يمكن تقسيم جميع المواد إلى بسيطة ومعقدة. بسيطتسمى المواد بالمواد التي تتكون جزيئاتها من ذرات من نفس العنصر. الجزيئات مواد بسيطةقد تتكون من واحد (على سبيل المثال ، He ، Mg ، Kr) ، واثنين (على سبيل المثال ، Cl 2 ، H 2 ، N 2) و أكثرذرات (على سبيل المثال ، O 3 ، S 8) لعنصر واحد. يمكن أن تكون المواد البسيطة معادن (مثل الحديد والنحاس) وغير معدنية (مثل الكبريت والنيتروجين).

مواد معقدةأو مركبات كيميائيةتسمى المواد بالمواد التي تتكون جزيئاتها من ذرات من عنصرين أو أكثر. على سبيل المثال NO 2 ، AgCL ، NaOH.

التمرين 1حدد أي من المواد التي يتم التعبير عن تركيبها بالصيغ: Na ، H 2 S ، O 2 ، H 2 O ، بسيطة ، أيها معقدة؟ عبر عن تركيبة المركب الأخير كنسبة مئوية (بالكتلة).

إجابهالمواد البسيطة هي الصوديوم (Na) ، والأكسجين (O 2) ، وتتكون من ذرات عنصر واحد ، وكبريتيد الهيدروجين (H 2S) والماء (H 2 O) - مواد معقدة، تتكون جزيئاتها من ذرات من عناصر مختلفة.

وفقًا لصيغ المركبات الكيميائية ، يمكن تحديد الكتلة المولية للمادة ، وتكوينها الكمي ، أي المحتوى (بنسب الكتلة أو النسب المئوية) لكل عنصر في مادة معينة.

الكتلة المولية لـ H 2 O هي 18 جم / مول ، وهي 100٪. الهيدروجين في المركب هو 2 مول من الذرات ، والأكسجين هو 1 مول من الذرات ، وهي كنسبة مئوية (بالكتلة):٪ H 2 \ u003d 2100/18 \ u003d 11.1

٪ O 2 \ u003d 16100/18 = 88.9

التمرين 1(لضبط النفس)

1. في الأمثلة المقدمة ، أشر إلى المواد البسيطة والمعقدة:

أ) الماس نشبعالأوزون ملح:

ب) الجرافيت والفوسفوريت وكبريتيد الهيدروجين والكبريت.

ج) الأكسجين وثاني أكسيد الكبريت والجير المطفأ والمغنيسيوم.

حدد الذرات التي تتكون منها كل مادة.

2. يعبر عن التركيب كنسبة مئوية (بالكتلة) للمركبات التالية:أ) H 2 S ، الحديد O ؛ ب) CuS ، CaO ؛ ج) Fe 2 O 3، H 2 SO 4 ؛ د) FeCL 3، SO 3 ؛ ه) ثاني أكسيد الكربون ، النحاس 2 س.

3. حدد المواد التي يتم التعبير عن تركيبها الصيغ التالية، معقدة: S 8 ، Cu 2 S ، SO 3 ، Na ، NH 4 OH؟ حدد الذرات التي تتكون منها العناصر.

4. أي من الأكاسيد يكون أكثر ثراءً في محتوى الحديد ؛ FeO ، Fe 2 O 3 ، Fe 3 O 4؟

5. أي من الوصلات:يحتوي Cu 2 S، CuS، CuSO 4 على المزيد من الكبريت؟

حالة الأكسدة وقوة الذرات

حالة الأكسدة (S.O.)هي الشحنة الشرطية للذرة في المركب ، محسوبة على أساس اقتراح الطابع الأيوني البحت رابطة كيميائية. يمكن أن يكون لحالة الأكسدة قيمة سالبة وموجبة وصفرية ، يشار إليها بالأرقام العربية بعلامة "+" أو "-" وتوضع فوق رمز العنصر ، على سبيل المثال: Cl 2 0، K + 2 O -2، H + N +5 O -2

في الفصل السابق ، قيل إنه ليس فقط ذرات عنصر كيميائي واحد ، ولكن أيضًا ذرات العناصر المختلفة يمكنها تكوين روابط مع بعضها البعض. المواد المكونة من ذرات عنصر كيميائي واحد تسمى المواد البسيطة ، والمواد التي تتكون من ذرات من عناصر كيميائية مختلفة تسمى المواد المعقدة. تحتوي بعض المواد البسيطة على بنية جزيئية ، أي تتكون من جزيئات. على سبيل المثال ، مواد مثل الأكسجين والنيتروجين والهيدروجين والفلور والكلور والبروم واليود لها بنية جزيئية. تتكون كل مادة من هذه المواد من جزيئات ثنائية الذرة ، لذلك يمكن كتابة صيغها على النحو التالي: O 2 و N 2 و H 2 و F 2 و Cl 2 و Br 2 و I 2 على التوالي. كما ترى ، يمكن أن تحمل المواد البسيطة نفس الاسم مع العناصر المكونة لها. لذلك ، من المهم التمييز بوضوح بين المواقف التي نحن نتكلمعن عنصر كيميائي ، ومتى عن مادة بسيطة.

