia e isomeria. Gli omologhi si formano quando altre coppie CH2 vengono aggiunte alla coppia CH2 (metano), formando nuovi composti. Il metano può essere convertito in etano, propano, butano, pentano, ecc.
Gli isomeri sono composti con la stessa massa e composizione, ma diversi nel modo in cui gli atomi sono collegati. A questo proposito, anche le loro proprietà sono diverse.
Composti inorganici
I composti inorganici non contengono carbonio. Le uniche eccezioni sono carburi, carbonati, cianuri e ossidi di carbonio, ad esempio gesso, soda, anidride carbonica e monossido di carbonio e alcuni altri composti.
Ci sono meno composti inorganici complessi in natura rispetto a quelli organici. Sono caratterizzati da una struttura non molecolare e dalla formazione di legami ionici. Formano rocce e minerali e sono presenti nell'acqua, nel suolo e negli organismi viventi.
In base alle proprietà delle sostanze, possono essere suddivise in:
- ossidi - il legame di un elemento con l'ossigeno con uno stato di ossidazione di meno due (ematite, allumina, magnetite);
- sali - il legame di ioni metallici con un residuo acido (salgemma, lapislazzuli, sale di magnesio);
- acidi - il legame dell'idrogeno e un residuo acido (acido solforico, silicico, cromico);
- basi - il legame di ioni metallici e ioni idrossido (soda caustica, calce spenta).
