เคมี สมบัติทางกายภาพของสาร

2024 ผู้เขียน: Angel Austin | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 05:43

วันนี้มีสารประกอบต่างๆ ประมาณ 2.5 ล้านชนิดที่มีต้นกำเนิดจากธรรมชาติและสังเคราะห์โดยมนุษย์ ทั้งหมดต่างกันมาก บางคนมีส่วนร่วมในกระบวนการทางชีววิทยาที่เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตที่ไม่สามารถถูกแทนที่ได้ สารประกอบมีความแตกต่างกันตามคุณสมบัติของสาร ลักษณะและสิ่งอื่นที่ช่วยให้คุณระบุโมเลกุลเคมีเฉพาะ เราจะพิจารณาเพิ่มเติม

สารคืออะไร

หากคุณนิยามแนวคิดนี้ คุณต้องชี้ให้เห็นถึงความเชื่อมโยงกับร่างกาย ท้ายที่สุดแล้ว เป็นเรื่องปกติที่จะต้องพิจารณาถึงเนื้อหาที่ร่างกายเหล่านี้ประกอบขึ้นเป็นส่วนประกอบ ดังนั้น แก้ว เหล็ก กำมะถัน ไม้ เป็นสาร สามารถยกตัวอย่างได้ไม่รู้จบ เข้าใจง่ายขึ้น: คำที่อยู่ในการพิจารณาหมายถึงความหลากหลายของการรวมกันของโมเลกุลต่างๆ ที่มีอยู่ในโลก ตลอดจนอนุภาคโมโนโทมิกอย่างง่าย

ดังนั้น น้ำ แอลกอฮอล์ กรด ด่าง โปรตีน คาร์โบไฮเดรต เกลือ น้ำตาล ทราย ดินเหนียว เพชร ก๊าซ และอื่นๆ เหล่านี้ล้วนเป็นสาร ตัวอย่างช่วยให้คุณเข้าใจถึงแก่นแท้ของแนวคิดนี้ได้ชัดเจนยิ่งขึ้น

ร่างกายเป็นผลิตภัณฑ์ที่สร้างขึ้นโดยธรรมชาติหรือมนุษย์บนพื้นฐานของสารประกอบต่างๆ ตัวอย่างเช่น แก้วคือตัวที่ทำจากแก้วและแผ่นกระดาษเป็นเนื้อกระดาษหรือไม้แปรรูป

แน่นอน โมเลกุลทั้งหมดต่างกัน สิ่งที่รองรับความแตกต่างนั้นเรียกว่าคุณสมบัติของพวกมัน - ทางกายภาพ ทางประสาทสัมผัสและเคมี พวกเขาถูกกำหนดโดยใช้วิธีการพิเศษซึ่งแต่ละวิทยาศาสตร์มีของตัวเอง อาจเป็นวิธีการทางคณิตศาสตร์ การวิเคราะห์ การทดลอง เครื่องมือ และวิธีอื่นๆ อีกมากมาย ตัวอย่างเช่น วิทยาศาสตร์เคมีใช้สำหรับสารแต่ละชนิด หรือมากกว่า สำหรับการจำแนกสาร รีเอเจนต์ของสาร มันถูกเลือกตามลักษณะโครงสร้างของโมเลกุลและการทำนายคุณสมบัติทางเคมี จากนั้นจะถูกตรวจสอบโดยการทดลอง อนุมัติ และแก้ไขในฐานทฤษฎี

การจำแนกประเภทของสาร

การแบ่งสารประกอบออกเป็นกลุ่มๆ ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติต่างๆ มากมาย ตัวอย่างเช่น สถานะรวม ทั้งหมดสามารถมีได้สี่ประเภทตามปัจจัยนี้:

• พลาสม่า;
• แก๊ส;
• ของเหลว;
• ผลึก (ของแข็ง).

ถ้าเราใช้คุณสมบัติ "ลึก" เป็นพื้นฐานแล้ว สารทั้งหมดสามารถแบ่งออกเป็น:

• อินทรีย์ - ขึ้นอยู่กับสายโซ่และวัฏจักรของอะตอมของคาร์บอนและไฮโดรเจน
• อนินทรีย์ - คนอื่นๆ.