في كثير من الأحيان ، لا تحتوي المواد البسيطة على جزيئات ، ولكن التركيب الذري. في مثل هذه المواد ، يمكن للذرات أن تشكل أنواعًا مختلفة من الروابط مع بعضها البعض ، والتي ستتم مناقشتها بالتفصيل بعد ذلك بقليل. مواد هذا الهيكل هي جميع المعادن ، على سبيل المثال ، الحديد والنحاس والنيكل ، وكذلك بعض المواد غير المعدنية - الماس والسيليكون والجرافيت ، إلخ. عادة ما تتميز هذه المواد ليس فقط بمصادفة اسم العنصر الكيميائي مع اسمه مادة مشكلة، ولكنها أيضًا مطابقة لصيغة المادة وتعيين عنصر كيميائي. على سبيل المثال ، العناصر الكيميائية الحديد والنحاس والسيليكون ، التي لها تسميات Fe و Cu و Si ، تشكل مواد بسيطة ، صيغتها هي Fe و Cu و Si ، على التوالي. هناك أيضًا مجموعة صغيرة من المواد البسيطة ، تتكون من ذرات متباينة ، غير متصلة بأي شكل من الأشكال. هذه المواد هي غازات تسمى ، بسبب نشاطها الكيميائي المنخفض للغاية ، نبيلة. وتشمل هذه الهيليوم (He) ، النيون (Ne) ، الأرجون (Ar) ، الكريبتون (Kr) ، الزينون (Xe) ، الرادون (Rn).

نظرًا لوجود حوالي 500 مادة بسيطة معروفة فقط ، فمن المنطقي أن العديد من العناصر الكيميائية تتميز بظاهرة تسمى التآصل.

التآصل هو ظاهرة عند المرء عنصر كيميائييمكن أن تشكل عدة مواد بسيطة. مختلف مواد كيميائية، التي تتكون من عنصر كيميائي واحد ، تسمى التعديلات المتآصلة أو المتآصلة.

لذلك ، على سبيل المثال ، يمكن أن يشكل عنصر الأكسجين الكيميائي مادتين بسيطتين ، إحداهما لها اسم العنصر الكيميائي - الأكسجين. يتكون الأكسجين كمادة من جزيئات ثنائية الذرة ، أي صيغتها هي O 2. هذا المركب هو جزء من الهواء الحيوي الذي نحتاجه. تعديل تآصلي آخر للأكسجين هو غاز الأوزون ثلاثي الذرات ، الذي تكون صيغته O 3. على الرغم من حقيقة أن كلاً من الأوزون والأكسجين يتكونان من نفس العنصر الكيميائي ، فإن سلوكهما الكيميائي مختلف تمامًا: الأوزون أكثر نشاطًا من الأكسجين في التفاعلات مع نفس المواد. بالإضافة إلى ذلك ، تختلف هذه المواد عن بعضها البعض في الخصائص الفيزيائية ، على الأقل بسبب حقيقة ذلك الكتلة الجزيئيةالأوزون 1.5 مرة أكثر من الأكسجين. هذا يؤدي إلى حقيقة أن كثافته في الحالة الغازية هي أيضًا أكبر بمقدار 1.5 مرة.

تميل العديد من العناصر الكيميائية إلى تشكيل تعديلات متآصلة تختلف عن بعضها البعض في السمات الهيكلية للشبكة البلورية. لذلك ، على سبيل المثال ، في الشكل 5 ، يمكنك أن ترى تمثيلات تخطيطية لشظايا المشابك البلورية للماس والجرافيت ، والتي تعد تعديلات متآصلة للكربون.

الشكل 5. شظايا من المشابك البلورية من الماس (أ) والجرافيت (ب)

بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يكون للكربون أيضًا بنية جزيئية: لوحظ مثل هذا الهيكل في نوع من المواد مثل الفوليرينات. تتشكل المواد من هذا النوع بواسطة جزيئات الكربون الكروية. يوضح الشكل 6 نماذج ثلاثية الأبعاد لجزيء الفوليرين c60 وكرة قدم للمقارنة. لاحظ التشابه المثير للاهتمام.

الشكل 6. جزيء C60 الفوليرين (أ) وكرة القدم (ب)

المركبات هي مواد تتكون من ذرات من عناصر مختلفة. يمكن أن يكون لها ، مثل المواد البسيطة ، بنية جزيئية وغير جزيئية. النوع غير الجزيئييمكن أن تكون بنية المواد المعقدة أكثر تنوعًا من تلك البسيطة. يمكن الحصول على أي مواد كيميائية معقدة إما عن طريق التفاعل المباشر للمواد البسيطة ، أو عن طريق سلسلة من تفاعلاتها مع بعضها البعض. من المهم أن تدرك حقيقة واحدة ، وهي أن خصائص المواد المعقدة ، الفيزيائية والكيميائية ، تختلف تمامًا عن خصائص المواد البسيطة التي اشتُقت منها. على سبيل المثال ، يمكن الحصول على ملح الطعام ، الذي يحتوي على منتدى NaCl وبلورات شفافة عديمة اللون ، عن طريق تفاعل الصوديوم ، وهو معدن له خصائص مميزة للمعادن (اللمعان والتوصيل الكهربائي) ، مع الكلور Cl 2 ، وهو غاز أصفر وأخضر .

