خواص مشخصه یک ماده ساده مواد ساده و پیچیده هستند. عناصر شیمیایی با غیر فلزات گروه IV-VI

ذرات بنیادی ماده فیزیکیدر سیاره ما اتم ها هستند. آنها می توانند به صورت آزاد فقط در دماهای بسیار بالا وجود داشته باشند. در شرایط عادی ذرات بنیادیسعی کنید با استفاده از پیوندهای شیمیایی با یکدیگر متحد شوید: یونی، فلزی، قطبی کووالانسی یا غیرقطبی. به این ترتیب موادی تشکیل می شوند که در مقاله خود به نمونه هایی از آنها خواهیم پرداخت.

مواد ساده

فرآیندهای برهمکنش بین اتم های یک عنصر شیمیایی منجر به تشکیل می شود مواد شیمیایی، ساده نامیده می شود. بنابراین، زغال سنگ تنها توسط اتم های کربن، گاز هیدروژن توسط اتم های هیدروژن و جیوه مایع از ذرات جیوه تشکیل می شود. مفهوم یک ماده ساده نیازی به شناسایی با مفهوم یک عنصر شیمیایی ندارد. به عنوان مثال، دی اکسید کربن از مواد ساده کربن و اکسیژن تشکیل نمی شود، بلکه از عناصر کربن و اکسیژن تشکیل شده است. به طور معمول، ترکیبات متشکل از اتم های یک عنصر را می توان به فلزات و غیر فلزات تقسیم کرد. بیایید به چند نمونه از خواص شیمیایی چنین مواد ساده ای نگاه کنیم.

فلزات

بر اساس موقعیت عنصر فلز در جدول تناوبیگروه های زیر را می توان متمایز کرد: فلزات فعال، عناصر زیرگروه های اصلی گروه های سوم - هشتم، فلزات زیر گروه های ثانویه گروه های چهارم - هفتم، و همچنین لانتانیدها و اکتینیدها. فلزات - مواد ساده ای که نمونه هایی از آنها را در زیر خواهیم آورد، دارای خواص کلی زیر هستند: هدایت حرارتی و الکتریکی، درخشندگی فلزی، شکل پذیری و چکش خواری. چنین ویژگی هایی در آهن، آلومینیوم، مس و دیگران ذاتی هستند. با افزایش شماره سریال در دوره ها، دمای جوش و ذوب و همچنین سختی عناصر فلزی افزایش می یابد. این با فشرده سازی اتم های آنها، یعنی کاهش شعاع و همچنین تجمع الکترون ها توضیح داده می شود. تمام پارامترهای فلزات تعیین می شود ساختار داخلیشبکه کریستالی این ترکیبات. در زیر واکنش های شیمیایی را در نظر خواهیم گرفت و همچنین نمونه هایی از خواص مواد مرتبط با فلزات را بیان می کنیم.

ویژگی های واکنش های شیمیایی

تمام فلزات با حالت اکسیداسیون 0 فقط خواص کاهشی از خود نشان می دهند. عناصر قلیایی و قلیایی خاکی با آب واکنش می دهند و پایه های شیمیایی تهاجمی ایجاد می کنند - قلیایی:

• 2Na+2H20=2NaOH+H2

یک واکنش معمولی فلزات اکسیداسیون است. در نتیجه ترکیب با اتم های اکسیژن، موادی از کلاس اکسید بوجود می آیند:

• Zn+O 2 = ZnO

اینها ترکیبات دوتایی مربوط به مواد پیچیده هستند. نمونه هایی از اکسیدهای بازی اکسیدهای سدیم Na 2 O، مس CuO و کلسیم CaO هستند. آنها قادر به تعامل با اسیدها هستند، در نتیجه نمک و آب در محصولات یافت می شود:

• MgO+2HCl=MgCl2+H2O

موادی از کلاس اسیدها، بازها و نمک ها متعلق به ترکیبات پیچیده هستند و خواص شیمیایی متنوعی از خود نشان می دهند. به عنوان مثال، یک واکنش خنثی سازی بین هیدروکسیدها و اسیدها رخ می دهد که منجر به ظاهر شدن نمک و آب می شود. ترکیب نمک ها به غلظت معرف ها بستگی دارد: به عنوان مثال، هنگامی که اسید اضافی در مخلوط واکنش وجود دارد، نمک های اسیدی به دست می آیند، به عنوان مثال، NaHCO 3 - بی کربنات سدیم، و غلظت بالای عوامل قلیایی. تشکیل نمک های اساسی مانند Al(OH) 2 Cl - دی هیدروکسی کلرید آلومینیوم.

غیر فلزات

مهمترین عناصر غیرفلزی در زیرگروه های نیتروژن و کربن یافت می شوند و همچنین به گروه های هالوژن و کالکوژن سیستم تناوبی تعلق دارند. اجازه دهید نمونه هایی از مواد طبقه بندی شده به عنوان غیر فلزات را مثال بزنیم: گوگرد، اکسیژن، نیتروژن، کلر. تمام خواص فیزیکی آنها برخلاف خواص فلزات است. آنها رسانای الکتریسیته نیستند، پرتوهای گرما را به خوبی منتقل نمی کنند و سختی کمی دارند. هنگام تعامل با اکسیژن، غیر فلزات ترکیبات پیچیده ای را تشکیل می دهند - اکسیدهای اسیدی. دومی، در واکنش با اسیدها، اسیدها را می دهد:

• H 2 O + CO 2 → H 2 CO 3

یک مشخصه واکنش معمولی اکسیدهای اسیدی، برهمکنش با مواد قلیایی است که منجر به ظهور نمک و آب می شود.

فعالیت شیمیایی غیر فلزات در طول دوره افزایش می یابد، این به دلیل افزایش توانایی اتم های آنها برای جذب الکترون از سایر عناصر شیمیایی است. در گروه‌ها پدیده مخالف را مشاهده می‌کنیم: خواص غیرفلزی به دلیل تورم حجم اتم به دلیل افزودن سطوح انرژی جدید ضعیف می‌شود.

بنابراین، ما به انواع مواد شیمیایی، مثال‌هایی که خواص آنها را نشان می‌دهند و موقعیت آنها در جدول تناوبی را بررسی کردیم.

خواص شیمیایی طبقات اصلی ترکیبات معدنی

اکسیدهای اسیدی

1. اکسید اسیدی + آب = اسید (استثنا - SiO 2)
   SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4
   Cl 2 O 7 + H 2 O = 2HClO 4
2. اکسید اسیدی + قلیایی = نمک + آب
   SO 2 + 2NaOH = Na 2 SO 3 + H 2 O
   P 2 O 5 + 6KOH = 2K 3 PO 4 + 3H 2 O
3. اکسید اسیدی + اکسید بازی = نمک
   CO 2 + BaO = BaCO 3
   SiO 2 + K 2 O = K 2 SiO 3

   اکسیدهای پایه

   1. اکسید پایه + آب = قلیایی (اکسیدهای فلز قلیایی و قلیایی خاکی واکنش می دهند)
      CaO + H 2 O = Ca(OH) 2
      Na 2 O + H 2 O = 2 NaOH
   2. اکسید پایه + اسید = نمک + آب
      CuO + 2HCl = CuCl 2 + H 2 O
      3K 2 O + 2H 3 PO 4 = 2K 3 PO 4 + 3H 2 O
   3. اکسید پایه + اکسید اسیدی = نمک
      MgO + CO 2 = MgCO 3
      Na 2 O + N 2 O 5 = 2NaNO 3

