Из чего состоит вещество основные компоненты и их свойства (7 видео)

Все вещества, с которыми мы ежедневно сталкиваемся, состоят из различных химических элементов. Эти элементы, будь то воздух, вода, почва или живые организмы, являются основой всего материального мира. Изучение структуры и свойств веществ позволяет нам лучше понять окружающий нас мир и использовать его в наших целях.

Основными компонентами вещества являются атомы. Атомы – это наименьшие частицы элементов, которые не могут быть разделены на более мелкие подразделения без потери их химических свойств. Каждый элемент состоит из атомов одного типа, а их количество влияет на свойства вещества. Например, водород и кислород, состоящие из одного и двух атомов соответственно, образуют разные вещества.

Свойства вещества зависят не только от его компонентов, но также от их электронной структуры и взаимодействия между атомами. Химическая связь, образующаяся между атомами, определяет структуру вещества и его реакционную способность. Например, железо и кислород могут соединяться и образовывать ржавчину, так как атомы железа и кислорода обладают определенными свойствами образовывать химическую связь.

Содержание

Структура вещества: состав и свойства
Атомы – основные строительные блоки
Электрический заряд и масса
Расположение в атоме элемента
Молекулы – связи между атомами
Ковалентные связи и их сила
Ионные связи и их характеристики
Элементы – разнообразие строительных блоков
Единственные и неоднозначные элементы
Определение элементов в периодической таблице
Соединения – суставное соединение элементов
Первичные и вторичные соединения
Комплексные соединения и их структура
Физические свойства вещества
Температура плавления и кипения
Плотность, твердость и прочие характеристики
📽️ Видео

Видео:ОКСИДЫ, КИСЛОТЫ, СОЛИ И ОСНОВАНИЯ ХИМИЯ 8 класс / Подготовка к ЕГЭ по Химии - INTENSIVСкачать

Структура вещества: состав и свойства

Вещество представляет собой материю, имеющую определенный состав и структуру. Оно состоит из мельчайших частиц, называемых атомами. Атомы объединяются в молекулы, которые в свою очередь образуют различные химические соединения.

Основными компонентами вещества являются элементы, из которых состоят атомы. Существует около 118 элементов, природными или искусственными. Каждый элемент имеет свой химический символ, например, H (водород), O (кислород), C (углерод). Атомы элементов могут объединяться между собой по-разному, образуя различные соединения.

Кроме элементов, вещество может содержать и другие компоненты, такие как ионы или молекулы других веществ. Ионы представляют собой заряженные атомы или группы атомов. Они могут быть положительными (катионами) или отрицательными (анионами). Молекула состоит из двух или более атомов, связанных между собой химическими связями.

Свойства вещества определяют его физические и химические особенности. Физические свойства включают плотность, температуру плавления, теплопроводность, электрическую проводимость и др. Химические свойства определяют способность вещества претерпевать химические реакции и образование новых соединений.

Знание состава и свойств вещества позволяет углубленно изучать его и применять в различных областях науки и техники. На основе этих знаний разрабатываются новые материалы, лекарственные препараты, технологии производства и многое другое.

Видео:Как строить структурные формулы быстро, как ФЛЭШ — Мое полное РуководствоСкачать

Атомы – основные строительные блоки

Протоны являются положительно заряженными элементарными частицами и определяют заряд ядра атома. Нейтроны не имеют заряда и выполняют функцию сбалансирования зарядов в ядре. Электроны, в свою очередь, отрицательно заряжены и находятся в электронных оболочках вокруг ядра.

Количество электронов в атоме соответствует количеству протонов в ядре, что делает атом электрически нейтральным. Однако, атомы могут приобретать или терять электроны, что приводит к образованию ионов с положительным или отрицательным зарядом.

Атомы могут соединяться между собой, образуя молекулы. Эти соединения определяют химические свойства вещества. Взаимодействие атомов и молекул вещества определяет его физические и химические свойства, такие как плотность, температура плавления и кипения, электропроводность и т. д.

Частица	Заряд
Протон	Положительный
Нейтрон	Нейтральный
Электрон	Отрицательный

Электрический заряд и масса

Электрический заряд обусловлен наличием элементарных частиц — электронов и протонов. Обладая отрицательным зарядом, электроны движутся вокруг ядра атома и образуют электронные оболочки. Протоны же имеют положительный заряд и находятся в ядре. Взаимодействие зарядов, как положительных, так и отрицательных, определяет множество электрических явлений.