يمكن تكوين حمض الكبريتيك H 2 SO 4 بسلسلة من التحولات المتتالية من مواد بسيطة - الهيدروجين H 2 ، والكبريت S والأكسجين O 2. الهيدروجين غاز أخف من الهواء ، ويشكل مخاليط متفجرة مع الهواء ، والكبريت مادة صلبة اللون الأصفر، قادر على الاحتراق ، والأكسجين ، وهو غاز أثقل قليلاً من الهواء ، حيث يمكن أن تحترق العديد من المواد. حمض الكبريتيك ، الذي يمكن الحصول عليه من هذه المواد البسيطة ، هو سائل زيتي ثقيل له خصائص قوية في إزالة الماء ، مما يؤدي إلى تفحم العديد من المواد ذات الأصل العضوي.

من الواضح أنه بالإضافة إلى المواد الكيميائية الفردية ، هناك أيضًا مخاليط منها. يتكون العالم من حولنا بشكل أساسي من خلائط من مواد مختلفة: السبائك المعدنية والطعام والمشروبات والمواد المختلفة التي تتكون منها الأشياء من حولنا.

على سبيل المثال ، يتكون الهواء الذي نتنفسه أساسًا من النيتروجين N 2 (78٪) ، والأكسجين الذي يعد حيويًا بالنسبة لنا (21٪) ، بينما النسبة المتبقية 1٪ عبارة عن شوائب من الغازات الأخرى (ثاني أكسيد الكربون ، والغازات النبيلة ، وما إلى ذلك).

تنقسم مخاليط المواد إلى متجانسة وغير متجانسة. المخاليط المتجانسة هي تلك المخاليط التي ليس لها حدود طور. المخاليط المتجانسة هي خليط من الكحول والماء ، وسبائك معدنية ، ومحلول ملح وسكر في الماء ، ومخاليط من الغازات ، إلخ. مخاليط غير متجانسةتسمى هذه المخاليط التي لها حدود طور. تشتمل المخاليط من هذا النوع على خليط من الرمل والماء والسكر والملح ومزيج من الزيت والماء ، إلخ.

المواد التي تتكون منها المخاليط تسمى المكونات.

مخاليط المواد البسيطة ، على عكس المركبات الكيميائية التي يمكن الحصول عليها من هذه المواد البسيطة ، تحتفظ بخصائص كل مكون.

كل ما يحيط بنا له طبيعته الفيزيائية والكيميائية. ما يسمى مادة وما أنواعها الموجودة؟ إنها مادة فيزيائية لها خاصية معينة التركيب الكيميائي. في اللاتينية ، يُرمز إلى كلمة "مادة" بمصطلح Substantia ، والذي يستخدمه العلماء غالبًا. ما أنه لا يمثل؟

حتى الآن ، تم التعرف على أكثر من 20 مليون مادة مختلفة. توجد جميع أنواع الغازات في الهواء وفي المحيطات والبحار والأنهار - المياه بالمعادن والأملاح. تتكون الطبقة السطحية الصلبة لكوكبنا من العديد من الصخور. كمية كبيرةمواد مختلفة موجودة في أي كائن حي.

المفاهيم العامة

في الكيمياء الحديثة ، مادة يُفهم تعريفها على أنها تحتوي على كتلة راحة. إنها تتكون من الجسيمات الأوليةأو أشباه الجسيمات. السمة الأساسية لأي مادة هي كتلتها. كقاعدة عامة ، في كثافات ودرجات حرارة منخفضة نسبيًا ، غالبًا ما توجد الجسيمات الأولية مثل الإلكترونات والنيوترونات والبروتونات في تكوينها. الأخيرين هما النوى الذرية. كل هذه الجسيمات الأولية تشكل مواد مثل الجزيئات والبلورات. في جوهرها ، تتكون مادتها الذرية (الذرات) من الإلكترونات والبروتونات والنيوترونات.

من وجهة نظر علم الأحياء ، "الجوهر" هو مفهوم المادة التي تشكل أنسجة أي كائن حي. إنه جزء من العضيات الموجودة في الخلايا. بشكل عام ، "الجوهر" هو شكل من أشكال المادة التي تتكون منها جميع الأجسام المادية.

خصائص المادة

تسمى خصائص المادة مجموعة من الخصائص الموضوعية التي تحدد الفردية. إنها تسمح لك بتمييز مادة عن أخرى. أكثر ما يميز المادية الخواص الكيميائيةمواد:

كثافة؛

نقاط الغليان والانصهار

الخصائص الديناميكية الحرارية

الخواص الكيميائية؛

قيم التركيب البلوري.

جميع المعلمات المدرجة هي ثوابت غير متغيرة. بما أن كل المواد تختلف عن بعضها البعض فلها خصائص معينة ، ما المقصود بهذا المفهوم؟ خواص المادة هي سماتها التي تحدد بالقياس أو الملاحظة دون تحويلها إلى مادة أخرى. أهمها:

حالة التجميع

اللون واللمعان.