      اکسیدهای آمفوتریک

      1. اکسید آمفوتریک + اسید = نمک + آب
         Al 2 O 3 + 6HCl = 2AlCl 3 + 3H 2 O
         ZnO + H 2 SO 4 = ZnSO 4 + H 2 O
      2. اکسید آمفوتریک + قلیایی = نمک (+ آب)
         ZnO + 2KOH = K 2 ZnO 2 + H 2 O (صحیح تر: ZnO + 2KOH + H 2 O = K 2)
         Al 2 O 3 + 2NaOH = 2NaAlO 2 + H 2 O (صحیح تر: Al 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O = 2Na)
      3. اکسید آمفوتریک + اکسید اسیدی = نمک
         ZnO + CO 2 = ZnCO 3
      4. اکسید آمفوتریک + اکسید پایه = نمک (در صورت ذوب)
         ZnO + Na 2 O = Na 2 ZnO 2
         Al 2 O 3 + K 2 O = 2KAlO 2
         Cr 2 O 3 + CaO = Ca(CrO 2) 2

         اسیدها

         1. اسید + اکسید بازی = نمک + آب
            2HNO 3 + CuO = Cu(NO 3) 2 + H 2 O
            3H 2 SO 4 + Fe 2 O 3 = Fe 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O
         2. اسید + اکسید آمفوتریک = نمک + آب
            3H 2 SO 4 + Cr 2 O 3 = Cr 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O
            2HBr + ZnO = ZnBr 2 + H 2 O
         3. اسید + باز = نمک + آب
            H 2 SiO 3 + 2KOH = K 2 SiO 3 + 2H 2 O
            2HBr + Ni(OH) 2 = NiBr 2 + 2H 2 O
         4. اسید + هیدروکسید آمفوتریک = نمک + آب
            3HCl + Cr(OH) 3 = CrCl 3 + 3H 2 O
            2HNO 3 + Zn(OH) 2 = Zn(NO 3) 2 + 2H 2 O
         5. اسید قوی + نمک اسید ضعیف = اسید ضعیف + نمک اسید قوی
            2HBr + CaCO 3 = CaBr 2 + H 2 O + CO 2
            H 2 S + K 2 SiO 3 = K 2 S + H 2 SiO 3
         6. اسید + فلز (واقع در سری ولتاژ سمت چپ هیدروژن) = نمک + هیدروژن
            2HCl + Zn = ZnCl 2 + H 2
            H 2 SO 4 (رقیق شده) + Fe = FeSO 4 + H 2
            مهم: اسیدهای اکسید کننده (HNO 3، H 2 SO 4 متمرکز) با فلزات واکنش متفاوتی می دهند.

         هیدروکسیدهای آمفوتریک

         1. آمفوتریک هیدروکسید + اسید = نمک + آب
            2Al(OH) 3 + 3H 2 SO 4 = Al 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O
            Be(OH) 2 + 2HCl = BeCl 2 + 2H 2 O
         2. هیدروکسید آمفوتریک + قلیایی = نمک + آب (در صورت ذوب)
            Zn(OH) 2 + 2NaOH = Na 2 ZnO 2 + 2H 2 O
            Al(OH) 3 + NaOH = NaAlO 2 + 2H 2 O
         3. هیدروکسید آمفوتریک + قلیایی = نمک (در محلول آبی)
            Zn(OH) 2 + 2NaOH = Na 2
            Sn(OH) 2 + 2NaOH = Na 2
            Be(OH) 2 + 2NaOH = Na 2
            Al(OH) 3 + NaOH = Na
            Cr(OH) 3 + 3NaOH = Na 3

            مواد قلیایی

            1. قلیایی + اکسید اسید = نمک + آب
               Ba(OH) 2 + N 2 O 5 = Ba(NO 3) 2 + H 2 O
               2NaOH + CO 2 = Na 2 CO 3 + H 2 O
            2. قلیایی + اسید = نمک + آب
               3KOH + H3PO4 = K3PO4 + 3H2O
               Ba(OH) 2 + 2HNO 3 = Ba(NO 3) 2 + 2H 2 O
            3. قلیایی + اکسید آمفوتر = نمک + آب
               2NaOH + ZnO = Na 2 ZnO 2 + H 2 O (صحیح تر: 2NaOH + ZnO + H 2 O = Na 2)
            4. قلیایی + هیدروکسید آمفوتریک = نمک (در محلول آبی)
               2NaOH + Zn(OH) 2 = Na 2
               NaOH + Al(OH) 3 = Na
            5. قلیایی + نمک محلول = پایه نامحلول + نمک
               Ca(OH) 2 + Cu(NO 3) 2 = Cu(OH) 2 + Ca(NO 3) 2
               3KOH + FeCl 3 = Fe(OH) 3 + 3KCl
            6. قلیایی + فلز (Al, Zn) + آب = نمک + هیدروژن
               2NaOH + روی + 2H 2 O = Na 2 + H 2
               2KOH + 2Al + 6H 2 O = 2K + 3H 2

               نمک ها

               1. نمک اسید ضعیف + اسید قوی = نمک اسید قوی + اسید ضعیف
                  Na 2 SiO 3 + 2HNO 3 = 2NaNO 3 + H 2 SiO 3
                  BaCO 3 + 2HCl = BaCl 2 + H 2 O + CO 2 (H 2 CO 3)
               2. نمک محلول + نمک محلول = نمک نامحلول + نمک
                  Pb(NO 3) 2 + K 2 S = PbS + 2KNO 3
                  СaCl 2 + Na 2 CO 3 = CaCO 3 + 2 NaCl
               3. نمک محلول + قلیایی = نمک + پایه نامحلول
                  Cu(NO 3) 2 + 2NaOH = 2NaNO 3 + Cu(OH) 2
                  2FeCl 3 + 3Ba(OH) 2 = 3BaCl 2 + 2Fe(OH) 3
               4. نمک فلزی محلول (*) + فلز (**) = نمک فلز (**) + فلز (*)
                  Zn + CuSO 4 = ZnSO 4 + Cu
                  Cu + 2AgNO 3 = Cu (NO 3) 2 + 2 Ag
                  مهم: 1) فلز (**) باید در سری ولتاژ سمت چپ فلز (*) باشد، 2) فلز (**) نباید با آب واکنش نشان دهد.

                  همچنین ممکن است به بخش های دیگر کتاب مرجع شیمی علاقه مند شوید:

خواص عمومی فلزات

وجود الکترون های ظرفیتی که به طور ضعیف به هسته متصل شده اند، خصوصیات شیمیایی عمومی فلزات را تعیین می کند. در واکنش های شیمیایی، آنها همیشه به عنوان یک عامل کاهنده عمل می کنند.

به دست آوردن فلزات:
- کاهش اکسیدها با کربن (C)، مونوکسید کربن (CO)، هیدروژن (H2) یا بیشتر فلز فعال(Al, Ca, Mg)؛
- کاهش از محلول های نمک با یک فلز فعال تر.
- الکترولیز محلولها یا مذابهای ترکیبات فلزی - کاهش فعالترین فلزات (فلزات قلیایی، قلیایی خاکی و آلومینیوم) با استفاده از جریان الکتریکی.

در طبیعت، فلزات عمدتاً به صورت ترکیبات یافت می شوند.

خواص شیمیاییفلزات
1. تعامل با مواد ساده، غیر فلزات:
اکثر فلزات می توانند توسط غیر فلزات مانند هالوژن، اکسیژن، گوگرد و نیتروژن اکسید شوند. اما بیشتر این واکنش ها برای شروع نیاز به پیش گرم کردن دارند. متعاقباً واکنش می تواند با انتشار مقدار زیادی گرما ادامه یابد که منجر به احتراق فلز می شود.
در دمای اتاق، واکنش تنها بین فعال ترین فلزات (قلیایی و خاک قلیایی) و فعال ترین غیر فلزات (هالوژن ها، اکسیژن) امکان پذیر است. فلزات قلیایی (Na، K) با اکسیژن واکنش داده و پراکسیدها و سوپراکسیدها (Na2O2، KO2) را تشکیل می دهند.

