Kemijska svojstva glavnih klasa anorganskih spojeva. Kemijska svojstva jednostavnih tvari Kemijska svojstva tvari Kemija

Za kraj 200 godina čovječanstva proučavao svojstva tvari bolje nego u cijeloj povijesti razvoja kemije. Naravno, broj tvari također brzo raste, prvenstveno zbog razvoja različitih metoda za dobivanje tvari.

U svakodnevnom životu susrećemo mnoge tvari. Među njima su voda, željezo, aluminij, plastika, soda, sol i mnogi drugi. Tvari koje postoje u prirodi, kao što su kisik i dušik sadržani u zraku, tvari otopljene u vodi, a prirodnog su podrijetla, nazivamo prirodnim tvarima. Aluminij, cink, aceton, vapno, sapun, aspirin, polietilen i mnoge druge tvari ne postoje u prirodi.

Dobivaju se u laboratoriju i proizvode u industriji. Umjetne tvari ne postoje u prirodi, one su stvorene od prirodnih tvari. Neke tvari koje postoje u prirodi mogu se dobiti i u kemijskom laboratoriju.

Dakle, kada se kalijev permanganat zagrijava, oslobađa se kisik, a kada se kreda zagrijava - ugljični dioksid. Znanstvenici su naučili kako pretvoriti grafit u dijamant, uzgojiti kristale rubina, safira i malahita. Dakle, zajedno s tvarima prirodno podrijetlo Postoji ogroman broj umjetno stvorenih tvari kojih nema u prirodi.

Tvari koje se ne nalaze u prirodi proizvode se u raznim poduzećima: tvornice, pogoni, kombinati itd.

U uvjetima iscrpljenosti prirodnih resursa našeg planeta, kemičari se sada suočavaju s važnom zadaćom: razviti i primijeniti metode pomoću kojih je moguće umjetno, u laboratoriju ili industrijskoj proizvodnji, dobiti tvari koje su analogne prirodnim tvarima. Primjerice, rezerve fosilnih goriva u prirodi su pri kraju.

Možda će doći trenutak kada će ponestati nafte i prirodnog plina. Već se razvijaju nove vrste goriva koje bi bile jednako učinkovite, ali ne bi zagađivale okoliš. Do danas je čovječanstvo naučilo umjetno dobiti razne drago kamenje npr. dijamanti, smaragdi, berili.

Agregatno stanje tvari

Tvari mogu postojati u nekoliko agregatnih stanja, od kojih tri znate: kruto, tekuće, plinovito. Na primjer, voda u prirodi postoji u sva tri agregatna stanja: čvrsti (u obliku leda i snijega), tekući (tekuća voda) i plinoviti (vodena para). Poznate su tvari koje u normalnim uvjetima ne mogu postojati u sva tri agregatna stanja. Primjer za to je ugljikov dioksid. Na sobnoj temperaturi to je plin bez mirisa i boje. Na -79°S ta tvar se "smrzne" i prelazi u čvrsto agregatno stanje. Domaće (trivijalno) ime za takvu tvar je "suhi led". Ovo ime je dano ovoj tvari zbog činjenice da se "suhi led" pretvara u ugljični dioksid bez topljenja, odnosno bez prijelaza u tekuće agregatno stanje, koje je prisutno, na primjer, u vodi.

Stoga se može izvući važan zaključak. Kada tvar prijeđe iz jednog agregatnog stanja u drugo, ne prelazi u druge tvari. Sam proces neke promjene, transformacije, naziva se fenomen.

fizičke pojave. Fizikalna svojstva tvari.

Pojave u kojima tvari mijenjaju agregatno stanje, ali ne prelaze u druge tvari, nazivaju se fizikalnim. Svaka pojedina tvar ima određena svojstva. Svojstva tvari mogu biti međusobno različita ili slična. Svaka tvar opisana je skupom fizikalnih i kemijskih svojstava. Uzmimo vodu kao primjer. Voda se smrzava i pretvara u led na temperaturi od 0°C, a ključa i pretvara se u paru na temperaturi od +100°C. Ove pojave su fizičke, budući da voda nije prešla u druge tvari, dolazi samo do promjene agregatnog stanja. Ove točke smrzavanja i vrelišta su fizikalna svojstva specifična za vodu.

