Mikä on aine: luokat, ominaisuudet, ominaisuudet. Aineen fysikaaliset ominaisuudet

Perus-tieteiden joukossa kemia on ihmiskäsityksen ala, jonka aiheena on yhdisteiden koostumus ja ominaispiirteet sekä niiden keskinäiset muutokset. Yksi kemian keskeisistä kysymyksistä on seuraava: mitkä ovat aineiden luokat? Tieteelliset tieteenalat, kuten epäorgaaninen ja orgaaninen kemia, pitävät yhdisteiden rakenteen ja ominaisuuksien ominaisuuksia ja paljastavat myös niiden käytännön merkityksen.

Mikä on kemiallinen aine, miten erotetaan fyysiset kappaleet ja materiaalit, mitä erilaisia aineita ovat, nämä ja muut kysymykset kuuluvat tämän paperin piiriin.

Kemian peruskäsite

Jokaisella ihmisen osa-alueella on tärkeimpiä - peruskäsitteitä ja -konsepteja, joihin koko harmonisen tieteen rakennusta pidetään. Matematiikassa - tämä on ohjelmoitavissa oleva määrä - tietojen ottaminen. Kemianteollisuudessa keskuspaikka on materiaalin - aineen muoto, jonka rakenteelliset yksiköt ovat atomeja, molekyylejä tai ioneja. Yhdistettyinä erilaisissa yhdistelmissä ne muodostavat fantastisen määrän kaikkia mahdollisia yhdisteitä, joilla on erilaiset aineen kemialliset ja fysikaaliset ominaisuudet.

Runko ja materiaali

Yhdistetyn tilan käsitteen perusteella voidaan määrittää, minkälainen aine on luonnollisissa olosuhteissa: kiinteä, nestemäinen tai kaasumaista. Kideoskelaatikoiden muodossa organisoitujen kemiallisten yhdisteiden rakenteelliset yksiköt. Aineet, joiden hiukkasia (atomeja, molekyylejä tai ioneja) käytetään ihmisen tarpeisiin ja tarpeisiin, kutsutaan materiaaliksi. Joten sementti, lasi ovat keinotekoisia ja puu, hiekka ja graniitti ovat luonnollisia materiaaleja.

Mitä ovat puhtaat aineet

Kemian alalla on tavallista erottaa yksittäiset aineet ja seokset. Jälkimmäiset luonnossa ovat useita suuruusluokkia suurempia: merivesi, veri, maito, kalliot, hengittävä ilma ovat useiden yhdisteiden yhdistelmiä. Voit tutustua puhtaisiin aineisiin säännöllisessä koulukemikaalaboratoriossa. Reagenssit siinä jaetaan puhtausasteen mukaan. Siten erityisen puhtaassa muodossa epäpuhtauksien massaosuus ei ylitä 0,0001%, mutta tieteellisesti intensiivisissä teollisuudessa, kuten mikroelektroniikassa, robotiikassa, avaruusteollisuudessa, aineen puhtausaste on riittämätön.

Esimerkiksi puolijohteissa 10 miljardin germanium-atomia saa olla enintään yksi epäpuhtausatomi. Sen määrittämiseksi, mitä ainetta on puhtauden suhteen käytetään nykyaikaisia kemiallisen analyysimenetelmiä, kuten dispersio, solubilisointi ja kolloidikemiallinen puhdistus. Epäpuhtauksien vapautumisen jälkeen aineen kemialliset ja fysikaaliset ominaisuudet ovat ainutlaatuisia.

Kemian kieli

Koska kemiallinen käsite on tarkka tiede, kemia käyttää elementtien symboleja. Ne ilmentävät molekyylien kvalitatiivista ja kvantitatiivista koostumusta. Joten orgaanisten aineiden kaavojen määritelmässä on useita mahdollisia vaihtoehtoja, esimerkiksi yhdisteen yleisellä kaavalla, sen kemiallisilla ominaisuuksilla, palamistuotteilla.