الف) برهمکنش فلزات با آب.
در دمای اتاق، فلزات قلیایی و قلیایی خاکی با آب تعامل دارند. در نتیجه واکنش جانشینی، قلیایی (باز محلول) و هیدروژن تشکیل می شود: فلز + H2O = Me(OH) + H2
هنگامی که گرم می شود، فلزات دیگری که در سمت چپ هیدروژن در سری فعالیت قرار دارند با آب برهمکنش می کنند. منیزیم با آب جوش واکنش می دهد، آلومینیوم - پس از عملیات سطحی ویژه، در نتیجه بازهای نامحلول - هیدروکسید منیزیم یا هیدروکسید آلومینیوم - تشکیل می شود و هیدروژن آزاد می شود. فلزات در سری فعالیت از روی (شامل) تا سرب (شامل) با بخار آب (یعنی بالای 100 درجه سانتیگراد) برهم کنش می کنند و اکسیدهای فلزات مربوطه و هیدروژن تشکیل می شوند.
فلزات واقع در سری فعالیت سمت راست هیدروژن با آب برهمکنش ندارند.
ب) برهمکنش با اکسیدها:
فلزات فعال با واکنش جایگزینی با اکسیدهای فلزات دیگر یا غیرفلزات واکنش نشان می دهند و آنها را به مواد ساده تبدیل می کنند.
ج) برهمکنش با اسیدها:
فلزات واقع در سری فعالیت در سمت چپ هیدروژن با اسیدها واکنش داده و هیدروژن آزاد می کنند و نمک مربوطه را تشکیل می دهند. فلزات واقع در سری فعالیت سمت راست هیدروژن با محلول های اسیدی برهمکنش ندارند.
جایگاه ویژه ای را واکنش فلزات با اسیدهای نیتریک و سولفوریک غلیظ اشغال می کند. تمام فلزات به جز فلزات نجیب (طلا، پلاتین) می توانند توسط این اسیدهای اکسید کننده اکسید شوند. این واکنش ها همیشه نمک های مربوطه، آب و محصول احیا نیتروژن یا گوگرد را تولید می کنند.
د) با مواد قلیایی
فلزاتی که ترکیبات آمفوتریک (آلومینیوم، بریلیم، روی) را تشکیل می‌دهند، می‌توانند با مذاب‌ها (که نمک‌های متوسط ​​آلومینات‌ها، بریلات‌ها یا زینکات‌ها را تشکیل می‌دهد) یا محلول‌های قلیایی (این نمک‌های پیچیده مربوطه را تشکیل می‌دهد) واکنش نشان دهند. تمام واکنش ها هیدروژن تولید می کنند.
ه) مطابق با موقعیت فلز در سری فعالیت، واکنش های کاهش (جابجایی) یک فلز کمتر فعال از محلول نمک آن توسط فلز فعال تر دیگر امکان پذیر است. در نتیجه واکنش، نمک یک فلز فعال تر و یک ماده ساده - یک فلز کمتر فعال - تشکیل می شود.

خواص عمومی غیر فلزات

نافلزات بسیار کمتری نسبت به فلزات وجود دارد (22 عنصر). با این حال، شیمی نافلزات به دلیل پر شدن بیشتر سطح انرژی بیرونی اتم های آنها بسیار پیچیده تر است.
خواص فیزیکی غیر فلزات متنوع تر است: در میان آنها مواد گازی (فلوئور، کلر، اکسیژن، نیتروژن، هیدروژن)، مایع (برم) و مواد جامد وجود دارد که از نظر نقطه ذوب تفاوت زیادی با یکدیگر دارند. اکثر نافلزات رسانای الکتریسیته نیستند، اما سیلیکون، گرافیت و ژرمانیوم دارای خواص نیمه هادی هستند.
گاز، مایع و برخی غیر فلزات جامد (ید) ساختار مولکولی دارند شبکه کریستالی، سایر غیر فلزات دارای شبکه کریستالی اتمی هستند.
فلوئور، کلر، برم، ید، اکسیژن، نیتروژن و هیدروژن در شرایط عادی به شکل مولکول های دو اتمی وجود دارند.
بسیاری از عناصر غیرفلزی چندین تغییر آلوتروپیک از مواد ساده را تشکیل می دهند. بنابراین اکسیژن دارای دو تغییر آلوتروپیک است - اکسیژن O2 و ازن O3، گوگرد دارای سه تغییر آلوتروپیک است - گوگرد اورتورومبیک، پلاستیک و مونوکلینیک، فسفر دارای سه تغییر آلوتروپیک است - فسفر قرمز، سفید و سیاه، کربن - شش تغییر آلوتروپیک، دوده دودگراف. کاربین، فولرن، گرافن.

برخلاف فلزات که فقط خواص کاهنده از خود نشان می دهند، نافلزات در واکنش با مواد ساده و پیچیده می توانند هم به عنوان یک عامل کاهنده و هم به عنوان عامل اکسید کننده عمل کنند. با توجه به فعالیت خود، نافلزات جایگاه مشخصی را در سری الکترونگاتیوی اشغال می کنند. فلوئور فعال ترین غیرفلز محسوب می شود. این فقط خواص اکسید کننده را نشان می دهد. در رتبه دوم از نظر فعالیت، اکسیژن، در رتبه سوم نیتروژن، پس از آن هالوژن ها و سایر غیر فلزات قرار دارد. هیدروژن کمترین الکترونگاتیوی را در بین غیر فلزات دارد.

خواص شیمیایی نافلزات

1. تعامل با مواد ساده:
نافلزات با فلزات تعامل دارند. در چنین واکنش هایی، فلزات به عنوان یک عامل کاهنده و غیر فلزات به عنوان یک عامل اکسید کننده عمل می کنند. در نتیجه واکنش ترکیبی، ترکیبات دوتایی تشکیل می شوند - اکسیدها، پراکسیدها، نیتریدها، هیدریدها، نمک های اسیدهای بدون اکسیژن.
در واکنش‌های نافلزات با یکدیگر، هر چه نافلز الکترونگاتیو بیشتر خواص اکسید کننده را از خود نشان دهد و الکترونگاتیو کمتر، خواص عامل احیا کننده را نشان می‌دهد. واکنش ترکیبی باعث تولید ترکیبات دوتایی می شود. باید به خاطر داشت که غیر فلزات می توانند حالت های اکسیداسیون متفاوتی را در ترکیبات خود نشان دهند.
2. تعامل با مواد پیچیده:
الف) با آب:
در شرایط عادی، فقط هالوژن ها با آب تعامل دارند.
ب) با اکسیدهای فلزات و غیر فلزات:
بسیاری از نافلزات می توانند در دماهای بالا با اکسیدهای سایر نافلزات واکنش دهند و آنها را به مواد ساده تبدیل کنند. نافلزاتی که در سمت چپ گوگرد در سری الکترونگاتیوی قرار دارند نیز می توانند با اکسیدهای فلزی تعامل داشته باشند و فلزات را به مواد ساده تبدیل کنند.
ج) با اسیدها:
برخی از غیر فلزات را می توان با اسیدهای سولفوریک یا نیتریک غلیظ اکسید کرد.
د) با مواد قلیایی:
تحت تأثیر قلیاها، برخی از نافلزات می توانند دچار تغییر جهش شوند، که هم عامل اکسید کننده و هم عامل کاهنده هستند.
مثلاً در واکنش هالوژن ها با محلول های قلیایی بدون حرارت دادن: Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O یا با حرارت دادن: 3Cl2 + 6NaOH = 5NaCl + NaClO3 + 3H2O.
د) با نمک:
هنگام تعامل، آنها عوامل اکسید کننده قوی هستند و خواص کاهشی را نشان می دهند.
هالوژن ها (به جز فلوئور) با محلول های نمک اسیدهای هیدروهالیک وارد واکنش های جایگزینی می شوند: هالوژن فعال تر، هالوژن کمتر فعال را از محلول نمک جابجا می کند.