Svojstva tvari koja se određuju mjerenjem ili vizualno u odsutnosti transformacije jednih tvari u druge nazivaju se fizikalnim

Isparavanje alkohola, kao isparavanje vode- fizikalne pojave, tvari u isto vrijeme mijenjaju agregatno stanje. Nakon eksperimenta možete se uvjeriti da alkohol isparava brže od vode - to su fizikalna svojstva ovih tvari.

Glavna fizikalna svojstva tvari uključuju sljedeće: agregatno stanje, boju, miris, topljivost u vodi, gustoću, vrelište, talište, toplinsku vodljivost, električnu vodljivost. Fizikalna svojstva kao što su boja, miris, okus, oblik kristala mogu se odrediti vizualno, pomoću osjetila, a gustoća, električna vodljivost, talište i vrelište određuju se mjerenjem. Informacije o fizičkim svojstvima mnogih tvari prikupljaju se u posebnoj literaturi, na primjer, u referentnim knjigama. Fizička svojstva tvari ovise o njezinom agregatnom stanju. Na primjer, gustoća leda, vode i vodene pare je različita.

Plinoviti kisik je bezbojan, a tekući kisik je plave boje. Poznavanje fizikalnih svojstava pomaže u "prepoznavanju" mnogih tvari. Na primjer, bakar- jedini crveni metal. Samo kuhinjska sol ima slan okus. jod- gotovo crna krutina koja se zagrijavanjem pretvara u ljubičastu paru. U većini slučajeva, za definiranje tvari potrebno je uzeti u obzir nekoliko njezinih svojstava. Kao primjer, karakteriziramo fizikalna svojstva vode:

  • boja - bezbojna (u malom volumenu)
  • miris - bez mirisa
  • agregatno stanje - u normalnim uvjetima, tekućina
  • gustoća - 1 g / ml,
  • vrelište – +100°S
  • talište - 0°S
  • toplinska vodljivost - niska
  • električna vodljivost – čista voda ne provodi struju

Kristalne i amorfne tvari

Kada se opisuju fizikalna svojstva krutina, uobičajeno je opisati strukturu tvari. Pogledate li uzorak kuhinjske soli pod povećalom, primijetit ćete da se sol sastoji od mnogo sitnih kristala. Vrlo veliki kristali mogu se naći i u naslagama soli. Kristali su čvrsta tijela koja imaju oblik pravilnih poliedara. Kristali mogu biti različitih oblika i veličina. Kristali pojedinih tvari, kao što su stol solkrhko, lako se lomi. Postoje kristali prilično tvrdi. Na primjer, jedan od najtvrđih minerala je dijamant. Pogledate li kristale soli pod mikroskopom, primijetit ćete da svi imaju sličnu strukturu. Ako uzmemo u obzir, na primjer, čestice stakla, tada će sve imati drugačiju strukturu - takve tvari nazivaju se amorfne. Amorfne tvari uključuju staklo, škrob, jantar, pčelinji vosak. Amorfne tvari – tvari koje nemaju kristalnu strukturu

kemijske pojave. Kemijska reakcija.

Ako u fizikalnim pojavama tvari u pravilu samo mijenjaju agregatno stanje, onda u kemijskim pojavama dolazi do pretvaranja jednih tvari u druge tvari. Evo nekoliko jednostavnih primjera: gorenje šibice prati pougljenje drva i oslobađanje plinovitih tvari, odnosno dolazi do nepovratne transformacije drva u druge tvari. Još jedan primjer: s vremenom se brončane skulpture prekrivaju zelenim premazom. To je zato što bronca sadrži bakar. Ovaj metal polako stupa u interakciju s kisikom, ugljičnim dioksidom i vlagom iz zraka, zbog čega se na površini skulpture stvaraju nove zelene tvari. Kemijske pojave – pojave pretvorbe jedne tvari u drugu Proces međudjelovanja tvari uz nastanak novih tvari naziva se kemijska reakcija. Kemijske reakcije odvijaju se posvuda oko nas. Kemijske reakcije odvijaju se u nama samima. U našem tijelu se neprestano odvijaju transformacije mnogih tvari, tvari reagiraju jedna s drugom, stvarajući produkte reakcije. Dakle, u kemijskoj reakciji uvijek postoje tvari koje reagiraju i tvari nastale kao rezultat reakcije.

  • Kemijska reakcija- proces međudjelovanja tvari, uslijed čega nastaju nove tvari s novim svojstvima
  • Reagensi- tvari koje stupaju u kemijsku reakciju
  • Proizvodi- tvari nastale kao rezultat kemijske reakcije

Kemijska reakcija je prikazana u opći pogled reakcijska shema REAGENSI -> PROIZVODI

  • reagensi– početne tvari uzete za reakciju;
  • proizvoda- nove tvari nastale kao rezultat reakcije.

