Какое значение имеет в химии классификация веществ кратко

Обновлено: 02.07.2024

Классификация веществ позволяет при ознакомлении с простейшими представителями каждого класса соединений получить общее представление о соединениях всех классов.

Классификация веществ в химии имеет огромное значение, благодаря ей мы можем разделять вещества на кислоты, щелочи, основания и т. д. В свою очередь эти категории мы ещё можем разделять на подклассы. То есть благодаря существованию классификации мы можем "разложить по полочкам" все вещества и не путаться в них.

Классификация является важнейшим методом систематизации. Смысл классификации прост. Все многообразие объектов, требующих осмысления или какой-либо обработки, организуется в виде упорядоченной системы. Классификация позволяет выделить из всего многообразия объектов группы с интересующими исследователя свойствами и сосредоточиться на их изучении. Классификация объектов проводится с целью установления наследственных связей между объектами. Свойство наследования позволяет изучать характеристики всех объектов класса, не привязываясь к конкретному экземпляру. Классификация позволяет систематизировать знания об объектах любой природы и назначения.

Самая простая классификация заключается в том, что все известные вещества делят на неорганические и органические.

Неорганические вещества по составу делят на простые и сложные. Сложные неорганические вещества по составу и свойствам распределяют по следующим важнейшим классам: оксиды, основания, кислоты, амфотерные гидроксиды, соли. Оксиды, в свою очередь, классифицируют на солеобразующие и несолеобразующие. Солеобразующие делятся на основные, амфотерные, кислотные, которым соответствуют основания, амфотерные гидроксиды и кислоты соответственно. Основания делятся на растворимые (щелочи) и нерастворимые и т.д.

В зависимости от строения углеродной цепи органические соединения разделяют на соединения с открытой цепью ациклические и циклические - с замкнутой цепью атомов. Циклические делятся на две группы: карбоциклические соединения и гетероциклические. Карбоциклические соединения, в свою очередь, включают два ряда соединений: алициклические и ароматические. Как ациклические, так и циклические углеводороды могут содержать кратные (двойные или тройные) связи. Такие углеводороды называют непредельными (ненасыщенными), в отличие от предельных (насыщенных), содержащих только одинарные связи.

Вещество в химии - любая совокупность атомов и молекул. Вещества в химии подразделяются на простые и сложные.

Простые и сложные вещества

Простые вещества состоят из атомов одного химического элемента, то есть их образуют два и более одинаковых атома: H₂, N₂, O₂, O₃(озон), Mn, Fe.

Сложные вещества состоят из атомов двух и более видов: KMnO₄, H₂SO₄, HCl.

Предмет химии (греч. chymos - сок)

У любой науки есть предмет изучения и методами, с помощью которых изучается предмет. Химия - наука о веществах, их превращениях и явлениях, которые сопровождают эти превращения.

Хочу заметить важную деталь: необходимо четко разделять химические и физические реакции. При химических реакциях происходят изменения в составе молекул: одни атомы сменяются другими, молекулы рвутся на части и собираются снова в обновленном виде.

При физических реакциях молекулы неизменны, связи атомов внутри них не подвергается изменениям.

Выделение газа
Появление запаха
Изменение окраски раствора или реагирующих веществ
Выпадение осадка
Образование воды
Выделение тепла
Поглощение тепла

Аллотропия

Аллотропия (греч. allos - иной + tropos образ) - свойство некоторых химических элементов принимать различные физические формы, существовать в виде двух и более простых веществ.

Такие уникальные способности имеются у углерода. Его известнейшие аллотропные модификации: алмаз, графит и фуллерен. В разделе химических связей мы вернемся к ним, однако будет хорошо, если вы уже сейчас запомните: алмаз и графит имеют атомное строение, фуллерен - молекулярное.

Обратите внимание: вы можете догадаться о строении веществ по их формуле. У фуллерена молекулу составляют 60 атомов углерода. Мы изучали, что молекула - это как минимум два атома, соединенных вместе. Таким образом, уже по формуле, очевидно, что строение фуллерена молекулярное.

Среди аллотропных модификаций фосфора выделяют: белый, красный и черный фосфор. Белый (P₄) фосфор имеет молекулярное строение, а красный и черный (P_∞) - атомное.

Аллотропные модификации серы включают ромбическую, моноклинную, и пластическую серу. Ромбическая (S₈) и моноклинная сера (S₈) имеют молекулярное строение. Пластическая сера (S_∞) представляет собой длинные цепочки атомов, тем не менее также характеризуется молекулярным строением.