وجود رائحة

عدم الذوبان أو الذوبان في الماء ؛

نقطة الانصهار والغليان

كثافة؛

التوصيل الكهربائي؛

توصيل حراري؛

صلابة؛

هشاشة.

بلاستيك.

كما أنه يتميز بخاصية فيزيائية مثل الشكل. يتم تحديد اللون والذوق والرائحة بصريًا وبمساعدة الحواس. يتم حساب المعلمات الفيزيائية مثل الكثافة ، ونقاط الانصهار والغليان ، والتوصيل الكهربائي باستخدام قياسات مختلفة. معلومات حول الخصائص الفيزيائيةآه يتم عرض معظم المواد في كتب مرجعية خاصة. أنها تعتمد على الحالة الإجمالية للمادة. لذا ، فإن كثافة الماء والجليد والبخار مختلفة تمامًا. الأكسجين عديم اللون في الحالة الغازية ، ولكنه أزرق في الحالة السائلة. بسبب الاختلافات في الخصائص الفيزيائية ، يمكن تمييز العديد من المواد. لذلك ، النحاس هو المعدن الوحيد الذي له صبغة حمراء. طعمها مالح فقط. في معظم الحالات ، من أجل تعريف مادة ما ، من الضروري مراعاة العديد من خصائصها المعروفة.

علاقة المفاهيم

كثير من الناس يخلطون بين مفاهيم "عنصر كيميائي" ، "ذرة" ، "مادة بسيطة". في الواقع ، هم يختلفون عن بعضهم البعض. إذن ، الذرة مفهوم ملموس ، لأنها موجودة بالفعل. العنصر الكيميائي - التعريف المجرد (الجماعي). في الطبيعة ، يوجد فقط في شكل ذرات مرتبطة أو حرة. بمعنى آخر ، إنها مادة بسيطة أو معقدة. كل عنصر كيميائي له رمزه الخاص - علامة (رمز). في بعض الحالات ، تعبر أيضًا عن تكوين مادة بسيطة (B ، C ، Zn). لكن غالبًا ما يشير هذا الرمز إلى عنصر كيميائي فقط. يتضح هذا بوضوح من خلال صيغة الأكسجين. إذن O هو مجرد عنصر كيميائي ، والمادة البسيطة الأكسجين يُرمز إليها بالصيغة O 2.

هناك اختلافات أخرى بين هذه المفاهيم. من الضروري التمييز بين خصائص (خصائص) المواد البسيطة ، وهي مجموعة من الجزيئات ، والعنصر الكيميائي ، وهو ذرة من نوع معين. هناك بعض الاختلافات في الأسماء أيضًا. في أغلب الأحيان ، يكون تعيين عنصر كيميائي ومادة بسيطة هو نفسه. ومع ذلك، هناك استثناءات لهذه القاعدة.

تصنيف المادة

ما يسمى مادة من وجهة نظر العلم؟ عدد المواد المختلفة كبير جدًا. يمكن أن تكون المادة الطبيعية ، التي يرتبط تعريفها بأصلها الطبيعي ، عضوية أو غير عضوية. لقد تعلم الإنسان توليف العديد من المركبات بشكل مصطنع. تعريف "المادة" يعني التقسيم إلى مواد ومخاليط (فردية) بسيطة. يعتمد الموقف من التصنيف على عدد العناصر المدرجة فيه.

إن تعريف مادة بسيطة يفهم مفهومًا مجردًا ، وهو ما يعني مجموعة من الذرات مترابطة وفقًا لقوانين فيزيائية وكيميائية معينة. على الرغم من ذلك ، فإن الحدود بينه وبين الخليط غامضة للغاية ، لأن بعض المواد لها تركيبة متغيرة. بالنسبة لهم حتى الصيغة الدقيقة لم تقدم بعد. نظرًا لحقيقة أنه بالنسبة لمادة بسيطة فقط يمكن تحقيق نقائها النهائي ، يظل هذا المفهوم مجردًا. بمعنى آخر ، يوجد في أي منها مزيج من العناصر الكيميائية التي يسود فيها أحدها. غالبًا ما يؤثر نقاء مادة ما بشكل مباشر على خصائصها. بشكل عام ، تتكون مادة بسيطة من ذرات عنصر كيميائي واحد. على سبيل المثال ، يحتوي جزيء غاز الأكسجين على ذرتين متطابقتين (O 2).

ما هي المادة المركبة؟ يشتمل هذا المركب الكيميائي على ذرات مختلفة تشكل الجزيء. يشار إليه أحيانًا على أنه مادة كيميائية مختلطة. المواد المعقدة عبارة عن مخاليط تتكون جزيئاتها من ذرات عنصرين أو أكثر. لذلك ، على سبيل المثال ، يوجد في جزيء الماء ذرة أكسجين واحدة و 2 هيدروجين (H 2 O). يتوافق مفهوم المادة المعقدة مع جزيء يحتوي على عناصر كيميائية مختلفة. هناك العديد من هذه المواد أكثر من المواد البسيطة. يمكن أن تكون طبيعية ومصطنعة.