Масса — это характеристика вещества, свидетельствующая о количестве материи в объекте. Масса атома складывается из масс протонов и нейтронов, которые являются составными частями ядра, и массы электронов, которые сравнительно малы и могут быть проигнорированы при измерении всех остальных масс.

Электрический заряд измеряется в элементарных зарядах, которые называются кулонами. Масса измеряется в килограммах. Оба параметра являются величинами взаимно обратными. Электрический заряд и масса основных компонентов вещества определяют его свойства и поведение в различных условиях.

Расположение в атоме элемента

Электроны располагаются на разных энергетических уровнях или орбитах, которые окружают ядро. Ближайшая орбита к ядру называется первым энергетическим уровнем или K-оболочкой. За первой оболочкой находится следующий энергетический уровень или L-оболочка, потом — M-оболочка, и так далее.

На каждой оболочке может располагаться определенное количество электронов. Первая оболочка может содержать не более 2 электронов, вторая — не более 8 электронов, третья — не более 18 электронов, и так далее. Количество электронов на энергетических уровнях зависит от атомного номера элемента. Например, у атома кислорода атомный номер 8, поэтому на первой оболочке может находиться 2 электрона, а на второй — 6 электронов.

Расположение и количество электронов в атоме определяют его свойства и химическую активность. Взаимодействие электронов на разных оболочках элементов позволяет образовать химические связи и образовывать различные соединения.

Видео:Самый простой способ понять ХИМИЮ — Типы Кристаллических Решеток и Свойства ВеществаСкачать

Молекулы – связи между атомами

Вещество состоит из молекул, которые представляют собой связи между атомами. Молекулы образуются при соединении атомов различных элементов посредством химических реакций.

Связи между атомами в молекулах возникают в результате обмена или совместного использования электронов. Существуют различные типы связей между атомами, включая ионные, ковалентные и металлические связи.

Ионные связи возникают при переносе электронов от одного атома к другому. В результате образуется положительно и отрицательно заряженные ионы, которые притягиваются друг к другу и образуют ионную связь.

Ковалентные связи формируются, когда два атома совместно используют одну или несколько пар электронов. В результате образуется молекула, где атомы связаны общими электронными облаками.

Металлические связи характерны для металлов, где свободные электроны перемещаются между атомами, образуя сеть электронных облаков или «море» электронов. Это делает металлы теплопроводными и хорошими проводниками электричества.

Тип связи, которая образуется между атомами, зависит от их электронной конфигурации и химических свойств. Молекулы с разными типами связей обладают различными свойствами, такими как прочность, температура плавления и кипения, растворимость и т. д.

Исследование молекулярных связей между атомами позволяет понять, какие типы веществ активно взаимодействуют друг с другом и как они могут применяться в различных областях науки и технологий.

Ковалентные связи и их сила

Ковалентные связи обладают разной силой. Эта сила зависит от нескольких факторов:

Электроотрицательности атомов. Ковалентная связь становится сильнее, если разница в электроотрицательности атомов, участвующих в связи, больше.
Количество общих электронов. Чем больше электронов делят атомы, тем сильнее ковалентная связь.
Длина связи. Чем короче расстояние между атомами, тем сильнее ковалентная связь.

Ковалентные связи могут быть не полярными или полярными. В не полярной ковалентной связи оба атома имеют одинаковую электроотрицательность и равное количество общих электронов. В полярной ковалентной связи разность в электроотрицательности приводит к смещению электронной плотности, и один атом становится более отрицательным, а другой — более положительным.

Сила ковалентных связей влияет на множество химических и физических свойств вещества. Она может определять его кристаллическую структуру, теплопроводность, электропроводность, температуру плавления и кипения, а также другие свойства.

