Chemické, fyzikální vlastnosti látek

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 05:20

Dnes existuje asi 2,5 milionu různých sloučenin přírodního původu i uměle syntetizovaných člověkem. Všechny jsou velmi odlišné, některé z nich jsou nenahraditelnými účastníky biologických procesů probíhajících v živých organismech. Sloučeniny se od sebe odlišují vlastnostmi látek. Charakteristiky a co dalšího vám umožňuje identifikovat konkrétní chemickou molekulu, budeme dále zvažovat.

Co je látka?

Pokud definujete tento pojem, musíte poukázat na jeho spojení s fyzickými těly. Ostatně je zvykem uvažovat o látce, z níž se tato tělesa skládají. Takže sklo, železo, síra, dřevo jsou látky. Příkladů lze uvádět donekonečna. Je snazší porozumět následujícímu: uvažovaný termín se vztahuje na celou řadu různých kombinací molekul, které existují ve světě, stejně jako na jednoduché monatomické částice.

Takže voda, alkohol, kyseliny, zásady, bílkoviny, uhlohydráty, sůl, cukr, písek, jíl, diamant, plyny a tak dále – to vše jsou látky. Příklady vám umožní jasněji zachytit podstatu tohoto konceptu.

Fyzické tělo je produkt, který je vytvořen přírodou nebo člověkem na základě různých sloučenin. Například sklenice je tělo, kteréje vyroben ze skla a list papíru je tělo, které je zpracováno buničinou nebo dřevem.

Samozřejmě, že všechny molekuly jsou jiné. To, co je základem jejich odlišnosti, se nazývá jejich vlastnosti – fyzikální, organoleptické a chemické. Stanovují se pomocí speciálních metod, které má každá věda své. Mohou to být matematické, analytické, experimentální, instrumentální metody a mnoho dalších. Například nauka o chemii používá pro každou látku, nebo spíše pro její identifikaci, její činidlo. Vybírá se na základě strukturních znaků molekuly a predikce chemických vlastností. Poté je experimentálně ověřen, schválen a upevněn v teoretickém základu.

Klasifikace látek

Rozdělení sloučenin do skupin může být založeno na mnoha různých vlastnostech. Například agregovaný stav. Všechny mohou být čtyř typů podle tohoto faktoru:

• plazma;
• plyn;
• liquid;
• krystalická látka (pevná látka).

Pokud vezmeme za základ „hlubší“rys, pak lze všechny látky rozdělit na:

• organické – založené na řetězcích a cyklech atomů uhlíku a vodíku;
• anorganické – všichni ostatní.

Podle elementárního složení, které odráží vzorce látek, jsou všechny tyto:

• jednoduché – z jednoho typu chemického atomu;
• komplex - dva nebo více různých typů prvků.

Na druhé stranějednoduché se dělí na kovy a nekovy. Sloučeniny mají mnoho tříd: soli, zásady, kyseliny, oxidy, estery, uhlovodíky, alkoholy, nukleové kyseliny a tak dále.

Různé typy složených vzorců

Co je vizuální, tedy grafické zobrazení souvislostí? Samozřejmě se jedná o vzorce látek. Jsou rozdílní. V závislosti na druhu se v nich obsažené informace o molekule také liší. Takže existují takové možnosti:

1. Empirické nebo molekulární. Odráží kvantitativní a kvalitativní složení látky. Obsahuje symboly jednotlivých prvků a index v levém dolním rohu, který ukazuje množství tohoto atomu v molekule. Například N₂O, Na₂SO₄, AL_2(SO4₎3.
2. Elektronická grafika. Tento vzorec ukazuje počet valenčních elektronů pro každý prvek, který tvoří sloučeninu. Podle této možnosti je tedy již možné předvídat některé chemické a fyzikální vlastnosti látek.
3. V organické chemii je obvyklé používat úplné a zkrácené strukturní vzorce. Odrážejí pořadí vazeb atomů v molekulách, navíc jasně naznačují příslušnost látky k určité třídě sloučenin. A to vám umožní přesně určit konkrétní typ molekuly a předpovědět všechny interakce, které jsou pro ni charakteristické.

Proto je chemická symbolika a správně formulované vzorce sloučenin nejdůležitější součástí práce se všemi známými látkami. Toto jsou teoretické základy, které potřebujete znátkaždý student chemie.

Fyzikální vlastnosti

Velmi důležitou vlastností jsou projevené fyzikální vlastnosti látek. Co patří do této skupiny?

1. Souhrnný stav za různých podmínek, včetně standardních.
2. Teploty varu, tání, mrazení a vypařování.
3. Organoleptické vlastnosti: barva, vůně, chuť.
4. Rozpustnost ve vodě a dalších rozpouštědlech (například organických).
5. Hustota a tekutost, viskozita.
6. Elektrická a tepelná vodivost, tepelná kapacita.
7. Elektrická propustnost.
8. Radioaktivita.
9. Absorpce a emise.
10. Indukčnost.

Existuje také řada ukazatelů, které jsou velmi důležité pro úplný seznam, který odráží vlastnosti látek. Jsou však mezi fyzikálními a chemickými. Toto je:

• elektrodový potenciál;
• typ krystalové mřížky;
• elektronegativita;
• tvrdost a křehkost;
• duktilita a tažnost;
• volatilita nebo volatilita;
• biologické účinky na živé organismy (jedovaté, dusivé, nervově paralytické, neutrální, prospěšné atd.).

Často se tyto ukazatele zmiňují právě tehdy, když jsou chemické vlastnosti látek již zvažovány přímo. Můžete je však také specifikovat ve fyzické sekci, což nebude chyba.

