Keemiline ühend , mis tahes aine, mis koosneb identsetest molekulidest, mis koosnevad kahe või enama keemilise elemendi aatomitest.
metaanimolekul Metaan, milles neli vesinikuaatomit on seotud ühe süsinikuaatomiga, on näide põhilisest keemilisest ühendist. Keemiliste ühendite struktuure mõjutavad keerulised tegurid, nagu sidumisnurgad ja sideme pikkus. Encyclopædia Britannica, Inc.
Kõik asjad universum koosneb enam kui 100 erineva keemilise elemendi aatomitest, mida leidub nii puhtal kujul kui ka keemiliselt ühendatud ühendid . Mis tahes antud puhta elemendi proov koosneb ainult sellele elemendile iseloomulikest aatomitest ja iga elemendi aatomid on ainulaadsed. Näiteks aatomid, mis moodustavad süsinik erineb raua moodustavatest, mis omakorda erinevad rauast kuld . Iga elementi tähistab kordumatu sümbol, mis koosneb ühest, kahest või kolmest tähest, mis tulenevad kas praeguse elemendi nimest või selle algsest (sageli ladinakeelsest) nimest. Näiteks süsiniku, vesiniku ja hapniku sümbolid on vastavalt lihtsalt C, H ja O. Rauda sümbol on selle ladina algsest nimest Fe rauda . Teaduse aluspõhimõte keemia on see, et erinevate elementide aatomid võivad omavahel ühenduda, moodustades keemilisi ühendeid. Näiteks metaan, mis moodustub süsiniku ja vesiniku elementidest iga süsinikuaatomi nelja vesiniku aatomi vahekorras, sisaldab teadaolevalt erinevat CH4molekulid. Ühendi valem - näiteks CH4- tähistab olemasolevate aatomite tüüpe, kusjuures tellimused tähistavad aatomite suhtelist arvu (kuigi numbrit 1 ei kirjutata kunagi).
veemolekul Veemolekul koosneb kahest vesiniku aatomist ja ühest hapnikuaatomist. Ühes hapnikuaatomis on väliskestas kuus elektroni, mis mahutavad kokku kaheksa elektroni. Kui kaks vesiniku aatomit on seotud hapniku aatomiga, täidetakse hapniku välimine elektronkest. Encyclopædia Britannica, Inc.
Uurige magnetilist ioonsidet, mis tekib siis, kui elektronid kanduvad ühest aatomist teise. Ioonid - positiivse või negatiivse netolaenguga aatomid - seonduvad ioonühenditeks. Encyclopædia Britannica, Inc. Vaadake kõiki selle artikli videoid
kuidas muutus kunst renessansis
Vaadake molekulaarsete sidemete toimimist, kui kaks vesiniku aatomit liituvad väävliaatomiga vesiniksulfiidi saamiseks. Molekulaarsed ühendid tekivad siis, kui molekulid, näiteks metaani või vee molekulid, liituvad elektronide jagamise teel. Encyclopædia Britannica, Inc. Vaadake kõiki selle artikli videoid
Vesi , mis on kemikaal ühend vesiniku ja hapniku suhe kahe vesiniku aatomisse iga hapniku aatomi kohta sisaldab HkaksO molekulid. Naatriumkloriid on keemiline ühend, mis moodustub naatrium (Na) ja kloori (Cl) vahekorras 1: 1. Kuigi naatriumkloriidi valem on NaCl, ei sisalda ühend tegelikke NaCl molekule. Pigem sisaldab see võrdses koguses naatriumioone a-ga tasuta positiivse (Na+) ja negatiivse laenguga kloriidioonid (Cl-). ( Vt allpool Elementide keemiliste omaduste suundumused arutamiseks laenguta aatomite ioonideks muutmise protsessi kohta (s.o positiivse või negatiivse netolaenguga liigid).) Eespool nimetatud ained on näiteks keemiliste ühendite kahte põhitüüpi: molekulaarsed (kovalentsed) ja ioonsed. Metaan ja vesi koosnevad molekulidest; see tähendab, et need on molekulaarsed ühendid. Naatriumkloriid sisaldab seevastu ioone; see on ioonne ühend.
Erinevate keemiliste elementide aatomeid saab võrrelda tähestiku tähtedega: nii nagu tähestiku tähed ühendatakse tuhandete sõnade moodustamiseks, võivad elementide aatomid erineval viisil lugematu arv ühendeid. Tegelikult on teada miljoneid keemilisi ühendeid ja veel palju miljoneid on võimalik, kuid neid pole veel avastatud ega sünteesitud. Enamik looduses leiduvaid aineid - näiteks puit, pinnas ja kivimid - on keemiliste ühendite segud. Neid aineid saab eraldada nende aineteks moodustavad ühendid füüsikaliste meetoditega, mis on meetodid, mis ei muuda aatomite viisi kokku ühendite sees. Ühendid saab keemilistel muutustel jagada nende koostisosadeks. Keemiline muutus (see tähendab keemiline reaktsioon) on selline, kus aatomite korraldus on muutunud. Keemilise reaktsiooni näiteks on metaani põletamine molekulaarse hapniku (Okaks) süsinikdioksiidi (COkaks) ja vesi.CH4+ 2Okaks→ COkaks+ 2HkaksVÕISelles reaktsioonis, mis on näide a põlemisreaktsioon , muutused toimuvad selles, kuidas ühendites on süsiniku-, vesiniku- ja hapnikuaatomid omavahel seotud.
