Основният въпрос, на който човек трябва да знае отговора, за да разбере правилно картината на света, е какво е вещество в химията. Тази концепция се формира в училищна възраст и насочва детето в по-нататъшното развитие. Когато започнете да изучавате химия, е важно да намерите общ език с нея на ежедневно ниво, това ви позволява ясно и лесно да обяснявате определени процеси, дефиниции, свойства и т.н.
За съжаление, поради несъвършенството на образователната система, много хора пропускат някои основни основи. Концепцията за "вещество в химията" е един вид крайъгълен камък, навременното усвояване на това определение дава на човек правилния старт в последващото развитие в областта на естествените науки.
Формиране на концепцията
Преди да преминем към концепцията за материята, е необходимо да дефинираме какво е предметът на химията. Веществата са това, което химията изучава директно, техните взаимни трансформации, структура и свойства. В общ смисъл, материята е от какво са направени физическите тела.
И така, какво е вещество в химията? Нека формираме определение, като преминем от общо понятие към чисто химическо. Веществото е определен вид материя, която задължително има маса, коятоможе да се измери. Тази характеристика отличава материята от друг вид материя – поле, което няма маса (електрическо, магнитно, биополе и др.). Материята от своя страна е това, от което сме направени ние и всичко около нас.
Мало по-различна характеристика на материята, която определя от какво е направена - това вече е предмет на химията. Веществата се образуват от атоми и молекули (някои йони), което означава, че всяко вещество, състоящо се от тези формулни единици, е вещество.
Прости и сложни вещества
След като овладеете основното определение, можете да преминете към усложняването му. Веществата идват на различни нива на организация, тоест прости и сложни (или съединения) - това е първото разделение на класове вещества, химията има много последващи деления, подробни и по-сложни. Тази класификация, за разлика от много други, има строго определени граници, всяка връзка може ясно да се припише на един от взаимно изключващите се видове.
Просто вещество в химията е съединение, състоящо се от атоми само на един елемент от периодичната таблица на Менделеев. Като правило това са бинарни молекули, тоест състоящи се от две частици, свързани чрез ковалентна неполярна връзка - образуването на обща самотна електронна двойка. И така, атомите на един и същи химичен елемент имат идентична електроотрицателност, тоест способността да задържат обща електронна плътност, така че тя не се измества към никой от участниците в връзката. Примери за прости вещества (неметали) -водород и кислород, хлор, йод, флуор, азот, сяра и др. Молекула на такова вещество като озон се състои от три атома, а всички благородни газове (аргон, ксенон, хелий и др.) се състоят от един. При металите (магнезий, калций, мед и др.) има свой собствен вид връзка - метална, която се осъществява поради социализацията на свободните електрони вътре в метала, а образуването на молекули като такива не се наблюдава. Когато записвате метално вещество, просто символът на химичния елемент се посочва без никакви индекси.
Простото вещество в химията, примери за което бяха дадени по-горе, се различава от сложното по своя качествен състав. Химическите съединения се образуват от атоми на различни елементи, от два или повече. В такива вещества се осъществява ковалентен полярен или йонен тип свързване. Тъй като различните атоми имат различна електроотрицателност, когато се образува обща електронна двойка, тя се измества към по-електроотрицателен елемент, което води до обща поляризация на молекулата. Йонният тип е краен случай на полярния, когато двойка електрони напълно преминава към един от участниците в свързването, тогава атомите (или групите от тях) се превръщат в йони. Няма ясна граница между тези типове, йонната връзка може да се интерпретира като ковалентна силно полярна. Примери за сложни вещества са вода, пясък, стъкло, соли, оксиди и др.
Промени на веществото
Веществата, които се наричат прости, всъщност имат уникална характеристика, която не е присъща на сложните. Някои химични елементи могат да образуват няколко формипроста субстанция. Основата все още е един елемент, но количественият състав, структура и свойства радикално отличават такива образувания. Тази характеристика се нарича алотропия.
Кислородът, сярата, въглеродът и други елементи имат няколко алотропни модификации. За кислорода това са O2 и O3, въглеродът дава четири вида вещества - карабин, диамант, графит и фулерени, молекулата на сярата е ромбична, моноклинна и пластична модификация. Такова просто вещество в химията, примерите за което не се ограничават до изброените по-горе, е от голямо значение. По-специално, фулерените се използват като полупроводници в технологиите, фоторезистори, добавки за растеж на диамантени филми и за други цели, а в медицината те са мощни антиоксиданти.