ตามองค์ประกอบธาตุซึ่งสะท้อนสูตรของสารทั้งหมดคือ:

• ง่าย - จากอะตอมเคมีชนิดหนึ่ง;
• complex - องค์ประกอบที่แตกต่างกันสองประเภทขึ้นไป

ในทางกลับกันเรียบง่ายแบ่งออกเป็นโลหะและอโลหะ สารประกอบมีหลายคลาส: เกลือ เบส กรด ออกไซด์ เอสเทอร์ ไฮโดรคาร์บอน แอลกอฮอล์ กรดนิวคลีอิก และอื่นๆ

สูตรผสมประเภทต่างๆ

ภาพกราฟิก การแสดงการเชื่อมต่อคืออะไร? แน่นอนว่าสิ่งเหล่านี้เป็นสูตรของสาร พวกเขาแตกต่าง. ข้อมูลที่มีอยู่ในพวกมันเกี่ยวกับโมเลกุลก็แตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับสปีชีส์ มีตัวเลือกดังนี้

1. เชิงประจักษ์หรือโมเลกุล. สะท้อนให้เห็นถึงองค์ประกอบเชิงปริมาณและคุณภาพของสาร ประกอบด้วยสัญลักษณ์ขององค์ประกอบที่เป็นส่วนประกอบและดัชนีที่มุมล่างซ้ายขององค์ประกอบ ซึ่งแสดงปริมาณของอะตอมนี้ในโมเลกุล ตัวอย่างเช่น N₂SO₄, AL_2(SO4₎3.
2. กราฟิกอิเล็กทรอนิกส์. สูตรนี้แสดงจำนวนเวเลนซ์อิเล็กตรอนสำหรับแต่ละองค์ประกอบที่ประกอบเป็นสารประกอบ ดังนั้น ตามตัวเลือกนี้ คุณจึงสามารถทำนายคุณสมบัติทางเคมีและทางกายภาพของสารได้แล้ว
3. ในเคมีอินทรีย์ เป็นเรื่องปกติที่จะใช้สูตรโครงสร้างแบบเต็มและแบบย่อ พวกมันสะท้อนถึงลำดับพันธะของอะตอมในโมเลกุล นอกจากนี้ ยังระบุอย่างชัดเจนถึงความเป็นเจ้าของของสารต่อสารประกอบเฉพาะกลุ่ม และสิ่งนี้ทำให้คุณสามารถกำหนดชนิดของโมเลกุลที่เฉพาะเจาะจงได้อย่างแม่นยำและทำนายลักษณะการโต้ตอบทั้งหมดของโมเลกุลนั้น

ดังนั้น สัญลักษณ์ทางเคมีและสูตรสารประกอบที่ถูกต้องจึงเป็นส่วนสำคัญที่สุดในการทำงานกับสารที่รู้จักทั้งหมด นี่คือพื้นฐานทางทฤษฎีที่คุณต้องรู้นักศึกษาวิชาเคมีทุกคน

สมบัติทางกายภาพ

คุณลักษณะที่สำคัญมากคือคุณสมบัติทางกายภาพที่ปรากฏของสาร อะไรอยู่ในกลุ่มนี้

1. สถานะรวมภายใต้เงื่อนไขต่างๆ รวมถึงเงื่อนไขมาตรฐาน
2. การต้ม หลอมเหลว แช่แข็ง อุณหภูมิการระเหย
3. ลักษณะทางประสาทสัมผัส: สี กลิ่น รส
4. ความสามารถในการละลายในน้ำและตัวทำละลายอื่นๆ (เช่น อินทรีย์)
5. ความหนาแน่นและความลื่นไหล, ความหนืด
6. การนำไฟฟ้าและความร้อน ความจุความร้อน
7. การซึมผ่านด้วยไฟฟ้า
8. กัมมันตภาพรังสี
9. การดูดซึมและการปล่อย.
10. ตัวเหนี่ยวนำ

นอกจากนี้ยังมีตัวบ่งชี้ที่สำคัญมากสำหรับรายการที่สมบูรณ์ซึ่งสะท้อนถึงคุณสมบัติของสาร อย่างไรก็ตามอยู่ระหว่างทางกายภาพและทางเคมี นี่คือ:

• ศักย์ไฟฟ้า;
• ประเภทตะแกรงคริสตัล;
• ไฟฟ้า;
• ความแข็งและความเปราะบาง;
• ความเหนียวและความเหนียว
• ผันผวนหรือผันผวน
• ผลกระทบทางชีวภาพต่อสิ่งมีชีวิต (เป็นพิษ หายใจไม่ออก อัมพาตของเส้นประสาท เป็นกลาง มีประโยชน์ ฯลฯ)

บ่อยครั้งที่ตัวชี้วัดเหล่านี้ถูกกล่าวถึงอย่างแม่นยำเมื่อพิจารณาคุณสมบัติทางเคมีของสารโดยตรงแล้ว อย่างไรก็ตาม คุณสามารถระบุได้ในส่วนทางกายภาพ ซึ่งจะไม่ผิดเพี้ยน

