Серед фундаментальних наук хімія представляє собою область людського пізнання, предметом вивчення якої є склад і ознаки сполук, а також їх взаємні перетворення. Одним з центральних питань хімії наступний: які бувають класи речовин? Спеціальні розділи науки, такі як неорганічна та органічна хімія, розглядають особливості будови та властивостей сполук, а також розкривають їх практичне значення. Що таке хімічна речовина, як розділяти фізичні тіла та матеріали, яке буває різноманітність речовин – ці та інші питання будуть висвітлені нами в даній роботі.

Основне поняття хімії

У кожній галузі людського знання є головні – базові уявлення і поняття, на яких утримується все струнка будівля науки. Для математики – це число, в програмуванні – абстракція даних. У хімії центральне місце займає речовина – форма матерії, структурними одиницями якої є атоми, молекули або іони. Поєднуючись у різних комбінаціях, вони утворюють фантастична кількість всіляких сполук, які мають різні хімічні і фізичні властивості речовини.

Тіло і матеріал

Виходячи з уявлень про агрегатному стані, можна визначити, яке буває речовина в природних умовах: тверде, рідке або газоподібне. Організовуючись у вигляді кристалічних решіток структурні одиниці хімічних сполук утворюють тіла. Речовини, частинки (атоми, молекули або іони) використовуються людиною для певних потреб і потреб, називають матеріалом. Так, цемент, скло – це штучні, а деревина, пісок, граніт – це природні матеріали.

Що таке чисті речовини

У хімії прийнято розрізняти індивідуальні речовини і суміші. Останніх в природі на кілька порядків більше: морська вода, кров, молоко, гірські породи, повітря, яким ми дихаємо, – це комбінації декількох з'єднань. Познайомитися з чистими речовинами можна у звичайній шкільній хімічній лабораторії. Реактиви в ній розподілені за ступенем чистоти. Так, в особливо чистих їх види масова частка домішок не перевищує 00001%, але в наукомістких галузях виробництва, таких як мікроелектроніка, робототехніка, космічна промисловість, така ступінь чистоти речовини недостатня. Наприклад, у напівпровідниках на 10 мільярдів атомів німеччина допускається не більше одного атома домішки. Щоб визначити, яке буває речовина за ступенем чистоти, застосовують такі сучасні прийоми хімічного аналізу, як диспергування, солюбилизация і колоїдно-хімічне очищення. Після звільнення від домішок його хімічні та фізичні властивості речовини стають унікальними.

Мова хімії

Будучи точною наукою, що оперує поняттям речовин, хімія використовує символи елементів. Вони визначають якісний і кількісний склад молекул. Так, визначення формул органічних речовин входить кілька можливих варіантів, наприклад, за загальною формулою сполуки, з його хімічним властивостям, по продуктах згоряння.

З'єднання прості і складні

Продовжуючи шукати відповідь на питання, яке буває речовина, варто згадати одну з перших класифікацій, які вивчаються на уроках хімії, – поділ речовин на прості і складні. Перші в своєму складі містять атоми тільки одного хімічного елемента. Наприклад, кисень – Про 2 , сірка – S, кальцій – Ca. Інші ж, звані ще сполуками, що складаються з атомів двох (бінарні речовини Н 2 О, CuS) і більше хімічних елементів. Наприклад, Na 2 CO 3 Ba(OH) 2 . Прості речовини, в свою чергу, можна розділити на метали і неметали.
Головні відмінності між ними стосуються, насамперед, такої характеристики, як фізичні властивості. Речовини "метали" легко дізнатися по характерному сріблястого блиску, вони чудово проводять тепло та електричний струм, будучи провідниками першого роду. Неметали ж у переважних випадках діелектрики. Вони також погано проводять тепло. Однак такий поділ речовин є умовним. Так як між металами і неметалами важко провести чітку межу. Наприклад, германій і графіт, широко використовуються в електротехніці, відносяться до неметаллам.