1. هالوژن ها به عنوان عوامل اکسید کننده فعال با فلزات واکنش می دهند. واکنش فلزات با فلوئور به ویژه شدید است. فلزات قلیایی با آن واکنش انفجاری می دهند. هالوژن ها هنگام گرم شدن حتی با طلا و پلاتین واکنش می دهند. در فضایی حاوی فلوئور و کلر، تعدادی از فلزات بدون پیش گرم شدن می سوزند. اجازه دهید برخی از ویژگی های این تعاملات را یادآوری کنیم. آهن و کروم هنگام واکنش با فلوئور، کلر و برم به یک کاتیون سه ظرفیتی اکسید می شوند. واکنش با ید در حال حاضر به حرارت قابل توجهی نیاز دارد و منجر به تشکیل FeJ 2 و CrJ 2 می شود. برخی از فلزات در محیط های هالوژن به دلیل تشکیل یک لایه نمک محافظ غیرفعال می شوند. به طور خاص، مس با فلوئور فقط در دماهای بالا به دلیل تشکیل یک فیلم CuF 2 برهم کنش می کند. نیکل رفتار مشابهی دارد. گاز فلوئور در ظروف ساخته شده از فلز مونل (آلیاژی از نیکل با آهن و منگنز) ذخیره و حمل می شود. واکنش کلر با برخی از فلزات مهار شده و توسط ردپایی از آب که در این موارد به عنوان کاتالیزور عمل می کند، به شدت تسریع می یابد. به عنوان مثال، کلر خوب خشک شده با آهن واکنش نمی دهد، بنابراین کلر مایع در سیلندرهای فولادی ذخیره می شود. مایع حالت فیزیکیبرم دلیل این است که با برخی از فلزات فعال تر از کلر واکنش می دهد، زیرا غلظت معرف در فاز مایع بیشتر از غلظت در گاز است. به عنوان مثال، آلومینیوم و آهن فشرده با برم در دمای اتاق و با کلر هنگام گرم شدن واکنش می دهند.

2. فلوئور به صورت انفجاری با هیدروژن در دمای اتاق واکنش می دهد، واکنش با سرعت قابل توجهی حتی در 0-252 درجه سانتیگراد ادامه می یابد. کلر فقط تحت تابش فرابنفش یا خورشید واکنش نشان می دهد، زیرا واکنش ماهیت رادیکال آزاد دارد. واکنش با برم کمتر فعال است و نیاز به حرارت دارد و بنابراین به دلیل پایداری حرارتی ناکافی پیوند H-Br به طور قابل توجهی برگشت پذیر می شود. انرژی اتصالات H-Jحتی کمتر، توانایی اکسیداسیون ید نیز به طور قابل توجهی کمتر از سایر هالوژن ها است، بنابراین تعادل واکنش H 2 + J 2 = 2HJ در دماهایی که سرعت واکنش خیلی کم نیست به طور قابل توجهی به سمت مواد شروع کننده تغییر می کند.

3. گوگرد و فسفر هنگام تعامل با فلوئور، کلر و برم می سوزند. در این حالت، ترکیباتی با فلوئور تشکیل می شود که در آن این عناصر حداکثر حالت اکسیداسیون خود را نشان می دهند: SF 6 و PF 5. محصولات سایر واکنش ها به شرایط آزمایشی بستگی دارد - PCl 3، PCl 5، PBr 3، PBr 5، S 2 Cl 2، S 2 Br 2، SCl 2.

4. هالوژن ها همچنین با سایر غیر فلزات با فعالیت های متفاوت واکنش می دهند. استثناء اکسیژن و نیتروژن است که هالوژن ها مستقیماً با آنها واکنش نشان نمی دهند. اکسیدهای هالوژن با ساختارهای مختلف، بسته به شرایط، از واکنش آنها با ازن به دست می آیند.

5. فعالیت فلوئور به حدی است که قادر است حتی با گازهای نجیب (به جز He, Ne, Ar) برهم کنش داشته باشد.

6. در تعامل با یکدیگر، هالوژن ها ترکیبات دوتایی از ترکیبات مختلف را تشکیل می دهند که در آن هالوژن الکترونگاتیو بیشتر حالت اکسیداسیون منفی و منفی کمتر حالت اکسیداسیون مثبت را نشان می دهد. به عنوان مثال، ClF 5، BrCl 3، JF 7، JCl.

واکنش با مواد پیچیده

1. آب خود به خود در اتمسفر فلوئور مشتعل می شود و واکنش ادامه می یابد تا فلوئور کاملاً مصرف شود. بسته به دما و شرایط دیگر، تعدادی واکنش رخ می دهد: 3F 2 + 3H 2 O = F 2 O + 4HF + H 2 O 2 2F 2 + H 2 O = F 2 O + 2HF. با بخار آب با انفجار: 2F 2 + 2H 2 O = 4HF + O 2 3F 2 + 3H 2 O = 6HF + O 3 ; با یخ: F 2 + H 2 O = HOF + HF. کلر با انحلال محدود در آب (2 حجم کلر (گاز!) در هر 1 حجم آب) به طور برگشت پذیر با آن واکنش نشان می دهد: Cl 2 + H 2 O = HCl + HClO. برم نیز رفتار مشابهی دارد، اما تعادل Br 2 + H 2 O = HBr + HBrO بیشتر به سمت چپ منتقل می شود. تعادل مشابهی برای ید به قدری به سمت واکنش دهنده ها تغییر می کند که می توان گفت واکنش ادامه نمی یابد. مطابق با موارد فوق، کلر و آب برم، اما ید و فلوئور وجود ندارد. در همان زمان، آنیون یدید در محلول آبی ید در غلظت های کم یافت شد که ظاهر آن با تشکیل هیدرات ید در محلول توضیح داده می شود که قادر به تجزیه به J + است. H 2 O و J - . تعادل تفکیک هیدرات ید نیز به شدت به سمت شکل تفکیک نشده تغییر می کند.

2. واکنش هالوژن ها با اسیدها را در نظر بگیرید. واکنش های ردوکس امکان پذیر است که در آن الکترون ها بین هالوژن و عنصری که بخشی از اسید است رد و بدل می شود. در این مورد، کلر و برم اغلب به عنوان عوامل اکسید کننده و ید به عنوان یک عامل کاهنده عمل می کنند. در اینجا معمول ترین واکنش ها وجود دارد: J 2 + 10HNO 3 (conc) = 2HJO 3 + 10NO 2 + 4H 2 O 3J 2 + 10HNO 3 = 6HNO 3 + 10NO + 2H 2 O 2HBr + Cl 2 = 2HCl + Br 2 H SO 3 (SO 2 + H 2 O) + Br 2 + H 2 O = 2HBr + H 2 SO 4 HCOOH + Cl 2 (Br 2) = CO 2 + 2HCl (HBr). واکنش با فلوئور منجر به تخریب می شود.

3. هنگام تعامل با قلیاها، هالوژن ها نامتناسب می شوند، یعنی به طور همزمان حالت اکسیداسیون خود را افزایش و کاهش می دهند. کلر در سرما واکنش نشان می دهد: Cl 2 + 2NaOH = NaCl + NaClO و هنگامی که گرم می شود - 3Cl 2 + 6NaOH = 5NaCl + NaClO 3 + 3H 2 O، زیرا آنیون هیپوکلریت وقتی در محلول گرم می شود به کلرات و کلرید تبدیل می شود. هیپوبرومیت ها و هیپویدیت ها حتی کمتر پایدار هستند، بنابراین برم و ید در دمای اتاق از قبل برومات و یدات می دهند. به عنوان مثال: 3J 2 + 6KOH = 5KJ + KJO 3. برهمکنش کلر در سرما با هیدروکسید کلسیم منجر به تشکیل نمک مخلوط کلرید کلسیم - هیپوکلریت - سفید کننده: Cl 2 + Ca(OH) 2 = CaOCl 2 می شود. + H 2 O.

