یک تیم بین المللی از دانشمندان، هگزا کربونیل دریایی، Sg(CO) 6، ترکیبی از یک عنصر ناپایدار با عدد اتمی 106 با مونوکسید کربن را سنتز و بررسی کردند و همچنین آن را با ترکیبات مشابه ایزوتوپ های ناپایدار مولیبدن و تنگستن، همولوگ دریاچه مقایسه کردند. این پیچیده‌ترین ترکیب شیمیایی به‌دست‌آمده تجربی است که شامل یک ترانساکتینوئید، یعنی عنصری با عدد اتمی بالاتر از 103 است. مطالعه شیمی ترانساکتینیدها این امکان را فراهم می کند که کل نظریه محاسبه ساختار الکترونیکی اتم های سنگین را اصلاح کنیم.

سیستم تناوبی عناصر شیمیایی قبلاً تا شماره 118 پر شده است (شکل 1). کل ساختار آن منعکس کننده تناوب خواص شیمیایی عناصر با افزایش عدد اتمی است که با پر شدن تدریجی لایه های الکترونی اتفاق می افتد. اگر دو عنصر شیمیایی از نظر تعداد لایه‌های الکترونی داخلی کاملاً پر شده متفاوت باشند، اما الکترون‌های بیرونی مشابهی داشته باشند - یعنی آنها مسئول پیوند شیمیایی هستند - پس این دو عنصر باید خواص شیمیایی مشابهی داشته باشند. این سری از عناصر همولوگ یکدیگر نامیده می شوند و در جدول تناوبی در یک گروه قرار دارند و یکی بالای دیگری قرار دارند. به عنوان مثال، فلزات واسطه ای که گروه ششم را تشکیل می دهند - کروم، مولیبدن، تنگستن و عنصر فوق سنگین با شماره 106 seaborgium - همولوگ یکدیگر هستند. اگر یک خواص شیمیاییسه مورد اول از آنها برای مدت طولانی شناخته شده اند، سپس شیمی دریای دریایی تازه شروع به مطالعه کرده است. با این حال، بر اساس سیستم دوره ایمی توان انتظار داشت که خواص شیمیایی آنها مشابه باشد.

هنگام مقایسه خواص شیمیایی عناصر همولوگ، یک مشکل مهم وجود دارد. در اتم‌های سنگین، الکترون‌های داخلی در حال حاضر با سرعت‌های نزدیک به نور حرکت می‌کنند و به همین دلیل، تأثیرات نظریه نسبیت به بهترین شکل ممکن عمل می‌کند. آنها منجر به انقباض اضافی اوربیتال های s و p و در نتیجه تا حدودی انبساط ابرهای الکترونی بیرونی می شوند. بار بزرگ هسته همچنین اثرات برهمکنش الکترون ها با یکدیگر را افزایش می دهد، مانند شکافتن مدار اسپین. همه اینها بر پیوند شیمیایی یک اتم سنگین با همسایگان خاص تأثیر می گذارد. و همه این اثرات را شیمی نظری مدرن باید به درستی محاسبه کند.

اثرات نسبیتی هر چه قوی تر باشد، اتم سنگین تر است. به نظر می رسد آزمایش محاسبات نظری برای استفاده از سنگین ترین عناصر شناخته شده - ترانساکتینیدها، عناصر با عدد اتمی بالای 103 (شکل 1) طبیعی است. با این حال، چندین مشکل مهم در راه مطالعه تجربی آنها ایجاد می شود.

اول، هسته اتمی عناصر ترانساکتینوئید بسیار ناپایدار است. طول عمر معمول آنها دقیقه، ثانیه یا حتی کسری از ثانیه است. بنابراین، بحثی در مورد تجمع مقدار ماکروسکوپیک ماده وجود ندارد؛ باید بلافاصله پس از تولد اتم‌های منفرد کار کرد.

اگر مشکل دوم نبود، این مشکل بزرگی نبود: این اتم‌ها را می‌توان فقط در داخل به دست آورد مقادیر قطعه. اتم های فوق سنگین در واکنش های هسته ای، در فرآیند همجوشی دو اتم نسبتا سنگین دیگر با محتوای بالای نوترون، سنتز می شوند. برای انجام این کار، پرتوی از یون‌های سنگین از یک نوع به سمت هدف حاوی اتم‌های سنگین از نوع دیگر هدایت می‌شود و هنگام برخورد آنها، واکنش‌های هسته‌ای رخ می‌دهد. در اکثریت قریب به اتفاق موارد، آنها تنها قطعات کوچک‌تری تولید می‌کنند، و فقط گاهی اوقات مشخص می‌شود که هسته فوق‌سنگین مورد نظر در همجوشی دو هسته متولد می‌شود. در نتیجه، سرعت تولید هسته‌های فوق سنگین در طول تابش مداوم هدف به طرز مضحکی کم است: در حدود یک در دقیقه، در ساعت، در روز یا حتی در هفته.