Svaki kemijski fenomen (reakcija) popraćen je određenim znakovima, uz pomoć kojih se kemijski fenomeni mogu razlikovati od fizičkih. Takvi znakovi uključuju promjenu boje tvari, oslobađanje plina, stvaranje taloga, oslobađanje topline i emisiju svjetlosti.

Mnoge kemijske reakcije popraćene su oslobađanjem energije u obliku topline i svjetlosti. U pravilu, takve pojave popraćene su reakcijama izgaranja. U reakcijama izgaranja u zraku tvari reagiraju s kisikom sadržanim u zraku. Tako, na primjer, metalni magnezij bukti i gori u zraku svijetlim zasljepljujućim plamenom. Zbog toga se u prvoj polovici dvadesetog stoljeća za izradu fotografija koristio magnezijev bljesak. U nekim slučajevima moguće je oslobađanje energije u obliku svjetlosti, ali bez oslobađanja topline. Jedna od vrsta pacifičkog planktona može emitirati jarko plavo svjetlo, jasno vidljivo u mraku. Oslobađanje energije u obliku svjetlosti rezultat je kemijske reakcije koja se događa u organizmima ove vrste planktona.

Sažetak članka:

  • Postoje dvije velike skupine tvari: tvari prirodnog i umjetnog podrijetla.
  • U normalnim uvjetima tvari mogu biti u tri agregatna stanja
  • Svojstva tvari koja se određuju mjerenjem ili vizualno u odsutnosti transformacije jednih tvari u druge nazivaju se fizikalnim
  • Kristali su čvrsta tijela koja imaju oblik pravilnih poliedara.
  • Amorfne tvari – tvari koje nemaju kristalnu strukturu
  • Kemijske pojave – pojave pretvorbe jedne tvari u drugu
  • Reagensi su tvari koje stupaju u kemijsku reakciju.
  • Proizvodi - tvari nastale kao rezultat kemijske reakcije
  • Kemijske reakcije mogu biti popraćene oslobađanjem plina, taloga, topline, svjetlosti; promjena boje tvari
  • Izgaranje je složen fizikalno-kemijski proces pretvaranja polaznih tvari u produkte izgaranja tijekom kemijske reakcije, praćen intenzivnim oslobađanjem topline i svjetlosti (plamen)

Priprema iz kemije za ZNO i DPA
Sveobuhvatno izdanje

DIO I

OPĆA KEMIJA

KEMIJA ELEMENATA

HALOGENI

Jednostavne tvari

Kemijska svojstva fluora

Fluor je najjači oksidans u prirodi. Izravno ne reagira samo s helijem, neonom i argonom.

Tijekom reakcije s metalima nastaju fluoridi, spojevi ionskog tipa:

Fluor snažno reagira s mnogim nemetalima, čak i s nekim inertnim plinovima:

Kemijska svojstva klora. Interakcija sa složenim tvarima

Klor je jače oksidacijsko sredstvo od broma ili joda, pa klor istiskuje teške halogene iz njihovih soli:

Otapajući se u vodi, klor djelomično reagira s njom, što rezultira stvaranjem dviju kiselina: klorida i hipoklorita. U tom slučaju jedan atom klora povećava stupanj oksidacije, a drugi atom smanjuje. Takve reakcije nazivamo reakcijama disproporcioniranja. Reakcije disproporcioniranja su reakcije samoiscjeljivanja-samooksidacije, tj. reakcije u kojima jedan element pokazuje svojstva i oksida i redukcijskog sredstva. Disproporcioniranjem istovremeno nastaju spojevi u kojima je element u više oksidiranom i reduciranom stanju u odnosu na primitivno. Oksidacijsko stanje atoma klora u molekuli hipokloritne kiseline je +1:

Slično se odvija i interakcija klora s otopinama lužina. U tom slučaju nastaju dvije soli: klorid i hipoklorit.

