Químicas, propriedades físicas das substâncias

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. Última modificação: 2023-12-17 05:39

Hoje, existem cerca de 2,5 milhões de compostos diversos de origem natural e sintetizados artificialmente pelo homem. Todos eles são muito diferentes, alguns deles são participantes insubstituíveis em processos biológicos que ocorrem em organismos vivos. Os compostos são distinguidos uns dos outros pelas propriedades das substâncias. As características e o que mais permite identificar uma molécula química específica, consideraremos mais adiante.

O que é uma substância?

Se você definir este conceito, você precisa apontar sua conexão com os corpos físicos. Afinal, costuma-se considerar a substância de que são compostos esses corpos. Então, vidro, ferro, enxofre, madeira são substâncias. Exemplos podem ser dados infinitamente. É mais fácil entender o seguinte: o termo em questão refere-se a toda a variedade de diferentes combinações de moléculas que existem no mundo, bem como partículas monoatômicas simples.

Assim, água, álcool, ácidos, álcalis, proteínas, carboidratos, sal, açúcar, areia, argila, diamante, gases e assim por diante - são todas substâncias. Os exemplos permitem que você capture mais claramente a essência desse conceito.

O corpo físico é um produto criado pela natureza ou pelo homem com base em vários compostos. Por exemplo, um copo é um corpo queé feito de vidro, e a folha de papel é o corpo, que é celulose processada ou madeira.

Claro, todas as moléculas são diferentes. O que está por trás de sua diferença é chamado de suas propriedades - físicas, organolépticas e químicas. Eles são determinados usando métodos especiais, que cada ciência possui. Podem ser métodos matemáticos, analíticos, experimentais, instrumentais e muitos mais diversos. Por exemplo, a ciência da química utiliza para cada substância, ou melhor, para sua identificação, seu reagente. É selecionado com base nas características estruturais da molécula e na previsão de propriedades químicas. Então é verificado experimentalmente, aprovado e fixado na base teórica.

Classificação de substâncias

A divisão de compostos em grupos pode ser baseada em muitas características diferentes. Por exemplo, estado agregado. Todos eles podem ser de quatro tipos de acordo com este fator:

• plasma;
• gás;
• líquido;
• substância cristalina (sólida).

Se tomarmos como base uma característica mais "profunda", então todas as substâncias podem ser divididas em:

• orgânico - baseado em cadeias e ciclos de átomos de carbono e hidrogênio;
• inorganic - todos os outros.

De acordo com a composição elementar, que reflete as fórmulas das substâncias, todas elas são:

• simples - de um tipo de átomo químico;
• complex - dois ou mais tipos diferentes de elementos.

Por sua vez,simples são divididos em metais e não metais. Os compostos têm muitas classes: sais, bases, ácidos, óxidos, ésteres, hidrocarbonetos, álcoois, ácidos nucleicos e assim por diante.

Diferentes tipos de fórmulas compostas

O que é uma exibição visual, ou seja, gráfica, de conexões? Claro, estas são fórmulas de substâncias. Eles são diferentes. Dependendo da espécie, as informações contidas neles sobre a molécula também diferem. Então, existem essas opções:

1. Empírico, ou molecular. Reflete a composição quantitativa e qualitativa da substância. Inclui os símbolos dos elementos constituintes e um índice no canto inferior esquerdo do mesmo, mostrando a quantidade desse átomo na molécula. Por exemplo, N₂O, Na₂SO₄, AL_2(SO4₎3.
2. Gráficos eletrônicos. Esta fórmula mostra o número de elétrons de valência para cada elemento que compõe o composto. Portanto, de acordo com esta opção, já é possível prever algumas propriedades químicas e físicas das substâncias.
3. Em química orgânica, costuma-se usar fórmulas estruturais completas e abreviadas. Eles refletem a ordem de ligação dos átomos nas moléculas, além disso, indicam claramente o pertencimento de uma substância a uma determinada classe de compostos. E isso permite determinar com precisão o tipo específico de molécula e prever todas as interações características dela.

Portanto, o simbolismo químico e as fórmulas de compostos corretamente formuladas são a parte mais importante do trabalho com todas as substâncias conhecidas. Estes são os fundamentos teóricos que você precisa sabertodo estudante de química.

Propriedades físicas

Uma característica muito importante são as propriedades físicas manifestadas das substâncias. O que pertence a este grupo?

1. Estado agregado sob várias condições, incluindo as padrão.
2. Temperaturas de ebulição, fusão, congelamento, evaporação.
3. Características organolépticas: cor, cheiro, sabor.
4. Solubilidade em água e outros solventes (orgânicos, por exemplo).
5. Densidade e fluidez, viscosidade.
6. Condutividade elétrica e térmica, capacidade térmica.
7. Permeabilidade elétrica.
8. Radioatividade.
9. Absorção e emissão.
10. Indutância.

Há também uma série de indicadores que são muito importantes para uma lista completa que reflete as propriedades das substâncias. No entanto, eles estão entre o físico e o químico. Isto é:

• potencial do eletrodo;
• tipo de rede cristalina;
• eletronegatividade;
• dureza e fragilidade;
• ductilidade e ductilidade;
• volatilidade ou volatilidade;
• efeitos biológicos em organismos vivos (venenosos, sufocantes, paralisantes de nervos, neutros, benéficos, etc.).

Muitas vezes esses indicadores são mencionados precisamente quando as propriedades químicas das substâncias já são consideradas diretamente. No entanto, você também pode especificá-los na seção física, o que não será um erro.