Chemické vlastnosti látek

Tato skupina zahrnujevšechny možné typy interakcí uvažované molekuly s jinými jednoduchými i složitými látkami. To znamená, že se jedná přímo o chemické reakce. Pro každý typ připojení jsou přísně specifické. Společné skupinové vlastnosti se však rozlišují pro celou třídu látek.

Například všechny kyseliny jsou schopny reagovat s kovy podle jejich polohy v elektrochemické řadě napětí kovů. Všechny se také vyznačují neutralizačními reakcemi s alkáliemi, interakcí s nerozpustnými bázemi. Koncentrované kyseliny sírové a dusičné jsou však zvláštní, protože produkty jejich interakce s kovy se liší od produktů získaných reakcí s ostatními členy této třídy.

Každá látka má mnoho chemických vlastností. Jejich počet je určen aktivitou sloučeniny, to znamená schopností reagovat s jinými složkami. Jsou vysoce reaktivní, jsou prakticky inertní. Toto je přísně individuální ukazatel.

Jednoduché látky

Mezi ně patří ty, které se skládají ze stejného typu atomů, ale různých čísel. Například S_8, O_2, O_3, Au, N _2, P_4, CL_2, Ar a další.

Chemické vlastnosti jednoduchých látek jsou redukovány na interakci s:

• kovy;
• nekovy;
• voda;
• kyseliny;
• alkálie a amfoterní hydroxidy;
• organické sloučeniny;
• s alts;
• oxides;
• peroxidy a anhydridy a dalšímolekuly.

Znovu je třeba zdůraznit, že se jedná o vysoce specifickou charakteristiku každého konkrétního případu. Proto se fyzikální a chemické vlastnosti jednoduchých látek posuzují individuálně.

Komplexní látky

Tato skupina zahrnuje sloučeniny, jejichž molekuly jsou tvořeny dvěma nebo více různými chemickými prvky. Počet každého z nich se může lišit. Pro pochopení uvádíme několik jednoduchých příkladů:

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

Vzhledem k tomu, že všechny patří do různých tříd látek, není možné vyčlenit společné fyzikální a chemické vlastnosti pro všechny. Toto jsou specifické vlastnosti, v každém případě zvláštní a individuální.

Anorganické látky

Dnes jich je přes 500 tisíc. Existují jednoduché i složité. Celkem lze rozlišit několik hlavních tříd anorganických sloučenin, které představují celou jejich rozmanitost.

1. Jednoduché látky kovy.
2. Oxidy.
3. Jednoduché látky nekovy.
4. Vzácné nebo inertní plyny.
5. Peroxidy.
6. Anhydridy.
7. těkavé sloučeniny vodíku.
8. Hydridy.
9. Soli.
10. Kyseliny.
11. Základy.
12. Amfoterní sloučeniny.

Jakýkoli zástupce každé třídy má svou vlastní sadu fyzických věcíchemické vlastnosti, které umožňují jeho odlišení od jiných sloučenin a identifikaci.

Vlastnosti organických látek

Organika je obor chemie, který se zabývá studiem jiných než anorganických sloučenin a jejich vlastností. Jejich struktura je založena na atomech uhlíku, které se mohou vzájemně kombinovat v různých strukturách:

• lineární a rozvětvené řetězce;
• cycles;
• aromatické prsteny;
• heterocykly.

Živé organismy se skládají právě z takových sloučenin, protože základem života jsou bílkoviny, tuky a sacharidy. Všichni jsou zástupci organických látek. Proto jsou jejich vlastnosti zvláštní. V každém případě, bez ohledu na to, o jaké molekule mluvíme, bude stále charakterizována určitým souborem fyzikálně-chemických vlastností, které jsme již zmínili dříve.

Co je živá hmota?

Život je látka, ze které se skládá celá biomasa naší planety. Tedy ty organismy, které na něm tvoří život:

• bakterie a viry;
• simple;
• rostliny;
• zvířata;
• houby;
• lidé.

Vzhledem k tomu, že hlavní část sloučenin ve složení živé bytosti je organická, jsou to právě ony, které lze přiřadit ke skupině živé hmoty. Ne však všechny. Pouze ty, bez kterých je existence zástupců živé biosféry nemožná. Jsou to bílkoviny, nukleové kyseliny, hormony, vitamíny, tuky, sacharidy, aminokyseliny a další. Byl zaveden termín „živá hmota“. Vernadského, zakladatele doktríny biosféry planety.

Vlastnosti živé hmoty:

• držba energie s možností její přeměny;
• samoregulace;
• volný pohyb;
• střídání generací;
• extrémní rozmanitost.

Krystaly a kovové látky

Krystalický označuje všechny sloučeniny, které mají určitý typ prostorové mřížkové struktury. Existují sloučeniny s atomovou, molekulární nebo kovovou krystalovou mřížkou. Podle druhu se liší i vlastnosti krystalických látek. Typickými pevnými sloučeninami ve formě jemně nebo hrubě dispergovaných krystalů jsou různé soli.

Existují i jednoduché látky s podobnou strukturou, jako je diamant nebo grafit, drahokamy a polodrahokamy, minerály, horniny. Jejich hlavní vlastnosti:

• tvrdost;
• křehkost;
• průměrné body tání a varu.

Jako vždy však nemusí být každá vlastnost vhodná pro každého.

Kovové vlastnosti látky vyjadřují kovy, jejich slitiny. U nich lze rozlišit sadu společných charakteristik:

• duktilita a tažnost;
• vysoký bod varu, bod tání;
• elektrická a tepelná vodivost;
• kovový lesk.