Klor stupa u interakciju s različitim oksidima:

Klor oksidira neke soli u kojima metal nije u maksimalnom oksidacijskom stanju:

Molekularni klor reagira s mnogim organskim spojevima. U prisutnosti ferum(III) klorida kao katalizatora, klor reagira s benzenom u klorobenzen, a kada se obasja svjetlom, kao rezultat iste reakcije nastaje heksaklorocikloheksan:

Kemijska svojstva broma i joda

Obje tvari reagiraju s vodikom, fluorom i alkalijama:

Jod se oksidira raznim jakim oksidansima:

Metode ekstrakcije jednostavnih tvari

Ekstrakcija fluora

Budući da je fluor najjači kemijski oksid, nemoguće ga je izolirati kemijskim reakcijama iz spojeva u slobodnom obliku, pa se fluor ekstrahira fizikalno-kemijskom metodom - elektrolizom.

Za ekstrakciju fluora koriste se talina kalij fluorida i elektrode od nikla. Nikal se koristi zbog činjenice da je površina metala pasivizirana fluorom zbog stvaranja netopljivih NiF2, stoga se same elektrode ne uništavaju djelovanjem tvari koja se na njih oslobađa:

Ekstrakcija klora

Klor se komercijalno proizvodi elektrolizom otopine natrijeva klorida. Kao rezultat ovog procesa ekstrahira se i natrijev hidroksid:

U malim količinama klor se dobiva oksidacijom otopine klorovodika različitim metodama:

Klor je vrlo važan proizvod kemijske industrije.

Njegova svjetska proizvodnja iznosi milijune tona.

Ekstrakcija broma i joda

Za industrijsku upotrebu, brom i jod se dobivaju oksidacijom bromida, odnosno jodida. Za oksidaciju se najčešće koriste molekularni klor, koncentrirana sulfatna kiselina ili mangan dioksid:

Primjena halogena

Fluor i neki njegovi spojevi koriste se kao oksidacijsko sredstvo za raketno gorivo. Velike količine fluora koriste se za proizvodnju različitih rashladnih sredstava (freona) i nekih polimera koji se odlikuju kemijskom i toplinskom otpornošću (teflon i neki drugi). Fluor se koristi u nuklearnoj tehnologiji za odvajanje izotopa urana.

Većina klora koristi se za izradu klorovodične kiseline, a također i kao oksidacijsko sredstvo za ekstrakciju drugih halogena. U industriji se koristi za izbjeljivanje tkanina i papira. U većim količinama od fluora koristi se za proizvodnju polimera (PVC i dr.) i rashladnih sredstava. Klor se koristi za dezinfekciju vode za piće. Također je potrebno ekstrahirati neka otapala poput kloroforma, metilen klorida, ugljikovog tetraklorida. Također se koristi za proizvodnju mnogih tvari, kao što je kalijev klorat (bertoletova sol), izbjeljivač i mnogi drugi spojevi koji sadrže atome klora.

Brom i jod se ne koriste u industriji u istoj mjeri kao klor ili fluor, ali uporaba ovih tvari raste svake godine. Brom se koristi u proizvodnji raznih lijekova za smirenje. Jod se koristi u proizvodnji antiseptičkih pripravaka. Spojevi broma i joda naširoko se koriste u kvantitativnoj analizi tvari. Uz pomoć joda pročišćavaju se neki metali (ovaj proces se naziva rafiniranje jodom), kao što su titan, vanadij i drugi.


Opća svojstva metala.

Prisutnost valentnih elektrona slabo vezanih na jezgru određuje opća kemijska svojstva metala. U kemijskim reakcijama uvijek djeluju kao redukcijsko sredstvo; jednostavne tvari, metali, nikada ne pokazuju oksidacijska svojstva.

Dobivanje metala:
- obnavljanje oksida ugljikom (C), ugljikovim monoksidom (CO), vodikom (H2) ili aktivnijim metalom (Al, Ca, Mg);
- obnavljanje iz otopina soli s aktivnijim metalom;
- elektroliza otopina ili talina metalnih spojeva - obnavljanje najaktivnijih metala (alkalijskih, zemnoalkalijskih metala i aluminija) pomoću električne struje.

U prirodi se metali nalaze uglavnom u obliku spojeva, samo nekoliko aktivni metali javljaju se u obliku jednostavnih tvari (samorodni metali).