Keemilised ühendid näitavad hämmastavat omaduste kogumit. Tavalistel temperatuuridel ja rõhul on mõned tahked, mõned vedelikud ja mõned gaasid. Erinevate ühendite värvid ulatuvad vikerkaare värvidega. Mõned ühendid on inimesele väga mürgised, teised aga eluks olulised. Ainult ühe aatomi asendamine ühendis võib olla vastutav aine värvi, lõhna või toksilisuse muutmise eest. Et sellest suurest saaks mingit mõtet mitmekesisus , on välja töötatud klassifitseerimissüsteemid. Ülal viidatud näites klassifitseeritakse ühendid molekulaarseteks või ioonseteks. Ühendid klassifitseeritakse ka orgaaniline või anorgaanilised. Orgaanilised ühendid ( vaata allpool Orgaanilised ühendid ), mida nimetatakse seetõttu, et paljud neist olid algselt eraldatud elusorganismidest, sisaldavad tavaliselt süsinikuaatomite ahelaid või rõngaid. Kuna süsinik võib end ja muid elemente siduda väga erinevate viisidega, on seal rohkem kui üheksa miljonit orgaanilist ühendit. Ühendeid, mida ei peeta orgaanilisteks, nimetatakse anorgaanilisteks ühenditeks ( vaata allpool Anorgaanilised ühendid ).
elavhõbe (Hg) Elavhõbe (keemiline sümbol: Hg) on ainus metallelement, mis on toatemperatuuril vedel. marcel / Fotolia
Orgaaniliste ja anorgaaniliste ainete laias klassifikatsioonis on palju alaklasse, mis põhinevad peamiselt konkreetsetel elementidel või elementide rühmadel, mis esinevad. Näiteks anorgaaniliste ühendite hulgas oksiidid sisaldavad O2−ioonid või hapniku aatomid, hüdriidid sisaldavad H-ioonid või vesinikuaatomid, sulfiidid sisaldavad S2−ioonid ja nii edasi. Orgaaniliste ühendite alaklassid hõlmavad alkohole (mis sisaldavad rühma )OH), karboksüülhapped (mida iseloomustab rühm ―COOH), amiinid (millel on ―NHkaksrühm) jne.
Erinevate aatomite erinevaid võimeid ühendite moodustamiseks ühenditest saab kõige paremini mõista perioodilisustabeli järgi. Perioodiline tabel koostati algselt elementide keemilistes omadustes täheldatud mustrite esitamiseks ( vaata keemiline sidumine). See tähendab, et keemiateaduse arenedes täheldati, et elemente saab rühmitada vastavalt nende keemilisele reaktsioonivõimele. Sarnaste omadustega elemendid on loetletud perioodilisustabeli vertikaalsetes veergudes ja neid nimetatakse rühmadeks. Aatomi struktuuri üksikasjade ilmnemisel selgus, et elemendi asukoht perioodilisustabelis on korrelatsioonis selle elemendi aatomite valduses olevate elektronide paigutusega ( vaata aatom). Eelkõige täheldati, et elektronid, mis määravad aatomi keemilise käitumise, on selle välimises kestas olevad elektronid. Selliseid elektrone nimetatakse valentselektronideks.
perioodiline tabel Elementide perioodiline tabel. Encyclopædia Britannica, Inc.
