Dünyanın mənzərəsini düzgün başa düşmək üçün insanın cavabını bilməli olduğu əsas sual kimyada maddənin nə olmasıdır. Bu anlayış məktəb yaşında formalaşır və uşağın gələcək inkişafına istiqamət verir. Kimyanı öyrənməyə başlayanda gündəlik səviyyədə onunla ümumi dil tapmaq vacibdir, bu, müəyyən prosesləri, tərifləri, xassələri və s. aydın və asanlıqla izah etməyə imkan verir.
Təəssüf ki, təhsil sisteminin qeyri-kamilliyi səbəbindən bir çox insanlar bəzi fundamental əsasları əldən verirlər. "Kimyada maddə" anlayışı bir növ təməl daşıdır, bu tərifin vaxtında mənimsənilməsi insana təbiət elmləri sahəsində sonrakı inkişafda düzgün başlanğıc verir.
Konseptin formalaşması
Materiya anlayışına keçməzdən əvvəl kimyanın predmetinin nə olduğunu müəyyən etmək lazımdır. Maddələr kimyanın bilavasitə öyrəndiyi, onların qarşılıqlı çevrilmələri, quruluşu və xassələridir. Ümumi mənada maddə fiziki cisimlərin nədən əmələ gəldiyidir.
Bəs, kimyada maddə nədir? Ümumi anlayışdan sırf kimyəvi anlayışa keçərək tərif yaradaq. Maddə mütləq kütləyə malik olan müəyyən bir maddə növüdürölçülə bilər. Bu xüsusiyyət maddəni başqa bir maddə növündən - kütləsi olmayan sahədən (elektrik, maqnit, biosahə və s.) fərqləndirir. Materiya da öz növbəsində bizim və ətrafımızdakı hər şeydən ibarətdir.
Materiyanın nədən əmələ gəldiyini müəyyən edən bir az fərqli xüsusiyyət - bu artıq kimyanın mövzusudur. Maddələr atomlar və molekullar (bəzi ionlar) tərəfindən əmələ gəlir, bu o deməkdir ki, bu formula vahidlərindən ibarət istənilən maddə maddədir.
Sadə və mürəkkəb maddələr
Əsas tərifi mənimsədikdən sonra onu mürəkkəbləşdirməyə keçə bilərsiniz. Maddələr müxtəlif səviyyələrdə təşkil olunur, yəni sadə və mürəkkəb (və ya birləşmələr) - bu, maddələrin siniflərinə ilk bölünmədir, kimya bir çox sonrakı bölmələrə malikdir, ətraflı və daha mürəkkəbdir. Bu təsnifat, bir çox başqalarından fərqli olaraq, ciddi şəkildə müəyyən edilmiş sərhədlərə malikdir, hər bir əlaqə aydın şəkildə bir-birini istisna edən növlərdən birinə aid edilə bilər.
Kimyada sadə maddə Mendeleyevin dövri cədvəlindən yalnız bir elementin atomlarından ibarət birləşmədir. Bir qayda olaraq, bunlar ikili molekullardır, yəni kovalent qeyri-qütb bağı vasitəsilə bağlanmış iki hissəcikdən ibarətdir - ümumi tək elektron cütünün meydana gəlməsi. Beləliklə, eyni kimyəvi elementin atomları eyni elektronmənfiliyə malikdir, yəni ümumi elektron sıxlığını saxlamaq qabiliyyətinə malikdir, buna görə də o, bağ iştirakçılarının heç birinə keçmir. Sadə maddələrin nümunələri (qeyri-metallar) -hidrogen və oksigen, xlor, yod, flüor, azot, kükürd və s. Ozon kimi bir maddənin molekulu üç atomdan, bütün nəcib qazlar (arqon, ksenon, helium və s.) bir atomdan ibarətdir. Metallarda (maqnezium, kalsium, mis və s.) özünəməxsus bağ növü var - metal, metalın içərisində sərbəst elektronların ictimailəşməsi səbəbindən həyata keçirilir və molekulların belə əmələ gəlməsi müşahidə edilmir. Metal maddəni qeyd edərkən, sadəcə olaraq kimyəvi elementin simvolu heç bir indeks olmadan göstərilir.
