Хімічні сполуки – це… Характеристика, приклади і властивості

Більшість людей не замислюється про склад оточуючих їх предметів, речовин, матерії. Атоми, молекули, електрони, протони – ці поняття здаються не тільки зрозумілими, але й далекими від дійсності. Однак така думка помилкова. Практично все, що нас оточує, складається з хімічних зв’язків. Хімічні сполуки – це досить складні форми речовин. В оточуючому нас світі безліч таких зв’язків. Однак і сполуки, що складаються тільки з одного хімічного елемента, можуть ставитися до них, наприклад, кисень або хлор. Тому варто детальніше розібрати питання: “Хімічні сполуки – це що?”

Складний “хімічний” світ

Мало хто замислюється про те, що навколишній світ складається з складних структур, макромолекул і крихітних частинок. Дивно, наскільки різнорідні навіть розміри атомів різних елементів. Відмінності у величинах атомних мас теж вражають – берилій зі своїми 9 а. е. м. – “легкий” у порівнянні з “важковаговиком” астатом: його атомна вага становить 210 а. е. м. (а. е. м. – атомні одиниці маси – одиниця виміру маси атомів, молекул, ядер, яка дорівнює 1/12 маси атома вуглецю, що знаходиться в основному стані).

Різноманіття елементів обумовлює і наявність безлічі хімічних сполук (це, простими словами, комбінація сполучених між собою атомів різних і, в деяких випадках, однакових частин). Більшість предметів, речовин являють собою саме такого роду з’єднання. Необхідний для життя кисень, кухонна сіль, ацетон… Можна ще дуже довго перераховувати приклади і всім відомі і зрозумілі тільки вузьким фахівцям. Що ж таке ці хімічні сполуки?

Визначення, на відміну від сумішей

Хімічні сполуки – це складні речовини, які складаються із сполучених між собою атомів різних хімічних елементів, однак існують винятки: до хімічних сполук відносяться і прості речовини (тобто складаються з атомів одного елемента), якщо атоми цих речовин з’єднані ковалентним зв’язком (вона утворена загальними для обох атомів електронами). До таких речовин належать азот, кисень, більшість галогенів (у таблиці Менделєєва елементи сьомої групи головної підгрупи; фтор, хлор, бром, йод, імовірно, і астат).

Часто плутають між собою поняття “хімічна сполука” і “суміш простих речовин”. Суміш речовин – це, як можна зробити висновок з назви, не самостійне речовина, а система двох і більше компонентів. Сам склад цих двох одиниць хімічних речовин є основною відмінністю між ними. Як вже говорилося, з’єднання хімічних елементів і суміш простих (або складних) речовин – це не одне і те ж. Властивості, способи одержання, методи розділення на компоненти також є відмінними критеріями сумішей і з’єднань. Важливо відзначити, що ні отримати, ні поділити хімічні сполуки можна без проведення хімічних реакцій, а суміші – можна.

З’єднання речовин або елементів?

Дуже багато людей також плутають між собою словосполучення “з’єднання хімічних речовин” і “з’єднання елементів”. З незрозумілих причин, але, швидше за все, в силу своєї некомпетентності, більшість з них не бачить різниці між першим і другим науковими поняттями. Варто дізнатися і розуміти, що не існує такої термінології, як “з’єднання хімічних речовин”. Не варто повторювати за іншими помилки етимології тих чи інших не тільки виразів, але і слів.

Як визначити властивості сполук

Найчастіше властивості хімічних сполук разюче відрізняються від властивостей елементів, з яких вони складаються. Наприклад, молекула етилового спирту складається з двох атомів вуглецю, шести атомів водню і одного атома кисню, однак його властивості разюче відрізняються від властивостей всіх елементів свого складу. У зв’язку з тим, що існують різні класи сполук, то і властивості у кожного з них свої. Більшість реакцій, безумовно, є характерними для багатьох сполук, однак механізми їх прояву різні.

