Ķīmiskais savienojums

Ķīmiskais savienojums , jebkura viela, kas sastāv no identiskām molekulām, kas sastāv no divu vai vairāku ķīmisko elementu atomiem.

metāna molekula

metāna molekula Metāns, kurā četri ūdeņraža atomi ir saistīti ar vienu oglekļa atomu, ir pamata ķīmiskā savienojuma piemērs. Ķīmisko savienojumu struktūru ietekmē sarežģīti faktori, piemēram, saites leņķi un saites garums. Enciklopēdija Britannica, Inc.



Visas lietas Visums sastāv no vairāk nekā 100 dažādu ķīmisko elementu atomiem, kas ir sastopami gan tīrā veidā, gan apvienoti ķīmiskajos elementos savienojumi . Jebkura konkrēta tīra elementa paraugu veido tikai šim elementam raksturīgie atomi, un katra elementa atomi ir unikāli. Piemēram, atomi, kas veido ogleklis atšķiras no tiem, kas veido dzelzi, kas savukārt atšķiras no zelts . Katru elementu apzīmē ar unikālu simbolu, kas sastāv no viena, diviem vai trim burtiem, kas izriet no pašreizējā elementa nosaukuma vai tā sākotnējā (bieži latīņu) nosaukuma. Piemēram, oglekļa, ūdeņraža un skābekļa simboli ir vienkārši attiecīgi C, H un O. Dzelzs simbols ir Fe no tā sākotnējā latīņu nosaukuma dzelzs . Zinātnes pamatprincips ķīmija ir tas, ka dažādu elementu atomi var savstarpēji apvienoties, veidojot ķīmiskus savienojumus. Piemēram, metāns, kas veidojas no oglekļa un ūdeņraža elementiem četru ūdeņraža atomu attiecībā uz katru oglekļa atomu, kā zināms, satur atšķirīgu CH4molekulas. Savienojuma formula, piemēram, CH4- norāda esošo atomu tipus ar abonementiem, kas attēlo atomu relatīvo skaitu (lai gan cipars 1 nekad nav rakstīts).



ūdens molekula

ūdens molekula Ūdens molekulu veido divi ūdeņraža atomi un viens skābekļa atoms. Viena skābekļa atoma ārējā apvalkā ir seši elektroni, kas kopā var turēt astoņus elektronus. Kad divi ūdeņraža atomi ir saistīti ar skābekļa atomu, tiek piepildīts skābekļa ārējais elektronu apvalks. Enciklopēdija Britannica, Inc.

  • Izpētiet magnētisko jonu saiti, kas veidojas, kad elektroni pāriet no viena atoma uz otru

    Izpētiet magnētisko jonu saiti, kas veidojas, kad elektroni pāriet no viena atoma uz otru. Joni - atomi ar pozitīvu vai negatīvu neto lādiņu - savienojas kopā, veidojot jonu savienojumus. Enciklopēdija Britannica, Inc. Skatiet visus šī raksta videoklipus



    ar ko sākās karš Afganistānā
  • Skatiet molekulārās saites darbā, kad divi ūdeņraža atomi pievienojas sēra atomam, lai iegūtu sērūdeņradi

    Skatiet molekulārās saites darbā, kad divi ūdeņraža atomi savienojas ar sēra atomu, lai iegūtu sērūdeņradi. Molekulārie savienojumi rodas, kad molekulas, piemēram, metāna vai ūdens, savienojas kopā, daloties elektronos. Enciklopēdija Britannica, Inc. Skatiet visus šī raksta videoklipus