بسيطة ومفهومها مشروط إلى حد ما ، تختلف في خصائصها. لذلك ، على سبيل المثال ، يصبح التيتانيوم قوياً فقط عندما يتم تحريره من ذرات الأكسجين إلى أقل من مائة بالمائة. مسألة معقدة وبسيطة التعريف الكيميائيالتي يصعب إدراكها قليلاً ، يمكن أن تكون من نوعين: غير عضوي وعضوية.

مواد غير عضوية

كلها غير عضوية مركبات كيميائيةلا تحتوي على الكربون. تشمل هذه المجموعة أيضًا بعض المواد التي تحتوي على هذا العنصر (السيانيد والكربونات والكربيدات وأكاسيد الكربون والعديد من المواد الأخرى). ليس لديهم خاصية هيكلية للمواد العضوية. يمكن للجميع تسمية مادة ما وفقًا للصيغة بفضل النظام الدوري لمندليف ودورة الكيمياء المدرسية. كل منهم مشار إليه بأحرف لاتينية. ماذا يسمى الجوهر في هذه الحالة؟ تنقسم جميع المواد غير العضوية إلى المجموعات التالية:

مواد بسيطة: المعادن (Mg ، Na ، Ca) ؛ اللافلزات (P ، S) ؛ الغازات النبيلة (He ، Ar ، Xe) ؛ المواد المذبذبة (Al ، Zn ، Fe) ؛

المركب: أملاح ، أكاسيد ، أحماض ، هيدروكسيدات.

المواد العضوية

تعريف المادة العضوية بسيط للغاية. تشتمل هذه المواد على مركبات كيميائية تحتوي على الكربون. هذه الفئة من المواد هي الأكثر شمولاً. صحيح ، هناك استثناءات لهذه القاعدة. لذلك ، لا تشمل المواد العضوية: أكاسيد الكربون ، الكربيدات ، الكربونات ، حمض الكربونيك ، السيانيد ، الثيوسيانات.

إجابة السؤال "يتضمن الاسم عددًا من المركبات المعقدة. وتشمل: الأمينات ، والأميدات ، والكيتونات ، والأنهيدريدات ، والألدهيدات ، والنتريل ، الأحماض الكربوكسيلية، مركبات الكبريت العضوي ، الهيدروكربونات ، الكحوليات ، بسيطة و استرات، أحماض أمينية.

تشمل الفئات الرئيسية للمواد العضوية البيولوجية الدهون والبروتينات والأحماض النووية والكربوهيدرات. هم ، بالإضافة إلى الكربون ، لديهم في تكوينهم الهيدروجين والأكسجين والفوسفور والكبريت والنيتروجين. اي نوع الصفات الشخصيةفي المادة العضوية؟ يفسر تنوعها وتنوع بنيتها بخصائص ذرات الكربون ، القادرة على تكوين روابط قوية عند توصيلها بالسلاسل. ينتج عن هذا جزيئات مستقرة جدًا. تشكل ذرات الكربون سلسلة متعرجة ، وهي سمة مميزة للمواد العضوية. في هذه الحالة ، يؤثر هيكل الجزيئات بشكل مباشر على الخصائص الكيميائية. الكربون في المواد العضويةيمكن دمجها في دوائر مفتوحة ودورية (مغلقة).

الدول المجمعة

لا يعطي تعريف "الجوهر" في الكيمياء مفهوماً مفصلاً لحالة تجميعها. تختلف في الدور الذي يلعبه تفاعل الجزيئات في وجودها. هناك 3 حالات للمادة:

مادة صلبة ترتبط فيها الجزيئات بإحكام. هناك جاذبية قوية بينهما. في الحالة الصلبة ، لا تستطيع جزيئات المادة أن تتحرك بحرية. يمكنهم فقط أن يفعلوا حركات تذبذبية. بذلك المواد الصلبةيحتفظ بشكل مثالي بالشكل والحجم.

سائل ، تكون فيه الجزيئات أكثر حرية ويمكن أن تنتقل من مكان إلى آخر. بفضل هذه الخصائص ، يمكن لأي سائل أن يأخذ شكل وعاء ويتدفق.

غازي ، حيث تتحرك الجسيمات الأولية للمادة بحرية وعشوائية. الروابط الجزيئية في هذه الحالة ضعيفة جدًا بحيث يمكن أن تكون متباعدة. في الحالة الغازية ، المادة قادرة على ملء كميات كبيرة.

باستخدام الماء كمثال ، من السهل جدًا فهم الفرق بين الجليد والسائل والبخار. كل حالات التجميع هذه لا تنتمي إلى الخصائص الفردية لمادة كيميائية. إنها تتوافق فقط مع حالات وجود مادة تعتمد على الظروف المادية الخارجية. هذا هو السبب في أنه من المستحيل أن نعزو صفة السائل إلى الماء بشكل لا لبس فيه. عندما تتغير الظروف الخارجية ، تنتقل العديد من المواد الكيميائية من حالة تجمع إلى أخرى. خلال هذه العملية ، يتم اكتشاف الأنواع المتوسطة (الحدودية). وأشهر هذه هي الحالة غير المتبلورة ، والتي تسمى زجاجي. يرتبط تعريف "المادة" في الكيمياء بتركيبتها (تُرجمت من اليونانية amorphos - عديمة الشكل).

