Види існування матерії
Прийнята в сучасній науці класифікація виділяє три матеріальні форми: поле, речовина і плазма. У процесі еволюції людина найкращим чином адаптувався до сприйняття своїми аналізаторами, насамперед, тактильними, різних видів з'єднань, що утворюють живу і неживу природу. Пізнаючи їх властивості, він створив цілу науку – хімію, з допомогою якої виникла металургія, потім нафтова і газова промисловість. В той же час зародилася і органічна хімія, слідом за нею – ера штучно створених речовин (ліків, синтетичних волокон, керамитов, барвників і пластмас). Ці органічні речовини, фізичні властивості яких різко відрізнялися від натуральних сполук, дозволили людині підпорядкувати собі глибини океану, завоювати нові континенти і зробити крок в космос.
З чого складаються хімічні сполуки?
Завдяки науковим працям М. в. Ломоносова і Джона Дальтона стало відомо, що основою матерії є атоми. Саме вони, об'єднуючись у різних видах і кількостях, утворюють молекули, а ті, у свою чергу – сотні тисяч речовин, з яких сформована видима частина реального світу. У науці прийнято розділяти з'єднання на дві форми: прості і складні. До першої з них відносяться кисень (O 2) , вуглець (C), магній (Mg) і т. д. Вони складаються тільки з атомів одного хімічного елемента.Фізичні властивості простої речовини залежать, насамперед, від його агрегатного стану, а воно визначається типом хімічного зв'язку та особливостями кристалічної решітки. Наприклад, найтвердіше в природі просте речовина – алмаз, має атомну кристалічну решітку. Вона визначає його головні фізичні характеристики: дуже високу температуру плавлення, теплопровідність, а також здатність краще за інших природних матеріалів заломлювати світлові промені і люмінесціювати.
Прості газоподібні сполуки
Важко знайти людину, який би ніколи не чув про кисні. У звичайних умов – це газ, який трохи важчий за повітря, не має запаху і кольору. При низьких температурах, порядку - 183°С і атмосферному тиску з'єднання змінює своє агрегатний стан, переходячи в рідину.
Подорож в країну органічної хімії
Щоб розібратися, що таке органічні речовини, фізичні властивості яких вивчають навіть у школі, слід спочатку з'ясувати особливості їх будови. Виявляється, всі вони містять атоми вуглецю, що знаходяться в збудженому стані і проявляють валентність, рівну чотирьом. Більш того, від просторового розташування карбонових частинок залежать фізичні і хімічні властивості сполук. Ізомерія – явище, яке зустрічається тільки в органічній хімії. Два або більше сполук можуть мати одну і ту саму молекулярну формулу, але зовсім різні властивості. Наприклад, метилпропан і бутан відрізняються температурами кипіння, але їх формула одна і та ж – C 4 H 10 . Приклади фізичних властивостей речовин, що належать до ізомеру, що підтверджують факт їх залежності від будови молекули і структурної формули. Причина ізомерії полягає в різної просторової конфігурації вуглецевого скелета молекули. Всі особливості таких сполук були вивчені видатним російським вченим М. Бутлеровим, який створив теорію будови органічних сполук.Нові можливості полімерів
Раніше ми згадували про те, що штучно створені людиною органічні речовини володіють унікальними, раніше не зустрічаються в природі характеристиками. Наведемо приклади фізичних речовин органічного походження, отриманих у лабораторіях учених. Так, бутадієн-стирольні каучуки утворюються в результаті реакції полімеризації між винилбензолом і бутадієном. Вони володіють високою міцністю, еластичністю і стійкістю до аномально високих і низьких температур. З таких полімерів виготовляють автомобільні шини, транспортерні стрічки, ескалатори, полегшений мікропористий матеріал для взуттєвої промисловості.
Фенолформальдегідні пластмаси та їх роль
Реакції поліконденсації, що проводяться в промислових масштабах, дозволяють одержувати такі сполуки, які стають незамінними в багатьох областях промисловості. До них можна віднести продукти взаємодії між циклічним вуглеводнем, що містять гідроксильну групу – фенолом, метаналем. Реакція між ними проходить при нагріванні з використанням каталізатора (кислоти або лугу). Розглянемо конкретні приклади. Фізичні речовини, що відносяться до пластмасам, що одержують з фенолформальдегідних смол.
Що таке бакелити?
Матеріали, одержувані з полімерів, називаються фенопластами або бакелитами. Це сировина для виробництва деталей в галузі машинобудування. Також пластмаси використовують як замінники виробів з кольорових і чорних металів. Предмети з штучних матеріалів мають ряд переваг: вони стійкі до стирання, стійкі до корозії, легкі і міцні. Широкий асортимент виробів з фенолформальдегідних пластмас можна побачити серед предметів домашнього вжитку: кухонного посуду, меблів, посуду та іграшок.Фізичні та хімічні речовини
Якщо стоїть завдання познайомитися з такими властивостями сполук, як щільність, твердість, температура кипіння і плавлення, то прийнято говорити про характеристику фізичних речовин, які розглядаються, в основному, в курсі фізики. Візьмемо для прикладу метали. Їх загальні властивості – це електро - і теплопровідність. Самим легким з них є літій: його щільність складає всього 053 г/см 3 , а самим важким металом – осмій (226 г/см 3 ). Твердість – це ще одна властивість фізичних речовин. Тут хром займає перше місце, оскільки він здатний розрізати навіть скло. А ось натрій, калій і цезій настільки м'які, що їх різати звичайним ножем. Про хімічних речовин прийнято говорити в контексті їх здатності до взаємодії з іншими сполуками. Ці властивості вивчає хімія. Метали, наприклад, реагують з киснем, утворюючи основні оксиди. Найактивніші з них взаємодіють з водою, що призводить до появи лугів: гідроксидів натрію, калію, кальцію і т. д.