Ūdens , kas ir ķīmiska viela savienojums ūdeņraža un skābekļa attiecība starp diviem ūdeņraža atomiem katram skābekļa atomam satur HdiviO molekulas. Nātrija hlorīds ir ķīmisks savienojums, kas veidots no nātrijs (Na) un hlora (Cl) attiecībās 1: 1. Lai gan nātrija hlorīda formula ir NaCl, savienojums nesatur faktiskās NaCl molekulas. Drīzāk tas satur vienādu skaitu nātrija jonu ar a maksas no pozitīvā (Na+) un hlorīda jonus ar negatīvu lādiņu (Cl-). ( Skatīt zemāk Elementu ķīmisko īpašību tendences diskusijai par procesu, kā nemainīti atomi tiek pārveidoti par joniem [t.i., sugām ar pozitīvu vai negatīvu neto lādiņu].) Iepriekš minētās vielas ir piemērs diviem ķīmisko savienojumu pamatveidiem: molekulārajiem (kovalentajiem) un jonu. Metāns un ūdens sastāv no molekulām; tas ir, tie ir molekulārie savienojumi. Savukārt nātrija hlorīds satur jonus; tas ir jonu savienojums.

Dažādu ķīmisko elementu atomus var pielīdzināt alfabēta burtiem: tāpat kā alfabēta burtus apvieno, veidojot tūkstošiem vārdu, elementu atomi var dažādos veidos apvienoties, veidojot a neskaitāmas no savienojumiem. Patiesībā ir zināmi miljoniem ķīmisko savienojumu, un ir iespējami vēl daudzi miljoni, bet tie vēl nav atklāti vai sintezēti. Lielākā daļa dabā sastopamo vielu, piemēram, koks, augsne un ieži, ir ķīmisko savienojumu maisījumi. Šīs vielas var sadalīt savās veido savienojumi ar fizikālām metodēm, kas ir metodes, kas nemaina veidu, kādā atrodas atomi apkopoti savienojumos. Savienojumus ķīmiskās izmaiņas var sadalīt to sastāvdaļās. Ķīmiskās izmaiņas (tas ir, ķīmiskā reakcija) ir tādas, kurās tiek mainīta atomu organizācija. Ķīmiskās reakcijas piemērs ir metāna sadedzināšana molekulārā skābekļa (Odivi), lai veidotu oglekļa dioksīdu (COdivi) un ūdeni.CH4+ 2Odivi→ COdivi+ 2HdiviVAIŠajā reakcijā, kas ir a sadegšanas reakcija , izmaiņas notiek tādā veidā, kā savienojumos oglekļa, ūdeņraža un skābekļa atomi ir saistīti.



Ķīmiskajiem savienojumiem raksturīgs apbrīnojams raksturlielumu klāsts. Pie parastām temperatūrām un spiediena daži ir cietie, citi ir šķidrumi, bet citi ir gāzes. Dažādu savienojumu krāsas aptver varavīksnes krāsas. Daži savienojumi ir ļoti toksiski cilvēkiem, savukārt citi ir svarīgi dzīvībai. Tikai viena atoma aizvietošana savienojumā var būt atbildīga par vielas krāsas, smakas vai toksiskuma maiņu. Lai no šī izcilā būtu kāda jēga daudzveidība , ir izstrādātas klasifikācijas sistēmas. Iepriekš minētajā piemērā savienojumi tiek klasificēti kā molekulāri vai joniski. Savienojumus klasificē arī kā organiski vai neorganisks. Organiskie savienojumi ( Skatīt zemāk Organiskie savienojumi ), tā sauktais tāpēc, ka daudzi no tiem sākotnēji bija izolēti no dzīviem organismiem, parasti satur oglekļa atomu ķēdes vai gredzenus. Tā kā ogleklis var saistīties ar sevi un citiem elementiem ļoti dažādos veidos, ir vairāk nekā deviņi miljoni organisko savienojumu. Savienojumus, kas netiek uzskatīti par organiskiem, sauc par neorganiskiem savienojumiem ( Skatīt zemāk Neorganiskie savienojumi ).

dzīvsudrabs (Hg)

dzīvsudrabs (Hg) Dzīvsudrabs (ķīmiskais simbols: Hg) ir vienīgais metāla elements, kas istabas temperatūrā ir šķidrs. marcel / Fotolia