این فناوری تولد منجر به مشکل سوم می شود. سنتز اتم های فوق سنگین در شرایط تابش سخت ثابت پرتو که به هدف برخورد می کند و در نتیجه در حضور جریان عظیمی از قطعات هسته ای خارجی ادامه می یابد. حتی اگر هسته مورد نظر متولد شود، الکترون ها را از آن می گیرد محیط، تبدیل به یک اتم واقعی می شود و در نهایت بلافاصله پس از هدف، با تشکیل یک ترکیب جدید وارد یک واکنش شیمیایی می شود - این ترکیب در شرایط سخت تشعشع، در تماس دائمی با پلاسما ناشی از یونیزاسیون سخت قرار می گیرد. این واقعیت که تحت این شرایط عموماً امکان مطالعه نوعی شیمی ترانساکتینیدها تا فلروویوم (عنصر 114) وجود دارد، خود یک دستاورد بزرگ است. با این حال، تا به حال، تمام ترکیبات شیمیایی شامل ترانساکتینیدها از نظر شیمیایی بسیار ساده بوده اند - هالیدها، اکسیدها و سایر ترکیبات مشابه با یک اتم سنگین در حداکثر حالت اکسیداسیون. ترکیبات شیمیایی شکننده تر با پیوندهای شیمیایی غیر ضروری به سرعت در حضور تشعشعات سخت از بین می روند. و همه اینها، متأسفانه، تأیید خواص شیمیایی ترانساکتینوئید را دشوار می کند.

روز دیگر در یک مجله علوم پایهمنتشر شد که نشان دهنده آغاز شیمی "غیر پیش پا افتاده" ترانساکتینیدها بود. این گزارش در مورد سنتز و مطالعه تجربی ترکیب Sg(CO) 6، seaborgium hexacarbonyl (شکل 2) است. علاوه بر این، در همان چیدمان و با همان روش‌ها، کمپلکس‌های هگزا کربونیل از عناصر همولوگ دریاچه، Mo(CO) 6 و W(CO) 6 نیز مورد مطالعه قرار گرفتند و ایزوتوپ‌های کوتاه‌مدت مولیبدن و تنگستن با نیمی از عمر چند ثانیه یا دقیقه

نکته برجسته اصلی این کار، چیدمان تجربی ترکیبی است که چندین پیشرفت فنی دهه گذشته را گرد هم می آورد. این نصب بر سومین مشکل ذکر شده در بالا غلبه می کند - از نظر فضایی منطقه سنتز هسته های فوق سنگین و منطقه مطالعه فیزیکوشیمیایی ترکیب حاصل را جدا می کند. او فرم کلیدر شکل نشان داده شده است. 3. در ورودی تأسیسات (از راست به چپ در پس‌زمینه شکل)، پرتو هسته‌ها با هدف تعامل می‌کنند و «کوکتل» هسته‌های ثانویه را تولید می‌کنند. محصولات واکنش توسط دوقطبی مغناطیسی (عنصر D در شکل) و به روش های مختلف برای نسبت های مختلف بار و جرم هسته ها منحرف می شوند. ارزش میدان مغناطیسیبه گونه‌ای محاسبه می‌شود که فقط هسته‌های مورد مطالعه از سیستم عدسی‌های مغناطیسی (Q) عبور می‌کنند، در حالی که هسته‌های پس‌زمینه و پرتو اصلی منحرف می‌شوند. در واقع، این تکنیک طیف سنجی جرمی شناخته شده را که روی هسته ها اعمال می شود، تکرار می کند.

در مرحله بعد، هسته های جدا شده (Sg، Mo یا W) وارد محفظه RTC می شوند که از طریق آن مخلوط گازی از هلیوم و مونوکسید کربن دمیده می شود. نکته مهم: در راه رسیدن به محفظه، هسته ها از پنجره ای با ضخامت کاملاً مشخص، ساخته شده از مایلار عبور می کنند. انرژی جنبشی هسته های داغ را خاموش می کند و به آنها اجازه می دهد تا در داخل محفظه گاز حرارتی شوند (تا انرژی حرکت حرارتی مولکول ها کاهش یابد). در آنجا، هسته ها "با الکترون ها پوشیده می شوند" و با وارد شدن به یک واکنش شیمیایی با مونوکسید کربن، یک ترکیب - یک مجتمع کربونیل را تشکیل می دهند. از آنجایی که ترکیب فرار است، با کل جریان گاز از طریق یک مویرگی تفلون 10 متری به قسمت دوم نصب - یک آنالایزر COMPACT ویژه منتقل می شود.

نام COMPACT مخفف آن است چند آشکارساز کرایو آنلاین برای فیزیک و شیمی ترانساکتینوئیدها. این مجموعه یک خط کامل از 32 جفت آشکارساز نیمه هادی برای ترموکروماتوگرافی گازی ترکیبات عناصر ناپایدار است. یک گرادیان دما قوی در امتداد خط ایجاد می‌شود: هر جفت آشکارساز در دمای مخصوص به خود است، از +30 درجه سانتی‌گراد در ابتدای خط تا -120 درجه سانتی‌گراد در انتهای آن. هر آشکارساز قادر است ذرات α و β ساطع شده از هسته ها را در حین فروپاشی آنها تشخیص دهد و انرژی و زمان انتشار آنها را با دقت بالا اندازه گیری کند. این امر به منظور شناسایی هسته‌های دریایی با زنجیره واپاشی مشخصه آن‌ها، که در آن ذرات آلفای انرژی‌های خاصی یکی پس از دیگری منتشر می‌شوند، ضروری است و این رویدادهای نادر را با فرآیندهای پس‌زمینه اشتباه نگیریم.