Kemijska svojstva metala.
1. Interakcija s jednostavnim tvarima nemetali:
Većina metala može se oksidirati s nemetalima kao što su halogeni, kisik, sumpor, dušik. Ali većina tih reakcija zahtijeva predgrijavanje da bi započela. U budućnosti, reakcija može nastaviti s otpuštanjem veliki broj topline, uzrokujući paljenje metala.
Na sobnoj temperaturi moguće su reakcije samo između najaktivnijih metala (alkalijski i zemnoalkalijski) i najaktivnijih nemetala (halogeni, kisik). Alkalijski metali (Na, K) reagiraju s kisikom stvarajući perokside i superokside (Na2O2, KO2).

a) međudjelovanje metala s vodom.
Na sobnoj temperaturi alkalijski i zemnoalkalijski metali stupaju u interakciju s vodom. Kao rezultat reakcije supstitucije nastaju lužina (topljiva baza) i vodik: Metal + H2O \u003d Me (OH) + H2
Kada se zagriju, drugi metali stupaju u interakciju s vodom, stojeći u nizu aktivnosti lijevo od vodika. Magnezij reagira s kipućom vodom, aluminij - nakon posebne površinske obrade, kao rezultat nastaju netopljive baze - magnezijev hidroksid ili aluminijev hidroksid - i oslobađa se vodik. Metali u rasponu aktivnosti od cinka (uključivo) do olova (uključivo) stupaju u interakciju s vodenom parom (tj. iznad 100 C), pri čemu nastaju oksidi odgovarajućih metala i vodik.
Metali desno od vodika u nizu aktivnosti ne stupaju u interakciju s vodom.
b) interakcija s oksidima:
aktivni metali reagiraju u reakciji supstitucije s oksidima drugih metala ili nemetala, reducirajući ih na jednostavne tvari.
c) interakcija s kiselinama:
Metali smješteni lijevo od vodika u nizu aktivnosti reagiraju s kiselinama kako bi otpustili vodik i formirali odgovarajuću sol. Metali desno od vodika u nizu aktivnosti ne stupaju u interakciju s kiselim otopinama.
Posebno mjesto zauzimaju reakcije metala s dušičnom i koncentriranom sumpornom kiselinom. Ovim oksidirajućim kiselinama mogu se oksidirati svi metali osim plemenitih (zlato, platina). Kao rezultat tih reakcija uvijek će nastati odgovarajuće soli, voda i produkt redukcije dušika, odnosno sumpora.
d) s alkalijama
Metali koji tvore amfoterne spojeve (aluminij, berilij, cink) sposobni su reagirati s talinama (uz stvaranje srednjih soli aluminata, berilata ili cinkata) ili otopinama lužina (uz stvaranje odgovarajućih kompleksnih soli). Sve reakcije će proizvesti vodik.
e) U skladu s položajem metala u nizu aktivnosti moguće su reakcije redukcije (istiskivanja) manje aktivnog metala iz otopine njegove soli drugim aktivnijim metalom. Kao rezultat reakcije nastaje sol aktivnije i jednostavnije tvari - manje aktivnog metala.

Opća svojstva nemetala.

Nemetala je mnogo manje nego metala (22 elementa). Međutim, kemija nemetala je puno kompliciranija zbog veće popunjenosti vanjske energetske razine njihovih atoma.
Fizička svojstva nemetala su raznolikija: među njima su plinoviti (fluor, klor, kisik, dušik, vodik), tekući (brom) i čvrste tvari, koji se međusobno vrlo razlikuju po talištu. Većina nemetala ne provodi struju, ali silicij, grafit, germanij imaju svojstva poluvodiča.
Plinoviti, tekući i neki čvrsti nemetali (jod) imaju molekularnu strukturu kristalne rešetke, ostali nemetali imaju atomsku kristalnu rešetku.
Fluor, klor, brom, jod, kisik, dušik i vodik u normalnim uvjetima postoje u obliku dvoatomnih molekula.
Mnogi nemetalni elementi tvore nekoliko alotropskih modifikacija jednostavnih tvari. Tako kisik ima dvije alotropske modifikacije - kisik O2 i ozon O3, sumpor ima tri alotropske modifikacije - rombični, plastični i monoklinski sumpor, fosfor ima tri alotropske modifikacije - crveni, bijeli i crni fosfor, ugljik - šest alotropskih modifikacija - čađu, grafit, dijamant. , karabin, fuleren, grafen.

Za razliku od metala, koji pokazuju samo redukcijska svojstva, nemetali u reakcijama s jednostavnim i složenim tvarima mogu djelovati i kao redukcijsko sredstvo i kao oksidacijsko sredstvo. Po svojoj aktivnosti nemetali zauzimaju određeno mjesto u nizu elektronegativnosti. Fluor se smatra najaktivnijim nemetalom. Pokazuje samo oksidacijska svojstva. Na drugom je mjestu po aktivnosti kisik, na trećem dušik, zatim halogeni i ostali nemetali. Vodik ima najmanju elektronegativnost među nemetalima.

Kemijska svojstva nemetala.

1. Interakcija s jednostavnim tvarima:
Nemetali međusobno djeluju s metalima. U takvoj reakciji metali djeluju kao redukcijsko sredstvo, a nemetali kao oksidacijsko sredstvo. Kao rezultat reakcije spoja nastaju binarni spojevi - oksidi, peroksidi, nitridi, hidridi, soli kiselina bez kisika.
U međusobnim reakcijama nemetala, elektronegativniji nemetal pokazuje svojstva oksidacijskog sredstva, a manje elektronegativan - svojstva redukcijskog sredstva. Kao rezultat reakcije spojeva nastaju binarni spojevi. Mora se imati na umu da nemetali mogu pokazivati ​​različita oksidacijska stanja u svojim spojevima.
2. Interakcija sa složenim tvarima:
a) vodom:
U normalnim uvjetima samo halogeni stupaju u interakciju s vodom.
b) s oksidima metala i nemetala:
Mnogi nemetali mogu reagirati sa visoke temperature s oksidima drugih nemetala, reducirajući ih na jednostavne tvari. Nemetali lijevo od sumpora u nizu elektronegativnosti također mogu komunicirati s metalnim oksidima, reducirajući metale na jednostavne tvari.
c) s kiselinama:
Neki se nemetali mogu oksidirati koncentriranom sumpornom ili dušičnom kiselinom.
d) s alkalijama:
Pod djelovanjem lužina, neki nemetali mogu biti podvrgnuti dismutaciji, budući da su i oksidacijsko i redukcijsko sredstvo.
Na primjer, u reakciji halogena s alkalijskim otopinama bez zagrijavanja: Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O ili pri zagrijavanju: 3Cl2 + 6NaOH = 5NaCl + NaClO3 + 3H2O.
e) sa solima:
U interakciji, kao jaka oksidirajuća sredstva, pokazuju redukcijska svojstva.
Halogeni (osim fluora) stupaju u supstitucijske reakcije s otopinama soli halogenovodičnih kiselina: aktivniji halogen istiskuje manje aktivni halogen iz otopine soli.

Okolina je materijalna. Materija je dvije vrste: supstancija i polje. Predmet kemije je tvar (uključujući utjecaj na tvar različitih polja - zvučnog, magnetskog, elektromagnetskog itd.)

Supstanca - sve što ima masu mirovanja (tj. karakterizirano je prisutnošću mase kada se ne kreće). Dakle, iako je masa mirovanja jednog elektrona (masa elektrona koji se ne kreće) vrlo mala - oko 10 -27 g, ali i jedan elektron je tvar.

Materija postoji u tri agregatna stanja - plinovitom, tekućem i krutom. Postoji još jedno agregatno stanje - plazma (na primjer, postoji plazma u grmljavini i kuglastoj munji), ali se kemija plazme gotovo ne razmatra u školskom tečaju.

Tvari mogu biti čiste, vrlo čiste (potrebne, na primjer, za stvaranje optičkih vlakana), mogu sadržavati primjetne količine nečistoća, mogu biti mješavine.

Sve tvari sastoje se od sićušnih čestica koje se nazivaju atomi. Tvari sastavljene od atoma iste vrste(od atoma jednog elementa), nazivaju jednostavnim(na primjer, ugljen, kisik, dušik, srebro itd.). Tvari koje sadrže međusobno povezane atome različitih elemenata nazivamo složenima.

Ako tvar (na primjer, u zraku) sadrži dvije ili više jednostavnih tvari, a njihovi atomi nisu međusobno povezani, tada se ne naziva složenom, već mješavinom jednostavnih tvari. Broj jednostavnih tvari relativno je mali (oko pet stotina), dok je broj složenih tvari ogroman. Do danas su poznati deseci milijuna različitih složenih tvari.

Kemijske transformacije

Tvari mogu međusobno djelovati i nastaju nove tvari. Takve se transformacije nazivaju kemijski. Na primjer, jednostavna tvar ugljen stupa u interakciju (kemičari kažu - reagira) s drugom jednostavnom tvari - kisikom, što rezultira stvaranjem složene tvari - ugljičnog dioksida, u kojoj su vezani atomi ugljika i kisika. Takve transformacije jedne tvari u drugu nazivamo kemijskim. Kemijske transformacije su kemijske reakcije. Dakle, kada se šećer zagrijava na zraku, složena slatka tvar - saharoza (od koje se sastoji šećer) - pretvara se u jednostavnu tvar - ugljen i složenu tvar - vodu.

