Chimie

Salt la navigație Salt la căutare
Pentru alte utilizări, consultați Chimia (dezambiguizare).
"Știința chimică" se redirecționează aici. Pentru revista Societății Regale de Chimie, consultați Știința chimică (jurnal).

Chimia este disciplina științifică implicată cu compuși compuși din atomi, adică elemente și molecule, adică combinații de atomi: compoziția, structura, proprietățile, comportamentul și modificările pe care le suferă în timpul reacției cu alți compuși.[1][2] Chimia abordează subiecte cum ar fi modul în care atomii și moleculele interacționează prin legături chimice pentru a forma noi compuși chimici. Există patru tipuri de legături chimice: legături covalente, în care compușii împart unul sau mai mulți electroni; legături ionice, în care un compus dă unuia sau mai multor electroni unui alt compus pentru a produce ioni (cationi și anioni); legături de hidrogen; și Van der Waals forțează obligațiuni.

În sfera obiectului său, chimia ocupă o poziție intermediară între fizică și biologie.[3] Se numește uneori știința centrală deoarece oferă o bază pentru înțelegerea disciplinelor științifice de bază și a celor aplicate la un nivel fundamental.[4] Exemplele includ chimia plantelor (botanică), formarea rocilor igienice (geologie), modul în care se formează ozonul atmosferic și modul în care sunt degradate poluanții de mediu (ecologia), proprietățile solului pe lună (astrofizica), cum funcționează medicația (farmacologie) , și cum să colecteze dovezi ADN la locul crimei (criminalistică).

Istoria chimiei se întinde pe o perioadă de timpuri foarte vechi până în prezent. De cîteva milenii î.Hr., civilizațiile folosesc tehnologii care în cele din urmă ar sta la baza diferitelor ramuri ale chimiei. Exemplele includ extragerea metalelor din minereuri, fabricarea de ceramică și glazuri, fermentarea berelor și a vinului, extragerea substanțelor chimice de la plante pentru medicină și parfum, transformarea grăsimilor în săpun, fabricarea sticlei și fabricarea aliajelor ca bronzul. Chimia a fost precedată de protosciența sa, alchimia, care este o abordare intuitivă, dar ne-științifică, a înțelegerii constituenților materiei și a interacțiunilor dintre ele. Nu a reușit să explice natura materiei și transformările sale, însă, prin efectuarea de experimente și prin înregistrarea rezultatelor, alchimiștii au stabilit scena pentru chimia modernă. Chimia, ca un corp de cunoaștere distinctă de alchimie, a început să apară când o distincție clară între ei a fost făcută de Robert Boyle în lucrarea sa Chimistul sceptic (1661). În timp ce atât alchimia, cât și chimia se referă la materie și la transformările sale, diferența crucială a fost dată de metoda științifică pe care o folosesc chimistii în munca lor. Chimia este considerată a deveni o știință stabilită cu lucrarea lui Antoine Lavoisier, care a elaborat o lege de conservare a masei care a cerut măsurători atente și observații cantitative ale fenomenelor chimice. Istoria chimiei se împletește cu istoria termodinamicii, mai ales prin lucrarea lui Willard Gibbs.[5]

Etimologie

Cuvantul chimie vine de la alchimie, care sa referit la un set de practici anterioare care cuprindeau elemente de chimie, metalurgie, filozofie, astrologie, astronomie, misticism și medicină. Este adesea văzută ca fiind legată de căutarea unui plumb sau a unui alt material de pornire obișnuit în aur,[6] deși în timpurile antice studiul a cuprins multe dintre problemele chimiei moderne, fiind definită ca studiul compoziției apelor, mișcării, creșterii, întrupării, distrugerii, desenării spiritelor din corpuri și legarea spiritelor în corpuri de către începutul secolului al IV-lea - Alchimistul egiptean Zosimos.[7] Un alchimist a fost numit "chimist" în discursul popular, iar mai târziu sufixul "-ry" a fost adăugat la aceasta pentru a descrie arta chimistului ca "chimie".

Cuvântul modern alchimie la rândul său, derivă din cuvântul arab Al-Kimia (الكیمیاء). La origine, termenul este împrumutat de la chemia sau χημεία din Grecia.[8][9] Aceasta poate avea origini egiptene de atunci Al-Kimia este derivat din chimia greacă, care este, la rândul său, derivată din cuvântul Kemet, care este numele antic al Egiptului în limba egipteană.[8] în mod alternativ, Al-Kimia pot deriva din chemie, adică "turnate împreună".[10]

Principii moderne

Laborator, Institutul de Biochimie, Universitatea din Köln, Germania.

