A principal questão que uma pessoa deve saber a resposta para entender corretamente a imagem do mundo é o que é uma substância em química. Este conceito é formado na idade escolar e orienta a criança no desenvolvimento posterior. Ao começar a estudar química, é importante encontrar um terreno comum com ela no nível diário, isso permite explicar de forma clara e fácil certos processos, definições, propriedades, etc.
Infelizmente, devido à imperfeição do sistema educacional, muitas pessoas perdem alguns fundamentos básicos. O conceito de "substância em química" é uma espécie de pedra angular, a assimilação oportuna desta definição dá a uma pessoa o início certo no desenvolvimento subsequente no campo das ciências naturais.
Formação do conceito
Antes de passar ao conceito de matéria, é necessário definir o que é o assunto da química. As substâncias são o que a química estuda diretamente, suas transformações mútuas, estrutura e propriedades. Em um sentido geral, a matéria é do que os corpos físicos são feitos.
Então, o que é uma substância em química? Vamos formar uma definição passando de um conceito geral para um puramente químico. A substância é um certo tipo de matéria, necessariamente tendo uma massa, quepode ser medido. Essa característica distingue a matéria de outro tipo de matéria - um campo que não possui massa (elétrico, magnético, biocampo, etc.). A matéria, por sua vez, é do que nós e tudo o que nos rodeia somos feitos.
Uma característica ligeiramente diferente da matéria, que determina do que ela é feita - isso já é assunto da química. As substâncias são formadas por átomos e moléculas (alguns íons), o que significa que qualquer substância composta por essas unidades de fórmula é uma substância.
Substâncias simples e complexas
Depois de dominar a definição básica, você pode passar a complicar. As substâncias vêm em diferentes níveis de organização, ou seja, simples e complexas (ou compostos) - esta é a primeira divisão em classes de substâncias, a química tem muitas divisões subsequentes, detalhadas e mais complexas. Esta classificação, ao contrário de muitas outras, tem limites estritamente definidos, cada conexão pode ser claramente atribuída a uma das espécies mutuamente exclusivas.
Uma substância simples em química é um composto que consiste em átomos de apenas um elemento da tabela periódica de Mendeleev. Como regra, são moléculas binárias, ou seja, consistem em duas partículas conectadas por meio de uma ligação não polar covalente - a formação de um par de elétrons solitário comum. Assim, os átomos do mesmo elemento químico têm eletronegatividade idêntica, ou seja, a capacidade de manter uma densidade eletrônica comum, de modo que não é deslocada para nenhum dos participantes da ligação. Exemplos de substâncias simples (não metais) -hidrogênio e oxigênio, cloro, iodo, flúor, nitrogênio, enxofre, etc. Uma molécula de uma substância como o ozônio consiste em três átomos, e todos os gases nobres (argônio, xenônio, hélio, etc.) consistem em um. Nos metais (magnésio, cálcio, cobre, etc.) existe seu próprio tipo de ligação - metálica, que é realizada devido à socialização de elétrons livres dentro do metal, e a formação de moléculas como tal não é observada. Ao gravar uma substância metálica, apenas o símbolo do elemento químico é indicado sem nenhum índice.
Uma substância simples em química, cujos exemplos foram dados acima, difere de uma substância complexa em sua composição qualitativa. Compostos químicos são formados por átomos de elementos diferentes, de dois ou mais. Em tais substâncias, ocorre o tipo de ligação covalente polar ou iônica. Como átomos diferentes têm eletronegatividade diferente, quando um par de elétrons comum é formado, ele se desloca para um elemento mais eletronegativo, o que leva a uma polarização comum da molécula. O tipo iônico é um caso extremo do polar, quando um par de elétrons passa completamente para um dos participantes da ligação, então os átomos (ou grupos deles) se transformam em íons. Não existe um limite claro entre esses tipos, a ligação iônica pode ser interpretada como uma ligação covalente fortemente polar. Exemplos de substâncias complexas são água, areia, vidro, sais, óxidos, etc.
Modificações de Substâncias
Substâncias que são chamadas de simples, na verdade, têm uma característica única que não é inerente às complexas. Alguns elementos químicos podem formar várias formassubstância simples. A base ainda é um elemento, mas a composição quantitativa, estrutura e propriedades distinguem radicalmente essas formações. Esse recurso é chamado de alotropia.
Oxigênio, enxofre, carbono e outros elementos têm várias modificações alotrópicas. Para o oxigênio, estes são O2 e O3, carbono dá quatro tipos de substâncias - carabina, diamante, grafite e fulerenos, a molécula de enxofre é modificação rômbica, monoclínica e plástica. Uma substância tão simples em química, cujos exemplos não estão limitados aos listados acima, é de grande importância. Em particular, os fulerenos são usados como semicondutores em tecnologia, fotoresistores, aditivos para o crescimento de filmes de diamante e para outros fins, e na medicina são poderosos antioxidantes.