عملکرد تحلیلگر COMPACT به این صورت است. هنگامی که مخلوط گاز از طریق خط کش دمیده می شود، مولکول های کمپلکس کربونیل فلزات سنگین بر روی سطح یک آشکارساز رسوب می کنند، جایی که پس از فروپاشی رادیواکتیو ثبت می شوند. تعداد آشکارسازهایی که فروپاشی در آن ثبت می شود، دمایی را نشان می دهد که در آن جذب مولکول از نظر انرژی مطلوب می شود. این دما توسط ویژگی فیزیکوشیمیایی مجتمع کربونیل مورد مطالعه - آنتالپی جذب تعیین می شود. خوب، همین ویژگی ماده، به نوبه خود، توسط محاسبات شیمیایی پیش بینی می شود، که در آن اثرات نسبیتی نقش مهمی ایفا می کنند. بنابراین، با اندازه گیری نحوه رسوب Sg(CO) 6، W(CO) 6 و Mo(CO)6 در آنالایزر COMPACT، می توان محاسبات نظری شیمیایی را تایید کرد و آنتالپی جذب این مواد را اندازه گیری کرد.

نتایج این مطالعه در شکل نشان داده شده است. 4. در اینجا چندین ویژگی در هر یک از 32 جفت آشکارساز وجود دارد. نمودار بالا فقط توزیع دما در امتداد خط کش است. نمودارهای میانی و پایین، در واقع، خود داده های تجربی را نشان می دهند - توزیع فروپاشی های ثبت شده هسته های تنگستن-164 (در مرکز) و seaborgium-265 (زیر) توسط آشکارسازها. البته، در اینجا رویدادهای کافی با seaborgium وجود ندارد - در دو هفته تابش مداوم هدف با یک پرتو شدید، در مجموع 18 مورد از آنها ثبت شد. با این وجود، به وضوح مشاهده می شود که در آشکارسازهایی با اعداد بالای 20 به طور یکنواخت روی خط کش توزیع نمی شوند، بلکه به انتهای آن نزدیک ترند. تقریباً همین تصویر هنگام شبیه سازی این فرآیند با آنتالپی جذب که اخیراً در یک کار نظری محاسبه شده است، به دست آمد. فقط برای این مواد تصویر مشابهی نیز برای ترکیب با ایزوتوپ تنگستن ناپایدار و ایزوتوپ‌های مولیبدن مشاهده می‌شود (آنها در شکل نشان داده نشده‌اند): حداکثر توزیع دقیقاً همان جایی است که محاسبات نظری پیش‌بینی می‌کنند. این تصادف اطمینان بیشتری می دهد که روش های مدرن محاسبه کاملا نسبیتی ساختار اتم های سنگین به اندازه کافی داده های تجربی را توصیف می کنند.

در پایان، نگاه به این مطالعه از دید پرنده مفید است. معمولاً عناصر فوق سنگین ناپایدار به خاطر دانش جدید در فیزیک هسته ای مورد توجه فیزیکدانان هستند. با این حال، از آنجایی که طبیعت به ما اجازه می دهد، می توان از این عناصر برای هدف دیگری استفاده کرد - آزمایش اینکه چقدر خوب می توانیم پیش بینی کنیم شیمیاییخواص چنین اتمی این دانش، به نوبه خود، ما نه به خودی خود، بلکه به عنوان یک تأیید اضافی از کل نظریه مدرن محاسبه ساختارهای الکترونیکی اتم های سنگین با در نظر گرفتن اثرات نسبیتی نیاز داریم. و از اینجا کاربردهای متعددی دنبال می‌شود، از تحقیقات صرفا کاربردی تا علوم بنیادی واقعی. شیمی ترانساکتینیدها بار دیگر تاکید می کند که متنوع ترین حوزه های فیزیک و رشته های مرتبط با یکدیگر چقدر قوی هستند.

نوع متفاوت. در واکنش های شیمیایی، آنها می توانند تجزیه شوند و چندین ماده دیگر را تشکیل دهند و می توانند از چندین ماده پیچیده تر تشکیل شوند. به عنوان مثال، آب از اتم های اکسیژن و هیدروژن، سولفید آهن از اتم های آهن و گوگرد تشکیل شده است.

یادداشت

همچنین ببینید

پیوندها

بنیاد ویکی مدیا 2010 .

ببینید "مواد پیچیده" در فرهنگ های دیگر چیست:

واکنش های شیمیایی که در آن محصولات نهایی از مواد اولیه از طریق مواد واسطه به دست می آیند. تشکیل هر یک از واسطه ها مرحله ابتدایی یک واکنش پیچیده نامیده می شود. واکنش های پیچیده شامل، به عنوان مثال، واکنش های زنجیره ای ... فرهنگ لغت دایره المعارفی بزرگ

یک استر یک اسید کربوکسیلیک. R و R نشان دهنده هر گروه آلکیل یا آریل استرهای مشتق شده از اسیدهای اکسو (هم کربوکسیلیک و هم معدنی) Rk ... ویکی پدیا

ساختار کلی تیواسترها تیواسترهای آلی ترکیبات آلی حاوی گروه عاملی C S CO C و استرهای تیول ها و کربوهیدرات ها هستند ... ویکی پدیا

