Proprietà chimiche e fisiche delle sostanze

2024 Autore: Angel Austin | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 05:31

Oggi ci sono circa 2,5 milioni di vari composti sia di origine naturale che sintetizzati artificialmente dall'uomo. Tutti loro sono molto diversi, alcuni di loro sono partecipanti insostituibili nei processi biologici che si verificano negli organismi viventi. I composti si distinguono l'uno dall' altro per le proprietà delle sostanze. Caratteristiche e cos' altro ti permette di identificare una particolare molecola chimica, considereremo ulteriormente.

Cos'è una sostanza?

Se definisci questo concetto, devi sottolineare la sua connessione con i corpi fisici. Dopotutto, è consuetudine considerare la sostanza di cui sono composti questi corpi. Quindi, vetro, ferro, zolfo, legno sono sostanze. Gli esempi possono essere dati all'infinito. È più facile capire quanto segue: il termine in esame si riferisce a tutta la varietà di diverse combinazioni di molecole che esistono nel mondo, così come semplici particelle monoatomiche.

Quindi, acqua, alcol, acidi, alcali, proteine, carboidrati, sale, zucchero, sabbia, argilla, diamante, gas e così via - queste sono tutte sostanze. Gli esempi ti consentono di catturare più chiaramente l'essenza di questo concetto.

Il corpo fisico è un prodotto creato dalla natura o dall'uomo sulla base di vari composti. Ad esempio, un bicchiere è un corpo cheè fatto di vetro e il foglio di carta è il corpo, che viene trasformato in pasta di legno o legno.

Ovviamente, tutte le molecole sono diverse. Ciò che sta alla base della loro differenza è chiamato loro proprietà: fisiche, organolettiche e chimiche. Sono determinati usando metodi speciali, che ogni scienza ha il suo. Possono essere metodi matematici, analitici, sperimentali, strumentali e molti altri diversi. Ad esempio, la scienza della chimica utilizza per ogni sostanza, o meglio, per la sua identificazione, il suo reagente. Viene selezionato in base alle caratteristiche strutturali della molecola e alla previsione delle proprietà chimiche. Quindi viene verificato sperimentalmente, approvato e fissato nella base teorica.

Classificazione delle sostanze

La divisione dei composti in gruppi può essere basata su molte caratteristiche diverse. Ad esempio, stato aggregato. Tutti possono essere di quattro tipi in base a questo fattore:

• plasma;
• gas;
• liquido;
• sostanza cristallina (solida).

Se prendiamo come base una caratteristica più "profonda", allora tutte le sostanze possono essere suddivise in:

• organico - basato su catene e cicli di atomi di carbonio e idrogeno;
• inorganico - tutti gli altri.

Secondo la composizione elementare, che riflette le formule delle sostanze, tutte sono:

• semplice - da un tipo di atomo chimico;
• complesso - due o più tipi diversi di elementi.

A sua volta,semplici si dividono in metalli e non metalli. I composti hanno molte classi: sali, basi, acidi, ossidi, esteri, idrocarburi, alcoli, acidi nucleici e così via.

Diversi tipi di formule composte

Cos'è una visualizzazione visiva, cioè grafica, delle connessioni? Naturalmente, queste sono formule di sostanze. Sono diversi. A seconda della specie, differiscono anche le informazioni in esse contenute sulla molecola. Quindi, ci sono tali opzioni:

1. Empirico o molecolare. Riflette la composizione quantitativa e qualitativa della sostanza. Include i simboli degli elementi costitutivi e un indice nell'angolo inferiore sinistro, che mostra la quantità di questo atomo nella molecola. Ad esempio, N₂O, Na₂SO₄, AL_2(SO4₎3.
2. Grafica elettronica. Questa formula mostra il numero di elettroni di valenza per ogni elemento che compone il composto. Pertanto, secondo questa opzione, è già possibile prevedere alcune proprietà chimiche e fisiche delle sostanze.
3. In chimica organica, è consuetudine utilizzare formule strutturali complete e abbreviate. Riflettono l'ordine di legame degli atomi nelle molecole, inoltre indicano chiaramente l'appartenenza di una sostanza a una particolare classe di composti. E questo ti permette di determinare con precisione il tipo specifico di molecola e di prevedere tutte le interazioni che la caratterizzano.

Pertanto, il simbolismo chimico e le formule dei composti correttamente formulate sono la parte più importante del lavoro con tutte le sostanze conosciute. Queste sono le basi teoriche che devi conoscereogni studente di chimica.

Proprietà fisiche

Una caratteristica molto importante sono le proprietà fisiche manifestate delle sostanze. Cosa appartiene a questo gruppo?

1. Stato aggregato in varie condizioni, comprese quelle standard.
2. Temperature di ebollizione, fusione, congelamento, evaporazione.
3. Caratteristiche organolettiche: colore, odore, gusto.
4. Solubilità in acqua e altri solventi (organici, per esempio).
5. Densità e fluidità, viscosità.
6. Conducibilità elettrica e termica, capacità termica.
7. Permeabilità elettrica.
8. Radioattività.
9. Assorbimento ed emissione.
10. Induttanza.

Ci sono anche una serie di indicatori molto importanti per un elenco completo che rifletta le proprietà delle sostanze. Tuttavia, sono tra fisico e chimico. Questo è:

• potenziale dell'elettrodo;
• tipo di reticolo cristallino;
• elettronegatività;
• durezza e fragilità;
• duttilità e duttilità;
• volatilità o volatilità;
• effetti biologici sugli organismi viventi (velenosi, soffocanti, nervosi paralitici, neutri, benefici, ecc.).

Spesso questi indicatori sono citati proprio quando le proprietà chimiche delle sostanze sono già considerate direttamente. Tuttavia, puoi anche specificarli nella sezione fisica, il che non sarà un errore.