Ионные связи и их характеристики

Основные характеристики ионных связей:

Свойство	Описание
Силы притяжения	Ионные связи характеризуются очень сильными притяжительными силами между ионами. Это обусловлено тем, что ионы обладают электрическими зарядами и притягиваются друг к другу силой электростатического притяжения.
Направленность	Ионное связывание имеет направленный характер, то есть ионы притягиваются только в определенных направлениях. Это связано с особым строением кристаллических решеток, в которых расположены ионы.
Жесткость	Ионная связь характеризуется высокой жесткостью, то есть малой возможностью деформации ионной решетки. Это обусловлено сильными связями между ионами и необходимостью поддержания баланса зарядов.
Точка плавления и кипения	Обычно соединения с ионными связями обладают высокой точкой плавления и кипения. Это связано с высокой прочностью связей и необходимостью преодоления сил притяжения для изменения состояния вещества.
Растворимость	Многие соединения с ионными связями обладают высокой растворимостью в полярных растворителях, таких как вода. Это связано с возможностью разрушения ионной решетки в процессе сольватации ионов растворителем.

Ионные связи широко применяются в различных областях науки и техники, в том числе в химии, физике, материаловедении и биологии. Понимание их особенностей и свойств позволяет улучшать и создавать новые материалы и соединения с нужными свойствами и характеристиками.

Видео:Агрегатные состояния вещества. 7 класс.Скачать

Элементы – разнообразие строительных блоков

Существуют различные типы элементов, которые могут быть разделены на металлы, полуметаллы и неметаллы. Эти категории основаны на физических и химических свойствах элементов.

Металлы обладают общими свойствами, такими как хорошая теплопроводность и электропроводность, а также способность образовывать положительные ионы. Примеры металлов включают железо, медь, алюминий и золото.

Полуметаллы, такие как кремний и германий, обладают свойствами как металлов, так и неметаллов. Они часто используются в электронике, изоляторах и полупроводниковых материалах.

Неметаллы обычно обладают низкой электропроводностью и хрупкостью. К неметаллам относятся кислород, азот, сера, углерод и фосфор. Они играют важную роль в органической химии.

Каждый элемент также имеет уникальные физические и химические свойства. Они могут образовывать различные соединения и реагировать с другими элементами, образуя новые вещества.

Вышеупомянутые свойства элементов делают их важными компонентами в создании различных материалов, продуктов, лекарств и многих других вещей, которые мы используем в повседневной жизни.

Категория	Примеры элементов
Металлы	Железо, медь, алюминий, золото
Полуметаллы	Кремний, германий
Неметаллы	Кислород, азот, сера, углерод, фосфор

Единственные и неоднозначные элементы

Одним из таких элементов является гелий. Он является самым легким и одновременно самым инертным элементом в таблице Менделеева. Гелий не образует химических связей и не проявляет химической активности. В то же время, гелий является важным элементом в медицине и промышленности, где он применяется в качестве охлаждающей среды, а также воздушного шарах и летательных аппаратах.

Другим интересным элементом является уран. Он является самым тяжелым естественным элементом и одним из самых радиоактивных. Уран широко используется в ядерной энергетике и является ключевым материалом для создания атомных бомб. Однако его использование вызывает много споров и неоднозначных мнений из-за своей потенциальной опасности и возможных последствий.

Некоторые элементы также могут быть неоднозначными с точки зрения своего происхождения. Например, золото. Оно является одним из самых драгоценных и красивых металлов, но его добыча часто связана с разрушением окружающей среды и экологическими проблемами. Золото используется в ювелирном и промышленном производстве, но есть неоднозначность в том, насколько оно ценно и стоит ли ради него жертвовать природными ресурсами.

Таким образом, некоторые элементы обладают уникальными свойствами и вызывают различные точки зрения и дебаты среди ученых и общества. Их значение и важность не всегда однозначны и требуют дальнейших исследований и обсуждений.

Определение элементов в периодической таблице

Каждый элемент в периодической таблице имеет свои уникальные свойства, которые определяют его поведение и взаимодействие с другими элементами. Основные свойства элементов включают атомную массу, атомный номер, электронную конфигурацию, группу и период.

Атомная масса элемента указывает на суммарную массу всех его протонов, нейтронов и электронов. Она выражается в атомных единицах (Da) и является важным параметром для определения молекулярной массы и состава соединений.

Атомный номер элемента указывает на количество протонов в его атоме. Он также определяет положение элемента в таблице и его положение в периоде и группе. Например, водород имеет атомный номер 1, что означает наличие у него одного протона в ядре, в то время как атомный номер углерода равен 6, указывая на наличие шести протонов.