คุณสมบัติทางเคมีของสาร

กลุ่มนี้รวมปฏิสัมพันธ์ที่เป็นไปได้ทุกประเภทของโมเลกุลที่พิจารณากับสารที่ง่ายและซับซ้อนอื่น ๆ นั่นคือสิ่งเหล่านี้เป็นปฏิกิริยาเคมีโดยตรง สำหรับการเชื่อมต่อแต่ละประเภทนั้นมีความเฉพาะเจาะจงอย่างเคร่งครัด อย่างไรก็ตาม คุณสมบัติทั่วไปของกลุ่มจะแตกต่างกันสำหรับสารทั้งกลุ่ม

ตัวอย่างเช่น กรดทั้งหมดสามารถทำปฏิกิริยากับโลหะได้ตามตำแหน่งในอนุกรมไฟฟ้าเคมีของแรงดันไฟฟ้าโลหะ นอกจากนี้ ทั้งหมดมีลักษณะเฉพาะด้วยปฏิกิริยาการวางตัวเป็นกลางกับด่าง ปฏิกิริยากับเบสที่ไม่ละลายน้ำ อย่างไรก็ตาม กรดซัลฟิวริกเข้มข้นและกรดไนตริกนั้นพิเศษ เนื่องจากผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยากับโลหะนั้นแตกต่างจากที่ได้จากปฏิกิริยากับสมาชิกคนอื่นๆ ในชั้นเรียน

สารแต่ละตัวมีคุณสมบัติทางเคมีมากมาย จำนวนของพวกเขาถูกกำหนดโดยกิจกรรมของสารประกอบนั่นคือความสามารถในการทำปฏิกิริยากับส่วนประกอบอื่น ๆ มีปฏิกิริยาสูงมีความเฉื่อยในทางปฏิบัติ นี่เป็นตัวบ่งชี้ส่วนบุคคลอย่างเคร่งครัด

สารง่ายๆ

สิ่งเหล่านี้รวมถึงอะตอมประเภทเดียวกัน แต่มีตัวเลขต่างกัน ตัวอย่างเช่น S_8, O_2, O_3, Au, N _2, P_4, CL_2, Ar และอื่นๆ

คุณสมบัติทางเคมีของสารธรรมดาลดลงจนมีปฏิกิริยากับ:

• โลหะ;
• อโลหะ;
• น้ำ;
• กรด;
• อัลคาลิสและแอมโฟเทอริกไฮดรอกไซด์;
• สารประกอบอินทรีย์
• เกลือ;
• ออกไซด์;
• เปอร์ออกไซด์และแอนไฮไดรด์และอื่นๆโมเลกุล

ขอย้ำอีกครั้งว่านี่เป็นลักษณะเฉพาะอย่างสูงสำหรับแต่ละกรณี ดังนั้นคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของสารธรรมดาจึงถูกพิจารณาเป็นรายบุคคล

สารที่ซับซ้อน

กลุ่มนี้รวมถึงสารประกอบที่มีโมเลกุลที่เกิดจากองค์ประกอบทางเคมีที่แตกต่างกันตั้งแต่สององค์ประกอบขึ้นไป จำนวนของพวกเขาแต่ละคนอาจแตกต่างกัน เพื่อความเข้าใจ ต่อไปนี้คือตัวอย่างง่ายๆ:

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

เนื่องจากพวกมันทั้งหมดอยู่ในกลุ่มของสารที่แตกต่างกัน จึงเป็นไปไม่ได้ที่จะแยกแยะลักษณะทางกายภาพและทางเคมีทั่วไปสำหรับทุกคน เหล่านี้เป็นคุณสมบัติเฉพาะ แปลกประหลาด และเฉพาะตัวในแต่ละกรณี

สารอนินทรีย์

วันนี้มีมากกว่า 500,000 ตัว มีทั้งแบบเรียบง่ายและซับซ้อน โดยรวมแล้ว สารประกอบอนินทรีย์หลักหลายประเภทสามารถแยกแยะได้ ซึ่งแสดงถึงความหลากหลายทั้งหมด

1. โลหะสารอย่างง่าย
2. ออกไซด์
3. สารธรรมดาที่ไม่ใช่โลหะ
4. ก๊าซมีตระกูลหรือเฉื่อย
5. เปอร์ออกไซด์
6. แอนไฮไดรด์
7. สารประกอบไฮโดรเจนระเหยง่าย
8. ไฮไดรด์
9. เกลือ.
10. กรด
11. รองพื้น
12. สารประกอบแอมโฟเทอริก