4. بر خلاف اکثر مواد، فلوئور در دمای اتاق با دی اکسید سیلیکون واکنش می دهد. واکنش با اثری از آب کاتالیز می شود. از آنجایی که SiO 2 اصلی است بخش جدایی ناپذیرشیشه، سپس فلوئور شیشه را مطابق با واکنش حل می کند: 2F 2 + SiO 2 = SiF 4 + O 2.

5. هنگام برهمکنش با نمک ها، اکسیدها و سایر ترکیبات دوتایی، واکنش های ردوکس ممکن است، که قابل توجه است واکنش های جابجایی یک ماده کمتر فعال از ترکیب نمک توسط یک هالوژن فعال تر (الکترون منفی تر)، به عنوان مثال: 2KJ + Cl 2 = 2KCl + J 2. نشانه خارجی این واکنش، ظاهر شدن رنگ زرد (قهوه ای با غلظت قابل توجه) ید مولکولی است. هنگامی که کلر برای مدت طولانی از محلول یدید پتاسیم عبور داده می شود، رنگ از بین می رود، زیرا ید بیشتر به HJO 3 اکسید می شود که محلول آن بی رنگ است: J 2 + 5Cl 2 + 6H 2 O = 10HCl + 2HJO 3 .

ترکیبات هالوژن

1. هالیدهای هیدروژن- موادی که در شرایط عادی گازی هستند. نقطه جوش هیدروژن فلوراید +19 0 C است (HCl -85 0 C، HBr -67 0 C، HJ -35 0 C). به دلیل تشکیل پیوندهای هیدروژنی بسیار قوی در هیدروژن فلوراید مایع، به طور غیر طبیعی بزرگ است. به دلیل پیوندهای هیدروژنی قوی، هیدروژن فلوراید مایع یون آزاد ندارد و الکتریسیته را هدایت نمی کند، زیرا یک غیر الکترولیت است. همه مولکول های هالید هیدروژن حاوی پیوندهای منفرد و بسیار قطبی هستند. هنگام حرکت در گروه از بالا به پایین، قطبیت پیوند کاهش می یابد، زیرا انتهای منفی دوقطبی پیوند هیدروژن-هالوژن هالوژن است و از فلوئور به ید، الکترونگاتیوی به طور قابل توجهی کاهش می یابد. اما استحکام باند تا حد زیادی تحت تأثیر افزایش طول پیوند است، بنابراین قوی‌ترین پیوند در سری مورد بررسی در مولکول HF و ضعیف‌ترین پیوند در مولکول HJ است. تمام هالیدهای هیدروژن در آب بسیار محلول هستند. در این حالت یونیزاسیون و تفکیک اتفاق می افتد. پس از تفکیک، یک کاتیون هیدرونیوم به دست می آید، بنابراین محلول های آبی هالیدهای هیدروژن دارای خواص اسیدی هستند. هیدروکلریک (هیدروکلریک)، هیدروبرومیک و هیدرویدیک اسیدهای قوی هستند. قوی ترین آنها یدید هیدروژن است، نه تنها به دلیل پیوند ضعیف تر در مولکول، بلکه به دلیل پایداری بیشتر یون یدید، که غلظت بار در آن به دلیل کاهش می یابد. اندازه بزرگ. اسید هیدروفلوئوریک به دلیل وجود پیوندهای هیدروژنی نه تنها بین مولکول های هیدروژن فلوراید، بلکه بین هیدروژن فلوراید و مولکول های آب نیز ضعیف است. این پیوندها آنقدر قوی هستند که در محلول های غلیظ تشکیل فلوریدهای اسیدی امکان پذیر است، اگرچه اسید هیدروفلوریک تک باز است: KOH + 2HF = KHF 2. آنیون دی فلوراید اسیدی پیوند هیدروژنی قوی دارد: . اسید هیدروفلوریک نیز با شیشه واکنش می دهد، واکنش کلی به شرح زیر است: SiO 2 + 6HF = H 2 + 2H 2 O. اسیدهای هیدروهالیک تمام خواص اسیدهای غیر اکسید کننده را نشان می دهند. اما چون بسیاری از فلزات تمایل به تشکیل آنیون های کمپلکس اسیدی دارند. به عنوان مثال، 2Cu + 4HI = 2H + H2. هیدروژن فلوراید و کلرید هیدروژن توسط اسید سولفوریک غلیظ اکسید نمی شوند، بنابراین می توان آنها را از هالیدهای خشک به دست آورد، به عنوان مثال ZnCl 2 (s) + H 2 SO 4 (conc) = ZnSO 4 + 2HCl. هیدروژن برومید و یدید هیدروژن تحت این شرایط اکسید می شوند: 2HBr + H 2 SO 4 (conc) = Br 2 + SO 2 + 2H 2 O. 8HI + H 2 SO 4 (conc) = 4I 2 + H 2 S + 4H 2 O. برای جابجایی آنها از ترکیب نمک ها از اسید فسفریک مطلق استفاده می شود که عملاً خاصیت اکسید کننده نشان نمی دهد. اسید نیتریک غلیظ، کلرید هیدروژن را به کلر اکسید می کند، که در صورت آزاد شدن یک عامل اکسید کننده بسیار قوی است. مخلوطی از اسیدهای نیتریک و کلریدریک غلیظ "آکوا رژیا" نامیده می شود و می تواند طلا و پلاتین را حل کند: Au + HNO 3 + 4HCl = H + NO + 2H 2 O. کلرید هیدروژن و اسید هیدروکلریک غلیظ نیز توسط دیگر قوی اکسید می شوند. عوامل اکسید کننده (MnO2، KMnO4، K2Cr2O7). این واکنش ها به عنوان روش های آزمایشگاهی برای تولید کلر مولکولی استفاده می شود. هالیدهای هیدروژن را می توان با هیدرولیز اکثر هالیدهای غیر فلزی نیز تولید کرد. هنگام تهیه HI، مخلوطی از ید و فسفر قرمز مستقیماً در معرض آب قرار می گیرد: 2P + 3I 2 + 6H 2 O = 2H 3 PO 3 + 6HI. لازم به یادآوری است که سنتز مستقیم از مواد ساده فقط برای HF و HCl امکان پذیر است.

2. نمک اسیدهای هیدروهالیک. بیشتر نمک ها محلول هستند. نمک های سرب دو ظرفیتی کمی محلول و نمک های نقره نامحلول هستند. برهمکنش کاتیون نقره و یون های هالید یک واکنش کیفی است: AgF - محلول، AgCl - رسوب کشک سفید، AgBr - رسوب زرد کم رنگ، AgI - رسوب زرد روشن. برخی از هالیدهای فلزی مانند هالیدها (به جز فلوراید) آلومینیوم و جیوه، ترکیبات کووالانسی هستند. کلرید آلومینیوم قادر به تصعید هالیدهای محلول جیوه در آب است. قلع (IV) کلرید مایع است.

3. واکنش کیفیید مولکولی ظاهر یک رنگ آبی با محلول نشاسته است.