واکنش های شیمیایی که در آن محصولات نهایی از مواد اولیه از طریق مواد واسطه به دست می آیند. تشکیل هر یک از واسطه ها را مرحله ابتدایی واکنش های پیچیده می گویند. واکنش های پیچیده شامل، به عنوان مثال، زنجیره ... ... فرهنگ لغت دایره المعارفی

چنین واکنش هایی شیمیایی هستند که اعمال اولیه آنها متفاوت است. در مقابل S. p. اعمال ابتدایی واکنش های ساده از نظر ماهیت مواد دخیل در آنها با یکدیگر تفاوت ندارند، بلکه تنها، شاید، در جهت تبدیل، اگر ... ... بزرگ دایره المعارف شوروی

- (پروتئین ها، هولوپروتئین ها) پروتئین های دو جزئی که علاوه بر زنجیره های پپتیدی (پروتئین ساده)، دارای جزء غیر اسید آمینه، یک گروه مصنوعی است. در جریان هیدرولیز پروتئین های پیچیده، علاوه بر اسیدهای آمینه آزاد، آزاد می شود ... ... ویکی پدیا

اصلاح آلوتروپیک الماس کربنی (در سنگ مادر) مواد ساده موادی که منحصراً از اتم های یک عنصر شیمیایی تشکیل شده اند (از همنوکلئوس ... ویکی پدیا

مواد معدنی مواد شیمیایی هستند که آلی نیستند، یعنی حاوی کربن نیستند (به جز کاربیدها، سیانیدها، کربناتها، اکسیدهای کربن و برخی ترکیبات دیگر که به طور سنتی به عنوان ... ... ویکی پدیا

مواد با خلوص بالا- مواد ساده (عناصر شیمیایی) و پیچیده، حاوی ناخالصی از 10 6 تا 10 8 wt. ٪، اما ≤10 3 وزنی. ٪. چنین موادی نقش مهمی در صنایع نیمه هادی، انرژی هسته ای، فیبر نوری و… فرهنگ لغت دایره المعارف متالورژی

استرهای پیچیده، موادی از دسته ترکیبات آلی هستند که در نتیجه واکنش بین الکل ها و اسیدها به وجود می آیند. فرهنگ دانشنامه علمی و فنی

کتاب ها

• مدلسازی فرآیندهای انتقال و تبدیل ماده در دریا , . این مونوگراف مجموعه کتاب‌های «مدل‌سازی ریاضی سیستم‌های اکولوژیکی دریایی» را ادامه می‌دهد که توسط انتشارات دانشگاه لنینگراد منتشر شده است. دو کتاب اول به ...
• تست های شیمی درجه 8 تغییراتی که در مواد رخ می دهد راه حل های انحلال واکنش های تبادل یونی و واکنش های ردوکس به کتاب درسی OS Gabrielyan Chemistry grade 8, Ryabov M.. این راهنما شامل تست هایی است که موضوعات کتاب درسی O. S. Gabrielyan "شیمی. درجه 8" را پوشش می دهد: "Chang" که با مواد رخ می دهد، "انحلال. محلول ها. واکنش های تبادل یونی و ...

محیط مادی است. ماده بر دو قسم است: جوهر و میدان. موضوع شیمی یک ماده است (از جمله تأثیر بر ماده میدان های مختلف - صوت، مغناطیسی، الکترومغناطیسی و غیره)

ماده - هر چیزی که دارای جرم استراحت است (یعنی با حضور جرم در زمانی که حرکت نمی کند مشخص می شود). بنابراین، اگرچه جرم بقیه یک الکترون (جرم یک الکترون غیر متحرک) بسیار کوچک است - حدود 10 -27 گرم، اما حتی یک الکترون نیز یک ماده است.

ماده به سه دسته می آید حالت های تجمع- گاز، مایع و جامد. حالت دیگری از ماده وجود دارد - پلاسما (به عنوان مثال، پلاسما در طوفان و رعد و برق توپ وجود دارد)، اما شیمی پلاسما تقریباً در دوره مدرسه در نظر گرفته نمی شود.

مواد می توانند خالص، بسیار خالص باشند (مثلاً برای ایجاد فیبر نوری ضروری هستند)، می توانند حاوی مقادیر قابل توجهی ناخالصی باشند، می توانند مخلوط باشند.

همه مواد از ذرات ریز به نام اتم تشکیل شده اند. موادی که از اتم هایی از یک نوع تشکیل شده اند(از اتم های یک عنصر)، ساده نامیده می شود(به عنوان مثال، زغال چوب، اکسیژن، نیتروژن، نقره و غیره). موادی که حاوی اتم های به هم پیوسته عناصر مختلف هستند پیچیده نامیده می شوند.

اگر یک ماده (مثلاً در هوا) حاوی دو یا چند ماده ساده باشد و اتمهای آنها به هم متصل نباشند، آن را نه پیچیده، بلکه مخلوطی از مواد ساده می نامند. تعداد مواد ساده نسبتا کم است (حدود پانصد)، در حالی که تعداد مواد پیچیده بسیار زیاد است. تا به امروز، ده ها میلیون ماده پیچیده مختلف شناخته شده است.