На які класи поділяються хімічні сполуки

В залежності від своєї природи, існують такі класи хімічних сполук, як органічні і неорганічні. Варто сказати, що органічними називають речовини (сполуки), у складі яких присутній вуглець (винятки складають деякі сполуки, що містять вуглець, але відносяться до неорганічних, вони наводяться нижче). Основними групами органічних сполук є вуглеводні, спирти, альдегіди, кетони, ефіри, карбонові кислоти, аміди і аміни. Неорганічні речовини (сполуки) у своєму складі не містять атомів вуглецю, однак серед них можна виділити карбіди, ціаніди, карбонати і оксиди вуглецю, так як вони, нарівні з органічними сполуками, які у своєму складі містять його атоми. І ті, і інші сполуки мають свої особливості, свої властивості, причому різні групи з’єднань одного класу можуть мати різні характеристики.

Неорганічні сполуки: основні властивості

Всі неорганічні сполуки можна розбити на кілька груп. У кожного з даних видів з’єднань є загальні властивості, часто не співпадаючі з іншими групами цього ж класу. Отже, відповідь на питання, які хімічні сполуки відносяться до неорганічними, які групи утворюють і якими властивостями володіють, можна представити наступним чином:

Перша група – прості неорганічні сполуки неметалевої природи. Дану категорію сполук об’єднують такі властивості, як можливість перебувати в газоподібному стані. Тверді сполуки неметалічного характеру мають немолекулярным будовою, у зв’язку з чим здатні до утворення кристалів.

Друга група – складні неорганічні сполуки. Їх можна розділити на чотири підгрупи.

Складні неорганічні сполуки, їх властивості

Як було сказано раніше, другу групу неорганічних сполук можна розділити на чотири підгрупи:

• Оксиди. Для цієї підгрупи неорганічних сполук характерні реакції взаємодії з водою, кислотами і кислотними оксидами (у них є відповідна кислородсодержащая кислота).
• Кислоти. Ці сполуки взаємодіють з водою, лугами, основними оксидами (у них є відповідна основа).
• Амфотерні сполуки – сполуки, які можуть вести себе і як кислоти, і як підстави (володіють і тими, і тими властивостями). Такі сполуки реагують і з кислотними оксидами, і з основами.
• Гідроксиди. Ці речовини необмежено розчиняються у воді, змінюють забарвлення при впливі на них лугами.

Сполуки органічної природи

Більшість предметів, з якими людина щодня стикається, виготовлені з органічних сполук. Органічні хімічні сполуки являють собою великий клас зв’язків, склади і властивості груп, при взаємодії яких вони відрізняються дивовижною різноманітністю. Варто докладніше розглянути групи цих сполук.

Групи органічних з’єднань та деякі їх властивості

Вуглеводні. Вони являють собою з’єднання тільки атомів водню і вуглецю. Можна виділити граничні і неграничні, лінійні (ациклічні) і карбоциклические, ароматичні і не ароматичні; алкани, алкени, алкины, дієни, нафтени. Для всіх перерахованих вуглеводнів є загальною властивістю їх не змішуваність з водою. Для граничних типові реакції заміщення, а для неграничних – приєднання.

Спирти – сполуки, що містять у своєму складі гідроксильну (-ВІН) групу (звичайно, органічні сполуки). Вони мають властивості слабких кислот, для них характерні реакції нуклеофільного заміщення та реакції окислення, а також спирти самі можуть виступати в якості нуклеофила.

Прості і складні ефіри. Прості ефіри малорастворимы у воді, володіють слабоосновными властивостями. Складні ефіри виступають в якості носіїв електрофільних реагентів, що вступають в реакції заміщення.

Альдегіди (містять альдегидную -СНТ групу). Вони вступають в такі реакції, як приєднання, окиснення, відновлення, спряженого приєднання.

Кетони. Для них характерні гідрування, конденсація, нуклеофильное заміщення.

Карбонові кислоти. Вони виявляють, звичайно ж, кислотні властивості. Відновлення, галогенирование, реакції нуклеофільного заміщення у ацильного атома вуглецю, одержання амідів та нітрилів, декарбоксилювання – основні характерні реакції.

Аміди. Гидролизация, розкладання, кислотність та основність – основні властиві реакції для амідів.

Аміни. Є підставами; взаємодіють з водою, кислотами, з ангідридами, галогенами і галогеналканами.