4. ترکیبات اکسیژنهالوژن ها. فلوئور دو ترکیب را با اکسیژن تشکیل می دهد: F 2 O - فلوراید اکسیژن - یک گاز زرد روشن با نقطه جوش = -144.8 درجه سانتیگراد. با عبور سریع فلوئور از محلول 2٪ هیدروکسید سدیم به دست می آید. دی اکسیژن دی فلوراید - F 2 O 2 - یک گاز قهوه ای روشن است، در -57 درجه سانتیگراد به مایع قرمز گیلاسی و در -163 درجه سانتیگراد به جامد نارنجی تبدیل می شود. F 2 O 2 از برهم کنش مواد ساده در حین خنک شدن و عمل یک تخلیه برقی درخشنده به دست می آید. بالاتر از نقطه جوش، از قبل ناپایدار است و به عنوان یک عامل اکسید کننده قوی و عامل فلوئور کننده عمل می کند. اکسیدهای سایر هالوژن ها ترکیبات گرماگیر و ناپایدار هستند. در دمای اتاق، برخی از آنها، به عنوان مثال، Cl 2 O 7، تنها به دلیل مهار جنبشی فرآیند تجزیه وجود دارند. اکسید کلر (VII) مایعی بی رنگ با نقطه جوش 83 درجه سانتی گراد است که با حرارت دادن به دمای 120 درجه سانتی گراد به طور انفجاری تجزیه می شود. تنها ترکیب گرمازا از هالوژن و اکسیژن J 2 O 5 است. این یک ماده کریستالی سفید است که در دمای بالاتر از 300 درجه سانتیگراد بدون انفجار به مواد ساده تجزیه می شود. برای تشخیص و تعیین کمیت مونوکسید کربن (II) در هوا استفاده می شود: J 2 O 5 + 5CO = J 2 + 5CO 2.

5. اسیدهای حاوی اکسیژن از هالوژن ها. اسیدهای شناخته شده فرمول کلی NET x، که در آن هالوژن ها حالت های اکسیداسیون مثبت عجیب و غریبی از خود نشان می دهند. برای کلر HClO است – هیپوکلریاسیدی، ضعیف، ناپایدار. طبق معادله: HClO = HCl + O تجزیه می شود و اکسیژن در زمان رهاسازی خاصیت اکسید کننده بسیار قوی از خود نشان می دهد. با واکنش به دست می آید: 2Cl 2 + 2HgO + H 2 O = HgO. HgCl 2 ↓ + 2HClO، نمک نامیده می شود هیپوکلریت ها HClO 2 - کلریداسید نیز ضعیف و ناپایدار است. نمک ها – کلریت ها HClO 3 - هیپوکلریاسید این در حال حاضر یک اسید قوی است، اما فقط در محلول های آبی رقیق پایدار است. توانایی اکسیداسیون تا حدودی کمتر از اسید کلر است. نمک ها – کلرات ها کلراسید – HClO 4 – یکی از قوی ترین اسیدهای معدنی است. محلول های آبی آن در طول ذخیره سازی پایدار و ایمن هستند. اسید پرکلریک به شکل آزاد به عنوان مایعی بی رنگ و بسیار متبحر وجود دارد که در صورت نگهداری یا گرم شدن می تواند منفجر شود. نمک نامیده می شود پرکلرات هابنابراین، با افزایش تعداد اتم های اکسیژن، قدرت اسیدهای کلر حاوی اکسیژن افزایش می یابد و توانایی اکسیداسیون آنها کاهش می یابد. به خصوص در حالت های اکسیداسیون هالوژن +1 و +3. راه حل ها برم شدهاسیدها فقط در دمای 0 درجه سانتیگراد برای مدت کوتاهی پایدار هستند. برومونیکاسید در همه چیز شبیه اسید پرکلریک است . یداسید - بلورهای شفاف بی رنگ با دمای ذوب = 110 درجه سانتیگراد. از اکسیداسیون ید با غلیظ به دست می آید اسید نیتریکپراکسید هیدروژن، ازن، کلر در آب: J 2 + 5H 2 O 2 = 2HJO 3 + 4H 2 O برماسید، بر خلاف اسید پرکلریک، یک عامل اکسید کننده قوی است و در حالت آزاد جدا نمی شود، که با پدیده تناوب ثانویه همراه است، در نتیجه برای برم نامطلوب است که حداکثر حالت اکسیداسیون مثبت را نشان دهد. چندین وجود دارد یداسیدها: HJO 4، H 5 JO 6 (ارتوئیدی)، H 3 JO 5 (متیودیک). پایدارترین آن H5JO6 است. این یک ماده کریستالی بی رنگ با t pl = 122 درجه سانتی گراد است، اسیدی با قدرت متوسط ​​است و مستعد تشکیل نمک های اسیدی است، زیرا تعادل اصلی در محلول آن به شرح زیر است: H 5 JO 6 = H + + H 4 JO 6 - K = 10 -3 H 4 JO 6 - = JO 4 - + 2H 2 O K=29 H 4 JO 6 - = H + + H 3 JO 6 - K=2. 10 -7. بیایید خلاصه کنیم. اسیدهای قویعبارتند از HClO 4، HClO 3، HBrO 4، HBrO 3، HJO 3. HClO، HClO2، HBrO، HBrO4، H5JO6 دارای خواص اکسید کننده قوی هستند.

6. نمک اسیدهای حاوی اکسیژنپایدارتر از اسیدها جالب است که برای فلزات زیر گروه پتاسیم، پرکلرات ها و پریودات ها نامحلول هستند و برای روبیدیم کلرات ها، برومات ها و پربرومات ها نیز وجود دارد، اگرچه معمولاً تمام نمک های فلزات قلیایی محلول هستند. اکثر نمک ها با حرارت دادن تجزیه می شوند: KClO 4 = KCl + 2O 2. کلرات پتاسیم که "نمک برتوله" نیز نامیده می شود، هنگام گرم شدن نامتناسب می شود: 4KClO 3 = KCl + 3KClO 4 هیپوکلریت نیز رفتار می کند: 3KClO = 2KCl + KClO 3 اگر نمک حاوی ناخالصی ها باشد، به ویژه اکسیدهای فلزی ممکن است تجزیه شود. : 2KClO 3 = 2KCl + 3O 2. وقتی از دی اکسید منگنز به عنوان کاتالیزور استفاده می شود، این مسیر به مسیر اصلی تبدیل می شود.

7. واکنش های ردوکس آنیون های اکسو هالوژنات.نمک ها به طور کامل در محلول تجزیه می شوند. این باعث تولید آنیون های اکسو هالوژنات - EO x - می شود که در حضور بار منفی، عوامل اکسید کننده ضعیف تری نسبت به مولکول های اسید هستند. به عنوان مثال، اسید هیپوکلرو می تواند نمک خود را اکسید کند: 2HClO + NaClO = NaClO 3 + 2HCl. در محلول، نمک ها فقط در یک محیط اسیدی خاصیت اکسید کننده قابل توجهی از خود نشان می دهند. شایان ذکر است واکنش های ترکیبی: KClO 3 + 6HCl = 3Cl 2 + KCl + 3H 2 O KJO 3 + 5KJ + H 2 SO 4 = 3J 2 ↓ + 3K 2 SO 4 + 3H 2 O. وقتی گرم می شوند، این نمک ها تبدیل می شوند. عوامل اکسید کننده قوی کل صنایع کبریت و پیروتکنیک بر اساس واکنش ها است نمک برتولهبه عنوان مثال: 2KClO 3 + 3S = 2KCl + 3SO 2 5KClO 3 + 6P = 5KCl + 3P 2 O 5 KClO 3 + 2Al = Al 2 O 3 + KCl. تعادل های پیچیده منجر به این واقعیت می شود که اسیدهای حاوی اکسیژن هالوژن ها و نمک های آنها که به عنوان عوامل اکسید کننده عمل می کنند، اغلب به هال -1 کاهش می یابد.

8. روش های تولید هالوژنفلوئور از الکترولیز هیدروفلورید پتاسیم مذاب (KHF 2) به دست می آید. در صنعت، کلر از الکترولیز محلول کلرید سدیم یا اسید کلریدریک، طبق روش Deacon: 4HCl + O 2 = 2H 2 O + 2Cl 2 (هنگام گرم شدن و استفاده از CuCl 2 به عنوان کاتالیزور)، با واکنش سفید کننده به دست می آید. آهک با اسید هیدروکلریک در آزمایشگاه: با واکنش اسید هیدروکلریک غلیظ با KMnO 4، K 2 Cr 2 O 7 یا MnO 2 هنگام گرم شدن. برم با جایگزینی آن با کلر از ترکیب پتاسیم یا برومید سدیم و همچنین با اکسید کردن برومیدها با اسید سولفوریک غلیظ به دست می آید. همه این واکنش ها قبلاً مورد بحث قرار گرفته است. ید همچنین می تواند توسط کلر یا برم از ترکیب یدید جابجا شود. آنیون یدید را می توان با دی اکسید منگنز در محیط اسیدی اکسید کرد. از آنجایی که آنیون یدید به راحتی اکسید می شود، طیف گسترده ای از واکنش ها در اینجا امکان پذیر است.