Электронная конфигурация элемента определяет распределение его электронов по энергетическим уровням. Она помогает понять химические свойства элемента, такие как его способность образовывать соединения и взаимодействовать с другими элементами.

Группа элемента в таблице определяет его химические свойства, поскольку элементы в одной группе имеют схожие химические свойства. Например, все элементы в первой группе, называемой алкалии, имеют единственный электрон в своей внешней оболочке и проявляют сходную химическую активность, особенно при реакции с водой.

При переходе отлевой к правой стороне таблицы происходит изменение химических свойств элементов, связанное с их электронной конфигурацией и наличием или отсутствием свободных электронов во внешней оболочке.

Понимание основных компонентов элементов в периодической таблице позволяет исследователям и ученым изучать и предсказывать химические реакции и свойства различных химических соединений, что является основой для множества промышленных и научных открытий и приложений.

Видео:Строение клетки за 8 минут (даже меньше)Скачать

Соединения – суставное соединение элементов

Суставное соединение элементов дает возможность образования огромного разнообразия соединений с различными свойствами. В суставных соединениях элементы могут быть связаны ковалентными, ионными или металлическими связями. Ковалентная связь основана на обмене электронами между атомами, ионная связь возникает при переносе электронов от одного атома к другому, а металлическая связь образуется между положительно заряженными ядрами и оболочками свободных электронов.

Соединения имеют различную структуру и свойства, определяемые их составом и типом связей между элементами. Некоторые соединения являются молекулярными и состоят из отдельных молекул, связанных слабыми силами взаимодействия. Другие соединения представляют собой кристаллическую структуру, в которой атомы или ионы занимают определенные позиции в кристаллической решетке.

Свойства соединений также зависят от типа связей и структуры вещества. Ковалентные соединения обычно имеют низкую температуру плавления и кипения и могут быть твёрдыми, жидкими или газообразными. Ионные соединения обладают высокой температурой плавления и кипения из-за сильных электростатических сил притяжения между ионами. Металлические соединения обладают хорошей электропроводностью и теплопроводностью из-за наличия свободных электронов.

Тип связи	Примеры соединений
Ковалентные связи	вода (H₂O), углекислый газ (CO₂)
Ионные связи	натрий хлорид (NaCl), серная кислота (H₂SO₄)
Металлические связи	железо (Fe), алюминий (Al)

Соединения представляют собой основу химических реакций и играют важную роль во многих процессах, включая образование материалов, производство лекарств, энергетику и технологии. Изучение соединений позволяет лучше понять их свойства и использовать их в различных областях науки и промышленности.

Первичные и вторичные соединения

Вещество состоит из различных элементов и соединений, которые могут быть разделены на первичные и вторичные соединения. Знание о различных типах соединений помогает понять химические свойства и структуру вещества.

Первичные соединения являются основными компонентами вещества. Они образуются при химических реакциях и включают в себя простые вещества, ионы и молекулы. Простые вещества состоят из атомов одного элемента и могут быть представлены в виде химической формулы, например, кислород (O₂) или сера (S₈). Ионы представляют собой заряженные атомы и могут быть положительными (катионами) или отрицательными (анионами), например, натрий (Na⁺) или хлор (Cl^—). Молекулы состоят из двух и более атомов разных элементов, например, вода (H₂O) или метан (CH₄).

Вторичные соединения образуются при взаимодействии первичных соединений и могут иметь более сложную структуру. Например, белки, углеводы и липиды являются вторичными соединениями. Белки являются основными строительными блоками организмов и состоят из длинной последовательности аминокислот. Углеводы представляют собой источник энергии для организмов и состоят из углерода, водорода и кислорода. Липиды являются основными компонентами клеточных мембран и состоят из глицерина и жирных кислот.

Примеры первичных соединений	Примеры вторичных соединений
Кислород (O₂)	Белки
Натрий (Na⁺)	Углеводы
Вода (H₂O)	Липиды

Знание о первичных и вторичных соединениях не только помогает понять состав вещества, но и позволяет проводить различные химические реакции и синтезировать новые соединения. Это имеет большое значение во многих областях, включая медицину, пищевую промышленность, материаловедение и фармацевтику.

Комплексные соединения и их структура

Лиганды могут быть неорганическими (аньоны и некомплексообразующие молекулы) и органическими (органолиганды). Наиболее распространенными органолигандами являются амины, карбонильные соединения, карбоксилаты, фосфорорганические соединения.