تبدیلات شیمیایی

مواد قادر به تعامل با یکدیگر هستند و مواد جدید پدید می آیند. چنین تحولاتی نامیده می شود شیمیایی. به عنوان مثال، یک ماده ساده زغال سنگ برهمکنش می کند (شیمیدانان می گویند - واکنش می دهد) با یک ماده ساده دیگر - اکسیژن، در نتیجه یک ماده پیچیده - دی اکسید کربن تشکیل می شود که در آن اتم های کربن و اکسیژن به هم پیوند می خورند. این گونه تبدیل های یک ماده به ماده دیگر شیمیایی نامیده می شود. دگرگونی های شیمیایی واکنش های شیمیایی هستند.بنابراین، هنگامی که شکر در هوا گرم می شود، یک ماده شیرین پیچیده - ساکارز (که شکر از آن تشکیل شده است) - به یک ماده ساده - زغال سنگ و یک ماده پیچیده - آب تبدیل می شود.

شیمی مطالعه تبدیل یک ماده به ماده دیگر است. وظیفه شیمی این است که دریابد این یا آن ماده با کدام مواد می تواند تحت شرایط معین تعامل (واکنش) داشته باشد، در این مورد چه چیزی تشکیل می شود. علاوه بر این، مهم است که دریابیم تحت چه شرایطی می توان این یا آن تبدیل را انجام داد و ماده مورد نظر را می توان به دست آورد.

مشخصات فیزیکیمواد

هر ماده با ترکیبی از خواص فیزیکی و شیمیایی مشخص می شود. خواص فیزیکی خواصی هستند که می توان با استفاده از ابزارهای فیزیکی مشخص کرد.. برای مثال با استفاده از دماسنج می توان نقطه ذوب و جوش آب را تعیین کرد. روش های فیزیکی می توانند توانایی یک ماده برای هدایت جریان الکتریکی، تعیین چگالی یک ماده، سختی آن و غیره را مشخص کنند. در طی فرآیندهای فیزیکی، مواد در ترکیب بدون تغییر باقی می مانند.

خواص فیزیکی مواد به قابل شمارش (آنهایی که می توان با استفاده از دستگاه های فیزیکی خاص با یک عدد مشخص کرد، به عنوان مثال، نشان دهنده چگالی، نقطه ذوب و جوش، حلالیت در آب و غیره) و بی شمار (آنهایی که نمی توان با آنها مشخص کرد) تقسیم می شود. یک عدد یا بسیار سخت مانند رنگ، بو، طعم و غیره).

خواص شیمیایی مواد

خواص شیمیایی یک ماده مجموعه ای از اطلاعات است در مورد اینکه چه مواد دیگری و تحت چه شرایطی یک ماده معین وارد فعل و انفعالات شیمیایی می شود.. مهمترین وظیفه علم شیمی شناسایی خواص شیمیایی مواد است.

در دگرگونی های شیمیایی نقش دارد ذرات ریزمواد اتم هستند در طی دگرگونی های شیمیایی، مواد دیگری از برخی مواد تشکیل می شود و مواد اولیه از بین می روند و به جای آنها مواد جدیدی (محصولات واکنش) به وجود می آیند. ولی اتم ها درهمه تحولات شیمیایی حفظ می شود. بازآرایی آنها اتفاق می افتد، در طی دگرگونی های شیمیایی، پیوندهای قدیمی بین اتم ها از بین می روند و پیوندهای جدید ایجاد می شوند.

عنصر شیمیایی

تعداد مواد مختلف بسیار زیاد است (و هر یک از آنها مجموعه ای از خواص فیزیکی و شیمیایی خاص خود را دارند). اتم های نسبتا کمی در دنیای مادی اطراف ما وجود دارد که در مهمترین ویژگی های آنها - حدود صد - با یکدیگر متفاوت هستند. هر نوع اتم عنصر شیمیایی خاص خود را دارد. یک عنصر شیمیایی مجموعه ای از اتم ها با ویژگی های یکسان یا مشابه است.. حدود 90 عنصر شیمیایی مختلف در طبیعت یافت می شود. تا به امروز، فیزیکدانان یاد گرفته اند که چگونه انواع جدیدی از اتم ها را ایجاد کنند که در زمین وجود ندارند. چنین اتم ها (و، بر این اساس، چنین عناصر شیمیایی) مصنوعی نامیده می شوند (به انگلیسی - عناصر ساخته شده توسط انسان). بیش از دوجین عنصر مصنوعی به دست آمده تا به امروز سنتز شده است.

هر عنصر یک نام لاتین و یک علامت یک یا دو حرفی دارد. قوانین واضحی برای تلفظ نمادهای عناصر شیمیایی در ادبیات شیمی روسی زبان وجود ندارد. برخی آن را اینگونه تلفظ می کنند: آنها عنصر را به روسی می نامند (نمادهای سدیم ، منیزیم و غیره) ، برخی دیگر - با حروف لاتین (نمادهای کربن ، فسفر ، گوگرد) ، برخی دیگر - نام عنصر در لاتین چگونه به نظر می رسد ( آهن، نقره، طلا، جیوه). مرسوم است که نماد عنصر هیدروژن H را به همان شکلی که این حرف در فرانسوی تلفظ می شود تلفظ می شود.

مقایسه مهم ترین ویژگی های عناصر شیمیایی و مواد ساده در جدول زیر آورده شده است. چندین ماده ساده می توانند با یک عنصر (پدیده آلوتروپی: کربن، اکسیژن و غیره) یا شاید یکی (آرگون و سایر گازهای بی اثر) مطابقت داشته باشند.

