Substante simple, substante compuse

Substante simple, substante compuse

Materia este partea componenta a universului si se prezinta sub 2 forme substanta ( se deplaseaza cu viteza mai mici decit cea a luminii) si energie radianta ( se deplaseaza cu viteza luminii). Materia are o structura discontinua si este formata din particule f. mici, atomi, ioni, molecule.

Materia clasificare

A-substante pure : I- simple (metale, nemetale, semimetale) si

II-compuse (vezi schema de mai jos) trec prin metode chimice in elemente chimice

B -amestecuri : omogene (aerul, saramura, solutia de zahar) si eterogene(ceata, ulei cu apa, benzina cu apa, etc. ) -trec prin metode fizice in substante

Substantele compuse a) anorganice -hidruri

- ionice (MeH_m, NaH, LiH, CaH₂)

- covalente (Nem H_n, HCl, NH₃, H₂S, CH₄)

- interstitiale - solutii solide de hidrogen in metale tranzitionale              

-oxizi - bazici (Me₂Om, CaO, K₂O, Fe₂O₃)

- acizi ( Nem₂O_n, SO₂, N₂O₃, CO₂, Cl₂O₇)

-baze ( M(OH)_m, NaOH, Ca(OH)₂, Al (OH)₃, ) -acizi H_nA - hidracizi : HCl, H₂S, HI

-oxiacizi : HNO₃, H₂CO₃, H₃PO₄, H₂SO₄

-saruri -acide Me_x(HA)_m, KHS, NaHSO₄, Ca(H₂PO₄)₂

-neutre Me_xA_m, Na₂CO₃, K₂SO₄, Al(NO₃)₃, (NH₄)₃PO₄

b)-organice (zaharuri, hidrocarburi, proteine, grasimi, etc).

Me-metal cu valenta m; Nem-nemetal cu valenta n, A-radical acid cu valenta x

Notiuni de baza din chimie

Atomul ste cea mai mica parte dintr-o substanta simpla si care mai pastreaza individualitatea si proprietatile acesteia. Desi semnificatia initiala de indivizibil este depasita acum, denumirea a ramas. Atomul s-a dovedit a fi divizibil si alcatuit din particule subatomice fundamentale electroni, protoni si neutroni iar la rindul lor acestia pot alcatui alte particule subatomice (quarcuri, leptoni, bosoni- vezi structura atomului).

Analiza: Genetica umana - tipuri mendeliene de eredit Analiza: Pielea - organ conjunctivo-epitelial

Moleculele substantelor simple sunt formate dintr-o singura specie de atomi (un element). De exemplu, substanta a carei molecule sunt formate din doi atomi de azot, N₂, este azotul si este o substanta simpla sau un element. Substantele simple, O₂ si O₃, sunt formate din aceeasi specie de atomi de oxigen, dar care se deosebesc prin numarul si asezarea atomilor in molecula, constituind forme alotropice.

Elementul chimic este o specie de atomi care se caracterizeaza printr-o totalitate determinata de proprietati; fiecare atom luat individual, izolat, este un element chimic. Elementul chimic este tipul de materie formata din atomi ai caror nucleu au aceeasi sarcina electrica. De exemplu, toti atomii care au sarcina nucleara +1 constituie elementul H, hidrogen. Elementul hidrogen se poate gasi in H₂O, CH₄, H₂, etc., avind aceleasi proprietati indiferent de componentele moleculelor in care intra. Substanta simpla este forma de existenta in stare libera a unui element.

Moleculele substantelor compuse sunt formate din mai multe specii de atomi intr-un raport numeric bine definit. Substanta compusa rezulta din combinarea substantelor simple, dar nu este alcatuita din substante simple ci din elementele respective. De exemplu, clorul si sodiul in stare libera sunt substante simple, dar in compozitia clorurii de sodiu ele se gasesc intr-o alta stare, puternic interactionata, altfel decit in substantele simple clor si sodiu.

Atomii cu masa diferita a aceluiasi element se numesc izotopi (izotop = acelasi loc in sistemul periodic). Un element chimic poate fi format din unul sau mai multi izotopi cu numar de masa A diferit.

Simbolul chimic este reprezentarea prescurtata, in scris, a unui atom, iar in calculele stoechiometrice, a unui atom-gram. De exemplu, C reprezinta un atom de carbon dar si un atom-gram, adica 12 g carbon sau un mol atomic.

Formula chimica este reprezentarea prescurtata, in scris, folosind simbolurile a unei molecule dintr-o substanta simpla sau compusa, iar in calculele stoechiometrice al unei molecule-gram, iar daca substanta este gazoasa a unui volum de 22, 41 l (volum molar in conditii normale). De ex., H₂ reprezinta o molecula dar si un mol de hidrogen, respectiv 22,41 l de hidrogen.