Структура комплексного соединения определяется способом связывания лигандов с центральным атомом или ионом. Существует несколько типов связывания:

Тип связывания	Описание
Координационное связывание	Лиганды образуют координационные связи с центральным атомом или ионом через свои электронные пары.
Ионное связывание	Центральный атом или ион и лиганды привлекаются друг к другу благодаря противоположному заряду.
Ковалентное связывание	Лиганды и центральный атом или ион образуют ковалентные связи, в которых электроны общие для обоих частей соединения.

Структура комплексного соединения может быть представлена с помощью химической формулы или структурной формулы. Химическая формула комплекса показывает состав комплекса, включая центральный атом или ион, лиганды и их количество. Структурная формула позволяет визуализировать пространственное расположение атомов и связей в комплексе.

Комплексные соединения широко применяются в различных областях, таких как катализ, медицина, нанотехнологии и т.д. Изучение их структуры и свойств позволяет разрабатывать новые материалы с уникальными свойствами и применением в различных сферах науки и промышленности.

Видео:Всё о химическом строении клетки за 70 минут | Биология ЕГЭ для 10 класса | УмскулСкачать

Физические свойства вещества

Одним из основных физических свойств вещества является его агрегатное состояние. Вещество может находиться в твердом, жидком или газообразном состоянии в зависимости от условий окружающей среды, таких как температура и давление.

Еще одним физическим свойством вещества является плотность. Плотность определяется как отношение массы вещества к его объему и показывает, насколько компактным является вещество. Вещества с большой плотностью имеют высокую массу по отношению к объему и наоборот.

Свойство	Определение	Примеры
Температура плавления	Температура, при которой вещество переходит из твердого состояния в жидкое	Железо: 1538 °C; Сера: 119 °C
Температура кипения	Температура, при которой вещество переходит из жидкого состояния в газообразное	Вода: 100 °C; Ацетон: 56 °C
Проводимость тепла	Способность вещества передавать тепло	Металлы: хорошая проводимость; Пластик: плохая проводимость
Прозрачность	Способность вещества пропускать свет	Стекло: прозрачное; Металл: непрозрачное

Физические свойства вещества помогают нам понять и описать его поведение и взаимодействия с окружающей средой. Они являются основными характеристиками, с помощью которых мы можем сравнивать и классифицировать различные вещества.

Температура плавления и кипения

Температура плавления — это температура, при которой из твердого состояния вещество переходит в жидкое состояние. Плавление — это физический процесс, в результате которого отрываются связи между молекулами или атомами вещества, и оно уплотняется и приобретает форму жидкости.

Температура кипения — это температура, при которой из жидкого состояния вещество переходит в газообразное состояние. Кипение — это физический процесс, при котором вещество нагревается до температуры, при которой его пары начинают образовываться на поверхности и распространяться во всем объеме жидкости.

Температура плавления и кипения зависит от различных факторов, таких как давление и состав вещества. Например, вода кипит при температуре 100°C при атмосферном давлении, но это значение может изменяться в зависимости от давления.

Знание температуры плавления и кипения вещества позволяет контролировать и использовать его в различных процессах и применениях.

Плотность, твердость и прочие характеристики

Плотность – это физическая величина, определяющая массу вещества, занимающего определенный объем. Плотность может быть выражена в разных единицах измерения, например, г/см³ или кг/м³. Она зависит от структуры вещества и температуры. Вещества с большей плотностью имеют более высокую массу в заданном объеме.

Твердость – это свойство вещества сопротивляться механическому воздействию. Твердость измеряется по различным шкалам, таким как шкала твердости Мооса или шкала твердости Бринелля. Вещества с высокой твердостью обладают большей стойкостью к царапанию и износу.

Кроме плотности и твердости, вещества могут иметь и другие характеристики, которые варьируются в зависимости от их состава и структуры. Например, теплоемкость определяет количество теплоты, необходимое для нагревания вещества на определенную температуру, а фазовые переходы указывают на изменение состояния вещества при изменении температуры и давления.

Познание и понимание этих характеристик позволяют научиться управлять свойствами вещества и использовать его в различных областях, таких как инженерия, медицина и материаловедение.