همه مواد به ساده و پیچیده تقسیم می شوند.

مواد سادهموادی هستند که از اتم های یک عنصر تشکیل شده اند.

در برخی از مواد ساده، اتم های یک عنصر با یکدیگر ترکیب می شوند و مولکول می سازند. چنین مواد ساده ای هستند ساختار مولکولی. این شامل: ، . همه این مواد از مولکول های دو اتمی تشکیل شده اند. (توجه داشته باشید که نام مواد ساده با نام عناصر یکی است!)

سایر مواد ساده دارند ساختار اتمی، یعنی از اتم هایی تشکیل شده اند که بین آنها پیوندهای خاصی وجود دارد. نمونه هایی از این مواد ساده همه ( و غیره) و برخی ( و غیره) هستند. نه تنها نام، بلکه فرمول این مواد ساده با نمادهای عناصر منطبق است.

همچنین گروهی از مواد ساده به نام وجود دارد. اینها عبارتند از: هلیوم He، نئون Ne، آرگون Ar، کریپتون Kr، زنون Xe، رادون Rn. این مواد ساده از اتم هایی تشکیل شده اند که به یکدیگر متصل نیستند.

هر عنصر حداقل یک ماده ساده را تشکیل می دهد. برخی از عناصر می توانند نه یک، بلکه دو یا چند ماده ساده را تشکیل دهند. این پدیده آلوتروپی نامیده می شود.

آلوتروپی- این پدیده تشکیل چند ماده ساده توسط یک عنصر است.

مواد ساده مختلفی که توسط یک عنصر شیمیایی تشکیل می شوند، تغییرات آلوتروپیک (تغییرات) نامیده می شوند.

تغییرات آلوتروپیک ممکن است در ترکیب مولکول ها با یکدیگر متفاوت باشند. به عنوان مثال، عنصر اکسیژن دو ماده ساده را تشکیل می دهد. یکی از آنها از مولکول های O 2 دو اتمی تشکیل شده است و نامی مشابه با عنصر - دارد. یک ماده ساده دیگر از مولکول های O 3 سه اتمی تشکیل شده است و نام خاص خود را دارد - ازن.

اکسیژن O 2 و ازن O 3 خواص فیزیکی و شیمیایی متفاوتی دارند.

اصلاحات آلوتروپیک می توانند جامداتی باشند که ساختارهای کریستالی متفاوتی دارند. به عنوان مثال، تغییرات آلوتروپیک کربن C - الماس و گرافیت است.

تعداد مواد ساده شناخته شده (حدود 400) بسیار بیشتر از تعداد عناصر شیمیایی است، زیرا بسیاری از عناصر می توانند دو یا چند تغییر آلوتروپیک را ایجاد کنند.

مواد پیچیدهموادی هستند که از اتم های عناصر مختلف تشکیل شده اند.

نمونه هایی از مواد پیچیده: HCl، H 2 O، NaCl، CO 2، H 2 SO 4 و غیره.

مواد پیچیده اغلب ترکیبات شیمیایی نامیده می شوند. در ترکیبات شیمیایی، خواص مواد ساده ای که این ترکیبات از آنها به وجود می آیند، حفظ نمی شود. خواص یک ماده پیچیده با خواص مواد ساده ای که از آنها تشکیل شده است متفاوت است.

به عنوان مثال، سدیم کلرید NaCl را می توان از مواد ساده تشکیل داد - فلز سدیم Na و گاز کلر Cl. خواص فیزیکی و شیمیایی NaCl با Na و Cl 2 متفاوت است.

در طبیعت، به عنوان یک قاعده، مواد خالص نیست، بلکه مخلوطی از مواد وجود دارد. AT فعالیت های عملیما معمولاً از مخلوطی از مواد نیز استفاده می کنیم. هر مخلوطی از دو یا چند ماده تشکیل شده است که به آنها می گویند اجزای مخلوط.

به عنوان مثال، هوا مخلوطی از چند ماده گازی است: اکسیژن O 2 (21٪ حجمی)، (78٪) و غیره. مخلوط ها محلول های بسیاری از مواد، آلیاژهای برخی از فلزات و غیره هستند.

مخلوط مواد همگن (همگن) و ناهمگن (هتروژن) هستند.

مخلوط های همگنمخلوط هایی هستند که در آنها هیچ رابطی بین اجزا وجود ندارد.

مخلوط گازها (به ویژه هوا)، محلول های مایع (مثلاً محلول قند در آب) همگن هستند.

مخلوط های ناهمگنمخلوط هایی هستند که در آنها اجزاء توسط یک رابط از هم جدا می شوند.

مخلوط مواد جامد (ماسه + پودر گچ)، مخلوط مایعات نامحلول در یکدیگر (آب + روغن)، مخلوط مایعات و جامدات نامحلول در آن (آب + گچ) ناهمگن هستند.

مهمترین تفاوت بین مخلوط ها و ترکیبات شیمیایی:

1. در مخلوط ها، خواص مواد فردی (اجزا) حفظ می شود.
2. ترکیب مخلوط ها ثابت نیست.