Näiteks elementide aatomid 1. rühm perioodilisustabeli kõigil on üks valentselektron, 2. rühma elementide aatomitel on kaks valentselektroni ja nii edasi, kuni on saavutatud rühm 18, mille elemendid sisaldavad kaheksa valentselektroni. Lihtsaim ja kõige olulisem reegel aatomite ühendite moodustamise ennustamiseks on see, et aatomid kipuvad kombineeruma viisil, mis võimaldab neil kas valentskesta tühjendada või seda täiendada (st täita), enamikul juhtudel kokku kaheksa elektroniga . Perioodilisustabeli vasakul küljel olevad elemendid kipuvad keemilistes reaktsioonides kaotama valentselektrone. Naatrium (1. rühmas) kipub näiteks kaotama oma üksiku valentselektroni, moodustades iooni laenguga +1. Igal naatriumiaatomil on 11 elektroni ( on -), igaüks laenguga −1, et lihtsalt tasakaalustada oma tuuma +11 laengut. Ühe elektroni kaotamisel jääb see 10 negatiivse laengu ja 11 positiivse laenguga, et saada +1 netolaeng: Na → Na++ on -. Kaalium , mis asub otse naatriumi all 1. rühmas, moodustab ka +1 iooni (K+), nagu ka ülejäänud 1. rühma liikmed: rubiidium (Rb), tseesium (Cs) ja frantsium (Fr). Perioodilise tabeli parempoolse otsa poole jäävate elementide aatomid kipuvad läbima reaktsioone, nii et nad saavad (või jagavad) piisavalt elektrone oma valentskesta lõpuleviimiseks. Näiteks on rühmas 16 oleval hapnikul kuus valentselektroni ja seega on selle välimise kesta lõpuleviimiseks vaja veel kahte elektroni. Hapnik saavutab selle paigutuse reageerides elementidega, mis võivad kaotada või jagada elektrone. Näiteks võib hapnikuaatom reageerida a-ga magneesium (Mg) aatom (2. rühmas), võttes magneesiumi kaks valentselektroni, saades Mg2+ja O2−ioonid. (Kui neutraalne magneesiumi aatom kaotab kaks elektroni, moodustab see Mg2+ioon ja kui neutraalne hapnikuaatom saab kaks elektroni, moodustab see O2−ioon.) Saadud Mg2+ja O2−seejärel ühendage 1: 1 suhtega, saades ioonse ühendi MgO ( magneesiumoksiid ). (Ehkki ühend magneesiumoksiid sisaldab laetud liike, puudub sellel netolaeng, kuna see sisaldab võrdses koguses Mg2+ja O2−ioonid.) Samamoodi reageerib hapnik kaltsiumiga (2. grupis veidi alla magneesiumi), moodustades CaO (kaltsiumoksiid). Hapnik reageerib berülliumiga (Be) sarnaselt, strontsium (Sr), baarium (Ba) ja raadium (Ra), ülejäänud rühmast 2 kuuluvad elemendid. Põhipunkt on see, et kuna kõigil antud rühma elementidel on sama arv valentselektrone, moodustavad nad sarnased ühendid.
kuidas must katk levis
Keemilisi elemente saab liigitada mitmel erineval viisil. Elementide kõige põhimõttelisem jagunemine on metallideks, mis moodustavad suurema osa elementidest, ja mittemetallideks. Metallide tüüpilised füüsikalised omadused on läikiv välimus, vormitavus (võime peeneks leheks peksta), plastsus (võime juhtmeks tõmmata) ning tõhus soojus- ja elektrijuhtivus. Metallide kõige olulisem keemiline omadus on tendents loobuda elektronidest positiivsete ioonide moodustamiseks. Näiteks vask (Cu) on tüüpiline metall. See on läikiv, kuid määrdub kergesti; see on suurepärane elektrijuht ja seda kasutatakse tavaliselt elektrijuhtmete jaoks; ja sellest saab hõlpsasti mitmesuguse kujuga tooteid, näiteks veesüsteemide torusid. Vaske leidub paljudes ioonilistes ühendites kas Cu kujul+või Cu2+ioon.
Metallelemendid asuvad perioodilisustabeli vasakul küljel ja keskel. Rühmade 1 ja 2 metalle nimetatakse tüüpmetallideks; neid, mis asuvad perioodilise tabeli keskel, nimetatakse siirdemetallid . Perioodilisustabeli all näidatud lantanoidid ja aktinoidid on siirdemetallide eriklassi.
metallelemendid perioodilisustabelis Perioodikustabeli erinevates piirkondades on esindatud metallid, mittemetallid ja metalloidid. Encyclopædia Britannica, Inc.
Mittemetalle, mida on suhteliselt vähe, leidub perioodilise tabeli paremas ülanurgas - välja arvatud vesinik, mis on grupi 1 ainus mittemetalliline liige. Metallidele iseloomulikud füüsikalised omadused puuduvad. Keemilistes reaktsioonides metallidega saavad mittemetallid negatiivsete ioonide moodustamiseks elektrone. Mittemetallelemendid reageerivad ka teiste mittemetallidega, moodustades sel juhul molekulaarühendid. Kloor on tüüpiline mittemetall. Tavalistel temperatuuridel sisaldab elementaarkloor Clkaksmolekulid ja reageerib teiste mittemetallidega, moodustades sellised molekulid nagu HCl, CCl4ja PCl3. Kloor reageerib metallidega, moodustades ioonseid ühendeid, mis sisaldavad Cl-ioonid.
Elementide jagamine metallideks ja mittemetallideks on ainult ligikaudne. Mõnedel eraldusjoone elementidel on nii metallilised kui ka mittemetallilised omadused ja neid nimetatakse metalloidideks või poolmetallideks.