O que acontece com as substâncias?
A cada segundo dentro e ao redor há uma transformação de substâncias. A química considera e explica os processos que acompanham uma mudança qualitativa e/ou quantitativa na composição das moléculas reagentes. Em paralelo, muitas vezes interligadas, também ocorrem transformações físicas, caracterizadas apenas por uma mudança na forma, na cor das substâncias ou no estado de agregação e algumas outras características.
Fenômenos químicos são reações de interação de vários tipos, por exemplo, compostos, substituições, trocas, decomposições, reversíveis, exotérmicas, redox, etc., dependendo da mudança no parâmetro de interesse. Os fenômenos físicos incluem: evaporação, condensação, sublimação, dissolução, congelamento, condutividade elétricaetc. Muitas vezes eles se acompanham, por exemplo, o relâmpago durante uma tempestade é um processo físico, e a liberação de ozônio sob sua ação é um processo químico.
Propriedades físicas
Uma substância em química é uma matéria que possui certas propriedades físicas. Pela sua presença, ausência, grau e intensidade, pode-se prever como uma substância se comportará em determinadas condições, bem como explicar algumas características químicas dos compostos. Assim, por exemplo, altos pontos de ebulição de compostos orgânicos que contêm hidrogênio e um heteroátomo eletronegativo (nitrogênio, oxigênio, etc.) indicam que um tipo de interação química como uma ligação de hidrogênio se manifesta em uma substância. Graças ao conhecimento de quais substâncias têm a melhor capacidade de conduzir corrente elétrica, cabos e fios de fiação elétrica são feitos de certos metais.
Propriedades Químicas
Estabelecimento, pesquisa e estudo do outro lado da moeda das propriedades é a química. As propriedades das substâncias do ponto de vista dela são sua reatividade à interação. Algumas substâncias são extremamente ativas nesse sentido, por exemplo, metais ou quaisquer agentes oxidantes, enquanto outros, gases nobres (inertes), praticamente não entram em reações em condições normais. As propriedades químicas podem ser ativadas ou passivadas conforme necessário, às vezes sem muita dificuldade e, em alguns casos, não facilmente. Os cientistas passam muitas horas em laboratórios, por tentativa e erro, atingindo seus objetivos.metas, às vezes não são alcançadas. Alterando os parâmetros ambientais (temperatura, pressão, etc.) ou usando compostos especiais - catalisadores ou inibidores - é possível influenciar as propriedades químicas das substâncias e, portanto, o curso da reação.
Classificação de produtos químicos
Todas as classificações são baseadas na divisão dos compostos em orgânicos e inorgânicos. O principal elemento orgânico é o carbono, combinando-se entre si e hidrogênio, os átomos de carbono formam um esqueleto de hidrocarboneto, que é então preenchido com outros átomos (oxigênio, nitrogênio, fósforo, enxofre, halogênios, metais e outros), fecha em ciclos ou ramificações, justificando assim uma grande variedade de compostos orgânicos. Até hoje, 20 milhões dessas substâncias são conhecidas pela ciência. Embora existam apenas meio milhão de compostos minerais.
Cada composto é individual, mas também possui muitas características semelhantes com outros em propriedades, estrutura e composição, com base nisso há um agrupamento em classes de substâncias. A química tem um alto nível de sistematização e organização, é uma ciência exata.
Substâncias Inorgânicas
1. Óxidos são compostos binários com oxigênio:
a) ácido - ao interagir com a água, eles dão ácido;
b) básico - ao interagir com a água, eles dão uma base.
2. Ácidos são substâncias que consistem em um ou mais prótons de hidrogênio e um resíduo ácido.
3. Bases (álcalis) - consistem em um ou mais grupos hidroxila e um átomo de metal:
a) hidróxidos anfotéricos - exibem propriedades de ácidos e bases.
4. Os sais são o resultado de uma reação de neutralização entre um ácido e um álcali (uma base solúvel), consistindo de um átomo de metal e um ou mais resíduos de ácido:
a) sais ácidos - o ânion do resíduo ácido contém um próton, resultado da dissociação incompleta do ácido;
b) sais básicos - um grupo hidroxila está ligado ao metal, resultado da dissociação incompleta da base.
Compostos Orgânicos
Existem muitas classes de substâncias na matéria orgânica, é difícil lembrar de um volume tão grande de informações de uma só vez. O principal é conhecer as divisões básicas em compostos alifáticos e cíclicos, carbocíclicos e heterocíclicos, saturados e insaturados. Os hidrocarbonetos também possuem muitos derivados nos quais o átomo de hidrogênio é substituído por halogênio, oxigênio, nitrogênio e outros átomos, além de grupos funcionais.
Substância na química é a base da existência. Graças à síntese orgânica, uma pessoa hoje possui uma enorme quantidade de substâncias artificiais que substituem as naturais, e também não possuem análogos em suas características na natureza.
