Предмет хімії. Речовини в хімії.


ХІМІЯ – наука про речовини, їх властивості, перетворення речовин та явища, які супроводжують хімічні перетворення.

Предмет хімії – хімічні елементи та їх сполуки, закономірності, яким підкоряються хімічні реакції. Хімія вивчає хімічну форму руху матерії.

Хімічні реакції – це процеси утворення з простих за складом речовин більш складних, перехід одних складних речовин в інші і розкладання складних речовин на більш прості за складом речовини.

Сучасна хімія ділиться на ряд наукових дисциплін. За ознакою досліджуваних об’єктів (речовин) хімію прийнято поділяти на неорганічну і органічну. Поясненням суті хімічних явищ і встановленням їх загальних закономірностей на основі фізичних принципів і експериментальних даних займається фізична хімія, яка в свою чергу включає такі самостійні розділи: квантова хімія, електрохімія, хімічна термодинаміка, хімічна кінетика, колоїдна хімія. В окремий самостійний розділ виділяється аналітична хімія. Технологічні основи сучасних виробництв викладає хімічна технологія – наука про економічні методи та засоби хімічної переробки одних речовин в інші, які володіють необхідними людині властивостями. Поєднання хімії з іншими суміжними природничими науками переставляють собою біохімія, біоорганічна хімія, геохімія, радіаційна хімія, фотохімія та ін.

Речовини – це різні види рухомої матерії, що володіють масою спокою.

Однорідна речовина характеризується щільністю. Щільність – це відношення маси речовини до її об’єму:

ρ = m / V

 

де ρ, m, V – відповідно щільність маса і об’єм речовини.
Кожна речовина характеризується набором специфічних властивостей – об’єктивних характеристик, які визначають індивідуальність конкретної речовини і тим самим дозволяють відрізнити його від всіх інших речовин. До найбільш характерних фізико-хімічних властивостей відносяться константи – щільність, температура плавлення, температура кипіння, термодинамічні характеристики, параметри кристалічної структури. До основних характеристик речовини належать його хімічні властивості.
Всі хімічні речовини можуть існувати в трьох агрегатних станах – твердому, рідкому і газоподібному. Тверда (Т), рідка (Р) і газоподібна (Г) форми не є індивідуальними характеристиками речовин, а відповідають лише різним, залежним від зовнішніх фізичних умов станам існування хімічних речовин.
При переході від ідеальних моделей твердого, рідкого і газоподібного станів до реальних станів речовини виявляється кілька проміжних типів, загальновідомими з яких є аморфний (склоподібний) стан, стан рідкого кристала і високоеластичний (полімерний) стан. У зв’язку з цим часто користуються розширеним поняттям – фаза.
У фізиці розглядають четвертий агрегатний стан речовини – плазма. Це частково або повністю іонізований стан, в якому щільність позитивних і негативних зарядів однакова (плазма електронейтральна). У стані плазми знаходиться переважна частина Всесвіту.
Кристал – тверда речовина, що має природну зовнішню форму правильних симетричних багатогранників, засновану на його внутрішній структурі, тобто на одному з декількох певних регулярних розташувань утворюючих речовину частинок (атомів, молекул, іонів). Кристалічна структура є індивідуальною для кожної речовини, і відноситься до основних фізико-хімічних властивостей речовини. Якщо кристалічні решітки стереометрично (просторово) однакові або подібні (мають однакову симетрію), то геометрична відмінність між ними полягає в різних відстанях між частинками, які займають вузли решітки. Самі відстані між частинками називаються параметрами решітки. Параметри решітки, а також кути геометричних багатогранників визначаються фізичними методами структурного аналізу, наприклад методами рентгенівського структурного аналізу.
Часто тверді речовини утворюють (залежно від умов) більш однієї форми кристалічної решітки; такі форми називаються поліморфними або алотропічними модифікаціями.
Приклади. Серед простих речовин відомі ромбічна і моноклінна сірка, графіт і алмаз, які є гексагональною і кубічною модифікаціями карбону, серед складних речовин – кварц, тридиміт і кристобаліт являють собою різні модифікації SiO2.


Comments are closed.