La pregunta principal que una persona ha de saber la resposta per entendre correctament la imatge del món és què és una substància en química. Aquest concepte es forma en edat escolar i guia el nen en el seu desenvolupament posterior. A l'hora de començar a estudiar química, és important trobar-hi punts en comú a nivell quotidià, això permet explicar de manera clara i senzilla determinats processos, definicions, propietats, etc.
Malauradament, a causa de la imperfecció del sistema educatiu, moltes persones es perden alguns conceptes bàsics. El concepte de "substància en química" és una mena de pedra angular, l'assimilació oportuna d'aquesta definició dóna a una persona el bon començament en el desenvolupament posterior en el camp de les ciències naturals.
Formació del concepte
Abans de passar al concepte de matèria, cal definir quina és la matèria de química. Les substàncies són les que la química estudia directament, les seves mútues transformacions, estructura i propietats. En un sentit general, la matèria és de què estan fets els cossos físics.
Aleshores, què és una substància en química? Formem una definició passant d'un concepte general a un de purament químic. La substància és un determinat tipus de matèria, que necessàriament té una massa, quees pot mesurar. Aquesta característica distingeix la matèria d'un altre tipus de matèria: un camp que no té massa (elèctric, magnètic, biocamp, etc.). La matèria, al seu torn, és de què estem fets nos altres i tot el que ens envolta.
Una característica lleugerament diferent de la matèria, que determina de què està feta; això ja és una assignatura de química. Les substàncies estan formades per àtoms i molècules (alguns ions), el que significa que qualsevol substància que consta d'aquestes unitats de fórmula és una substància.
substàncies simples i complexes
Després de dominar la definició bàsica, podeu passar a complicar-la. Les substàncies vénen en diferents nivells d'organització, és a dir, simples i complexes (o compostos): aquesta és la primera divisió en classes de substàncies, la química té moltes divisions posteriors, detallades i més complexes. Aquesta classificació, a diferència de moltes altres, té límits estrictament definits, cada connexió es pot atribuir clarament a una de les espècies mútuament excloents.
Una substància simple en química és un compost format per àtoms d'un sol element de la taula periòdica de Mendeleiev. Per regla general, es tracta de molècules binàries, és a dir, que consisteixen en dues partícules connectades mitjançant un enllaç covalent no polar: la formació d'un parell d'electrons solitaris comú. Així, els àtoms del mateix element químic tenen electronegativitat idèntica, és a dir, la capacitat de mantenir una densitat electrònica comuna, de manera que no es desplaça cap a cap dels participants de l'enllaç. Exemples de substàncies simples (no metalls) -hidrogen i oxigen, clor, iode, fluor, nitrogen, sofre, etc. Una molècula d'una substància com l'ozó consta de tres àtoms i tots els gasos nobles (argó, xenó, heli, etc.) n'hi ha d'un. En els metalls (magnesi, calci, coure, etc.) hi ha el seu propi tipus d'enllaç -metàl·lic, que es realitza a causa de la socialització d'electrons lliures dins del metall, i no s'observa la formació de molècules com a tal. Quan es registra una substància metàl·lica, només s'indica el símbol de l'element químic sense cap índex.
Una substància simple en química, exemples de les quals es van donar més amunt, difereix d'una complexa en la seva composició qualitativa. Els compostos químics estan formats per àtoms de diferents elements, de dos o més. En aquestes substàncies, té lloc una unió de tipus polar o iònic covalent. Atès que els diferents àtoms tenen una electronegativitat diferent, quan es forma un parell d'electrons comú, es desplaça cap a un element més electronegatiu, la qual cosa condueix a una polarització comuna de la molècula. El tipus iònic és un cas extrem del polar, quan un parell d'electrons passa completament a un dels participants d'unió, aleshores els àtoms (o grups d'ells) es converteixen en ions. No hi ha un límit clar entre aquests tipus, l'enllaç iònic es pot interpretar com un covalent fortament polar. Exemples de substàncies complexes són l'aigua, la sorra, el vidre, les sals, els òxids, etc.
Modificacions de substàncies
Les substàncies que s'anomenen simples en realitat tenen una característica única que no és inherent a les complexes. Alguns elements químics poden formar diverses formessubstància simple. La base segueix sent un element, però la composició quantitativa, l'estructura i les propietats distingeixen radicalment aquestes formacions. Aquesta característica s'anomena al·lotropia.
L'oxigen, el sofre, el carboni i altres elements tenen diverses modificacions al·lotròpiques. Per a l'oxigen, aquests són O2 i O3, el carboni dóna quatre tipus de substàncies: carabina, diamant, grafit i fulerens, la molècula de sofre és modificació ròmbica, monoclínica i plàstica. Una substància tan senzilla en química, els exemples dels quals no es limiten als enumerats anteriorment, és de gran importància. En particular, els fullerens s'utilitzen com a semiconductors en tecnologia, fotoresistències, additius per al creixement de pel·lícules de diamant i per a altres finalitats, i en medicina són potents antioxidants.
