Kaj je snov? Struktura in lastnosti snovi

Znano je, da imajo atomi kemijskih elementov obliko prostih delcev. Lahko se kombinirajo med seboj skozi različne vrste kemičnih vezi. Tako nastanejo molekule snovi, tako enostavne kot kompleksne. Na ta način se oblikuje ena od oblik obstoja snovi, ki je najpogostejša na Zemlji. V našem članku bomo obravnavali strukturo in lastnosti snovi ter podali primere njihovih različnih stanj: trdne, tekoče in plinaste.

Splošne značilnosti spojin

Kisik, ki ga živa bitja dihajo, diamantni plakati, nahajališča premoga so primeri preprostih snovi, katerih lastnosti so odvisne od strukture njihovih molekul. Vsebujejo atome samo enega kemičnega elementa - ogljika, kisika, dušika. Nekateri elementi lahko tvorijo ne eno, ampak več preprostih snovi. Razlikujejo se ne samo po videzu, ampak tudi po svoji notranji strukturi in zato tudi po lastnostih. Govorimo o alotropnih spremembah, o katerih se ukvarjamo. Nasproti njima so delci kompleksne spojine, ki je drugo ime za snov, ki jo sestavljajo atomi različnih elementov. Voda, sol, etilni alkohol, škrob - seznam kompleksnih spojin, ki sestavljajo predmete materialnega sveta, se lahko nadaljuje neomejeno.

Allotropija

Kako presenetljivo je grafitno jedro svinčnika, diamant v rafiniranem okvirju in beli kristalni prašek karbina, ekstrahiran iz Arizonskega kraterja ... Toda vse tri preproste spojine so sestavljene samo iz ogljikovih atomov. Zakaj so tako drugačni? Kaj je snov v kemiji alotropne modifikacije? Odgovor bomo našli v notranji strukturi spojine, torej v značilnostih oblike njene kristalne rešetke. V naravi se alotropija dogaja redko. Kisik in ozon sta še en primer takšnih snovi. Razlikujejo se po številu kisikovih atomov v sestavi molekul: dva sta v kisiku in tri v ozonu.

Diamant in grafit

Velikanska molekula, v kateri je vsak atom ogljika povezan s štirimi drugimi na isti razdalji, je diamant. Kovalentne vezi med delci je zelo trpežna, kristal popolnoma lomi svetlobne žarke, zato se šteje za najdražji kos nakita. Ne izvaja električnega toka in je izjemno trdni naravni material, ki se uporablja za vrtanje vrtin in rezanje stekla. Kaj je snov - grafit? Njegovi temno sivi kristali so debeli na dotik, mehki in enostavno puščajo pečat na papirju. Atomi v molekuli so razporejeni v plasti. Nanaša se na prevodnike toka in se uporablja v elektrotehniki.

Kaj je karbin?

Karbin je tretja modifikacija ogljika. V 60-ih letih 20. stoletja je bila pridobljena v laboratoriju ruskega znanstvenika V.V. Korshaka in nato v naravi kot del meteoritne snovi. Struktura ogljikovih verig je linearna, spojina ima videz vlaken, prahu ali belih filmov. Karbin ima lastnosti polprevodnika, v idealnem primeru preživi v človeškem telesu. Zato se uporablja za proizvodnjo umetnih protez sklepov, krvnih žil, elementov v oftalmologiji, urologiji in zobni protetiki.

Stanje snovi

Če ima spojina atomsko strukturo in spada v ne-kovine, potem so njeni delci povezani z eno samo kovalentno vezjo. Zato so take molekule diatomske. Kakšne so naslednje formule: Cl ₂ , N _2, O ₂ ? To so molekule klora, dušika, kisika. V zgornjem primeru so snovi v plinastem stanju in njihovi delci se gibljejo v različnih smereh, interakcijske sile med njimi pa so zelo šibke. Drugačno sliko opazimo, ko je skupna oblika spojine gosta - kondenzirana. Tekočine in trdne snovi, za razliko od plinov, zasedajo določeno prostornino pri konstantni temperaturi. Njihovi delci se med seboj močno privlačijo, narava takih povezav je električna. Zanimiva je struktura kovinskih spojin s številnimi specifičnimi lastnostmi: toplotna prevodnost, tempranost, duktilnost in električna prevodnost. Kaj je snov - kovina z vidika njene strukture? kristalna rešetka? Lahko ga primerjamo z ogromnim kompleksom atomov, ki vsebujejo skupne elektrone. Premikajo se znotraj kristala in tvorijo ti elektronski plin, ki je vzrok za vse zgoraj naštete lastnosti kovin. Torej smo ugotovili, da imajo kemijske spojine tri agregatna stanja: trdna, tekoča in plinasta.

Kako notranja struktura snovi določa njene lastnosti?

Trdna kristalna oblika je najpogostejša v naravi. Struktura snovi je določena s konfiguracijo njene kristalne rešetke, kar vpliva na fizikalne in kemijske lastnosti. Na primer, najvišja trdota diamanta je posledica dejstva, da so v njenih mrežah atomi, med katerimi so interakcijske sile precej velike. Kovalentne vezi, ki so nastale na ta način, trdno držijo delce drug poleg drugega, kar zagotavlja stabilnost strukture. Kristali joda se lahko v nasprotnem primeru hitro segrejejo. Tudi ne da bi šel v tekočo fazo, se jod sublimira pred nastajanjem pare, tj. Sublimira. Ta pojav pojasnjujejo posebnosti notranje strukture kristalnega joda. V vozliščih svoje rešetke na velikih razdaljah so molekule. Pod vplivom visoke temperature se z lahkoto ločijo drug od drugega in tvorijo plinsko fazo. Jonske spojine vrsta kristalne rešetke so odlični prevodniki toka. So odporni in trajni, v nabodenih mestih so nabiti delci - ioni. Med kationi in anioni se pojavijo elektrostatične sile privlačnosti, zato so kristali soli dovolj trdi in trajni.

Nomenklatura povezave

Poleg znanih, trivialnih, torej imen, ki so se že dolgo uveljavila v vsakdanjem življenju, na primer: pecilni soda ali jedilna sol, obstaja precej raznolika znanstvena klasifikacija kemičnih spojin. Tako se v racionalni nomenklaturi delijo na enostavne in kompleksne, kovine in nekovine. V klasifikatorju IUPAC je velika pozornost posvečena različnim skupinam organskih spojin. Ime snovi v njem je odvisno od prisotnosti v molekuli enojnih, dvojnih, trojnih vezi ali ciklov. Na primer, spojine, ki vsebujejo sigma vez, se imenujejo alkani, molekule nenasičenega značaja pa se imenujejo alkeni ali alkini. Zaradi dejstva, da arzenal novih, sintetičnih organske spojine se nenehno posodabljajo in razvrščajo v skladu z mednarodno nomenklaturo IUPAC. To zagotavlja načelo sistematike in pomaga kemikom iz vsega sveta pri izvajanju skupnih raziskav.

V našem članku smo odgovorili na vprašanja: kaj je snov in kako so njene fizikalne in kemijske lastnosti odvisne od njene notranje strukture.