Propriedades químicas das substâncias

Este grupo incluitodos os tipos possíveis de interações da molécula considerada com outras substâncias simples e complexas. Ou seja, são reações químicas diretas. Para cada tipo de conexão, eles são estritamente específicos. No entanto, as propriedades comuns do grupo são distinguidas para toda uma classe de substâncias.

Por exemplo, todos os ácidos são capazes de reagir com metais de acordo com sua posição na série eletroquímica das tensões metálicas. Além disso, todos são caracterizados por reações de neutralização com álcalis, interação com bases insolúveis. No entanto, os ácidos sulfúrico e nítrico concentrados são especiais, pois os produtos de sua interação com metais diferem daqueles obtidos como resultado de reações com outros membros da classe.

Cada substância tem muitas propriedades químicas. Seu número é determinado pela atividade do composto, ou seja, a capacidade de reagir com outros componentes. Existem altamente reativos, existem praticamente inertes. Este é estritamente um indicador individual.

Substâncias simples

Incluem aqueles que consistem no mesmo tipo de átomos, mas em números diferentes. Por exemplo, S_8, O_2, O_3, Au, N _2, P_4, CL_2, Ar e outros.

As propriedades químicas das substâncias simples são reduzidas à interação com:

• metais;
• não-metais;
• água;
• ácidos;
• álcalis e hidróxidos anfotéricos;
• compostos orgânicos;
• sais;
• óxidos;
• peróxidos e anidridos e outrosmoléculas.

Mais uma vez, cabe ress altar que esta é uma característica altamente específica para cada caso específico. Portanto, as propriedades físicas e químicas das substâncias simples são consideradas individualmente.

Substâncias Complexas

Este grupo inclui compostos cujas moléculas são formadas por dois ou mais elementos químicos diferentes. O número de cada um deles pode ser diferente. Para entender, aqui estão alguns exemplos simples:

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

Como todos eles pertencem a diferentes classes de substâncias, é impossível destacar características físicas e químicas comuns para todos. São propriedades específicas, peculiares e individuais em cada caso.

Substâncias Inorgânicas

Hoje são mais de 500 mil. Existem os simples e os complexos. No total, podem ser distinguidas várias classes principais de compostos inorgânicos, que representam toda a sua diversidade.

1. Metais de substâncias simples.
2. Óxidos.
3. Substâncias simples não-metais.
4. Gases nobres ou inertes.
5. Peróxidos.
6. Anidridos.
7. Compostos voláteis de hidrogênio.
8. Hidretos.
9. Sais.
10. Ácidos.
11. Fundações.
12. Compostos anfotéricos.

Qualquer representante de cada classe tem seu próprio conjunto depropriedades químicas que permitem distingui-lo de outros compostos e identificá-lo.

Propriedades das substâncias orgânicas

Orgânica é um ramo da química que lida com o estudo de compostos que não sejam inorgânicos e suas propriedades. Sua estrutura é baseada em átomos de carbono que podem se combinar em várias estruturas:

• cadeias lineares e ramificadas;
• ciclos;
• anéis aromáticos;
• heterociclos.

Os organismos vivos consistem exatamente desses compostos, porque a base da vida são proteínas, gorduras e carboidratos. Todos eles são representantes de substâncias orgânicas. Portanto, suas propriedades são especiais. No entanto, em qualquer caso, não importa de que tipo de molécula estamos falando, ela ainda será caracterizada por um certo conjunto de propriedades físico-químicas que já mencionamos anteriormente.

O que é matéria viva?

Viver é a substância da qual é composta toda a biomassa do nosso planeta. Ou seja, aqueles organismos que compõem a vida nele:

• bactérias e vírus;
• simples;
• plantas;
• animais;
• cogumelos;
• pessoas.

Como a maior parte dos compostos na composição de um ser vivo é orgânica, são justamente eles que podem ser atribuídos ao grupo da matéria viva. No entanto, nem todos. Apenas aqueles sem os quais a existência de representantes da biosfera viva é impossível. São proteínas, ácidos nucléicos, hormônios, vitaminas, gorduras, carboidratos, aminoácidos e outros. O termo "matéria viva" foi introduzidoVernadsky, o fundador da doutrina da biosfera do planeta.

Propriedades da matéria viva:

• posse de energia com possibilidade de sua transformação;
• autorregulação;
• movimento livre;
• alternância de gerações;
• variedade extrema.

Cristais e substâncias metálicas

Cristalino refere-se a todos os compostos que possuem um certo tipo de estrutura de rede espacial. Existem compostos com uma rede cristalina atômica, molecular ou metálica. Dependendo do tipo, as propriedades das substâncias cristalinas também diferem. Compostos sólidos típicos na forma de cristais fina ou grosseiramente dispersos são vários sais.

Há também substâncias simples com estrutura semelhante, como diamante ou grafite, pedras preciosas e semipreciosas, minerais, rochas. Suas principais propriedades:

• dureza;
• fragilidade;
• pontos médios de fusão e ebulição.

No entanto, como sempre, todas as características podem não ser adequadas para todos.

As propriedades metálicas de uma substância são mostradas pelos metais, suas ligas. Para eles, pode-se distinguir um conjunto de características comuns:

• ductilidade e ductilidade;
• alto ponto de ebulição, ponto de fusão;
• condutividade elétrica e térmica;
• brilho metálico.