ตัวแทนของแต่ละคลาสมีชุดกายภาพของตัวเองคุณสมบัติทางเคมีที่ทำให้แตกต่างจากสารประกอบอื่นๆ และระบุ

คุณสมบัติของสารอินทรีย์

Organics เป็นสาขาหนึ่งของเคมีที่เกี่ยวข้องกับการศึกษาสารประกอบอื่นๆ ที่ไม่ใช่อนินทรีย์และคุณสมบัติของพวกมัน โครงสร้างของพวกเขาขึ้นอยู่กับอะตอมของคาร์บอนที่สามารถรวมเข้าด้วยกันในโครงสร้างต่างๆ:

• ลูกโซ่เชิงเส้นและกิ่ง;
• รอบ;
• แหวนหอม;
• เฮเทอโรไซเคิล

สิ่งมีชีวิตประกอบด้วยสารประกอบดังกล่าว เพราะพื้นฐานของชีวิตคือโปรตีน ไขมัน และคาร์โบไฮเดรต ล้วนเป็นตัวแทนของสารอินทรีย์ ดังนั้นคุณสมบัติของพวกมันจึงพิเศษ อย่างไรก็ตาม ไม่ว่าในกรณีใด ไม่ว่าเราจะพูดถึงโมเลกุลประเภทใด ก็จะยังคงมีลักษณะเฉพาะด้วยคุณสมบัติทางเคมีกายภาพบางชุดที่เราได้กล่าวไปแล้วก่อนหน้านี้

สิ่งมีชีวิตคืออะไร

การดำรงชีวิตคือสสารที่ประกอบด้วยชีวมวลทั้งหมดของโลกเรา นั่นคือสิ่งมีชีวิตเหล่านั้นที่ประกอบเป็นชีวิต:

• แบคทีเรียและไวรัส
• ง่าย;
• พืช;
• สัตว์;
• เห็ด;
• คน.

เนื่องจากส่วนประกอบหลักของสารประกอบในองค์ประกอบของสิ่งมีชีวิตนั้นเป็นออร์แกนิก จึงสามารถนำมาประกอบกับกลุ่มของสิ่งมีชีวิตได้อย่างแม่นยำ อย่างไรก็ตามไม่ใช่ทั้งหมด เฉพาะผู้ที่ไม่มีตัวแทนของชีวมณฑลที่มีชีวิตเท่านั้นที่เป็นไปไม่ได้ ได้แก่ โปรตีน กรดนิวคลีอิก ฮอร์โมน วิตามิน ไขมัน คาร์โบไฮเดรต กรดอะมิโน และอื่นๆ คำว่า "สิ่งมีชีวิต" ถูกนำมาใช้Vernadsky ผู้ก่อตั้งหลักคำสอนเรื่องชีวมณฑลของโลก

คุณสมบัติของสิ่งมีชีวิต:

• ครอบครองพลังงานที่มีความเป็นไปได้ของการเปลี่ยนแปลง
• การบังคับตนเอง;
• เคลื่อนไหวอย่างอิสระ
• เปลี่ยนรุ่น;
• หลากหลายมาก

คริสตัลและสารโลหะ

ผลึกหมายถึงสารประกอบทั้งหมดที่มีโครงสร้างตาข่ายเชิงพื้นที่บางประเภท มีสารประกอบที่มีโครงผลึกอะตอม โมเลกุลหรือโลหะ คุณสมบัติของสารผลึกก็แตกต่างกันไปตามประเภท สารประกอบที่เป็นของแข็งทั่วไปในรูปของผลึกที่ละเอียดหรือกระจายอย่างหยาบคือเกลือต่างๆ

นอกจากนี้ยังมีสารธรรมดาที่มีโครงสร้างคล้ายกัน เช่น เพชรหรือกราไฟต์ หินมีค่าและกึ่งมีค่า แร่ธาตุ หิน คุณสมบัติหลัก:

• ความแข็ง;
• เปราะบาง;
• จุดหลอมเหลวและจุดเดือดเฉลี่ย

อย่างไรก็ตาม ทุกลักษณะอาจไม่เหมาะกับทุกคนเช่นเคย

คุณสมบัติโลหะของสารแสดงโดยโลหะ โลหะผสมของพวกมัน สำหรับพวกเขา ชุดของลักษณะทั่วไปสามารถแยกแยะได้:

• ความเหนียวและความเหนียว
• จุดเดือดสูงจุดหลอมเหลว
• การนำไฟฟ้าและความร้อน
• ความแวววาวของโลหะ