Organisko un neorganisko vielu plašā klasifikācijā ietilpst daudzas apakšklases, galvenokārt pamatojoties uz konkrētiem esošajiem elementiem vai elementu grupām. Piemēram, starp neorganiskajiem savienojumiem oksīdi satur O2−joni vai skābekļa atomi, hidrīdi satur H-jonus vai ūdeņraža atomus, sulfīdi satur S2−joni utt. Organisko savienojumu apakšklasēs ietilpst spirti (kas satur ―OH grupu), karbonskābes (ko raksturo ―COOH grupa), amīni (kuriem ir ―NHdivigrupa) utt.



Periodiskā tabula

Dažādu atomu atšķirīgās spējas apvienoties savienojumu veidošanai vislabāk var saprast periodiskās tabulas izteiksmē. Periodiskā tabula sākotnēji tika veidota, lai attēlotu modeļu novērotās elementu ķīmiskās īpašības ( redzēt ķīmiskā savienošana). Tas ir, attīstoties ķīmijas zinātnei, tika novērots, ka elementus var grupēt pēc to ķīmiskās reaktivitātes. Elementi ar līdzīgām īpašībām ir norādīti periodiskās tabulas vertikālajās kolonnās un tiek saukti par grupām. Kad tika atklātas atomu struktūras detaļas, kļuva skaidrs, ka elementa pozīcija periodiskajā tabulā korelē ar elektronu izvietojumu, kam piemīt šī elementa atomi ( redzēt atoms). Jo īpaši tika novērots, ka elektroni, kas nosaka atoma ķīmisko uzvedību, ir tie, kas atrodas tā visattālākajā apvalkā. Šādus elektronus sauc par valences elektroniem.

periodiskā tabula

periodiskā tabula Elementu periodiskā tabula. Enciklopēdija Britannica, Inc.



Piemēram, elementu atomi 1. grupa periodiskās tabulas visiem ir viens valences elektrons, 2. grupas elementu atomiem ir divi valences elektroni un tā tālāk, līdz tiek sasniegta 18. grupa, kuras elementi satur astoņus valences elektronus. Vienkāršākais un vissvarīgākais noteikums, lai prognozētu, kā atomi veido savienojumus, ir tas, ka atomi mēdz apvienoties tādā veidā, kas ļauj vai nu iztukšot savu valences apvalku, vai arī to pabeigt (ti, aizpildīt), vairumā gadījumu kopā ar astoņiem elektroniem . Elementi periodiskās tabulas kreisajā pusē ķīmisko reakciju laikā mēdz zaudēt valences elektronus. Nātrijs (1. grupā), piemēram, mēdz zaudēt vientuļo valences elektronu, veidojot jonu ar lādiņu +1. Katram nātrija atomam ir 11 elektroni ( ir -), katrs ar lādiņu −1, lai tikai līdzsvarotu kodola + 11 lādiņu. Zaudējot vienu elektronu, paliek 10 negatīvi lādiņi un 11 pozitīvi lādiņi, lai iegūtu tīro +1 lādiņu: Na → Na++ ir -. Kālijs , kas atrodas tieši zem nātrija 1. grupā, arī veido +1 jonus (K+), tāpat kā pārējie 1. grupas dalībnieki: rubīdijs (Rb), cēzijs (Cs) un francijs (Fr). Elementu atomi, kas atrodas periodiskās tabulas labajā galā, mēdz iziet tādas reakcijas, ka tie iegūst (vai dala) pietiekami daudz elektronu, lai pabeigtu savu valences apvalku. Piemēram, 16. grupas skābeklim ir seši valences elektroni, un tāpēc tā ārējā apvalka pabeigšanai nepieciešami vēl divi elektroni. Skābeklis sasniedz šo vienošanos, reaģējot ar elementiem, kas var zaudēt vai dalīties ar elektroniem. Piemēram, skābekļa atoms var reaģēt ar a magnijs (Mg) atomu (2. grupā), ņemot divus magnija valences elektronus, iegūstot Mg2+un O2−joni. (Kad neitrāls magnija atoms zaudē divus elektronus, tas veido Mg2+jonu, un, kad neitrāls skābekļa atoms iegūst divus elektronus, tas veido O2−jonu.) Rezultātā iegūtais Mg2+un O2−tad apvieno proporcijā 1: 1, iegūstot jonu savienojumu MgO ( magnija oksīds ). (Kaut arī savienojuma magnija oksīdā ir uzlādētas sugas, tam nav neto lādiņa, jo tas satur vienādu skaitu Mg2+un O2−joni.) Tāpat skābeklis reaģē ar kalciju (tieši zem magnija 2. grupā), veidojot CaO (kalcija oksīdu). Skābeklis reaģē līdzīgi ar beriliju (Be), stroncija (Sr), bārijs (Ba) un radijs (Ra), pārējie 2. grupas elementi. Galvenais ir tas, ka, tā kā visiem noteiktas grupas elementiem ir vienāds valences elektronu skaits, tie veido līdzīgus savienojumus.

kur ir st vincent un grenadīni

Ķīmiskos elementus var klasificēt dažādos veidos. Elementārākais elementu sadalījums ir metālos, kas veido lielāko daļu elementu, un nemetālos. Metālu tipiskās fizikālās īpašības ir spīdīgs izskats, kaļamība (spēja sasist plānā loksnē), plastiskums (spēja ievilkties vadā) un efektīva siltuma un elektrovadītspēja. Svarīgākā metālu ķīmiskā īpašība ir tieksme atteikties no elektroniem, veidojot pozitīvus jonus. Piemēram, varš (Cu) ir tipisks metāls. Tas ir spožs, bet viegli sabojājas; tas ir lielisks elektrības vadītājs un parasti tiek izmantots elektrības vadiem; un to viegli veido dažādu formu izstrādājumos, piemēram, cauruļvados ūdens sistēmām. Varš ir atrodams daudzos jonu savienojumos vai nu Cu formā+vai Cu2+jonu.



Metāliskie elementi atrodas periodiskās tabulas kreisajā pusē un centrā. 1. un 2. grupas metālus sauc par reprezentatīvajiem metāliem; tos, kas atrodas periodiskās tabulas centrā, sauc par pārejas metāli . Lantanoīdi un aktinoīdi, kas parādīti zem periodiskās tabulas, ir īpašas pārejas metālu klases.

metāla elementi periodiskajā tabulā

metāla elementi periodiskajā tabulā Metāli, nemetāli un metaloīdi ir attēloti dažādos periodiskās tabulas reģionos. Enciklopēdija Britannica, Inc.



Nemetāli, kuru skaits ir salīdzinoši maz, ir atrodami periodiskās tabulas augšējā labajā stūrī - izņemot ūdeņradi, kas ir vienīgais 1. grupas nemetāliskais dalībnieks. Metāliem raksturīgās fizikālās īpašības nav metālos. Ķīmiskās reakcijās ar metāliem nemetāli iegūst elektronus, veidojot negatīvus jonus. Nemetāliskie elementi reaģē arī ar citiem nemetāliem, šajā gadījumā veidojot molekulārus savienojumus. Hlors ir tipisks nemetāls. Parastās temperatūrās elementārais hlors satur Cldivimolekulas un reaģē ar citiem nemetāliem, veidojot molekulas, piemēram, HCl, CCl4un PCl3. Hlors reaģē ar metāliem, veidojot jonu savienojumus, kas satur Cl-joni.

Elementu sadalījums metālos un nemetālos ir tikai aptuvens. Dažiem elementiem gar dalīšanas līniju piemīt gan metāla, gan nemetāla īpašības, un tos sauc par metaloīdiem jeb semimetāliem.