Modelul actual al structurii atomice este modelul mecanic cuantic.[11] Chimia tradițională începe cu studiul particulelor elementare, atomilor, moleculelor,[12]substanțe, metale, cristale și alte agregate de materie. Această problemă poate fi studiată în stări solide, lichide sau gaze, izolate sau în combinație. Interacțiunile, reacțiile și transformările care sunt studiate în chimie sunt, de obicei, rezultatul interacțiunilor dintre atomi, conducând la rearanjamentele legăturilor chimice care cuprind atomii împreună. Astfel de comportamente sunt studiate într-un laborator de chimie.

Laboratorul de chimie utilizează în mod stereotip diferite forme de sticlă de laborator. Cu toate acestea, produsele din sticlă nu sunt esențiale pentru chimie și o mare parte din chimia experimentală (precum și cea aplicată / industrială) se face fără ea.

Soluții de substanțe în sticle de reacție, inclusiv hidroxid de amoniu și acid azotic, iluminate în diferite culori

O reacție chimică este o transformare a unor substanțe în una sau mai multe substanțe diferite.[13] Baza unei astfel de transformări chimice este rearanjarea electronilor în legăturile chimice dintre atomi. Acesta poate fi reprezentat simbolic printr-o ecuație chimică, care de obicei implică atomi ca subiecți.Numărul de atomi din stânga și din dreapta în ecuația unei transformări chimice este egal. (Atunci când numărul de atomi de pe ambele părți este inegal, transformarea este denumită reacție nucleară sau dezintegrare radioactivă.) Tipul reacțiilor chimice pe care o substanță le poate suporta și schimbările de energie care o pot însoți sunt constrânse de anumite reguli de bază, cunoscute sub numele de legi chimice.

Considerațiile privind energia și entropia sunt invariabil importante în aproape toate studiile chimice. Substanțele chimice sunt clasificate în funcție de structura, faza lor, precum și compozițiile lor chimice. Acestea pot fi analizate utilizând instrumentele de analiză chimică, de ex. spectroscopie și cromatografie. Oamenii de știință angajați în cercetarea chimică sunt cunoscuți ca chimisti.[14] Majoritatea chimiștilor se specializează în una sau mai multe sub-discipline. Mai multe concepte sunt esențiale pentru studiul chimiei; unii dintre ei sunt:[15]

materie

Articolul principal: Materie

În chimie, materia este definită ca orice, care are masa și volumul de odihnă (ocupă spațiu) și este alcătuită din particule. Particulele care alcătuiesc materia au și masa de odihnă - nu toate particulele au o masă de odihnă, cum ar fi fotonul. Materia poate fi o substanță chimică pură sau un amestec de substanțe.[16]

Atom

Articolul principal: Atom
O diagramă a unui atom bazată pe modelul Bohr

Atomul este unitatea de bază a chimiei. Se compune dintr-un nucleu dens numit nucleul atomic înconjurat de un spațiu ocupat de un nor de electroni. Nucleul este alcătuit din protoni încărcați pozitiv și neutroni neîncărcați (împreună numiți nucleoni), în timp ce norul de electroni constă din electroni încărcați negativ care orbitează nucleul. Într-un atom neutru, electronii încărcați negativ echilibrează sarcina pozitivă a protonilor. Nucleul este dens; masa unui nucleon este de aproximativ 1836 de ori mai mare decât un electron, totuși raza unui atom este de aproximativ 10.000 de ori mai mare decât cea a nucleului său.[17][18]

Atomul este, de asemenea, cea mai mică entitate care poate fi considerată a păstra proprietățile chimice ale elementului, cum ar fi electronegativitatea, potențialul de ionizare, starea sau stările de oxidare preferate, numărul de coordonare și tipurile preferate de legături pentru a forma (de exemplu, , covalent).