في الفيزياء ، هناك شيء آخر يؤخذ بعين الاعتبار حالة التجميعتسمى البلازما. وهو مؤين كليًا أو جزئيًا ويتميز بنفس كثافة الشحنات السالبة والموجبة. بمعنى آخر: البلازما متعادلة كهربائيًا. تحدث هذه الحالة فقط في درجات حرارة عالية للغاية. في بعض الأحيان يصلون إلى آلاف من درجات كلن. تعتبر البلازما في بعض خواصها عكس الغاز. هذا الأخير لديه توصيل كهربائي منخفض. يتكون الغاز من جزيئات متشابهة مع بعضها البعض. ومع ذلك ، نادرا ما يجتمعون. تتميز البلازما بموصلية كهربائية عالية. وهي مكونة من جسيمات أولية الشحنة الكهربائية. يتفاعلون باستمرار مع بعضهم البعض.

هناك أيضًا حالات وسيطة للمادة مثل البوليمر (عالي المرونة). فيما يتعلق بوجود هذه الأشكال الانتقالية ، غالبًا ما يستخدم المتخصصون مفهوم "المرحلة" على نطاق أوسع. في ظل ظروف معينة ، تختلف تمامًا عن الظروف المعتادة ، تنتقل بعض المواد إلى حالات خاصة ، على سبيل المثال ، فائقة التوصيل والسائل الفائق.

بلورات

البلورات هي مواد صلبة لها الشكل الطبيعي لمتعدد الوجوه المنتظم. يعتمد على هيكلها الداخلي ويعتمد على ترتيب الذرات والجزيئات والأيونات المكونة لها. في الكيمياء ، يطلق عليه اسم شعرية بلورية. هذا الهيكل فردي لكل مادة ، وبالتالي فهو أحد المعلمات الفيزيائية والكيميائية الرئيسية.

تسمى المسافات بين الجسيمات التي تتكون منها البلورات المعلمات الشبكية. يتم تعريفها باستخدام الطرق الفيزيائيةتحليل هيكلي. ليس من غير المألوف أن تحتوي المواد الصلبة على أكثر من شكل واحد من الشبكة البلورية. تسمى هذه الهياكل بالتعديلات متعددة الأشكال. من بين المواد البسيطة ، تعتبر الأشكال المعينية وحيدة الميل شائعة. تشمل هذه المواد الجرافيت والماس والكبريت ، وهي تعديلات سداسية ومكعبة للكربون. لوحظ هذا النموذج أيضًا في المواد المعقدة ، مثل الكوارتز والكريستوباليت والتريديميت ، وهي عبارة عن تعديلات لثاني أكسيد السيليكون.

المادة كشكل من أشكال المادة

على الرغم من حقيقة أن مفهومي "الجوهر" و "المادة" قريبان جدًا من معانيهما ، إلا أنهما ليسا متكافئين تمامًا. ادعى هذا من قبل العديد من العلماء. لذلك ، عند ذكر مصطلح "مادة" في أغلب الأحيان ، فإنهم يقصدون حقيقة خشنة وخاملة وميتة تخضع للسيطرة القوانين الميكانيكية. يُفهم تعريف "الجوهر" على أنه مادة تثير ، بسبب شكلها ، فكرة ملاءمة الحياة وشكلها.

اليوم ، ينظر العلماء في الأمر الواقع الموضوعيالتي توجد في المكان وتتغير في الزمان. يمكن تقديمها في شكلين:

الأول له طبيعة موجية. ويشمل انعدام الوزن والنفاذية والاستمرارية. يمكنه السفر بسرعة الضوء.

والثاني هو جسمي ، وله كتلة راحة. يتكون من جسيمات أولية تختلف في توطينها. إنه بالكاد قابل للاختراق أو لا يمكن اختراقه ولا يمكن أن ينتشر بسرعة الضوء.

الشكل الأول لوجود المادة يسمى الحقل ، والثاني - الجوهر. لديهم الكثير من القواسم المشتركة ، لأنه حتى الإلكترونات لها خصائص الجسيم والموجة. تظهر على مستوى العالم المصغر. هذا هو السبب في أن التقسيم إلى المجال والجوهر مناسب للغاية.

وحدة المادة والميدان

لقد أثبت العلماء منذ فترة طويلة أنه كلما كان الجسيم الأولي للمادة أكبر وأكبر ، كان التعبير عن شخصيته وتعيين حدوده أكثر وضوحًا. في الوقت نفسه ، يكون التناقض بين المادة والحقل ، الذي يتميز بالاستمرارية ، أكثر وضوحًا. كلما صغرت الجسيمات الأولية للمادة ، صغرت كتلتها. في هذه الحالة ، يصبح التباين بينه وبين المجال أكثر صعوبة. في الموجات الدقيقة المختلفة ، يفقد المعنى عمومًا ، نظرًا لأن الجسيمات الأولية المختلفة يتم تحفيزها بواسطة حالات المجالات المختلفة (الكهرومغناطيسية - الفوتونات ، النووية - الميزونات).