Kemija je znanost o transformaciji jedne tvari u drugu. Zadatak kemije je otkriti s kojim tvarima ova ili ona tvar može komunicirati (reagirati) pod određenim uvjetima, što se u ovom slučaju formira. Osim toga, važno je saznati pod kojim uvjetima se može odvijati ova ili ona transformacija i dobiti željena tvar.

Fizikalna svojstva tvari

Svaku tvar karakterizira kombinacija fizikalnih i kemijskih svojstava. Fizička svojstva su svojstva koja se mogu karakterizirati pomoću fizičkih instrumenata.. Na primjer, pomoću termometra možete odrediti talište i vrelište vode. Fizikalnim metodama može se karakterizirati sposobnost tvari da provodi električnu struju, odrediti gustoća tvari, njezina tvrdoća itd. Tijekom fizikalnih procesa tvari ostaju nepromijenjenog sastava.

Fizikalna svojstva tvari dijele se na prebrojiva (ona koja se pomoću određenih fizikalnih uređaja mogu okarakterizirati brojem, npr. koji označavaju gustoću, talište i vrelište, topljivost u vodi itd.) i nebrojiva (ona koja se ne mogu okarakterizirati broj ili vrlo teško kao što su boja, miris, okus itd.).

Kemijska svojstva tvari

Kemijska svojstva tvari su skup informacija o tome koje druge tvari i pod kojim uvjetima određena tvar ulazi u kemijske interakcije.. Najvažniji zadatak kemije je prepoznavanje kemijskih svojstava tvari.

U kemijskim pretvorbama sudjeluju najsitnije čestice tvari – atomi. Tijekom kemijskih pretvorbi iz jednih tvari nastaju druge tvari, a izvorne tvari nestaju, a umjesto njih nastaju nove tvari (produkti reakcije). A atomi pri svi kemijske transformacije su sačuvane. Dolazi do njihovog preuređivanja, tijekom kemijskih transformacija stare veze između atoma se uništavaju i nastaju nove veze.

Kemijski element

Broj različitih tvari je ogroman (a svaka od njih ima svoj skup fizičkih i kemijskih svojstava). U materijalnom svijetu oko nas relativno je malo atoma koji se međusobno razlikuju po svojim najvažnijim karakteristikama - oko stotinu. Svaka vrsta atoma ima svoj kemijski element. Kemijski element je skup atoma s istim ili sličnim karakteristikama.. U prirodi se nalazi oko 90 različitih kemijskih elemenata. Do danas su fizičari naučili kako stvoriti nove vrste atoma kojih nema na Zemlji. Takvi atomi (i, sukladno tome, takvi kemijski elementi) nazivaju se umjetni (na engleskom - man-made elements). Do danas je sintetizirano više od dvadesetak umjetno dobivenih elemenata.

Svaki element ima latinski naziv i simbol od jednog ili dva slova. U kemijskoj literaturi na ruskom jeziku nema jasnih pravila za izgovor simbola kemijskih elemenata. Neki to izgovaraju ovako: nazivaju element na ruskom (simboli natrija, magnezija itd.), Drugi - latiničnim slovima (simboli ugljika, fosfora, sumpora), treći - kako naziv elementa zvuči na latinskom ( željezo, srebro, zlato, živa). Uobičajeno je da se simbol vodikovog elementa H izgovara na isti način kao što se ovo slovo izgovara na francuskom.

Usporedba najvažnijih karakteristika kemijskih elemenata i jednostavnih tvari dana je u tablici ispod. Nekoliko jednostavnih tvari može odgovarati jednom elementu (fenomen alotropije: ugljik, kisik itd.), ili možda jednom (argon i drugi inertni plinovi).

Elementarne čestice fizičke tvari na našem planetu su atomi. U slobodnom obliku mogu postojati samo na vrlo visokim temperaturama. U normalnim uvjetima elementarne čestice imaju tendenciju međusobnog povezivanja pomoću kemijskih veza: ionskih, metalnih, kovalentnih polarnih ili nepolarnih. Na taj način nastaju tvari, čije ćemo primjere razmotriti u našem članku.