Element

Forma standard a tabelului periodic al elementelor chimice. Culorile reprezintă diferite categorii de elemente
Articolul principal: element chimic

Un element chimic este o substanță pură care este compusă dintr-un singur tip de atom, caracterizată prin numărul său specific de protoni din nucleele atomilor săi, cunoscut ca numărul atomic și reprezentat de simbolul Z. Numărul de masă este suma numărului de protoni și neutroni dintr-un nucleu. Deși toate nucleele tuturor atomilor aparținând unui singur element vor avea același număr atomic, ele nu pot avea neapărat același număr de masă; atomii unui element care au numere diferite de masă sunt cunoscuți ca izotopi. De exemplu, toți atomii cu 6 protoni din nucleul lor sunt atomi ai elementului chimic carbon, dar atomii de carbon pot avea numere de masă de 12 sau 13.[18]

Prezentarea standard a elementelor chimice este prezentată în tabelul periodic, care comandă elemente prin număr atomic. Tabelul periodic este aranjat în grupuri, coloane, perioade sau rânduri. Tabelul periodic este util pentru identificarea tendințelor periodice.[19]

Compus

Dioxidul de carbon (CO2), un exemplu de compus chimic
Articolul principal: compus chimic

A compus este o substanță chimică pură compusă din mai multe elemente. Proprietățile unui compus au o similitudine mică cu cele ale elementelor sale.[20] Nomenclatorul standard al compușilor este stabilit de Uniunea Internațională de Chimie Pură și Aplicată (IUPAC). Compușii organici sunt denumiți în conformitate cu sistemul de nomenclatură organică.[21] Denumirile compușilor anorganici sunt create în conformitate cu sistemul de nomenclatură anorganică. Atunci când un compus are mai mult de o componentă, ele sunt împărțite în două clase, componente electropozitive și electronegative.[22] În plus, Chemical Abstracts Service a elaborat o metodă de indexare a substanțelor chimice. În cadrul acestei scheme, fiecare substanță chimică este identificabilă printr-un număr cunoscut ca numărul său de înregistrare CAS.

Moleculă

Articolul principal: Molecule
O reprezentare cu bilă și stick a moleculei de cafeină (C8H10N4O2).

A moleculă este cea mai mică parte indivizibilă dintr-o substanță chimică pură, care are un set unic de proprietăți chimice, adică potențialul său de a suferi un anumit set de reacții chimice cu alte substanțe. Cu toate acestea, această definiție funcționează numai pentru substanțele care sunt compuse din molecule, ceea ce nu este adevărat pentru multe substanțe (a se vedea mai jos). Moleculele sunt de obicei un set de atomi legați împreună prin legături covalente, astfel încât structura este neutră din punct de vedere electric și toți electronii de valență sunt împerecheați cu alți electroni fie în legături, fie în perechi singure.

Astfel, moleculele există ca unități neutre din punct de vedere electric, spre deosebire de ioni. Când această regulă este ruptă, dând moleculei o sarcină, rezultatul este denumit uneori un ion molecular sau un ion policatomic. Cu toate acestea, natura discretă și separată a conceptului molecular necesită în mod obișnuit ca ionii moleculari să fie prezenți numai într-o formă bine separată, cum ar fi un fascicul orientat într-un vid într-un spectrometru de masă. Colecțiile poliatomice încărcate care se găsesc în solide (de exemplu, ioni sulfați sau nitrați obișnuiți) nu sunt, în general, considerați "molecule" în chimie. Unele molecule conțin unul sau mai mulți electroni nepartiți, creând radicali. Majoritatea radicalilor sunt reactivi comparativ, dar unii, cum ar fi oxidul nitric (NO), pot fi stabili.

Un model schelet 2-D al unei molecule de benzen (C6H6)

Elementele de gaz "inerte" sau nobile (heliu, neon, argon, krypton, xenon și radon) sunt compuse din atomi singuri drept cea mai mică unitate discretă, dar celelalte elemente chimice izolate constau fie din molecule, fie din rețele de atomi legați între ei într-un fel. Moleculele identificabile compun substanțe familiare cum ar fi apa, aerul și mulți compuși organici, cum ar fi alcoolul, zahărul, benzina și diferitele produse farmaceutice.

Cu toate acestea, nu toate substanțele sau compușii chimici constau în molecule discrete și, într-adevăr, majoritatea substanțelor solide care formează crusta solidă, mantaua și miezul Pământului sunt compuși chimici fără molecule. Aceste alte tipuri de substanțe, cum ar fi compușii ionici și solidele de rețea, sunt organizate astfel încât să nu existe existența unor molecule identificabile în sine. În schimb, aceste substanțe sunt discutate în termeni de unități de formulare sau celule unice ca fiind cea mai mică structură repetată din cadrul substanței. Exemple de astfel de substanțe sunt sărurile minerale (cum ar fi sarea de masă), solide precum carbon și diamant, metale și minerale cunoscute din silice și silicat, cum ar fi cuarțul și granitul.