Yhdisteet ovat yksinkertaisia ja monimutkaisia

Jatkuvaa vastausta kysymykseen siitä, millaista ainetta on, on syytä muistaa yksi kemian luokissa ensimmäisistä luokituksista, aineiden erottaminen yksinkertaisiksi ja monimutkaisiksi. Ensimmäinen koostumus sisältää vain yhden kemiallisen elementin atomia. Esimerkiksi happi - O ₂ , rikki - S, kalsium - Ca. Muut, joita kutsutaan myös yhdisteiksi, muodostuvat kahdesta atomista (binaariset aineet H ₂ O, CuS) ja useammat kemialliset elementit. Esimerkiksi Na2C03, Ba (OH) ₂ . Yksinkertaiset aineet puolestaan voidaan jakaa metalleihin ja ei-metalleihin.

Suurin ero niiden välillä liittyy ennen kaikkea sellaisiin ominaisuuksiin kuin fysikaalisiin ominaisuuksiin. Aineet "metallit" ovat helposti tunnistettavissa luonteenomaisen hopeisen kiillon avulla, ne suorittavat täydellisesti lämmön ja sähkövirran, jotka ovat ensimmäisen lajin johtajia. Epämetallit ylimääräisissä dielektrisyystapauksissa. He tekevät myös huonosti ja lämpimästi. Aineiden jakaminen on kuitenkin ehdollinen. Koska metallien ja ei-metallien välillä on vaikea tehdä selvä viiva. Esimerkiksi germanium ja grafiitti, jota käytetään laajasti sähkötekniikassa, tarkoittavat ei-metalleja.

Monimutkaisten aineiden luokat

Tiedon järjestelmällistäminen, joka selittää aineen kemialliset ja fysikaaliset ominaisuudet, tutkijat jakautivat epäorgaaniset ja orgaaniset yhdisteet luokkiin. Oksidit, hapot, suolat ja emäkset tutkitaan yksityiskohtaisesti arvosanojen 7-9 kemian luokissa ja orgaanisten aineiden ryhmät (hiilivedyt, alkoholit, aldehydit) lisätään 10-11-luokkaan.

Kemiallisten yhdisteiden luokkien tutkiminen laajentaa henkilön horisonttia, edistää todellisen kuvan ympäröivästä maailmasta, joka koostuu valtavista aineista. Joten oksidien harkitseminen ei johdu pelkästään siitä, mikä tämän luokan aine on fysikaalisissa tai kemiallisissa ominaisuuksissaan, vaan myös perehtyy oksidien jakautumiseen luonnossa ja myös määrittää niiden käytön teollisuudessa ja arjessa. Niinpä piidioksidioksidi SiO ₂ on osa hiekkaa, savea, graniittia, kvartsia, joka muodostaa maan litosfäärin.

Se on rakennusmateriaaliteollisuuden tärkein raaka-aine, lasin, sementin ja keramiikan valmistuksessa. Rautaoksidit FeO, Fe2O3, Fe3O4 ovat tärkeimpinä eri tyyppisiä rautamalmia, jotka muodostavat kerrostumia, esimerkiksi Krivoi Rog, Kursk, Kachkanar. Ilmakehässä molemmat hiilen oksidit, erityisesti hiilidioksidi ja typpioksidit, ovat laajalti edustettuina.

Suolat - kemikaalien laajimmaksi luokaksi

Edellä on huomioitu oksidien ominaisuudet - binaariset happiyhdisteet metallien ja ei-metallien kanssa. Nyt lopetamme yhdellä suurimmista epäorgaanisista aineista - suoloista. Niiden fysikaaliset ominaisuudet selittyvät ionikidehilseillä. Tämä on ensisijaisesti kyky johtaa sähkövirtaa molemmissa ratkaisuissa ja sulatteissa sekä korkeissa sulamispisteissä. Esimerkiksi yhteisessä taulukossa suola on 801 ° C, kalsiumsilikaatissa - 1544 ° C.

