Propriétés chimiques et physiques des substances

2024 Auteur: Angel Austin | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 05:26

Aujourd'hui, il existe environ 2,5 millions de composés divers d'origine naturelle et synthétisés artificiellement par l'homme. Tous sont très différents, certains d'entre eux sont des participants irremplaçables dans les processus biologiques se produisant dans les organismes vivants. Les composés se distinguent les uns des autres par les propriétés des substances. Caractéristiques et quoi d'autre vous permet d'identifier une molécule chimique particulière, nous examinerons plus loin.

Qu'est-ce qu'une substance ?

Si vous définissez ce concept, vous devez souligner sa connexion avec les corps physiques. Après tout, il est d'usage de considérer la substance dont ces corps sont composés. Ainsi, le verre, le fer, le soufre, le bois sont des substances. Les exemples peuvent être donnés à l'infini. Il est plus facile de comprendre ce qui suit: le terme considéré désigne toute la variété des différentes combinaisons de molécules qui existent dans le monde, ainsi que de simples particules monoatomiques.

Ainsi, l'eau, l'alcool, les acides, les alcalis, les protéines, les glucides, le sel, le sucre, le sable, l'argile, le diamant, les gaz, etc. - ce sont toutes des substances. Les exemples vous permettent de saisir plus clairement l'essence de ce concept.

Le corps physique est un produit créé par la nature ou l'homme sur la base de divers composés. Par exemple, un verre est un corps quiest fait de verre, et la feuille de papier est le corps, qui est transformé en pâte à papier ou en bois.

Bien sûr, toutes les molécules sont différentes. Ce qui sous-tend leur différence s'appelle leurs propriétés - physiques, organoleptiques et chimiques. Ils sont déterminés à l'aide de méthodes spéciales, que chaque science a les siennes. Il peut s'agir de méthodes mathématiques, analytiques, expérimentales, instrumentales et bien d'autres encore. Par exemple, la science de la chimie utilise pour chaque substance, ou plutôt, pour son identification, son réactif. Il est sélectionné en fonction des caractéristiques structurelles de la molécule et de la prédiction des propriétés chimiques. Ensuite, il est vérifié expérimentalement, approuvé et fixé dans la base théorique.

Classification des substances

La division des composés en groupes peut être basée sur de nombreuses caractéristiques différentes. Par exemple, l'état agrégé. Tous peuvent être de quatre types selon ce facteur:

• plasma;
• gaz;
• liquide;
• substance cristalline (solide).

Si nous prenons comme base une caractéristique plus "profonde", alors toutes les substances peuvent être divisées en:

• organique - basé sur des chaînes et des cycles d'atomes de carbone et d'hydrogène;
• inorganique - tout le monde.

Selon la composition élémentaire, qui reflète les formules des substances, toutes sont:

• simple - à partir d'un type d'atome chimique;
• complex - deux ou plusieurs types d'éléments différents.

À son tour,simples sont divisés en métaux et non-métaux. Les composés ont de nombreuses classes: sels, bases, acides, oxydes, esters, hydrocarbures, alcools, acides nucléiques, etc.

Différents types de formules composées

Qu'est-ce qu'un affichage visuel, c'est-à-dire graphique, des connexions ? Bien sûr, ce sont des formules de substances. Ils sont différents. Selon les espèces, les informations qu'elles contiennent sur la molécule diffèrent également. Donc, il y a de telles options:

1. Empirique, ou moléculaire. Reflète la composition quantitative et qualitative de la substance. Il comprend les symboles des éléments constitutifs et un index dans le coin inférieur gauche de celui-ci, indiquant la quantité de cet atome dans la molécule. Par exemple, N₂O, Na₂SO₄, AL_2(SO4₎3.
2. Graphiques électroniques. Cette formule montre le nombre d'électrons de valence pour chaque élément qui compose le composé. Par conséquent, selon cette option, il est déjà possible de prédire certaines propriétés chimiques et physiques des substances.
3. En chimie organique, il est d'usage d'utiliser des formules développées complètes et abrégées. Ils reflètent l'ordre de liaison des atomes dans les molécules, en plus, ils indiquent clairement l'appartenance d'une substance à une classe particulière de composés. Et cela vous permet de déterminer avec précision le type spécifique de molécule et de prédire toutes les interactions qui en sont caractéristiques.

Par conséquent, le symbolisme chimique et les formules de composés correctement formulées sont la partie la plus importante du travail avec toutes les substances connues. Ce sont les bases théoriques que vous devez connaîtrechaque étudiant en chimie.

Propriétés physiques

Une caractéristique très importante est la manifestation des propriétés physiques des substances. Qu'est-ce qui appartient à ce groupe ?

1. État agrégé dans diverses conditions, y compris les conditions standard.
2. Températures d'ébullition, de fusion, de congélation, d'évaporation.
3. Caractéristiques organoleptiques: couleur, odeur, goût.
4. Solubilité dans l'eau et autres solvants (organiques, par exemple).
5. Densité et fluidité, viscosité.
6. Conduction électrique et thermique, capacité calorifique.
7. Perméabilité électrique.
8. Radioactivité.
9. Absorption et émission.
10. Inductance.

Il existe également un certain nombre d'indicateurs très importants pour une liste complète qui reflète les propriétés des substances. Cependant, ils se situent entre le physique et le chimique. C'est:

• potentiel d'électrode;
• type de réseau cristallin;
• électronégativité;
• dureté et fragilité;
• ductilité et ductilité;
• volatilité ou volatilité;
• effets biologiques sur les organismes vivants (toxique, suffocant, paralytique nerveux, neutre, bénéfique, etc.).

Souvent, ces indicateurs sont mentionnés précisément lorsque les propriétés chimiques des substances sont déjà prises en compte directement. Cependant, vous pouvez également les spécifier dans la section physique, ce qui ne sera pas une erreur.