Una dintre principalele caracteristici ale unei molecule este geometria sa deseori numită structura sa. În timp ce structura moleculelor diatomice, triatomice sau tetraatomice poate fi trivială (structura moleculară, piramida liniară, unghiulară etc.), structura moleculelor poliatomice, care constă din mai mult de șase atomi (din mai multe elemente) poate fi crucială pentru natura chimică.

Substanță și amestec

Exemple de substanțe chimice pure. De la stânga la dreapta: elementele de staniu (Sn) și sulful (S), diamantul (alotrop de carbon), zahăr (zahăr pur) și clorură de sodiu (sare) și bicarbonat de sodiu .

O substanță chimică este un fel de materie cu o anumită compoziție și set de proprietăți.[23] O colecție de substanțe se numește amestec. Exemple de amestecuri sunt aerul și aliajele.[24]

Mole și cantitatea de substanță

Articolul principal: Mole

Moara este o unitate de măsură care denotă o cantitate de substanță (numită și cantitate chimică). Mole este definit ca numărul de atomi găsiți în exact 0,012 kilograme (sau 12 grame) de carbon-12, unde atomii de carbon 12 sunt nelegați, în stare de repaus și în starea lor de bază.[25] Numărul de entități pe mol este cunoscut ca constanta Avogadro și este determinat empiric să fie de aproximativ 6,022 × 1023 mol−1.[26]Concentrația molară este cantitatea unei substanțe particulare per volum de soluție și este raportată frecvent în mol / dm3.[27]

Fază

Diagrama care prezintă relațiile între faze și termenii utilizați pentru a descrie schimbările de fază.
Articolul principal: Faza

Pe lângă proprietățile chimice specifice care disting diferite clasificări chimice, substanțele chimice pot exista în mai multe etape. În cea mai mare parte, clasificările chimice sunt independente de aceste clasificări de fază în vrac; totuși, unele faze mai exotice sunt incompatibile cu anumite proprietăți chimice. A fază este un set de stări ale unui sistem chimic care au proprietăți structurale similare în vrac, într-o serie de condiții, cum ar fi presiunea sau temperatura.

Proprietățile fizice, cum ar fi densitatea și indicele de refracție, tind să se încadreze în valorile caracteristice fazei. Faza materiei este definită de faza de tranzitie, care este atunci când energia introdusă în sau scoasă din sistem trece în rearanjarea structurii sistemului, în loc să schimbe condițiile în vrac.

Uneori distincția între faze poate fi continuă în loc să aibă o limită discretă, în acest caz materia este considerată a fi într-o stare supercritică. Atunci când trei state se întâlnesc pe baza condițiilor, este cunoscută ca un punct triplă și din moment ce acest lucru este invariabil, este o modalitate convenabilă de a defini un set de condiții.

Cele mai cunoscute exemple de faze sunt solide, lichide și gaze. Multe substanțe prezintă mai multe faze solide. De exemplu, există trei faze de fier solid (alfa, gamma și delta) care variază în funcție de temperatură și presiune. O diferență principală între fazele solide este structura cristalului sau dispunerea atomilor. O altă fază frecvent întâlnită în studiul chimiei este apos fază, care este starea substanțelor dizolvate în soluție apoasă (adică în apă).

Fazele mai puțin cunoscute includ plasmele, condensatele Bose-Einstein și condensatele fermionice și fazele paramagnetice și feromagnetice ale materialelor magnetice. În timp ce cele mai cunoscute faze se ocupă de sistemele tridimensionale, este de asemenea posibil să se definească analogii în sistemele bidimensionale, care au atras atenția asupra relevanței lor pentru sistemele din biologie.

lipirea

Articolul principal: Legătura chimică
O animație a procesului de legare ionică între sodiu (Na) și clor (Cl) pentru a forma clorură de sodiu sau sare de masă comună. Legarea ionică implică un atom care ia electroni de valență de la un alt atom (spre deosebire de împărțirea, care apare în legarea covalentă)

Atomii care se lipesc impreuna in molecule sau cristale se spune ca sunt lipite intre ele. O legătură chimică poate fi vizualizată ca fiind echilibrul multipol dintre încărcăturile pozitive din nuclee și sarcinile negative care oscilează în jurul lor.[28] Mai mult decât simpla atractie si repulsie, energiile si distributiile caracterizeaza disponibilitatea unui electron de a se lega de un alt atom.