اکثر مردم به ترکیب اشیاء، مواد، مواد اطراف فکر نمی کنند. اتم ها، مولکول ها، الکترون ها، پروتون ها - این مفاهیم نه تنها غیرقابل درک به نظر می رسند، بلکه از واقعیت نیز دور هستند. با این حال، این نظر اشتباه است. تقریباً هر چیزی که ما را احاطه کرده است از پیوندهای شیمیایی تشکیل شده است. ترکیبات شیمیایی اشکال نسبتاً پیچیده ای از مواد هستند. چنین ارتباطاتی در دنیای اطراف ما بسیار است. با این حال، ترکیبات متشکل از تنها یک عنصر شیمیایی را نیز می توان به آنها اشاره کرد، به عنوان مثال، اکسیژن یا کلر. بنابراین، ارزش آن را دارد که این سوال را با جزئیات بیشتری تجزیه و تحلیل کنیم: "ترکیبات شیمیایی - این چیست؟"

دنیای پیچیده "شیمیایی".

تعداد کمی از مردم فکر می کنند که دنیای اطراف ما از ساختارهای پیچیده، درشت مولکول ها و ذرات ریز تشکیل شده است. شگفت آور است که حتی اندازه اتم ها در عناصر مختلف چقدر ناهمگن است. تفاوت در جرم اتمی نیز قابل توجه است - بریلیم با 9 a آن. e. m - "سبک وزن" در مقایسه با استاتین "سنگین": وزن اتمی آن 210 صبح است. e.m. (a.e.m. - واحدهای جرم اتمی - واحد اندازه گیری جرم اتم ها، مولکول ها، هسته ها که برابر با 1/12 جرم اتم کربن در حالت پایه است).

تنوع عناصر همچنین وجود بسیاری از ترکیبات شیمیایی را تعیین می کند (این، به زبان ساده، ترکیبی از اتم های به هم پیوسته قطعات مختلف و در برخی موارد یکسان). اکثر اجسام، مواد دقیقاً از این نوع ترکیبات هستند. اکسیژن لازم برای زندگی، نمک خوراکی، استون... می توان نمونه هایی را برای مدت بسیار طولانی لیست کرد، هم برای همه شناخته شده و هم فقط برای متخصصان باریک قابل درک است. این ترکیبات شیمیایی چیست؟

تعریف، تفاوت از مخلوط

ترکیبات شیمیایی آنهایی هستند که از اتم های به هم پیوسته عناصر شیمیایی مختلف تشکیل شده اند، با این حال، استثنائاتی وجود دارد: ترکیبات شیمیایی شامل مواد ساده نیز می شود (یعنی از اتم های یک عنصر تشکیل شده است)، اگر اتم های این مواد توسط یک کووالانسی به هم متصل شوند. پیوند (از الکترون های مشترک برای هر دو اتم تشکیل می شود). این مواد شامل نیتروژن، اکسیژن، اکثر هالوژن ها (در جدول تناوبی، عناصر گروه هفتم زیرگروه اصلی؛ فلوئور، کلر، برم، ید و احتمالاً استاتین) است.

مفاهیم "ترکیب شیمیایی" و "مخلوط مواد ساده" اغلب با یکدیگر اشتباه گرفته می شوند. مخلوطی از مواد، همانطور که از نام آن پیداست، یک ماده مستقل نیست، بلکه سیستمی از دو یا چند جزء است. ترکیب این دو واحد مواد شیمیاییتفاوت اصلی بین آنهاست. همانطور که قبلا ذکر شد، ترکیبی از عناصر شیمیایی و مخلوطی از مواد ساده (یا پیچیده) یک چیز نیستند. خواص، روش های تهیه، روش های جداسازی به اجزاء نیز معیارهای متمایز مخلوط ها و ترکیبات هستند. توجه به این نکته ضروری است که بدست آوردن یا جداسازی ترکیبات شیمیایی بدون انجام واکنش های شیمیایی غیرممکن است، اما مخلوط ها می توانند.

یا عناصر؟

بسیاری از مردم عبارات "ترکیب مواد شیمیایی" و "ترکیب عناصر" را با یکدیگر اشتباه می گیرند. به دلایل نامعلوم، اما به احتمال زیاد به دلیل بی کفایتی، اکثر آنها تفاوتی بین مفاهیم علمی اول و دوم نمی بینند. ارزش یادگیری و درک این نکته را دارد که اصطلاحی به عنوان "ترکیب مواد شیمیایی" وجود ندارد. لازم نیست پس از دیگران اشتباهات ریشه شناسی برخی عبارات نه تنها، بلکه کلمات نیز تکرار شود.

نحوه تعریف ویژگی های اتصال

اغلب خواص ترکیبات شیمیایی به طور قابل توجهی با خواص عناصری که از آنها تشکیل شده اند متفاوت است. به عنوان مثال، مولکول اتیل الکل از دو اتم کربن، شش اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن تشکیل شده است، اما خواص آن به طور قابل توجهی با خواص تمام عناصر ترکیب آن متفاوت است. با توجه به وجود کلاس های مختلف ترکیبات، پس خواص هر یک از آنها متفاوت است. البته بیشتر واکنش ها مشخصه بسیاری از ترکیبات است، اما مکانیسم تظاهرات آنها متفاوت است.