Propriétés chimiques des substances

Ce groupe comprendtous les types d'interactions possibles de la molécule considérée avec d'autres substances simples et complexes. Autrement dit, ce sont directement des réactions chimiques. Pour chaque type de connexion, elles sont strictement spécifiques. Cependant, des propriétés de groupe communes sont distinguées pour toute une classe de substances.

Par exemple, tous les acides sont capables de réagir avec les métaux selon leur position dans la série électrochimique des tensions métalliques. En outre, tous sont caractérisés par des réactions de neutralisation avec des alcalis, une interaction avec des bases insolubles. Cependant, les acides sulfurique et nitrique concentrés sont spéciaux, car les produits de leur interaction avec les métaux diffèrent de ceux obtenus à la suite de réactions avec d'autres membres de la classe.

Chaque substance possède de nombreuses propriétés chimiques. Leur nombre est déterminé par l'activité du composé, c'est-à-dire sa capacité à réagir avec d'autres composants. Il y en a de très réactifs, il y en a pratiquement des inertes. Il s'agit strictement d'un indicateur individuel.

Substances simples

Ceux-ci incluent ceux qui sont constitués du même type d'atomes, mais de nombres différents. Par exemple, S_8, O_2, O_3, Au, N _2, P_4, CL_2, Ar et autres.

Les propriétés chimiques des substances simples sont réduites à l'interaction avec:

• métaux;
• non-métaux;
• eau;
• acides;
• alcalis et hydroxydes amphotères;
• composés organiques;
• sels;
• oxydes;
• peroxydes et anhydrides et autresmolécules.

Encore une fois, il convient de souligner qu'il s'agit d'une caractéristique très spécifique pour chaque cas spécifique. Par conséquent, les propriétés physiques et chimiques des substances simples sont considérées individuellement.

Substances complexes

Ce groupe comprend les composés dont les molécules sont formées par deux ou plusieurs éléments chimiques différents. Le nombre de chacun d'eux peut être différent. Pour mieux comprendre, voici quelques exemples simples:

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

Étant donné qu'ils appartiennent tous à différentes classes de substances, il est impossible de distinguer des caractéristiques physiques et chimiques communes à tous. Ce sont des propriétés spécifiques, particulières et individuelles dans chaque cas.

Substances inorganiques

Aujourd'hui, il y en a plus de 500 000. Il y a du simple et du complexe. Au total, plusieurs grandes classes de composés inorganiques peuvent être distinguées, qui représentent toute leur diversité.

1. Substances simples métaux.
2. Oxydes.
3. Substances simples non métalliques.
4. Gaz rares ou inertes.
5. Peroxydes.
6. Anhydrides.
7. Composés volatils de l'hydrogène.
8. Hydrures.
9. Sels.
10. Acides.
11. Fondations.
12. Composés amphotères.

Tout représentant de chaque classe a son propre ensemble de physiquepropriétés chimiques qui permettent de le distinguer des autres composés et de l'identifier.

Propriétés des substances organiques

Organics est une branche de la chimie qui traite de l'étude des composés autres qu'inorganiques et de leurs propriétés. Leur structure est basée sur des atomes de carbone qui peuvent se combiner entre eux dans diverses structures:

• chaînes linéaires et ramifiées;
• cycles;
• anneaux aromatiques;
• hétérocycles.

Les organismes vivants sont constitués de tels composés, car la base de la vie est constituée de protéines, de graisses et de glucides. Tous sont des représentants de substances organiques. Par conséquent, leurs propriétés sont spéciales. Cependant, dans tous les cas, quel que soit le type de molécule dont nous parlons, elle sera toujours caractérisée par un certain ensemble de propriétés physico-chimiques que nous avons déjà mentionnées.

Qu'est-ce que la matière vivante ?

Le vivant est la substance dont est composée toute la biomasse de notre planète. C'est-à-dire les organismes qui y composent la vie:

• bactéries et virus;
• simple;
• plantes;
• animaux;
• champignons;
• gens.

Comme l'essentiel des composés entrant dans la composition d'un être vivant est organique, ce sont précisément eux que l'on peut attribuer au groupe de la matière vivante. Cependant, pas tous. Seulement ceux sans lesquels l'existence de représentants de la biosphère vivante est impossible. Ce sont des protéines, des acides nucléiques, des hormones, des vitamines, des graisses, des glucides, des acides aminés et autres. Le terme "matière vivante" a été introduitVernadsky, le fondateur de la doctrine de la biosphère de la planète.

Propriétés de la matière vivante:

• possession d'énergie avec la possibilité de sa transformation;
• autorégulation;
• libre circulation;
• alternance de générations;
• variété extrême.

Cristaux et substances métalliques

Cristallin fait référence à tous les composés qui ont un certain type de structure de réseau spatial. Il existe des composés à réseau cristallin atomique, moléculaire ou métallique. Selon le type, les propriétés des substances cristallines diffèrent également. Les composés solides typiques sous forme de cristaux finement ou grossièrement dispersés sont divers sels.

Il existe également des substances simples avec une structure similaire, comme le diamant ou le graphite, les pierres précieuses et semi-précieuses, les minéraux, les roches. Leurs principales propriétés:

• dureté;
• fragilité;
• points de fusion et d'ébullition moyens.

Cependant, comme toujours, chaque caractéristique peut ne pas convenir à tout le monde.

Les propriétés métalliques d'une substance sont représentées par les métaux, leurs alliages. Pour eux, un ensemble de caractéristiques communes peut être distingué:

• ductilité et ductilité;
• point d'ébullition élevé, point de fusion;
• conductivité électrique et thermique;
• éclat métallique.