Какво се случва с веществата?
Всяка секунда вътре и наоколо има трансформация на вещества. Химията разглежда и обяснява онези процеси, които протичат с качествена и/или количествена промяна в състава на реагиращите молекули. Паралелно, често взаимосвързани, възникват и физически трансформации, които се характеризират само с промяна във формата, цвета на веществата или агрегатното състояние и някои други характеристики.
Химичните явления са реакции на взаимодействие от различни видове, например съединения, замествания, обмени, разлагане, обратими, екзотермични, редокс и др., в зависимост от промяната в параметъра, който представлява интерес. Физическите явления включват: изпаряване, кондензация, сублимация, разтваряне, замръзване, електрическа проводимости т.н. Често те се придружават един друг, например светкавицата по време на гръмотевична буря е физически процес, а освобождаването на озон под неговото действие е химически.
Физически свойства
Вещество в химията е материя, която има определени физични свойства. По тяхното присъствие, отсъствие, степен и интензитет може да се предскаже как ще се държи дадено вещество при определени условия, както и да се обяснят някои химични характеристики на съединенията. Така например, високите точки на кипене на органични съединения, които съдържат водород и електроотрицателен хетероатом (азот, кислород и т.н.), показват, че такъв химичен тип взаимодействие като водородна връзка се проявява в вещество. Благодарение на знанието кои вещества имат най-добрата способност да провеждат електрически ток, кабелите и проводниците на електрическите кабели са направени от определени метали.
Химически свойства
Установяването, изследването и изучаването на другата страна на монетата на имотите е химията. Свойствата на веществата от нейна гледна точка са тяхната реактивност към взаимодействие. Някои вещества са изключително активни в този смисъл, например метали или всякакви окислители, докато други, благородни (инертни) газове, практически не влизат в реакции при нормални условия. Химичните свойства могат да бъдат активирани или пасивирани според нуждите, понякога без особени затруднения, а в някои случаи не лесно. Учените прекарват много часове в лаборатории, чрез опити и грешки, постигайки целите си.цели, понякога те не се постигат. Чрез промяна на параметрите на околната среда (температура, налягане и др.) или използване на специални съединения - катализатори или инхибитори - е възможно да се повлияе на химичните свойства на веществата, а оттам и на хода на реакцията.
Класификация на химикалите
Всички класификации се основават на разделянето на съединенията на органични и неорганични. Основният елемент на органичните вещества е въглеродът, комбинирайки се един с друг и водород, въглеродните атоми образуват въглеводороден скелет, който след това се запълва с други атоми (кислород, азот, фосфор, сяра, халогени, метали и други), затваря се в цикли или разклонения, като по този начин оправдава голямо разнообразие от органични съединения. Към днешна дата на науката са известни 20 милиона такива вещества. Докато има само половин милион минерални съединения.
Всяко съединение е индивидуално, но има и много сходни характеристики с други по свойства, структура и състав, на тази основа има групиране в класове вещества. Химията има високо ниво на систематизация и организация, тя е точна наука.
Неорганични вещества
1. Оксидите са бинарни съединения с кислород:
a) кисели - когато взаимодействат с вода, те дават киселина;
b) основни - когато взаимодействат с вода, те дават основа.
2. Киселините са вещества, състоящи се от един или повече водородни протони и киселинен остатък.
3. Основи (алкали) - състоят се от една или повече хидроксилни групи и метален атом:
a) амфотерни хидроксиди - проявяват свойства както на киселини, така и на основи.
4. Солите са резултат от реакция на неутрализация между киселина и алкали (разтворима основа), състояща се от метален атом и един или повече киселинни остатъци:
a) киселинни соли - анионът на киселинния остатък съдържа протон, резултат от непълна дисоциация на киселината;
b) основни соли - хидроксилна група е свързана с метала, резултат от непълна дисоциация на основата.
Органични съединения
Има много класове вещества в органичната материя, трудно е да се запомни такъв обем информация наведнъж. Основното нещо е да знаете основните разделения на алифатни и циклични съединения, карбоциклични и хетероциклични, наситени и ненаситени. Въглеводородите също имат много производни, в които водородният атом е заменен с халоген, кислород, азот и други атоми, както и функционални групи.
Вещество в химията е основата на съществуването. Благодарение на органичния синтез, човек днес разполага с огромно количество изкуствени вещества, които заместват естествените и също така нямат аналози по своите характеристики в природата.