Suolat osallistuvat kemiallisiin prosesseihin metallien, emästen, happojen kanssa ja voivat myös reagoida keskenään liuoksissa vaihtamalla reaktioita. Kemia tutkii paitsi aineen kemiallisia ja fysikaalisia ominaisuuksia, mutta myös kiinnittää paljon huomiota sen käyttöön teollisuudessa, maataloudessa tai arjessa. Esimerkiksi natriumkloridi, jota me käytämme suola- elintarvikkeena, on monitone raaka-aine suolahapon, soodan ja kloorin valmistukseen. Kaliumsuolat, esimerkiksi kloriditraatti ja sulfaatti, ovat mineraalilannoitteita, jotka lisäävät sadon määrää. Kalsiumkarbonaattia, jota esitetään luonnossa, käytetään laajasti rakentamisessa.

Psykotrooppisten aineiden ominaisuudet

Luonnollisia tai keinotekoisesti syntetisoituja yhdisteitä, jotka vaikuttavat sekä keskushermostoon että ääreisosaan, kutsutaan psykoaktiivisiksi aineiksi tai psykoosilääkkeiksi. Keskittymällä negatiivisiin ominaisuuksiin ja kykyyn herättää riippuvuus ihmiseltä käytetään usein termiä "huumeet". Jotta voitaisiin selventää psykotrooppisten aineiden vaikutusta hermostoon kokonaisuutena, muistuttavat, että tämän sarjan yhdisteet voivat sekä lisätä eksitaation siirtonopeutta aivoihin että selkäydintä ja estää koko hermostojärjestelmän toimintaa kokonaisuutena.

Ne ovat spesifisiä stimulaattoreita erilaisista reseptoreista: kipu, kuulo, visuaalinen, kosketus. Tämä voi aiheuttaa henkilön erityisen tietoisuuden tilan, jota kutsutaan muuttuneeksi. Luonnolliset psykoaktiiviset aineet, joilla on lievempi vaikutus ihmiskehoon, ovat hyvin tunnettuja. Ne löytyvät kahvipavuista, teelehdistä, muskottihedelmistä.

Riittävän voimakasta myrkyllistä vaikutusta hallussaan myrkyllisten sienten uutteessa oleva nikotiini, vakio, zeeenihappo. Monet anestesiassa käytettävät kipulääkkeet, kuten morfiini, kodeiini, efedriini, saadaan kasveista. Ne ovat myös vahvoja psykotrooppisia yhdisteitä. Vakavimmat, jotka johtavat täydelliseen tuhoamiseen ihmiskehoon ovat puolisynteettisiä ja synteettisiä neuroleptejä: amfetamiini, heroiini, LSD. Kaikkien psykotrooppisten lääkkeiden käyttö on tiukasti hallinnassa, ja hakemus on pakollisen lääkärin valvonnan alainen.

Aineet, joilla on ainutlaatuiset ominaisuudet

Kemiallisten yhdisteiden kokonaismassassa voidaan kutsua niitä, joilla on tiettyjä erityisiä ominaisuuksia. Esimerkiksi luonnollisin muovi metalli on kulta, makeita aine on -L-a -aspragyl-aminomaloni- happo. Se on 40 000 kertaa makeampi kuin syötävä sokeri. Mutta kysymys siitä, mikä aine on haiseva, ei ole yhtään vastausta, koska useat elohopea-rikkiyhdisteet, joilla on yleinen kaava RSH, nimeltään merkaptaanit, tuhoavat hajuttomasti. Ne erottuvat murskaamalla kuolleita orgaanisia aineita, läsnäolevat linnun ja nisäkkäiden hiljalleen, ja ne ovat osa myös joidenkin eläinten tuoksuvia rauhasia, esimerkiksi härkää.

Kuten näette, aineiden maailma on valtava ja mielenkiintoinen, ja kemia on tiede, jonka avulla voidaan tutkia niiden rakennetta, ominaisuuksia ja merkitystä ihmisen elämässä.