Шта је супстанца? Структура и својства супстанци

Познато је из физике да атоми хемијских елемената имају облик слободних честица. Могу се комбиновати међусобно кроз различите врсте хемијских веза. Као резултат, формирају се молекули супстанци, једноставне и сложене. На тај начин формира се један од облика постојања материје, који је најчешћи на Земљи. У нашем чланку ћемо размотрити структуру и својства супстанци и дати примере њихових различитих стања: чврсте, течне и гасовите.

Опште карактеристике једињења

Кисеоник, који удише жива бића, дијамантне плакате, лежишта угља - то су примери једноставних супстанци чија својства зависе од структуре њихових молекула. Они садрже атоме само једног хемијског елемента - угљеника, кисеоника, азота. Неки од елемената могу формирати не једну, већ неколико једноставних супстанци. Оне се међусобно разликују не само по изгледу, већ и по својој унутрашњој структури, па стога иу својствима. Говоримо о алотропним модификацијама на којима живимо. Насупрот њима су честице комплексног једињења, које је друго име за супстанцу, а састоје се од атома различитих елемената. Вода, со, етилни алкохол, скроб - листа сложених једињења која чине објекте материјалног света може се наставити неограничено.

Аллотропи

Колико је упадљиво графитно језгро оловке, дијамант у рафинираном оквиру и бели кристални прах карбина екстрахованог из кратера Аризона ... Али сва три ова једноставна једињења се састоје само од атома угљеника. Зашто су толико различити? Шта је супстанца која се зове хемијска алотропна модификација? Одговор ћемо наћи у унутрашњој структури једињења, односно у карактеристикама облика њене кристалне решетке. У природи, алотропија се јавља ретко. Кисик и озон су још један пример таквих супстанци. Разликују се по броју атома кисеоника у саставу молекула: два су у кисеонику, а три у озону.

Дијамант и графит

Гигантска молекула, у којој је сваки атом угљеника везан за четири друге на истој удаљености, је дијамант. Ковалентне везе између честица је изузетно издржљива, кристал савршено ломи зраке свјетлости, па се сматра најскупљим комадом накита. Не проводи електричну струју и представља супер-природни материјал који се користи за бушење бунара и резање стакла. Шта је супстанца - графит? Његови тамно сиви кристали су дебели на додир, меки и лако остављају траг на папиру. Атоми у молекулу су распоређени у слојевима. Односи се на проводнике струје и користи се у електротехници.

Шта је карбин?

Карбин је трећа модификација угљеника. Шездесетих година 20. века добијен је у лабораторији руског научника В.В. Корсхака, а затим је пронађен у природи као део метеоритне супстанце. Структура угљеничних ланаца је линеарна, једињење има изглед влакана, праха или белих филмова. Карбин има својства полуводича, идеално преживљава у људском телу. Због тога се користи за производњу вештачких протеза зглобова, крвних судова, елемената у офталмологији, урологији и стоматолошкој протетици.

Стање материје

Ако једињење има атомску структуру и припада не-металима, онда су његове честице повезане заједно помоћу једне ковалентне везе. Из тог разлога, такви молекули су двоатомски. Које су следеће формуле: Цл ₂ , Н _2, О ₂ ? То су молекули хлора, азота, кисеоника. У горњем примеру, супстанце су у гасовитом стању и њихове честице се крећу у различитим правцима, а силе интеракције између њих су веома слабе. Другачија слика је уочена када је агрегатна форма једињења густа - кондензована. Течности и чврсте материје, за разлику од гасова, заузимају одређену запремину на константној температури. Њихове честице се довољно снажно привлаче, природа таквих веза је електрична. Занимљива је структура металних једињења са низом специфичних својстава: топлотна проводљивост, савитљивост, дуктилност и електрична проводљивост. Шта је супстанца-метал са становишта њене структуре? цристал латтице? Може се упоредити са гигантским комплексом атома који садрже заједничке електроне. Они се крећу унутар кристала и формирају такозвани електронски гас, који је узрок свих горе наведених карактеристика метала. Тако смо открили да хемијска једињења имају три агрегатна стања: чврста, течна и гасовита.

Како унутрашња структура супстанце одређује њена својства?

Чврсти кристални облик је најчешћи у природи. Структура супстанце одређена је конфигурацијом њене кристалне решетке, која, пак, утиче на физичке и хемијске особине. На пример, највећа тврдоћа дијаманта настаје због чињенице да у њеним решеткастим местима постоје атоми, а интеракцијске силе између којих су прилично велике. Ковалентне везе које су настале на овај начин чврсто држе честице једна поред друге, осигуравајући стабилност структуре. Кристали јода, насупрот томе, могу брзо пропасти када се загреју. Чак и без уласка у течну фазу, јод се сублимира пре формирања паре, тј. Сублимира. Овај феномен се објашњава специфичностима унутрашње структуре кристалног јода. У чворовима своје решетке на великим удаљеностима једна од друге су молекули. Под утицајем високе температуре, лако се одвајају једна од друге, формирајући гасну фазу. Јонски спојеви тип кристалне решетке су одлични проводници струје. Они су ватростални и издржљиви, имају набијене честице у мрежама решетки - јони. Електростатичке силе привлачења настају између катиона и аниона, тако да су кристали соли довољно чврсти и издржљиви.

Цоннецтион Номенцлатуре

Заједно са познатим, тривијалним, тј. Именима која су одавно успостављена у свакодневном животу, на пример: сода за печење или кухињска со, постоји прилично разноврсна научна класификација хемијских једињења. Дакле, у рационалној номенклатури они се дијеле на једноставне и сложене, метале и неметале. У ИУПАЦ класификатору велика пажња се посвећује различитим групама органских једињења. Име супстанце у њој зависи од присуства у молекулу појединачних, двоструких, троструких веза или циклуса. На пример, једињења која садрже сигма везу називају се алкани, а молекули незасићеног карактера се називају алкенима или алкинима. Због чињенице да је арсенал нових, синтетичких органска једињења стално се ажурирају, класификују се према међународној ИУПАЦ номенклатури. Тиме се осигурава принцип систематичности и помаже хемичарима из цијелог свијета да проводе заједничка истраживања.

У нашем чланку смо одговорили на питања: шта је супстанца и како њене физичке и хемијске особине зависе од њене унутрашње структуре.