Formulele chimice se scriu cu ajutorul simbolurilor elementelor si pot fi :

-brute sau empirice (arata numai natura si raportul numeric al atomilor din molecula) de ex (CH)n poate fi formula bruta pentru acetilena n=2, pentru benzen n=6, acid ditionos HSO2;

-moleculare (se arata numarul real al atomilor din molecula, in care caz masa moleculara corespunde cu cea reala de ex. C2H2 si C6H6, acid ditionos H2S2O4);

-structurale (se reprezinta si modul de legare si asezare spatiala a atomilor in molecula) si care pot fi la randul lor:

-formule plane obisnuite sau rationale care nu redau aranjarea atomilor in spatiu ci numai grupele functionale si radicalii HOOH, CH3-CH3, CH3-COOH

-formule de proiectie (structurale plane) care redau imaginea spatiala sau schema moleculei cu rabaterea tuturor substituentilor intr-un plan, de ex. Formule de proiectie Fischer si Neumann pentru zaharuri

-formule de perspectiva redau dispunrea spatiala a substituentilor in raport cu planul hirtiei prin linii ingrosate, normale sau punctate

-formule de configuratie reproduc fidel modelul tetraedric al atomului de carbon asimetric sau redau dispozitia substituentilor legati de un atom de carbon, fata de planul legaturii pi, sau a planului unui ciclu prezent in molecula, de ex. configuratia cis -trans a pentenei -2,

-formule de conformatie care indica aranjamentul geometric rezultat prin rotirea atomilor in jurul legaturilor simple (conformatia moleculei) de ex., conformatia eclipsata sau intercalata a etanului, conformatiile baie scaun pentru celuloza, ciclodextrine, ciclohexan

modele structurale tip bile- tije sau compacte fara tije, de diferite tipuri care redau toate detaliile spatiale si geometrice ale moleculei.

Ecuatia chimica este scrierea prescurtata a unei reactii chimice cu ajutorul formulelor chimice, tinand seama de legile fundamentale ale chimiei. Ecuatia chimica reprezinta reactia chimica atat calitativ, indicand natura substantelor care intra in reactie (reactanti) si a celor care rezulta din reactie (produse de reactie) cat si calitativ indicand proportiile de masa, iar cand substantele care participa la reactie sunt gazoase rapoartele sunt volumetrice.

Masa atomica a unui element este numarul care arata de cate ori atomul elementului respectiv este mai greu decat 1/12 -a parte din masa izotopului ¹²C (unitate de masa atomica - a.m.u.- egala cu 1,66.10^-24g), adica este raportul dintre masa atomului respectiv si a.m.u.

Masa moleculara a unei substante este numarul care arata de cate ori o molecula din acea substanta este mai grea decat a.m.u. si este egala cu suma maselor atomilor componenti.

Masa atomica si cea moleculara sunt marimi adimensionale.

Atom-gram (mol atomic) reprezinta cantitatea dintr-un element exprimata in grame, numeric egala cu masa atomica a acelui element.

Molecula-gram (mol) reprezinta cantitatea dintr-o substanta simpla sau compusa, exprimata in grame, numeric egala cu masa ei moleculara sau este masa exprimata in grame a N particule reprezentate printr-o formula chimica (N= numarul lui Avogadro 6,023.10²³). De ex. molul apei este 18,0153 g iar atom-gramul (molul atomic) pentru iod este 126,9044g.

Termenul de mol se aplica la substante care formeaza molecule, la atomi liberi, la compusi ionici si chiar la particule elementare (de ex. 1 mol de protoni = N protoni).

Valenta stoechiometrica a elementelor sau capacitatea de combinare este numarul care arata cu cati atomi de hidrogen (sau alt element monovalent) se combina sau inlocuieste un atom al elementului respectiv. De ex. Cl se combina cu 1 atom de H (HCl), O se combina cu 2 atomi de H (H₂O) iar N se combina cu 3 atomi de H (NH₃).

Cu timpul, notiunea de valenta s-a extins, folosindu-se in functie de natura legaturii chimice:

-electrovalenta, care este numarul electronilor cedati sau acceptati, adica sarcina ionului;

-covalenta, care indica numarul legaturilor, adica al perechilor de electroni de legatura in jurul atomului.

Este de preferat inlocuirea notiunii de valenta prin cifra, numar, treapta sau stare de oxidare care reprezinta numarul real (in cazul combinatiilor ionice) sau fictiv de sarcini pozitive sau negative pe care l-ar avea elementul dat, daca prin ruperea legaturilor covalente s-ar transforma in ioni.