La principale question à laquelle une personne doit connaître la réponse pour comprendre correctement l'image du monde est qu'est-ce qu'une substance en chimie. Ce concept est formé à l'âge scolaire et guide l'enfant dans son développement ultérieur. Lorsque vous commencez à étudier la chimie, il est important de trouver un terrain d'entente avec elle au niveau de tous les jours, cela vous permet d'expliquer clairement et facilement certains processus, définitions, propriétés, etc.
Malheureusement, en raison de l'imperfection du système éducatif, de nombreuses personnes manquent certaines bases fondamentales. Le concept de "substance en chimie" est une sorte de pierre angulaire, l'assimilation opportune de cette définition donne à une personne le bon départ dans le développement ultérieur dans le domaine des sciences naturelles.
Formation du concept
Avant de passer au concept de matière, il est nécessaire de définir ce qu'est le sujet de la chimie. Les substances sont ce que la chimie étudie directement, leurs transformations mutuelles, leur structure et leurs propriétés. Dans un sens général, la matière est ce dont sont faits les corps physiques.
Alors, qu'est-ce qu'une substance en chimie ? Formons une définition en passant d'un concept général à un concept purement chimique. La substance est un certain type de matière, ayant nécessairement une masse, quipeut être mesuré. Cette caractéristique distingue la matière d'un autre type de matière - un champ qui n'a pas de masse (électrique, magnétique, champ biologique, etc.). La matière, à son tour, est ce dont nous et tout ce qui nous entoure sommes faits.
Une caractéristique légèrement différente de la matière, qui détermine de quoi elle est faite - c'est déjà un sujet de chimie. Les substances sont formées d'atomes et de molécules (certains ions), ce qui signifie que toute substance constituée de ces unités de formule est une substance.
Substances simples et complexes
Après avoir maîtrisé la définition de base, vous pouvez passer à la compliquer. Les substances se présentent à différents niveaux d'organisation, c'est-à-dire simples et complexes (ou composés) - il s'agit de la toute première division en classes de substances, la chimie comporte de nombreuses divisions ultérieures, détaillées et plus complexes. Cette classification, contrairement à beaucoup d'autres, a des limites strictement définies, chaque connexion peut être clairement attribuée à l'une des espèces mutuellement exclusives.
Une substance simple en chimie est un composé constitué d'atomes d'un seul élément du tableau périodique de Mendeleïev. En règle générale, ce sont des molécules binaires, c'est-à-dire constituées de deux particules reliées par une liaison covalente non polaire - la formation d'une paire d'électrons solitaires commune. Ainsi, les atomes du même élément chimique ont une électronégativité identique, c'est-à-dire la capacité de conserver une densité électronique commune, de sorte qu'elle n'est transférée à aucun des participants à la liaison. Exemples de substances simples (non-métaux) -hydrogène et oxygène, chlore, iode, fluor, azote, soufre, etc. Une molécule d'une substance telle que l'ozone se compose de trois atomes et tous les gaz nobles (argon, xénon, hélium, etc.) en sont constitués. Dans les métaux (magnésium, calcium, cuivre, etc.), il existe son propre type de liaison - métallique, qui est réalisée en raison de la socialisation d'électrons libres à l'intérieur du métal, et la formation de molécules en tant que telles n'est pas observée. Lors de l'enregistrement d'une substance métallique, seul le symbole de l'élément chimique est indiqué sans aucun indice.
Une substance simple en chimie, dont des exemples ont été donnés ci-dessus, diffère d'une substance complexe par sa composition qualitative. Les composés chimiques sont formés par des atomes d'éléments différents, à partir de deux ou plus. Dans ces substances, une liaison covalente de type polaire ou ionique a lieu. Étant donné que différents atomes ont une électronégativité différente, lorsqu'une paire d'électrons commune se forme, elle se déplace vers un élément plus électronégatif, ce qui conduit à une polarisation commune de la molécule. Le type ionique est un cas extrême du type polaire, lorsqu'une paire d'électrons passe complètement à l'un des participants de liaison, puis les atomes (ou groupes d'entre eux) se transforment en ions. Il n'y a pas de frontière claire entre ces types, la liaison ionique peut être interprétée comme une liaison covalente fortement polaire. Des exemples de substances complexes sont l'eau, le sable, le verre, les sels, les oxydes, etc.
Modifications de substances
Les substances dites simples ont en fait une caractéristique unique qui n'est pas inhérente aux substances complexes. Certains éléments chimiques peuvent prendre plusieurs formesmatière simple. La base est toujours un élément, mais la composition quantitative, la structure et les propriétés distinguent radicalement ces formations. Cette fonctionnalité est appelée allotropie.
L'oxygène, le soufre, le carbone et d'autres éléments ont plusieurs modifications allotropiques. Pour l'oxygène, ce sont O2 et O3, le carbone donne quatre types de substances - carabine, diamant, graphite et fullerènes, la molécule de soufre est modification rhombique, monoclinique et plastique. Une substance aussi simple en chimie, dont les exemples ne se limitent pas à ceux énumérés ci-dessus, est d'une grande importance. En particulier, les fullerènes sont utilisés comme semi-conducteurs dans la technologie, les photorésistances, les additifs pour la croissance des films de diamant et à d'autres fins, et en médecine, ce sont de puissants antioxydants.