Kimyada nümunələri yuxarıda verilmiş sadə maddə öz keyfiyyət tərkibinə görə mürəkkəb maddədən fərqlənir. Kimyəvi birləşmələr iki və ya daha çox müxtəlif elementlərin atomlarından əmələ gəlir. Belə maddələrdə kovalent polar və ya ion tipli bağlanma baş verir. Fərqli atomlar müxtəlif elektronmənfiliyə malik olduğundan, ümumi elektron cütü əmələ gəldikdə, o, daha elektronmənfi elementə doğru sürüşür və bu da molekulun ümumi qütbləşməsinə səbəb olur. İon tip qütbün həddindən artıq halıdır, bir cüt elektron tamamilə bağlayıcı iştirakçılardan birinə keçdikdə, atomlar (və ya onların qrupları) ionlara çevrilir. Bu növlər arasında aydın sərhəd yoxdur, ion bağı kovalent güclü qütb kimi şərh edilə bilər. Mürəkkəb maddələrə misal olaraq su, qum, şüşə, duzlar, oksidlər və s. ola bilər.
Maddə Dəyişiklikləri
Sadə adlanan maddələr əslində mürəkkəb olanlara xas olmayan unikal xüsusiyyətə malikdir. Bəzi kimyəvi elementlər bir neçə forma yarada bilərsadə maddə. Əsas hələ də bir elementdir, lakin kəmiyyət tərkibi, quruluşu və xüsusiyyətləri bu cür birləşmələri kökündən fərqləndirir. Bu xüsusiyyət allotropiya adlanır.
Oksigen, kükürd, karbon və digər elementlər bir neçə allotropik modifikasiyaya malikdir. Oksigen üçün bunlar O2 və O3, karbon dörd növ maddə verir - karbin, almaz, qrafit və fullerenlər, kükürd molekulu rombik, monoklinik və plastik modifikasiya. Nümunələri yuxarıda sadalananlarla məhdudlaşmayan kimyada belə sadə bir maddənin böyük əhəmiyyəti var. Xüsusilə, fullerenlər texnologiyada yarımkeçiricilər, fotorezistorlar, almaz plyonkalarının böyüməsi üçün əlavələr və digər məqsədlər üçün istifadə olunur və tibbdə güclü antioksidantlardır.
Maddələrə nə olur?
Hər saniyə içəridə və ətrafda maddələrin çevrilməsi baş verir. Kimya reaksiya verən molekulların tərkibində keyfiyyət və/və ya kəmiyyət dəyişikliyi ilə gedən prosesləri nəzərdən keçirir və izah edir. Paralel olaraq, tez-tez bir-biri ilə əlaqəli fiziki transformasiyalar da baş verir ki, bunlar yalnız forma, maddələrin rəngi və ya birləşmə vəziyyəti və bəzi digər xüsusiyyətlər ilə xarakterizə olunur.
Kimyəvi hadisələr maraq parametrinin dəyişməsindən asılı olaraq müxtəlif növ qarşılıqlı təsir reaksiyalarıdır, məsələn, birləşmələr, əvəzetmələr, mübadilələr, parçalanmalar, geri dönən, ekzotermik, redoks və s. Fiziki hadisələrə aşağıdakılar daxildir: buxarlanma, kondensasiya, sublimasiya, həll olunma, donma, elektrik keçiriciliyivə s. Çox vaxt onlar bir-birini müşayiət edirlər, məsələn, tufan zamanı ildırım fiziki prosesdir və onun təsiri altında ozonun buraxılması kimyəvi prosesdir.
Fiziki xüsusiyyətlər
Kimyada maddə müəyyən fiziki xüsusiyyətlərə malik olan maddədir. Onların mövcudluğu, olmaması, dərəcəsi və intensivliyi ilə bir maddənin müəyyən şərtlərdə necə davranacağını proqnozlaşdırmaq, həmçinin birləşmələrin bəzi kimyəvi xüsusiyyətlərini izah etmək olar. Beləliklə, məsələn, tərkibində hidrogen və elektronmənfi heteroatom (azot, oksigen və s.) olan üzvi birləşmələrin yüksək qaynama nöqtələri hidrogen bağı kimi kimyəvi qarşılıqlı təsir növünün maddədə təzahür etdiyini göstərir. Hansı maddələrin ən yaxşı elektrik cərəyanı keçirmə qabiliyyətinə malik olduğunu bilmək sayəsində elektrik naqillərinin kabelləri və naqilləri müəyyən metallardan hazırlanır.
