Znane są dziesiątki milionów związków chemicznych, z których każdy oparty jest na stosunkowo małej liczbie cząstek. Dowiedzmy się, jak zmieniły się poglądy na strukturę i skład substancji.
Dowiedz się, z czego „co jest zrobione”
Sztabki, biżuteria, monety ze złota, srebra, bryły siarki ze źródeł wulkanicznych, metaliczne żelazo i miedź znane są od tysiącleci. Starożytni uczeni próbowali wyjaśnić strukturę. Demokryt stworzył atomistykę, Arystoteles został „ojcem założycielem” współczesnej nauki. Naukowcy rozwinęli przemyślenia na temat materia prima w postaci pięciu podstawowych pierwiastków lub pierwiastków: powietrza, wody, ziemi, ognia i eteru.
Starożytna substancja lub substancja była reprezentowana jako „z której coś jest zrobione”. Pojawiły się pomysły na istnienie bardzo małych cząstek - atomów. Termin przetłumaczony z greckiego oznacza „niepodzielny”.
Substancje - skupiska bardzo małych składników
Badanie cząstek jest niemal detektywistyczną historią. Wybitny rosyjski naukowiec M. Łomonosow często używał słów „ciałko” „atom” i „cząsteczka”. Wszystko było bardzo zdezorientowane: atomy są podzielne czy nie, z czego się składa?
Zgodnie z decyzją Międzynarodowego Kongresu Chemików z 1860 r. Atom jest najmniejszą cząsteczką wchodzącą w skład prostej lub złożonej substancji. Cząsteczka to układ jąder i elektronów dwóch lub więcej atomów. Cząstki niewidoczne gołym okiem stają się widoczne tylko przy silnym powiększeniu mikroskopu elektronowego.
Atomy, izotopy
Atomy składają się z jąder i elektronów.Pierwsze są naładowane dodatnio. Ujemnie naładowane elektrony zbliżają się z dużą prędkością. Jądra zawierają cząstki elementarne: protony (dodatnie), neutrony (ujemne).
Jeśli liczba protonów jest taka sama, a liczba neutronów jest inna, wówczas takie atomy tego samego pierwiastka mają różne masy i właściwości. Są izotopami. Wodór z jednym protonem w jądrze - protem - jest najbardziej powszechny we wszechświecie. Deuter jest masywniejszym izotopem z jednym protonem i jednym neutronem w jądrze. Legenda o „żywej” i „martwej” wodzie prawdopodobnie powstała z powodu toksyczności ciężkiej wody zawierającej deuter.
Cała różnorodność substancji nieorganicznych, minerałów, skał, obfitość związków organicznych wynika z:
- tożsamość cząstek jednej substancji;
- obecność różnych jednostek strukturalnych (atomów, cząsteczek, jonów);
- różnice w ładunkach, masach i rozmiarach rodzajów atomów (pierwiastków chemicznych);
- zdolność atomów i cząsteczek do utraty lub pozyskania elektronów, zamieniających się w cząstki naładowane jonami;
- ogromna liczba konfiguracji elektronicznych, struktur krystalicznych;
- różnice w stanie energetycznym cząstek.
Interesujący fakt: Atomy Na, K, Ca, Cl zagrażają życiu, gdy dostaną się do organizmu, jony Na +, K +, Ca2 +, Cl- są bezpieczne i niezbędne dla organizmu.
Cechy struktury substancji
Substancje mogą być cząsteczkowe i jonowe. Gazowy wodór, tlen, dwutlenek węgla, azot, chlor, amoniak składają się z małych cząsteczek o małej masie.Mają stosunkowo niskie temperatury topnienia i wrzenia.
Sole to głównie substancje jonowe. Gazy obojętne, diament, grafit składają się tylko z atomów. Osobliwością struktury metali jest obecność atomów, jonów i „gazu elektronowego”. Różne chemicznie czyste i bardzo czyste substancje są stosowane w chemii, produkcji leków i innych produktów.
Interesujący fakt: znajomość substancji ma praktyczne znaczenie dla zwykłych ludzi. Możesz zaoszczędzić na zakupie leków. Cena oryginalnych leków obejmuje koszty marketingu (do 90% kosztów leków). Leki generyczne to tanie analogi oryginalnych leków. Zawierają te same substancje czynne, a różnice dotyczą produkcji, składników, objętości badań klinicznych.
Poszczególne substancje i mieszaniny
Woda destylowana to cząsteczki H2O bez zanieczyszczeń. Taki płyn nie jest używany do picia i gotowania. Jony z kompozycji substancji rozpuszczalnych (elektrolitów) wraz z wodą muszą dostać się do organizmu człowieka. Naturalna, mineralna woda z kranu oprócz molekuł wody zawiera jony metali, sole. Wiele z nich jest ważnych dla zdrowia.
Jony makro- i mikroelementów w produktach są błędnie nazywane minerałami. Te ostatnie to stałe ciała naturalne, na przykład kwarc, krzemień, topaz. Lepiej jest używać nazw „nieorganiczne składniki odżywcze”, „dodatki mineralne”.
Interesujący fakt: z brakiem pierwiastka chemicznego w postaci jonu lub cząsteczek u osoby, osoba nie odczuwa nasycenia.Istnieje podświadoma chęć uzupełnienia istniejącego deficytu z powodu innych składników żywności, co często prowadzi do zaburzeń metabolicznych, otyłości.
Wokół nas dominują mieszaniny zawierające dwie lub więcej prostych lub złożonych substancji. Powietrze atmosferyczne jest mieszaniną gazów. Mieszkańcy obszarów przemysłowych, miast, oprócz gazowego tlenu, azotu i dwutlenku węgla, wdychają produkty spalania wszystkich rodzajów paliw, mikrocząstek ołowiu, rtęci i innych metali ciężkich. Toksyczny efekt takiego „koktajlu” jest znacznie bardziej niebezpieczny niż uszkodzenie poszczególnych składników.
Substancje wokół i wewnątrz żywych organizmów są różnorodne, składają się z atomów, cząsteczek, jonów. Istnieje kilka gatunków cząstek, ale tworzą one różnorodne proste i złożone związki. Konieczne jest wyobrażenie sobie, przynajmniej ogólnie, z czego składa się woda, powietrze, leki i produkty spożywcze. Taka wiedza daje korzyści w życiu, pomaga lepiej poruszać się po świecie wokół nas, zapewniając nam bezpieczeństwo i przetrwanie.