O legătură chimică poate fi o legătură covalentă, o legătură ionică, o legătură de hidrogen sau doar din cauza forței Van der Waals. Fiecare dintre aceste tipuri de legături este atribuită unui anumit potențial. Aceste potențiale creează interacțiunile care cuprind atomii împreună în molecule sau cristale

Chimie

raportează acest anunț

Numai Elementele lui Mendeleev

Poți să alegi numai elementele pe care Mendeleev le-a avut la prima sa masă periodică din 1869, fără a le alege pe cele care au fost adăugate sau eliminate * mai târziu?

raportează acest anunț

Super Bunker Știință

Am învățat chimia noastră de la Breaking Bad. Ar trebui să ne treacă prin acest test, nu?

Cele mai slabe legături: Elemente

Puteți elimina un element de masă periodică ca fiind cel mai slab link pentru fiecare rundă și pentru a dezvălui câștigătorul? (Vezi "Cum se joacă"!)

Elemente chimice Haystack

Puteți să localizați și să faceți clic pe cele patru elemente chimice sparte CORECT în această "haystack" cu 150 de posibilități?

Primul cinci: Știință

Dacă ar fi existat doar un fragment ultra-specific de jargon științific care ar putea descrie seturi de cinci obiecte.

Bine ați venit pe pagina de test Chimie. Aici găsiți 2,145 de chestionare care au fost jucate de 15,861,602 de ori.

Științe subcategorii

Cele mai noi teste

  1. Numai Elementele lui Mendeleev
  2. Elemente chimice Haystack
  3. Element-Ception
  4. Faceți clic pe Elementele literei duble
  5. 5 'ABC's: Chimie
  6. Științe Opt
  7. Chitarei Bancuri
  8. Meciul patru: Știință
  9. Grupul 13 Elemente
  10. Provocarea de scriere: Numai elementele
  11. Creați elementul propriu
  12. Elemente de decădere
  13. Elemente Celeste
  14. Simbolurile "D" Element
  15. Tabelul periodic al non-elementelor

Cele mai populare chestionare tot timpul

  1. Tabelul periodic

    3,474,489

  2. Secret Science Laboratory

    686,933

  3. Super Bunker Știință

    462,154

  4. Elemente Abrevieri

    386,319

  5. Ștergeți tabelul periodic

    349,200

  6. Răspuns greșit: Roulette: Science

    333,647

  7. Elemente literare unice

    269,327

  8. Pungă de știință

    253,676

  9. Compoziția aerului

    230,913

  10. Elemente Simboluri Minefield

    208,132

  11. Scrisoare unică Aminoacizi

    201,133

  12. Elemente cu aliasuri inteligente

    183,948

  13. Orice altceva decât Elemente

    182,599

  14. Aproape inutilă știință Trivia

    180,847

  15. Știri mini-mine

    178,928

raportează acest anunț

Cele mai preferate chestionare

  1. Tabelul periodic

    1,461

  2. Pungă de știință

    178

  3. Elemente Abrevieri

    139

  4. Elementul pentru potrivirea simbolurilor

    77

  5. Ștergeți tabelul periodic

    77

  6. Elemente: Blocurile de construcție ale țărilor

    76

  7. Mese periodice după element

    68

  8. Tabelul periodic al științei

    67

  9. Aproape inutilă știință Trivia

    65

  10. O introducere în schimbările climatice

    62

  11. "APA" despre care vorbim?

    60

  12. Elemente cu aliasuri inteligente

    56

  13. Faceți clic pe Elemente din tabelul periodic

    53

  14. Elemente fără "um"

    53

  15. Elemente Simboluri Minefield

    52

raportează acest anunț

Raportează acest utilizator

Raportați acest utilizator pentru comportamente care încalcă Regulile comunității.

Detalii:

Accesați site-ul Mobile Sporcle.com →

4.6
Evaluare totală: 20
5
11
4
1
3
3
2
1
1
1