ترکیبات شیمیایی به چه دسته هایی تقسیم می شوند؟

بسته به ماهیت آنها، گروه هایی از ترکیبات شیمیایی مانند آلی و معدنی وجود دارد. شایان ذکر است که مواد (ترکیبات) حاوی کربن آلی نامیده می شوند (استثناء برخی از ترکیبات حاوی کربن است، اما مربوط به غیر آلی است که در زیر آورده شده است). گروه های اصلی ترکیبات آلی هیدروکربن ها، الکل ها، آلدئیدها، کتون ها، استرها، اسیدهای کربوکسیلیک، آمیدها و آمین ها هستند. (ترکیبات) در ترکیب خود اتم کربن ندارند، با این حال، کاربیدها، سیانیدها، کربنات ها و اکسیدهای کربن را می توان در بین آنها تشخیص داد، زیرا آنها به همراه ترکیبات آلی حاوی اتم های کربن در ترکیب خود هستند. هر دو این ترکیبات و سایر ترکیبات دارای ویژگی های خاص خود هستند، خواص آنها، و گروه های مختلف ترکیبات یک کلاس ممکن است ویژگی های متفاوتی داشته باشند.

ترکیبات معدنی: خواص اساسی

تمام ترکیبات معدنی را می توان به چند گروه تقسیم کرد. هر یک از داده ها دارای ویژگی های مشترکی هستند که اغلب با گروه های دیگر یک کلاس یکسان نیستند. بنابراین، پاسخ به این سؤالات که کدام ترکیبات شیمیایی غیرآلی هستند، کدام گروه ها تشکیل می شوند و چه ویژگی هایی دارند را می توان به صورت زیر نشان داد:

ترکیبات معدنی پیچیده، خواص آنها

همانطور که قبلا ذکر شد، گروه دوم ترکیبات معدنی را می توان به چهار زیر گروه تقسیم کرد:

• اکسیدها این زیر گروه از ترکیبات معدنی با واکنش با آب، اسیدها و اکسیدهای اسیدی مشخص می شود (آنها یک اسید حاوی اکسیژن متناظر دارند).
• اسیدها این ترکیبات با آب، قلیاها و اکسیدهای بازی برهم کنش دارند (بازی متناظر دارند).
• ترکیبات آمفوتریک - ترکیباتی که می توانند هم به عنوان اسید و هم به عنوان باز رفتار کنند (هم آن و هم آن ویژگی ها را دارند). چنین ترکیباتی هم با اکسیدهای اسیدی و هم با بازها واکنش می دهند.
• هیدروکسیدها این مواد بی نهایت در آب محلول هستند و در مواجهه با مواد قلیایی تغییر رنگ می دهند.

ترکیبات با طبیعت آلی

بیشتر اشیایی که مردم روزانه با آنها مواجه می شوند از ترکیبات آلی ساخته شده اند. ترکیبات شیمیایی آلی نشان دهنده یک کلاس گسترده از پیوندها، ترکیبات و خواص گروه ها است که در طی تعامل آنها با تنوع غبطه انگیز متمایز می شوند. شایان ذکر است که گروه های این ترکیبات را با جزئیات بیشتری در نظر بگیرید.

گروهی از ترکیبات آلی و برخی از خواص آنها

1. هیدروکربن ها آنها فقط ترکیباتی از اتم های هیدروژن و کربن هستند. می توان محدود کننده و غیر اشباع، خطی (بی حلقوی) و کربوسیکلیک، معطر و غیر معطر را تشخیص داد. آلکان ها، آلکن ها، آلکین ها، دی ان ها، نفتن ها. برای همه این هیدروکربن ها، اختلاط ناپذیری آنها با آب یک ویژگی مشترک است. برای واکنش‌های حدی، واکنش‌های جانشینی معمولی و برای واکنش‌های غیراشباع، واکنش‌های افزودن هستند.
2. الکل ها ترکیباتی هستند که در ترکیب خود یک گروه هیدروکسیل (-OH) دارند (البته ترکیبات آلی). آنها دارای خواص اسیدهای ضعیف هستند، آنها با واکنش های جایگزینی هسته دوست و واکنش های اکسیداسیون مشخص می شوند و خود الکل ها می توانند به عنوان یک هسته دوست عمل کنند.
3. اترهای ساده و پیچیده اترها کمی در آب محلول هستند و خواص پایه ضعیفی دارند. استرها به عنوان حامل معرف های الکتروفیل عمل می کنند و وارد واکنش های جانشینی می شوند.
4. آلدهیدها (حاوی یک گروه آلدهید -CHO). آنها وارد واکنش هایی مانند افزودن، اکسیداسیون، کاهش، افزودن مزدوج می شوند.
5. کتون ها آنها با هیدروژناسیون، تراکم، جایگزینی هسته دوست مشخص می شوند.
6. اسیدهای کربوکسیلیک آنها البته خواص اسیدی از خود نشان می دهند. کاهش، هالوژناسیون، واکنش های جانشینی هسته دوست در اتم کربن آسیل، به دست آوردن آمیدها و نیتریل ها، دکربوکسیلاسیون واکنش های مشخصه اصلی هستند.
7. آمیدها هیدرولیز، تجزیه، اسیدیته و بازی اصلی ترین واکنش های ذاتی آمیدها هستند.
8. آمین ها آیا زمینه ها؛ با آب، اسیدها، انیدریدها، هالوژن ها و هالوآلکان ها تعامل دارد.