مس.

عنصر با شماره ترتیبی 29، نسبی جرم اتمی 63.545. متعلق به خانواده عناصر d است. در جدول تناوبی در دوره IV، گروه I، زیر گروه ثانویه قرار دارد. ساختار لایه الکترونیکی بیرونی: 3d 10 4s 1. در حالت پایه، زیرسطح d پر می شود، اما به اندازه کافی پایدار نیست، بنابراین، علاوه بر حالت اکسیداسیون +1، که می توان آن را از ساختار الکترونیکیاتم، مس حالت های اکسیداسیون +2، حتی +3 و به ندرت +4 را نشان می دهد. شعاع اتم مس بسیار کوچک است - 0.128 نانومتر. حتی از شعاع یک اتم لیتیوم کوچکتر است - 0.155 نانومتر. تنها الکترون 4 ثانیه ای آن، زمانی که به هسته نزدیکتر می شود، از پوسته تکمیل شده 3d 10 به زیر صفحه می افتد که باعث افزایش جاذبه آن به سمت هسته و در عین حال پتانسیل یونیزاسیون می شود. بنابراین مس یک فلز غیرفعال است و بعد از هیدروژن در سری ولتاژ قرار می گیرد.

خواص فیزیکی مس یک فلز قرمز نرم، انعطاف پذیر، چسبناک است و به راحتی به سیم کشیده می شود. رسانایی حرارتی و الکتریکی بالایی دارد که پس از طلا و نقره در رتبه دوم قرار دارد.

خواص شیمیایی ماده ساده. در هوای خشک، مس کاملاً بی اثر است، زیرا با یک لایه نازک از مخلوط CuO و Cu 2 O پوشیده شده است که به سطح رنگ تیره می دهد و از تعامل بیشتر با اکسیژن هوا جلوگیری می کند. در صورت وجود مقادیر قابل توجهی رطوبت و دی اکسید کربن، خوردگی رخ می دهد که محصول آن هیدروکسی مس (II) کربنات سبز رنگ است: 2Cu + H 2 O + CO 2 + O 2 = (CuO) 2 CO 3.

در گذشته 200 سال بشریتخواص مواد را بهتر از کل تاریخ توسعه شیمی مطالعه کرد. طبیعتاً تعداد مواد نیز به سرعت در حال افزایش است.

در زندگی روزمرهما با مواد زیادی مواجه می شویم. از جمله آنها می توان به آب، آهن، آلومینیوم، پلاستیک، سودا، نمک و بسیاری دیگر اشاره کرد.

موادی که در طبیعت وجود دارند، مانند اکسیژن و نیتروژن موجود در هوا، مواد محلول در آب و منشاء طبیعی، مواد طبیعی نامیده می شوند.

آلومینیوم، روی، استون، آهک، صابون، آسپرین، پلی اتیلن و بسیاری از مواد دیگر در طبیعت وجود ندارند. آنها در آزمایشگاه به دست می آیند و توسط صنعت تولید می شوند. مواد مصنوعی در طبیعت یافت نمی شوند، آنها از مواد طبیعی ایجاد می شوند. برخی از موادی که در طبیعت وجود دارند را می توان در آزمایشگاه شیمیایی نیز به دست آورد.دانشمندان یاد گرفته اند که گرافیت را به الماس تبدیل کنند. بنابراین، در کنار مواد با منشاء طبیعی، انواع بسیار زیادی از مواد مصنوعی ایجاد شده است که در طبیعت یافت نمی شوند.

موادی که در طبیعت یافت نمی شوند در شرکت های مختلف تولید می شوند: کارخانه ها، کارخانه ها، کمباین ها و غیره

در شرایط فرسودگی منابع طبیعیسیاره ما، شیمیدانان اکنون با یک وظیفه مهم روبرو هستند: توسعه و اجرای روش هایی که توسط آنها به طور مصنوعی، در آزمایشگاه یا تولید صنعتی، موادی را بدست آورید که مشابه مواد طبیعی هستند. به عنوان مثال، ذخایر سوخت های فسیلی در طبیعت رو به اتمام است.

ممکن است زمانی برسد که نفت و گاز طبیعی تمام شود. در حال حاضر، انواع جدیدی از سوخت در حال توسعه هستند که به همان اندازه کارآمد هستند، اما آلودگی ندارند. محیط زیست. امروزه بشریت آموخته است که به طور مصنوعی انواع سنگ های قیمتی مانند الماس، زمرد و بریل را بدست آورد.

حالت ماده

مواد می توانند در چندین حالت تجمع وجود داشته باشند که سه مورد از آنها برای شما شناخته شده است: جامد، مایع، گاز. به عنوان مثال، آب در طبیعت در هر سه حالت تجمع وجود دارد: جامد (به شکل یخ و برف)، مایع ( آب مایع) و گازی (بخار آب).مواد شناخته شده ای وجود دارد که در شرایط عادی در هر سه حالت تجمع نمی توانند وجود داشته باشند. به عنوان مثال، چنین ماده ای دی اکسید کربن است. در دمای اتاق یک گاز بی بو و بی رنگ است. در دمای -79 درجه سانتیگراداین ماده "یخ می زند" و به حالت جامد تجمع تبدیل می شود. نام روزمره (بی اهمیت) چنین ماده ای "یخ خشک" است. این نام به این ماده داده شده است زیرا "یخ خشک" بدون ذوب شدن به دی اکسید کربن تبدیل می شود ، یعنی بدون انتقال به حالت مایع تجمع ، که مثلاً در آب وجود دارد.

بنابراین، می توان یک نتیجه مهم گرفت.یک ماده، هنگام انتقال از یک حالت تجمع به حالت دیگر، به مواد دیگر تبدیل نمی شود. فرآیند یک تغییر معین، دگرگونی، پدیده نامیده می شود.

پدیده های فیزیکی خواص فیزیکی مواد.

به پدیده هایی که در آنها مواد حالت تجمع خود را تغییر می دهند، اما به مواد دیگر تبدیل نمی شوند، فیزیکی می گویند. هر ماده فردی دارد خواص خاص. خواص مواد ممکن است متفاوت یا مشابه یکدیگر باشد. هر ماده با استفاده از مجموعه ای از خواص فیزیکی و شیمیایی توصیف می شود. بیایید آب را به عنوان مثال در نظر بگیریم. آب در دمای 0 درجه سانتی گراد یخ می زند و به یخ تبدیل می شود و در دمای 100+ درجه سانتی گراد می جوشد و به بخار تبدیل می شود.

این پدیده ها فیزیکی در نظر گرفته می شوند، زیرا آب به مواد دیگر تبدیل نشده است، تنها تغییر در حالت تجمع رخ می دهد. این نقاط انجماد و جوش خواص فیزیکی مخصوص آب هستند.