Proprietà chimiche delle sostanze

Questo gruppo includetutti i possibili tipi di interazione della molecola considerata con altre sostanze semplici e complesse. Cioè, queste sono reazioni chimiche direttamente. Per ogni tipo di connessione sono strettamente specifici. Tuttavia, le proprietà di gruppo comuni si distinguono per un'intera classe di sostanze.

Ad esempio, tutti gli acidi sono in grado di reagire con i metalli in base alla loro posizione nella serie elettrochimica delle tensioni metalliche. Inoltre, tutti sono caratterizzati da reazioni di neutralizzazione con alcali, interazione con basi insolubili. Tuttavia, gli acidi solforico e nitrico concentrati sono speciali, poiché i prodotti della loro interazione con i metalli differiscono da quelli ottenuti a seguito di reazioni con altri membri della classe.

Ogni sostanza ha molte proprietà chimiche. Il loro numero è determinato dall'attività del composto, cioè dalla capacità di reagire con altri componenti. Ci sono altamente reattivi, ci sono praticamente inerti. Questo è strettamente un indicatore individuale.

Sostanze semplici

Questi includono quelli che consistono dello stesso tipo di atomi, ma di numeri diversi. Ad esempio, S_8, O_2, O_3, Au, N _2, P_4, CL_2, Ar e altri.

Le proprietà chimiche delle sostanze semplici si riducono all'interazione con:

• metalli;
• non metalli;
• acqua;
• acidi;
• alcali e idrossidi anfoteri;
• composti organici;
• sali;
• ossidi;
• perossidi e anidridi e altrimolecole.

Ancora una volta, va sottolineato che questa è una caratteristica altamente specifica per ogni caso specifico. Pertanto, le proprietà fisiche e chimiche delle sostanze semplici sono considerate singolarmente.

Sostanze complesse

Questo gruppo include composti le cui molecole sono formate da due o più elementi chimici diversi. Il numero di ciascuno di essi può essere diverso. Per capire, ecco alcuni semplici esempi:

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

Poiché appartengono tutte a classi di sostanze diverse, è impossibile individuare caratteristiche fisiche e chimiche comuni per tutte. Queste sono proprietà specifiche, peculiari e individuali in ogni caso.

Sostanze inorganiche

Oggi ce ne sono oltre 500mila. Ci sono sia semplici che complessi. In totale si possono distinguere diverse classi principali di composti inorganici, che rappresentano tutta la loro diversità.

1. Sostanze semplici metalli.
2. Ossidi.
3. Sostanze semplici non metalliche.
4. Gas nobili o inerti.
5. Perossidi.
6. Anidridi.
7. Composti di idrogeno volatili.
8. Idruri.
9. Sali.
10. Acidi.
11. Fondazioni.
12. Composti anfoteri.

Ogni rappresentante di ogni classe ha il proprio set di dati fisiciproprietà chimiche che ne consentono la distinzione e l'identificazione da altri composti.

Proprietà delle sostanze organiche

L'organica è una branca della chimica che si occupa dello studio di composti diversi dall'inorganico e delle loro proprietà. La loro struttura si basa su atomi di carbonio che possono combinarsi tra loro in varie strutture:

• catene lineari e ramificate;
• cicli;
• anelli aromatici;
• eterocicli.

Gli organismi viventi sono costituiti proprio da tali composti, perché la base della vita sono proteine, grassi e carboidrati. Tutti loro sono rappresentanti di sostanze organiche. Pertanto, le loro proprietà sono speciali. Comunque, in ogni caso, qualunque sia il tipo di molecola di cui stiamo parlando, sarà comunque caratterizzata da un certo insieme di proprietà fisico-chimiche di cui abbiamo già parlato prima.

Cos'è la materia vivente?

Vivere è la sostanza da cui è composta l'intera biomassa del nostro pianeta. Cioè, quegli organismi che compongono la vita su di esso:

• batteri e virus;
• semplice;
• piante;
• animali;
• funghi;
• persone.

Poiché la parte principale dei composti nella composizione di un essere vivente è organica, sono proprio questi che possono essere attribuiti al gruppo della materia vivente. Tuttavia, non tutti. Solo quelli senza i quali l'esistenza di rappresentanti della biosfera vivente è impossibile. Si tratta di proteine, acidi nucleici, ormoni, vitamine, grassi, carboidrati, aminoacidi e altri. È stato introdotto il termine "materia vivente". Vernadsky, il fondatore della dottrina della biosfera del pianeta.

Proprietà della materia vivente:

• possesso di energia con possibilità della sua trasformazione;
• autoregolamentazione;
• libera circolazione;
• alternanza di generazioni;
• varietà estrema.

Cristalli e sostanze metalliche

Crystalline si riferisce a tutti i composti che hanno un certo tipo di struttura reticolare spaziale. Esistono composti con un reticolo cristallino atomico, molecolare o metallico. A seconda del tipo, differiscono anche le proprietà delle sostanze cristalline. Tipici composti solidi sotto forma di cristalli finemente o grossolanamente dispersi sono vari sali.

Ci sono anche sostanze semplici con struttura simile, come diamante o grafite, pietre preziose e semipreziose, minerali, rocce. Le loro proprietà principali:

• durezza;
• fragilità;
• punti di fusione e di ebollizione medi.

Tuttavia, come sempre, ogni caratteristica potrebbe non essere adatta a tutti.

Le proprietà metalliche di una sostanza sono mostrate dai metalli, dalle loro leghe. Per loro si può distinguere un insieme di caratteristiche comuni:

• duttilità e duttilità;
• punto di ebollizione alto, punto di fusione;
• conducibilità elettrica e termica;
• lustro metallico.