Jednostavne tvari

Procesi međudjelovanja atoma istog kemijskog elementa završavaju nastankom kemijske tvari nazivaju jednostavnim. Dakle, ugljen tvore samo atomi ugljika, plinoviti vodik tvore atomi vodika, a tekuću živu čine čestice žive. Pojam jednostavne tvari ne treba poistovjećivati ​​s pojmom kemijskog elementa. Na primjer, ugljikov dioksid se ne sastoji od jednostavnih tvari ugljika i kisika, već od elemenata ugljika i kisika. Konvencionalno, spojevi koji se sastoje od atoma istog elementa mogu se podijeliti na metale i nemetale. Razmotrite neke primjere kemijskih svojstava takvih jednostavnih tvari.

Metali

Na temelju položaja metalnog elementa u periodnom sustavu mogu se razlikovati sljedeće skupine: aktivni metali, elementi glavnih podskupina treće - osme skupine, metali sekundarnih podskupina četvrte - sedme skupine, kao i lantanoidi. i aktinidi. Metali su jednostavne tvari, čije ćemo primjere navesti u nastavku, a imaju sljedeća opća svojstva: toplinsku i električnu vodljivost, metalni sjaj, rastegljivost i savitljivost. Takve su karakteristike svojstvene željezu, aluminiju, bakru i drugima. Povećanjem rednog broja u periodima povećavaju se temperature vrenja i taljenja, kao i tvrdoća metalnih elemenata. To je zbog kompresije njihovih atoma, odnosno smanjenja polumjera, kao i nakupljanja elektrona. Svi parametri metala određeni su unutarnjom strukturom kristalne rešetke ovih spojeva. U nastavku razmatramo kemijske reakcije, a također dajemo primjere svojstava tvari povezanih s metalima.

Značajke kemijskih reakcija

Svi metali sa stupnjem oksidacije 0 pokazuju samo svojstva redukcijskih sredstava. Alkalijski i zemnoalkalijski elementi u interakciji s vodom stvaraju kemijski agresivne baze - lužine:

  • 2Na+2H20=2NaOH+H2

Tipična reakcija metala je oksidacija. Kao rezultat veze s atomima kisika nastaju tvari klase oksida:

  • Zn + O 2 \u003d ZnO

To su binarni spojevi koji se odnose na složene tvari. Primjeri bazičnih oksida su oksidi natrija Na 2 O, bakra CuO, kalcija CaO. Oni su sposobni komunicirati s kiselinama, kao rezultat toga, sol i voda se nalaze u proizvodima:

  • MgO + 2HCl \u003d MgCl2 + H2O

Tvari klasa kiselina, baza, soli složeni su spojevi i pokazuju različita kemijska svojstva. Na primjer, između hidroksida i kiselina dolazi do reakcije neutralizacije, što dovodi do pojave soli i vode. Sastav soli ovisit će o koncentraciji reagensa: na primjer, s viškom kiseline u reakcijskoj smjesi dobivaju se kisele soli, na primjer NaHCO 3 - natrijev bikarbonat, a visoka koncentracija lužine uzrokuje stvaranje bazične soli, kao što je Al (OH) 2 Cl - aluminijev dihidroksiklorid.

nemetali

Najvažniji nemetalni elementi nalaze se u skupinama dušika, ugljika te halogena i halkogena. periodni sustav. Navedimo primjere tvari koje se odnose na nemetale: to su sumpor, kisik, dušik, klor. Sva njihova fizička svojstva suprotna su svojstvima metala. Ne provode struju, slabo propuštaju toplinske zrake i niske su tvrdoće. U interakciji s kisikom, nemetali tvore složene spojeve - kiselinske okside. Potonji, reagirajući s kiselinama, daju kiseline:

  • H 2 O + CO 2 → H 2 CO 3

Tipična reakcija karakteristična za kisele okside je interakcija s alkalijama, što dovodi do pojave soli i vode.

Kemijska aktivnost nemetala u razdoblju raste, to je zbog povećanja sposobnosti njihovih atoma da privuku elektrone iz drugih kemijskih elemenata. U skupinama uočavamo suprotan fenomen: nemetalna svojstva slabe zbog inflacije volumena atoma zbog dodavanja novih energetskih razina.

Dakle, ispitali smo vrste kemikalija, primjere koji ilustriraju njihova svojstva, položaj u periodnom sustavu.

Pogledi