يتم التعبير عن وحدة المادة والحقل وعدم وجود حدود واضحة بينهما في حقيقة أنه ، في ظل ظروف معينة ، تنشأ الجسيمات بسبب المجال ، وفي حالات أخرى ، العكس. مثال جيديمكن أن تخدم هذا ظاهرة مثل الإبادة (ظاهرة تحول الجسيمات الأولية). أي جسم مادي هو كل مستقر ، ممكن بسبب اتصال عناصره عبر الحقول.

يمكن أن تتكون المواد من ذرات من نفس العناصر الكيميائية أو مختلفة. على هذا الأساس ، يتم تقسيم جميع المواد إلى بسيطة ومعقدة.

المواد المكونة من ذرات عنصر كيميائي واحد تسمى بسيطة. تنقسم المواد البسيطة إلى معادن (تتكون من ذرات معدنية: Na ، K ، Ca ، Mg) وغير فلزية (تتكون من ذرات غير معدنية H2 ، N2 ، O2 ، Cl2 ، F2 ، S ، P ، Si) وفقًا لها الخصائص الفيزيائية والكيميائية.

المواد التي تتكون من ذرات من عناصر كيميائية مختلفة تسمى المواد المعقدة. إلى الفئات الرئيسية للمجمع مواد غير عضويةتشمل الأكاسيد والقواعد والأحماض والأملاح.

الأكاسيد عبارة عن مركبات ثنائية (مركبات تتكون من عنصرين كيميائيين) ، والتي تشمل عنصر الأكسجين في حالة الأكسدة -2.
الأكاسيد تنقسم إلى قاعدية ، مذبذبة ، حمضية وغير ملحية:
1. تتكون الأكاسيد الأساسية من الذرات معادن نموذجيةوذرات الأكسجين. على سبيل المثال ، Na2O ، CaO ، LiO. تتوافق مع هيدروكسيدات - قواعد.
2. تتكون أكاسيد الأمفوتريك من الذرات معادن انتقاليةوذرات الأكسجين. على سبيل المثال ، BeO و ZnO و Al2O3. تتوافق مع هيدروكسيدات مذبذب.
3. تتكون أكاسيد الحمض من ذرات غير فلزية وذرات أكسجين. على سبيل المثال ، CO2 ، SiO2 ، N2O3 ، NO2 ، N2O5 ، P2O3 ، P2O5 ، SO2 ، SO3 ، Cl2O7 ، إلخ. تتوافق مع الهيدروكسيدات - الأحماض.
4. تتكون الأكاسيد غير المكونة للملح من ذرات غير فلزية وأكسجين. تشتمل الأكاسيد غير المكونة للملح على 4 أكاسيد: CO ، SiO ، N2O ، NO.

القواعد عبارة عن مركبات تحتوي على كاتيون معدني (أو أمونيوم) ومجموعة هيدروكسيل واحدة أو أكثر. على سبيل المثال ، NaOH ، Ca (OH) 2 ، KOH ، NH4OH.
تتميز القواعد القابلة للذوبان ، والتي تسمى القلويات ، بشكل خاص. وتشمل هذه هيدروكسيدات الفلزات الأرضية القلوية والقلوية.
وفقًا لعدد مجموعات الهيدروكسيل ، يتم تقسيم القواعد إلى أحماض واحدة وثنائية وثلاثية الأحماض.

تتكون هيدروكسيدات الأمفوتريك من البريليوم والزنك أو كاتيونات الألومنيوم وأنيونات الهيدروكسيد: Be (OH) 2، Zn (OH) 2، Al (OH) 3.

الأحماض هي مركبات تحتوي على كاتيونات الهيدروجين وأنيونات البقايا الحمضية. وفقًا لعدد الكاتيونات الهيدروجينية ، يتم تقسيم الأحماض إلى واحد ، واثنين ، وثلاثة أساسيات. وفقًا لوجود الأكسجين في بقايا الحمض ، يتم تقسيم الأحماض إلى أكسجين وأكسجين.
HF - حمض الهيدروفلوريك (أو الهيدروفلوريك)
حمض الهيدروكلوريك - حمض الهيدروكلوريك (أو الهيدروكلوريك)
HBr - حمض الهيدروبروميك
مرحبا - حمض الهيدرويوديك
H2S - حمض الكبريتيك
HNO3 - حمض النيتريك (يتوافق أكسيد حمض N2O5)
HNO2 - حمض النيتروز (يتوافق مع أكسيد الحمض N2O3)
H2SO4 - حامض الكبريتيك(يتوافق مع أكسيد حمض SO3)
H2SO3 - حامض الكبريتيك (يقابل أكسيد حمض SO2)
H2CO3 - حمض الكربونيك (يتوافق مع أكسيد حامضي CO2)
H2SiO3 - حمض السيليك (يتوافق مع أكسيد الحمض SiO2)
H3PO4 - حمض الفوسفوريك (يتوافق مع أكسيد الحمض P2O5).