Класи складних речовин

Систематизуючи знання, що пояснюють хімічні та фізичні властивості речовини, вчені розділили неорганічні і органічні сполуки на класи. Оксиди, кислоти, солі і підстави докладно вивчаються на уроках хімії в 7 – 9 класах, а класи органічних речовин (вуглеводні, спирти, альдегіди) введені в програму 10 – 11 класів. Вивчення класів хімічних сполук розширює кругозір людини, сприяє формуванню реальної картини навколишнього світу, що складається з величезної різноманітності речовин. Так, розглядаючи оксиди, ми дізнаємося не тільки про те, яке буває речовина цього класу за своїм фізичним або хімічним властивостям, але і знайомимося з поширенням оксидів у природі, а також визначаємо їх застосування в промисловості та побуті. Так, оксид силіцій SiO 2 входить до складу піску, глини, граніту, кварцу, формуючи літосферу Землі. Він є найважливішою сировиною для промисловості будівельних матеріалів, у виробництві скла, цементу, кераміки. Оксиди заліза FeO, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 є основними компонентами різних видів залізних руд, що утворюють родовища, наприклад, криворізьке, курське, качканарское. В атмосфері широко представлені як оксиди вуглецю, особливо вуглекислий газ, так і оксиди азоту.

Солі - як найбільш великий клас хімічних речовин

Вище ми розглянули характеристики оксидів – бінарних сполук оксигена з металами і неметалами. Зараз зупинимося на одному з найбільших класів неорганічних речовин – солях. Їх фізичні властивості пояснюються іонними кристалічними ґратами. Це насамперед здатність проводити електричний струм в розчинах, так і в розплавах, а також високі температури плавлення. Наприклад, у звичайної кухонної солі вона дорівнює 801 °С, у силікату кальцію – 1544 °С. Солі беруть участь у хімічних процесах з металами, лугами, кислотами, а також можуть в розчинах реагувати між собою, вступаючи в реакції обміну. Хімія вивчає не тільки, яке буває речовина за своїми хімічними і фізичними властивостями, але і велику увагу приділяє його застосування в промисловості, сільському господарстві або в побуті. Наприклад, хлорид натрію, який використовується нами для того, щоб солити їжу, є багатотонним сировиною для отримання соляної кислоти, соди, хлору. Солі калію, наприклад, хлорид нітрат та сульфат, є мінеральними добривами, що підвищують врожайність сільськогосподарських культур. Карбонат кальцію, представлений в природі, широко використовують у будівництві.

Властивості психотропних речовин

Природні або синтезовані штучним шляхом з'єднання, що роблять вплив як на відділи центральної нервової системи, так і на периферичну частину, називають психоактивними речовинами або нейролептиками. Роблячи акцент на негативних властивостях та їх здатності викликати у людини залежність, часто використовують термін "наркотики". Щоб уточнити, який вплив чинять психотропні речовини на нервову систему в цілому, нагадаємо, що сполуки цього ряду можуть як посилювати швидкість передачі збудження до головного і спинного мозку, так і пригнічувати роботу всієї нервової системи в цілому. Вони є специфічними стимуляторами різних видів рецепторів: больових, слухових, зорових, тактильних. Це може викликати у людини особливе стан свідомості, зване зміненим. Добре відомі природні психоактивні речовини з більш м'яким ефектом дії на організм людини. Вони містяться в зернах кави, в листках чаю, плодах мускатного горіха. Досить вираженим токсичною дією володіють нікотин, еталон, иботеновая кислота, що міститься у витяжці отруйних грибів. Багато знеболюючі засоби, що застосовуються в анестезії, такі як морфін, кодеїн, ефедрин, отримують з рослин. Вони також є сильними психотропними сполуками. Найбільш важкі, що призводять до повного руйнування організму людини є напівсинтетичні і синтетичні нейролептики: амфетамін, героїн, ЛСД. Використання всіх психотропних препаратів строго контролюється, а застосування проходить під обов'язковим наглядом лікаря.

Речовини з унікальними властивостями

У загальній масі хімічних сполук можна називати такі, які мають певні, особливі властивості. Наприклад, найбільш пластичним металом у природі вважається золото, найсолодшим речовиною – -L-? -аспаргил-аминомалоновой кислоти. Він в 40 тисяч разів солодше харчового цукру. А ось на питання, яка речовина має смердючий запах, немає однозначної відповіді, так як цілий ряд ртутно-сірчаних сполук з загальною формулою R-S-H, званих меркаптанами, огидно пахне. Вони виділяються в процесі гниття мертвої органіки, присутні в калових масах птахів і ссавців і навіть входять до складу пахучих залоз деяких тварин, наприклад, скунса. Як бачимо, світ речовин величезний і цікавий, а хімія – це наука, що дозволяє вивчити їх будову, властивості та значення у житті людини.