Kimyəvi xassələri
Xassələr sikkəsinin digər tərəfinin yaradılması, tədqiqi və tədqiqi kimyadır. Onun nöqteyi-nəzərindən maddələrin xüsusiyyətləri onların qarşılıqlı təsirə reaksiyasıdır. Bəzi maddələr bu mənada son dərəcə aktivdir, məsələn, metallar və ya hər hansı oksidləşdirici maddələr, digərləri, nəcib (inert) qazlar isə normal şəraitdə praktiki olaraq reaksiyalara girmirlər. Kimyəvi xassələri lazım olduqda aktivləşdirmək və ya passivləşdirmək olar, bəzən çox çətinlik çəkmədən, bəzi hallarda isə asan deyil. Alimlər məqsədlərinə çatmaq üçün sınaq və səhv yolu ilə laboratoriyalarda çoxlu saatlar keçirirlər.məqsədləri, bəzən onlara nail olunmur. Ətraf mühit parametrlərini (temperatur, təzyiq və s.) dəyişdirməklə və ya xüsusi birləşmələrdən - katalizatorlardan və ya inhibitorlardan istifadə etməklə maddələrin kimyəvi xassələrinə və deməli, reaksiyanın gedişatına təsir etmək mümkündür.
Kimyəvi maddələrin təsnifatı
Bütün təsnifatlar birləşmələrin üzvi və qeyri-üzvi bölünməsinə əsaslanır. Üzvi maddələrin əsas elementi karbondur, bir-biri ilə hidrogenlə birləşir, karbon atomları karbohidrogen skeletini əmələ gətirir, sonra digər atomlarla (oksigen, azot, fosfor, kükürd, halogenlər, metallar və s.) doldurulur, dövrlərdə və ya budaqlarda bağlanır., bununla da müxtəlif üzvi birləşmələri əsaslandırır. Bu günə qədər elmə 20 milyon belə maddə məlumdur. Halbuki cəmi yarım milyon mineral birləşmə var.
Hər bir birləşmə fərdi, lakin o, həm də xassələri, quruluşu və tərkibinə görə digərləri ilə bir çox oxşar xüsusiyyətlərə malikdir, bu əsasda maddələrin siniflərinə qruplaşma var. Kimya yüksək səviyyədə sistemləşdirmə və təşkilatlanmaya malikdir, dəqiq elmdir.
Qeyri-üzvi maddələr
1. Oksidlər oksigenlə ikili birləşmələrdir:
a) turşu - su ilə qarşılıqlı əlaqədə olduqda turşu verir;
b) əsas - su ilə qarşılıqlı əlaqədə olduqda, onlar əsas verir.
2. Turşular bir və ya daha çox hidrogen protonundan və turşu qalığından ibarət maddələrdir.
3. Əsaslar (qələvilər) - bir və ya bir neçə hidroksil qrupu və metal atomundan ibarətdir:
a) amfoter hidroksidlər - həm turşuların, həm də əsasların xassələrini nümayiş etdirir.
4. Duzlar metal atomundan və bir və ya bir neçə turşu qalığından ibarət olan turşu və qələvi (həll olunan əsas) arasında neytrallaşma reaksiyasının nəticəsidir:
a) turşu duzları - turşu qalığının anionunda turşunun natamam dissosiasiyasının nəticəsi olan proton var;
b) əsas duzlar - əsasın natamam dissosiasiyasının nəticəsi olan metala hidroksil qrupu bağlanır.
Üzvi birləşmələr
Üzvi maddələrdə çoxlu sayda maddələr var, belə bir həcmdə məlumatı bir anda yadda saxlamaq çətindir. Əsas odur ki, alifatik və siklik birləşmələrə, karbosiklik və heterosiklik, doymuş və doymamış əsas bölmələri bilməkdir. Karbohidrogenlərin, həmçinin, hidrogen atomunun halogen, oksigen, azot və digər atomlarla, eləcə də funksional qruplarla əvəz olunduğu bir çox törəmələri var.
Kimyada maddə varlığın əsasını təşkil edir. Üzvi sintez sayəsində insan bu gün təbii olanları əvəz edən çoxlu miqdarda süni maddələrə malikdir və həmçinin təbiətdə öz xüsusiyyətlərinə görə analoqu yoxdur.