الأملاح عبارة عن مركبات تحتوي على كاتيون معدني (أو أمونيوم) وأنيون من بقايا الحمض.
حسب تكوين الحمض تنقسم إلى:
1. متوسط ​​- يتكون من كاتيون فلز وبقايا حمضية - وهذا هو نتاج الاستبدال الكامل لذرات الهيدروجين الحمضية بالكاتيونات المعدنية (أو الأمونيوم). على سبيل المثال ، Na2SO4 ، K3PO4.
أملاح حمض الهيدروفلوريك - فلوريد ،
أملاح حمض الهيدروكلوريك - كلوريدات ،
أملاح حمض الهيدروبروميك - البروميدات ،
أملاح حمض الهيدرويودك - اليود ،
أملاح حامض الكبريتيك - كبريتيد ،
أملاح حمض النيتريك - النترات ،
أملاح حمض النيتروز - النتريت ،
أملاح حامض الكبريتيك - كبريتات ،
أملاح حامض الكبريتيك - كبريتات ،
أملاح حمض الكربونيك - كربونات ،
أملاح حمض السيليك - السيليكات ،
أملاح حامض الفوسفوريك - الفوسفات.
2. أملاح الحمض - تتكون من كاتيون فلز (أو أمونيوم) ، كاتيون (كاتون) هيدروجين وأنيون من بقايا حمض - هذا هو نتاج الاستبدال غير الكامل لذرات الهيدروجين الحمضية بواسطة كاتيونات معدنية. يمكن أن تشكل الأملاح الحمضية أحماض ثنائية القاعدة وثنائية القاعدة فقط. تضاف البادئة hydro- (أو digdro) إلى اسم الملح. على سبيل المثال ، NaHSO4 (كبريتات هيدروجين الصوديوم) ، KH2PO4 (فوسفات هيدروجين البوتاسيوم).
3. الأملاح الأساسية - تتكون من كاتيون فلز (أو أمونيوم) وهيدروكسيدانيون وأنيون من بقايا حمض - هذا هو نتاج الاستبدال غير الكامل لمجموعات الهيدروكسيل للقاعدة بمخلفات حمضية. يمكن أن تشكل الأملاح الأساسية قواعد ثنائية وثلاثية الأحماض فقط. البادئة هيدروكسو- تضاف إلى اسم الملح. على سبيل المثال ، (CuOH) 2CO3 هو النحاس (II) هيدروكسوكربونات.

كل المواد التي نتحدث عنها دورة مدرسيةتنقسم الكيمياء عادة إلى بسيطة ومعقدة. المواد البسيطة هي تلك المواد التي تحتوي جزيئاتها على ذرات من نفس العنصر.الأكسجين الذري (O) ، الأكسجين الجزيئي (O2) أو الأكسجين ، الأوزون (O3) ، الجرافيت ، الماس هي أمثلة على المواد البسيطة التي تشكل العناصر الكيميائية الأكسجين والكربون. تنقسم المركبات إلى عضوية وغير عضوية. من بين المواد غير العضوية ، يتم تمييز الفئات الأربعة التالية بشكل أساسي: الأكاسيد (أو الأكاسيد) والأحماض (الأكسجين والخالي من الأكسجين) والقواعد (تسمى القواعد القابلة للذوبان في الماء القلويات) والأملاح. لا يتم تضمين المركبات غير المعدنية (باستثناء الأكسجين والهيدروجين) في هذه الفئات الأربع ، وسنطلق عليها بشكل مشروط "والمواد المعقدة الأخرى".

تنقسم المواد البسيطة عادة إلى معادن وغير فلزية وغازات خاملة. تشمل المعادن جميع العناصر الكيميائية التي يتم ملء مستواها الفرعي d- و f ، وهذه عناصر في الفترة الرابعة: Sc - Zn ، في الفترة الخامسة: Y - Cd ، في الفترة السادسة: La - Hg ، Ce - Lu ، في الفترة 7 Ac - Th - Lr. إذا رسمنا الآن خطًا من Be إلى At بين العناصر المتبقية ، فسيتم وضع المعادن على اليسار وأسفلها ، وستكون غير المعادن إلى اليمين والأعلى. في المجموعة 8 النظام الدوريتوجد غازات خاملة. العناصر الموجودة على القطر: Al ، Ge ، Sb ، Po (وبعض العناصر الأخرى. على سبيل المثال ، Zn) في الحالة الحرة لها خصائص المعادن ، والهيدروكسيدات لها خصائص كل من القواعد والأحماض ، أي هي هيدروكسيدات مذبذب. لذلك ، يمكن اعتبار هذه العناصر معادن غير فلزية ، وتحتل موقعًا وسيطًا بين المعادن واللافلزات. وبالتالي ، يعتمد تصنيف العناصر الكيميائية على الخصائص التي ستتمتع بها هيدروكسيداتها: أساسي - يعني معدن ، حمضي - غير معدني ، وكلاهما (حسب الظروف) - معدن - غير فلزي. يُظهر نفس العنصر الكيميائي في المركبات ذات أدنى حالة أكسدة موجبة (Mn + 2 ، Cr + 2) خصائص "معدنية" واضحة ، وفي المركبات ذات حالة الأكسدة الإيجابية القصوى (Mn + 7 ، Cr + 6) تظهر الخصائص من مادة غير معدنية نموذجية. لمعرفة العلاقة بين المواد البسيطة والأكاسيد والهيدروكسيدات والأملاح ، نقدم جدولًا موجزًا.