Qu'advient-il des substances ?
Chaque seconde à l'intérieur et autour il y a une transformation de substances. La chimie considère et explique les processus qui accompagnent un changement qualitatif et/ou quantitatif dans la composition des molécules en réaction. En parallèle, souvent interconnectées, des transformations physiques se produisent également, qui ne se caractérisent que par un changement de forme, de couleur des substances ou d'état d'agrégation et d'autres caractéristiques.
Les phénomènes chimiques sont des réactions d'interaction de différentes natures, par exemple, composés, substitutions, échanges, décompositions, réversibles, exothermiques, redox, etc., en fonction de l'évolution du paramètre d'intérêt. Les phénomènes physiques comprennent: l'évaporation, la condensation, la sublimation, la dissolution, la congélation, la conductivité électriqueetc. Souvent, ils s'accompagnent, par exemple, la foudre pendant un orage est un processus physique et la libération d'ozone sous son action est un processus chimique.
Propriétés physiques
Une substance en chimie est une matière qui possède certaines propriétés physiques. Par leur présence, leur absence, leur degré et leur intensité, on peut prédire comment une substance se comportera dans certaines conditions, ainsi qu'expliquer certaines caractéristiques chimiques des composés. Ainsi, par exemple, des points d'ébullition élevés de composés organiques contenant de l'hydrogène et un hétéroatome électronégatif (azote, oxygène, etc.) indiquent qu'un type d'interaction chimique tel qu'une liaison hydrogène se manifeste dans une substance. Grâce à la connaissance des substances qui ont la meilleure capacité à conduire le courant électrique, les câbles et fils de câblage électrique sont fabriqués à partir de certains métaux.
Propriétés chimiques
Établissement, recherche et étude de l'autre côté de la médaille des propriétés est la chimie. Les propriétés des substances de son point de vue sont leur réactivité à l'interaction. Certaines substances sont extrêmement actives dans ce sens, par exemple les métaux ou tout agent oxydant, tandis que d'autres, les gaz nobles (inertes), n'entrent pratiquement pas en réaction dans des conditions normales. Les propriétés chimiques peuvent être activées ou passivées selon les besoins, parfois sans grande difficulté, et dans certains cas pas facilement. Les scientifiques passent de nombreuses heures dans les laboratoires, par essais et erreurs, pour atteindre leurs objectifs.objectifs, parfois ils ne sont pas atteints. En modifiant les paramètres environnementaux (température, pression, etc.) ou en utilisant des composés spéciaux - catalyseurs ou inhibiteurs - il est possible d'influencer les propriétés chimiques des substances, et donc le déroulement de la réaction.
Classification des produits chimiques
Toutes les classifications sont basées sur la division des composés en composés organiques et inorganiques. L'élément principal des matières organiques est le carbone, se combinant entre eux et à l'hydrogène, les atomes de carbone forment un squelette d'hydrocarbure, qui est ensuite rempli d'autres atomes (oxygène, azote, phosphore, soufre, halogènes, métaux et autres), se ferme en cycles ou en branches, justifiant ainsi une grande variété de composés organiques. À ce jour, 20 millions de ces substances sont connues de la science. Alors qu'il n'y a qu'un demi-million de composés minéraux.
Chaque composé est individuel, mais il présente également de nombreuses caractéristiques similaires avec d'autres en termes de propriétés, de structure et de composition. Sur cette base, il existe un regroupement en classes de substances. La chimie a un haut niveau de systématisation et d'organisation, c'est une science exacte.
Substances inorganiques
1. Les oxydes sont des composés binaires avec l'oxygène:
a) acide - lorsqu'ils interagissent avec l'eau, ils donnent de l'acide;
b) basique - lorsqu'ils interagissent avec l'eau, ils donnent une base.
2. Les acides sont des substances constituées d'un ou plusieurs protons d'hydrogène et d'un résidu acide.
3. Bases (alcalis) - constituées d'un ou plusieurs groupes hydroxyle et d'un atome de métal:
a) hydroxydes amphotères - présentent les propriétés des acides et des bases.
4. Les sels sont le résultat d'une réaction de neutralisation entre un acide et un alcali (une base soluble), constitué d'un atome de métal et d'un ou plusieurs résidus acides:
a) sels d'acide - l'anion du résidu acide contient un proton, résultat d'une dissociation incomplète de l'acide;
b) sels basiques - un groupe hydroxyle est lié au métal, résultat d'une dissociation incomplète de la base.
Composés organiques
Il existe un grand nombre de classes de substances dans la matière organique, il est difficile de se souvenir d'un tel volume d'informations à la fois. L'essentiel est de connaître les divisions de base en composés aliphatiques et cycliques, carbocycliques et hétérocycliques, saturés et insaturés. Les hydrocarbures ont également de nombreux dérivés dans lesquels l'atome d'hydrogène est remplacé par des atomes d'halogène, d'oxygène, d'azote et d'autres atomes, ainsi que des groupes fonctionnels.
La substance en chimie est la base de l'existence. Grâce à la synthèse organique, une personne possède aujourd'hui une énorme quantité de substances artificielles qui remplacent les substances naturelles, et n'ont pas non plus d'analogues dans leurs caractéristiques dans la nature.