Надо заметить, что с течением времени, пластическая и моноклинная модификации серы, неустойчивые, превращаются в ромбическую, наиболее устойчивую.

Из аллотропных модификаций кислорода наиболее известен озон (греч. ozo - иметь сильный запах). Озон - неустойчивая модификация кислорода, образуется в озоновом слое под действием ультрафиолетового излучения. Имеет молекулярное строение и формулу - O₃.

Озон - ядовитый газ. Применяется как окислитель при отбеливании, при очистке воды и кондиционировании воздуха. В медицине существует целое направление, посвященное лечению с применение озона - озонотерапия.

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Среднее относительное содержание какого-либо химического элемента в природе называют его распространенностью (кларком) и выражают в массовых или атомных долях, а также в процентах. Химический состав и закономерности распространения и распределения элементов на Земле изучает геохимия.

Рис. 1 Распространение химических элементов в земной коре.

Простые вещества

Простое вещество – сочетание атомов одного и того же элемента. В зависимости от типа химической связи между атомами элементов среди простых веществ различают металлы (металлическая связь) и неметаллы (ковалентная связь).

Один и тот же элемент способен образовывать несколько простых веществ – аллотропных модификаций. Явление аллотропии может быть обусловлено разным составом молекул данного элемента, либо способом размещения молекул или атомов в кристаллах.

Так, атомы фосфора (валентные электроны 3s 2 3p 3 ), имеющие три неспаренных электрона, могут объединяться в полимерные слои Р₂ (рис. 2 I) с пирамидальным распределением связей или образовывать четырехатомные молекулы Р₄ тетраэдрической формы (рис. 2 II)

Рис. 2. Аллотропные модификации фосфора: I – Р₂; II – P₄.

В соответствии с характером изменения структуры и типа химической связи изменяются свойства простых веществ (плотность, температура плавления и кипения, электропроводность и т.д.). Так, аргон, хлор и сера в твердом состоянии – диэлектрики, кремний – полупроводник, а алюминий, магний и натрий – проводники.

Химические свойства, а также способы получения простых веществ (металлов и неметаллов) будут рассмотрены позднее.

Двухэлементные (бинарные) соединения

В зависимости от типа химической связи бинарные соединения – ионные, ковалентные, металлические и со смешанным типом химической связи. В соответствии с закономерным развитием электронных структур атомов характер химической связи однотипных соединений в периодах и группах Периодической системы закономерно изменяется.

Рассмотрим это явление на примере бинарных соединений элементов второго периода (рис. 3). Так, при переходе от I к VIII группе в периоде полярность химической связи уменьшается.

Рис. 3 Бинарные соединения элементов второго периода

Так, в ряду фторидов тип химической связи изменяется от ионного (LiF) с последующим уменьшением полярности до ковалентного неполярного (F₂).

В соответствии с изменением химической природы элемента закономерно изменяются и химические свойства соединений (кислотно-основная активность). Так, в случае оксидов в ряду от Li₂O до N₂O₅ ослабевают основные свойства и усиливаются кислотные: Li₂O – сильно основный оксид, BeO – амфотерный, а B₂O₃, CO₂ и N₂O₅ – кислотные.

Трехэлементные соединения

При взаимодействии резко различных по химической природе бинарных соединений образуются новые химические соединения, среди которых наиболее распространены трехэлементные соединения:

Трехэлементные соединения могут быть ионными, ионно-ковалентными и ковалентными в зависимости от типа химической связи между внутренней и внешней сферами.

Помимо комплексных соединений среди трехэлементных соединений различают смешанные соединения, твердые растворы и эвтектики.

Смешанные соединения получают при взаимодействии соединений элементов в равной степени склонных к образованию комплексов:

CuS + FeS = CuFeS₂

Твердые растворы получаются если взаимодействуют электроположительные элементы, способные образовывать близкие по строению и размеру структурные единицы:

Механическая смесь кристаллов (эвтектика) получается, когда между собой не взаимодействуют соединения элементов, близких по химическим свойствам, но различающихся по строению и размеру атомов или ионов:

Химия изучает превращения химических веществ, которых на сегодняшний день известно более 20 миллионов. Поэтому важна классификация химических соединений, т. е. объединение их в группы или классы, обладающие сходными свойствами. Данный урок поможет изучить современную классификацию неорганических веществ и познакомит с правилами составления их названий по химическим формулам.

Читайте также: