A fő kérdés, amelyre az embernek tudnia kell a választ, hogy helyesen megértse a világképét, az az, hogy mi az anyag a kémiában. Ez a fogalom már iskolás korban kialakul, és a gyermeket a további fejlődésben irányítja. A kémia tanulásának megkezdésekor fontos, hogy a mindennapi szinten megtaláljuk vele a közös hangot, ez lehetővé teszi bizonyos folyamatok, definíciók, tulajdonságok stb. világos és egyszerű magyarázatát.
Sajnos az oktatási rendszer tökéletlensége miatt sokan hiányolnak néhány alapvető alapismeretet. Az "anyag a kémiában" fogalma egyfajta sarokkő, ennek a definíciónak az időben történő asszimilációja megfelelő kezdetet ad az embernek a későbbi fejlődésben a természettudomány területén.
A koncepció kialakítása
Mielőtt rátérnénk az anyag fogalmára, meg kell határozni, mi a kémia tárgya. Az anyagok azok, amelyeket a kémia közvetlenül vizsgál, azok kölcsönös átalakulását, szerkezetét és tulajdonságait. Általános értelemben az anyag az, hogy miből állnak a fizikai testek.
Szóval, mi az anyag a kémiában? Alkossunk egy definíciót úgy, hogy egy általános fogalomról egy tisztán kémiaira térünk át. Az anyag egy bizonyos típusú anyag, amelynek szükségszerűen tömege van, és amelymérhető. Ez a jellemző megkülönbözteti az anyagot egy másik típusú anyagtól - egy olyan mezőtől, amelynek nincs tömege (elektromos, mágneses, biomező stb.). Az anyag viszont az, amiből mi és minden körülöttünk készülünk.
Az anyag kissé eltérő jellemzője, amely meghatározza, hogy miből áll – ez már a kémia tárgya. Az anyagokat atomok és molekulák (egyes ionok) képezik, ami azt jelenti, hogy minden olyan anyag, amely ezekből a képletegységekből áll, anyag.
Egyszerű és összetett anyagok
Az alapdefiníció elsajátítása után továbbléphet annak bonyolítására. Az anyagok különböző szerveződési szinteken vannak, azaz egyszerűek és összetettek (vagy vegyületek) - ez a legelső anyagosztályokra való felosztás, a kémiának számos további felosztása van, részletesebb és összetettebb. Ez a besorolás sok mástól eltérően szigorúan meghatározott határokkal rendelkezik, minden kapcsolat egyértelműen az egymást kizáró fajok valamelyikének tulajdonítható.
Egy egyszerű anyag a kémiában olyan vegyület, amely csak egy elem atomjaiból áll Mengyelejev periódusos rendszeréből. Általában ezek bináris molekulák, azaz két részecskéből állnak, amelyek kovalens, nem poláris kötésen keresztül kapcsolódnak - egy közös magányos elektronpár kialakulása. Tehát ugyanannak a kémiai elemnek az atomjai azonos elektronegativitással rendelkeznek, vagyis képesek egy közös elektronsűrűséget megtartani, így az nem tolódik el a kötés egyik résztvevőjére sem. Példák egyszerű anyagokra (nem fémek) -hidrogén és oxigén, klór, jód, fluor, nitrogén, kén stb. Egy ilyen anyag, például az ózon molekulája három atomból áll, és minden nemesgáz (argon, xenon, hélium stb.) egyből áll. A fémekben (magnézium, kalcium, réz stb.) Megvan a saját típusú kötés - fémes, amelyet a fémben lévő szabad elektronok szocializációja miatt hajtanak végre, és a molekulák képződése, mint olyan, nem figyelhető meg. Fémanyag rögzítésekor egyszerűen a kémiai elem szimbólumát kell feltüntetni indexek nélkül.
A kémiában egy egyszerű anyag, amelyre fentebb volt példa, minőségi összetételében különbözik az összetetttől. A kémiai vegyületeket különböző elemek atomjai alkotják, kettő vagy több elemből. Az ilyen anyagokban kovalens poláris vagy ionos kötődés megy végbe. Mivel a különböző atomok eltérő elektronegativitásúak, ha egy közös elektronpár jön létre, az egy elektronegatívabb elem felé tolódik el, ami a molekula közös polarizációjához vezet. Az ionos típus a poláris extrém esete, amikor egy elektronpár teljesen átmegy az egyik kötési résztvevőhöz, majd az atomok (vagy csoportjaik) ionokká alakulnak. E típusok között nincs egyértelmű határ, az ionos kötés kovalens, erősen poláris kötésként értelmezhető. Összetett anyagok például a víz, homok, üveg, sók, oxidok stb.
Anyagmódosítások
Az egyszerűnek nevezett anyagoknak van egy olyan egyedi tulajdonságuk, amely nem az összetett anyagokban rejlik. Egyes kémiai elemek többféle formát alkothatnakegyszerű anyag. Az alap továbbra is egy elem, de mennyiségi összetétele, szerkezete és tulajdonságai radikálisan megkülönböztetik az ilyen képződményeket. Ezt a funkciót allotrópiának nevezik.
Az oxigén, a kén, a szén és más elemek számos allotróp módosulással rendelkeznek. Az oxigén esetében ezek az O2 és O3, a szén négyféle anyagot ad - karabin, gyémánt, grafit és fullerének, a kénmolekula rombuszos, monoklinikus és képlékeny módosítás. Egy ilyen egyszerű anyag a kémiában, amelyek példái nem korlátozódnak a fent felsoroltakra, nagy jelentőséggel bír. A fulleréneket különösen félvezetőként használják a technológiában, fotoellenállásokat, adalékanyagokat gyémántfilmek növesztéséhez és egyéb célokra, az orvostudományban pedig erős antioxidánsok.
Mi történik az anyagokkal?
Minden másodpercben belül és körülötte történik az anyagok átalakulása. A kémia figyelembe veszi és megmagyarázza azokat a folyamatokat, amelyek a reagáló molekulák összetételének minőségi és/vagy mennyiségi változásával járnak. Ezzel párhuzamosan, gyakran egymással összefüggő fizikai átalakulások is bekövetkeznek, amelyekre csak az anyagok alakjának, színének vagy aggregáltsági állapotának megváltozása és néhány egyéb jellemző a jellemző.
A kémiai jelenségek különféle kölcsönhatási reakciók, például vegyületek, szubsztitúciók, kicserélődések, lebomlások, reverzibilis, exoterm, redox stb., a kérdéses paraméter változásától függően. A fizikai jelenségek a következők: párolgás, kondenzáció, szublimáció, oldódás, fagyás, elektromos vezetőképességstb. Gyakran kísérik egymást, például a zivatar alatti villámlás fizikai folyamat, az ózon felszabadulása pedig kémiai folyamat.
Fizikai tulajdonságok
A kémiában egy anyag bizonyos fizikai tulajdonságokkal rendelkező anyag. Jelenlétükkel, hiányukkal, mértékükkel és intenzitásukkal megjósolható, hogy egy anyag hogyan fog viselkedni bizonyos körülmények között, valamint megmagyarázható a vegyületek egyes kémiai jellemzői. Így például a hidrogént és egy elektronegatív heteroatomot (nitrogén, oxigén stb.) tartalmazó szerves vegyületek magas forráspontja azt jelzi, hogy egy ilyen kémiai típusú kölcsönhatás, mint a hidrogénkötés, megnyilvánul egy anyagban. Annak ismeretének köszönhetően, hogy mely anyagok képesek a legjobban vezetni az elektromos áramot, az elektromos vezetékek kábelei és vezetékei bizonyos fémekből készülnek.
Kémiai tulajdonságok
A tulajdonságok érme másik oldalának kialakítása, kutatása és tanulmányozása a kémia. Az anyagok tulajdonságai az ő szemszögéből a kölcsönhatásra való reakciókészségük. Egyes anyagok ebben az értelemben rendkívül aktívak, például fémek vagy bármilyen oxidálószer, míg mások, a nemes (inert) gázok normál körülmények között gyakorlatilag nem lépnek reakcióba. A kémiai tulajdonságok szükség szerint aktiválhatók vagy passziválhatók, néha különösebb nehézség nélkül, és bizonyos esetekben nem könnyen. A tudósok sok órát töltenek a laboratóriumokban, próbálkozások és tévedések útján, hogy elérjék céljaikat.célokat, néha nem érik el. A környezeti paraméterek (hőmérséklet, nyomás, stb.) változtatásával vagy speciális vegyületek - katalizátorok vagy inhibitorok - használatával befolyásolható az anyagok kémiai tulajdonságai, és ezáltal a reakció lefolyása.
Vegyi anyagok osztályozása
Minden besorolás a vegyületek szerves és szervetlen vegyületekre való felosztásán alapul. A szerves anyagok fő eleme a szén, egymással és a hidrogénnel egyesülve a szénatomok szénhidrogén vázat alkotnak, amely aztán más atomokkal (oxigén, nitrogén, foszfor, kén, halogének, fémek és mások) töltődik fel, körben vagy elágazásban záródik., ezzel indokolva a sokféle szerves vegyület használatát. A mai napig 20 millió ilyen anyagot ismer a tudomány. Miközben csak félmillió ásványi vegyület van.
Minden vegyület egyedi, de tulajdonságaiban, szerkezetében és összetételében sok hasonló jellemzője van másokhoz, ez alapján az anyagok osztályokba sorolhatók. A kémia magas szintű rendszerezettséggel és szervezettséggel rendelkezik, egzakt tudomány.
Szervetlen anyagok
1. Az oxidok kétkomponensű vegyületek oxigénnel:
a) savas - vízzel kölcsönhatásba lépve savat adnak;
b) alap – a vízzel való kölcsönhatás során alapot adnak.
2. A savak egy vagy több hidrogénprotonból és egy savmaradékból álló anyagok.
3. Bázisok (lúgok) - egy vagy több hidroxilcsoportból és egy fématomból állnak:
a) amfoter hidroxidok – mind a savak, mind a bázisok tulajdonságait mutatják.
4. A sók egy sav és egy lúg (oldható bázis) közötti semlegesítési reakció eredménye, amely fématomból és egy vagy több savmaradékból áll:
a) savas sók - a savmaradék anionja protont tartalmaz, ami a sav nem teljes disszociációjának eredménye;
b) bázikus sók - hidroxilcsoport kötődik a fémhez, ami a bázis nem teljes disszociációjának eredménye.
Szerves vegyületek
A szerves anyagokban nagyon sok anyagosztály létezik, nehéz ekkora mennyiségű információt egyszerre megjegyezni. A legfontosabb dolog az alifás és ciklusos vegyületek, karbociklusos és heterociklusos, telített és telítetlen vegyületek alapvető felosztásának ismerete. A szénhidrogéneknek számos olyan származéka is van, amelyekben a hidrogénatomot halogén, oxigén, nitrogén és más atomok, valamint funkciós csoportok helyettesítik.
Az anyag a kémiában a létezés alapja. A szerves szintézisnek köszönhetően az ember ma hatalmas mennyiségű mesterséges anyaggal rendelkezik, amelyek helyettesítik a természetes anyagokat, és a természetben nincsenek analógjai.