Què passa amb les substàncies?
Cada segon dins i al voltant hi ha una transformació de substàncies. La química considera i explica aquells processos que van amb un canvi qualitatiu i/o quantitatiu en la composició de les molècules que reaccionen. Paral·lelament, sovint interconnectades, també es produeixen transformacions físiques, que es caracteritzen només per un canvi en la forma, el color de les substàncies o l'estat d'agregació i algunes altres característiques.
Els fenòmens químics són reaccions d'interacció de diversa índole, per exemple, compostos, substitucions, intercanvis, descomposicions, reversibles, exotèrmiques, redox, etc., en funció del canvi en el paràmetre d'interès. Els fenòmens físics inclouen: evaporació, condensació, sublimació, dissolució, congelació, conductivitat elèctricaetc. Sovint s'acompanyen, per exemple, els llamps durant una tempesta són un procés físic i l'alliberament d'ozó sota la seva acció és químic.
Propietats físiques
Una substància en química és una matèria que té certes propietats físiques. Per la seva presència, absència, grau i intensitat, es pot predir com es comportarà una substància en determinades condicions, així com explicar algunes característiques químiques dels compostos. Així, per exemple, els alts punts d'ebullició dels compostos orgànics que contenen hidrogen i un heteroàtom electronegatiu (nitrogen, oxigen, etc.) indiquen que un tipus d'interacció química com un enllaç d'hidrogen es manifesta en una substància. Gràcies al coneixement de quines substàncies tenen la millor capacitat per conduir el corrent elèctric, els cables i fils de cablejat elèctric estan fets de determinats metalls.
Propietats químiques
L'establiment, la recerca i l'estudi de l' altra cara de la moneda de les propietats és la química. Les propietats de les substàncies des del seu punt de vista són la seva reactivitat a la interacció. Algunes substàncies són extremadament actives en aquest sentit, per exemple, metalls o qualsevol agent oxidant, mentre que altres, gasos nobles (inerts), pràcticament no entren en reaccions en condicions normals. Les propietats químiques es poden activar o passivar segons sigui necessari, de vegades sense gaire dificultat, i en alguns casos no fàcilment. Els científics passen moltes hores als laboratoris, mitjançant assaig i error, aconseguint els seus objectius.objectius, de vegades no s'assoleixen. Modificant els paràmetres ambientals (temperatura, pressió, etc.) o utilitzant compostos especials - catalitzadors o inhibidors - és possible influir en les propietats químiques de les substàncies i, per tant, en el curs de la reacció.
Classificació de productes químics
Totes les classificacions es basen en la divisió dels compostos en orgànics i inorgànics. L'element principal dels orgànics és el carboni, combinant-se entre ells i l'hidrogen, els àtoms de carboni formen un esquelet d'hidrocarburs, que després s'omple d' altres àtoms (oxigen, nitrogen, fòsfor, sofre, halògens, metalls i altres), es tanca en cicles o ramificacions., justificant així una gran varietat de compostos orgànics. Fins ara, la ciència coneix 20 milions d'aquestes substàncies. Tot i que només hi ha mig milió de compostos minerals.
Cada compost és individual, però també té moltes característiques similars amb d' altres en propietats, estructura i composició, sobre aquesta base hi ha un agrupament en classes de substàncies. La química té un alt nivell de sistematització i organització, és una ciència exacta.
substàncies inorgàniques
1. Els òxids són compostos binaris amb oxigen:
a) àcid - quan interaccionen amb l'aigua, donen àcid;
b) bàsic: quan interactuen amb l'aigua, donen una base.
2. Els àcids són substàncies que consisteixen en un o més protons d'hidrogen i un residu àcid.
3. Bases (àlcalis): consisteixen en un o més grups hidroxil i un àtom metàl·lic:
a) hidròxids anfòters: presenten propietats tant d'àcids com de bases.
4. Les sals són el resultat d'una reacció de neutralització entre un àcid i un àlcali (una base soluble), que consisteix en un àtom metàl·lic i un o més residus àcids:
a) sals àcides: l'anió del residu àcid conté un protó, resultat d'una dissociació incompleta de l'àcid;
b) sals bàsiques: un grup hidroxil està unit al metall, resultat d'una dissociació incompleta de la base.
Compostos orgànics
Hi ha moltes classes de substàncies a la matèria orgànica, és difícil recordar aquest volum d'informació alhora. El més important és conèixer les divisions bàsiques en compostos alifàtics i cíclics, carbocíclics i heterocíclics, saturats i insaturats. Els hidrocarburs també tenen molts derivats en què l'àtom d'hidrogen és substituït per halogen, oxigen, nitrogen i altres àtoms, així com grups funcionals.
La substància en química és la base de l'existència. Gràcies a la síntesi orgànica, avui una persona té una gran quantitat de substàncies artificials que substitueixen les naturals i, a més, no tenen anàlegs en les seves característiques a la natura.