خواص موادی که با اندازه گیری ها یا به صورت بصری در صورت عدم تبدیل برخی از مواد به مواد دیگر مشخص می شوند، فیزیکی نامیده می شوند.تبخیر الکل، مانند تبخیر آب

- پدیده های فیزیکی، مواد در این حالت حالت تجمع خود را تغییر می دهند. پس از آزمایش، می توانید مطمئن باشید که الکل سریعتر از آب تبخیر می شود - اینها خواص فیزیکی این مواد هستند. خواص فیزیکی اصلی مواد شامل موارد زیر است: حالت تجمع، رنگ، بو، حلالیت در آب، چگالی، نقطه جوش، نقطه ذوب، هدایت حرارتی، هدایت الکتریکی.خواص فیزیکی مانند رنگ، بو، طعم، شکل کریستال را می توان با استفاده از حواس به صورت بصری تعیین کرد و چگالی، هدایت الکتریکی، نقطه ذوب و جوش را با اندازه گیری تعیین می کند. اطلاعات در مورد

خواص فیزیکیاطلاعات در مورد بسیاری از مواد در ادبیات تخصصی، به عنوان مثال، در کتاب های مرجع جمع آوری شده است. خواص فیزیکی یک ماده به حالت تجمع آن بستگی دارد. به عنوان مثال، چگالی یخ، آب و بخار آب متفاوت است. اکسیژن گازی بی رنگ است، اما اکسیژن مایع آبی است.آگاهی از خواص فیزیکی به "شناخت" بسیاری از مواد کمک می کند. به عنوان مثال، مس- تنها فلزی که به رنگ قرمز است. فقط نمک سفره مزه شور دارد. ید - یک جامد تقریباً سیاه رنگ که با حرارت دادن به بخار بنفش تبدیل می شود.

• در بیشتر موارد، برای شناسایی یک ماده، باید چندین ویژگی آن را در نظر بگیرید.
• به عنوان مثال، اجازه دهید خواص فیزیکی آب را مشخص کنیم:
• رنگ - بی رنگ (در حجم کم)
• بو - بدون بو
• حالت تجمع - مایع در شرایط عادی
• چگالی - 1 گرم در میلی لیتر،
• نقطه جوش - 100 درجه سانتیگراد
• نقطه ذوب - 0 درجه سانتیگراد

هدایت حرارتی - کم

هدایت الکتریکی - آب خالص جریان الکتریکی را هدایت نمی کند مواد کریستالی و بی شکلتوصیف ساختار یک ماده مرسوم است. اگر نمونه ای از نمک خوراکی را زیر ذره بین بررسی کنید، متوجه خواهید شد که نمک از کریستال های بسیار ریز تشکیل شده است. در رسوبات نمک نیز می توانید کریستال های بسیار بزرگی پیدا کنید. بلورها جامداتی به شکل چندوجهی منظم هستند.کریستال ها می توانند اشکال و اندازه های مختلفی داشته باشند. بلورهای برخی از مواد مانند نمک خوراکی نمک – شکننده و آسان برای شکستن. کریستال هایی وجود دارند که بسیار سخت هستند. به عنوان مثال، الماس یکی از سخت ترین مواد معدنی محسوب می شود. اگر بلورهای نمک خوراکی را زیر میکروسکوپ بررسی کنید، متوجه خواهید شد که همه آنها ساختار مشابهی دارند. به عنوان مثال، اگر ذرات شیشه را در نظر بگیریم، همه آنها ساختار متفاوتی خواهند داشت - به چنین موادی آمورف می گویند. مواد آمورف شامل شیشه، نشاسته، کهربا و موم زنبور عسل است.

مواد آمورف موادی هستند که ساختار کریستالی ندارند

پدیده های شیمیایی واکنش شیمیایی. اگر درپدیده های فیزیکی مواد، به عنوان یک قاعده، فقط حالت تجمع خود را تغییر می دهند، سپس در طی پدیده های شیمیایی تبدیل برخی از مواد به مواد دیگر رخ می دهد. در اینجا چند مورد است: مثال های ساده سوزاندن کبریت با زغال شدن چوب و آزاد شدن مواد گازی همراه است، یعنی تبدیل غیرقابل برگشت چوب به مواد دیگر رخ می دهد.مثال دیگر: با گذشت زمان، مجسمه های برنزی با یک پوشش سبز پوشیده می شوند. واقعیت این است که برنز حاوی مس است. این فلز به آرامی با اکسیژن واکنش می دهد،دی اکسید کربن و رطوبت هوا در نتیجه مواد سبز رنگ جدیدی روی سطح مجسمه ایجاد می شودپدیده های شیمیایی - پدیده های تبدیل یک ماده به ماده دیگر فرآیند برهمکنش مواد با تشکیل مواد جدید واکنش شیمیایی نامیده می شود. واکنش های شیمیایی در اطراف ما اتفاق می افتد. واکنش های شیمیایی نیز در درون ما رخ می دهد. در بدن ما، دگرگونی های بسیاری از مواد به طور مداوم با یکدیگر واکنش می دهند و محصولات واکنش را تشکیل می دهند. بنابراین، درواکنش شیمیایی

• همیشه مواد واکنش دهنده و موادی هستند که در نتیجه واکنش تشکیل می شوند.واکنش شیمیایی
• - فرآیند برهمکنش مواد که در نتیجه آن مواد جدید با خواص جدید تشکیل می شودمعرف ها
• - موادی که وارد یک واکنش شیمیایی می شوندمحصولات

- موادی که در نتیجه یک واکنش شیمیایی ایجاد می شوند یک واکنش شیمیایی به صورت کلی با یک نمودار واکنش نشان داده می شود

• معرفها -> محصولات- مواد اولیه گرفته شده برای انجام واکنش؛
• محصولات- مواد جدیدی که در نتیجه یک واکنش تشکیل می شوند.

هر پدیده شیمیایی (واکنش) با علائم خاصی همراه است که به کمک آنها می توان پدیده های شیمیایی را از فیزیکی تشخیص داد. چنین علائمی شامل تغییر رنگ مواد، انتشار گاز، تشکیل رسوب، انتشار گرما و انتشار نور است.

بسیاری از واکنش های شیمیایی با آزاد شدن انرژی به صورت گرما و نور همراه است. به عنوان یک قاعده، چنین پدیده هایی با واکنش های احتراق همراه هستند. در واکنش های احتراق در هوا، مواد با اکسیژن موجود در هوا واکنش می دهند. برای مثال، فلز منیزیم شعله ور می شود و در هوا با شعله ای درخشان و کورکننده می سوزد. به همین دلیل است که از فلاش منیزیم برای ایجاد عکس در نیمه اول قرن بیستم استفاده شد. در برخی موارد ممکن است انرژی به صورت نور آزاد شود، اما بدون انتشار گرما.یکی از انواع پلانکتون های اقیانوس آرام قادر به ساطع نور آبی روشن است که به وضوح در تاریکی قابل مشاهده است. آزاد شدن انرژی به شکل نور نتیجه یک واکنش شیمیایی است که در موجودات این نوع پلانکتون ها رخ می دهد.

خلاصه مقاله:

• دو گروه بزرگ از مواد وجود دارد: مواد با منشاء طبیعی و مصنوعی.
• در شرایط عادی، مواد می توانند در سه حالت تجمع وجود داشته باشند
• خواص موادی که با اندازه گیری ها یا به صورت بصری در صورت عدم تبدیل برخی از مواد به مواد دیگر مشخص می شوند، فیزیکی نامیده می شوند.
• بلورها جامداتی به شکل چندوجهی منظم هستند.
• مواد آمورف موادی هستند که ساختار کریستالی ندارند
• پدیده های شیمیایی - پدیده های تبدیل یک ماده به ماده دیگر
• معرف ها موادی هستند که وارد یک واکنش شیمیایی می شوند.
• محصولات موادی هستند که در نتیجه یک واکنش شیمیایی تشکیل می شوند
• واکنش های شیمیایی می تواند با انتشار گاز، رسوب، گرما، نور همراه باشد. تغییر رنگ مواد
• احتراق یک فرآیند پیچیده فیزیکی و شیمیایی برای تبدیل مواد اولیه به محصولات احتراق در طی یک واکنش شیمیایی است که با انتشار شدید گرما و نور (شعله) همراه است.