Propiedades químicas y físicas de las sustancias

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 05:23

Hoy en día, hay alrededor de 2,5 millones de diversos compuestos tanto de origen natural como sintetizados artificialmente por el hombre. Todos ellos son muy diferentes, algunos de ellos son participantes insustituibles en los procesos biológicos que ocurren en los organismos vivos. Los compuestos se distinguen entre sí por las propiedades de las sustancias. Las características y qué más le permite identificar una molécula química en particular, lo consideraremos más adelante.

¿Qué es una sustancia?

Si defines este concepto, necesitas señalar su conexión con los cuerpos físicos. Después de todo, es costumbre considerar la sustancia de la que están compuestos estos cuerpos. Entonces, el vidrio, el hierro, el azufre, la madera son sustancias. Se pueden dar ejemplos sin fin. Es más fácil de entender lo siguiente: el término en consideración se refiere a toda la variedad de diferentes combinaciones de moléculas que existen en el mundo, así como partículas monoatómicas simples.

Así, el agua, el alcohol, los ácidos, los álcalis, las proteínas, los carbohidratos, la sal, el azúcar, la arena, la arcilla, el diamante, los gases, etc., son todas sustancias. Los ejemplos le permiten captar más claramente la esencia de este concepto.

El cuerpo físico es un producto creado por la naturaleza o por el hombre a base de varios compuestos. Por ejemplo, un vaso es un cuerpo queestá hecho de vidrio, y la hoja de papel es el cuerpo, que es pulpa procesada o madera.

Por supuesto, todas las moléculas son diferentes. Lo que subyace a su diferencia se llama sus propiedades: físicas, organolépticas y químicas. Se determinan utilizando métodos especiales, que cada ciencia tiene los suyos. Pueden ser métodos matemáticos, analíticos, experimentales, instrumentales, y muchos más diversos. Por ejemplo, la ciencia química utiliza para cada sustancia, o más bien, para su identificación, su reactivo. Se selecciona en función de las características estructurales de la molécula y la predicción de las propiedades químicas. Luego se verifica experimentalmente, se aprueba y se fija en la base teórica.

Clasificación de sustancias

La división de compuestos en grupos puede basarse en muchas características diferentes. Por ejemplo, estado agregado. Todos ellos pueden ser de cuatro tipos según este factor:

• plasma;
• gas;
• líquido;
• sustancia cristalina (sólida).

Si tomamos como base una característica más "profunda", entonces todas las sustancias se pueden dividir en:

• orgánico - basado en cadenas y ciclos de átomos de carbono e hidrógeno;
• inorgánico - todos los demás.

Según la composición elemental, que reflejan las fórmulas de las sustancias, todas ellas son:

• simple - de un tipo de átomo químico;
• complejo: dos o más tipos diferentes de elementos.

A su vez,simples se dividen en metales y no metales. Los compuestos tienen muchas clases: sales, bases, ácidos, óxidos, ésteres, hidrocarburos, alcoholes, ácidos nucleicos, etc.

Diferentes tipos de fórmulas compuestas

¿Qué es una visualización, es decir, gráfica, de conexiones? Por supuesto, estas son fórmulas de sustancias. Ellos son diferentes. Dependiendo de la especie, la información contenida en ellos sobre la molécula también difiere. Entonces, existen tales opciones:

1. Empirico o molecular. Refleja la composición cuantitativa y cualitativa de la sustancia. Incluye los símbolos de los elementos constituyentes y un índice en la esquina inferior izquierda del mismo, mostrando la cantidad de este átomo en la molécula. Por ejemplo, N₂O, Na₂SO₄, AL_2(SO4₎3.
2. Gráficos electrónicos. Esta fórmula muestra el número de electrones de valencia de cada elemento que forma el compuesto. Por lo tanto, según esta opción, ya es posible predecir algunas propiedades químicas y físicas de las sustancias.
3. En química orgánica, se acostumbra utilizar fórmulas estructurales completas y abreviadas. Reflejan el orden de unión de los átomos en las moléculas, además, indican claramente la pertenencia de una sustancia a una clase particular de compuestos. Y esto le permite determinar con precisión el tipo específico de molécula y predecir todas las interacciones que la caracterizan.

Por lo tanto, el simbolismo químico y las fórmulas de compuestos correctamente formuladas son la parte más importante del trabajo con todas las sustancias conocidas. Estos son los fundamentos teóricos que debes conocercada estudiante de química.

Propiedades físicas

Una característica muy importante son las propiedades físicas manifestadas de las sustancias. ¿Qué pertenece a este grupo?

1. Estado agregado en varias condiciones, incluidas las estándar.
2. Temperaturas de ebullición, fusión, congelación y evaporación.
3. Características organolépticas: color, olor, sabor.
4. Solubilidad en agua y otros disolventes (orgánicos, por ejemplo).
5. Densidad y fluidez, viscosidad.
6. Conductividad eléctrica y térmica, capacidad calorífica.
7. Permeabilidad eléctrica.
8. Radiactividad.
9. Absorción y emisión.
10. Inductancia.

También hay una serie de indicadores que son muy importantes para una lista completa que refleje las propiedades de las sustancias. Sin embargo, se encuentran entre lo físico y lo químico. Esto es:

• potencial de electrodo;
• tipo de red cristalina;
• electronegatividad;
• dureza y fragilidad;
• ductilidad y ductilidad;
• volatilidad o volatilidad;
• efectos biológicos en los organismos vivos (tóxicos, asfixiantes, paralizantes de los nervios, neutros, beneficiosos, etc.).

A menudo, estos indicadores se mencionan precisamente cuando las propiedades químicas de las sustancias ya se consideran directamente. No obstante, también puedes especificarlos en el apartado físico, lo que no será un error.

Propiedades químicas de las sustancias

Este grupo incluyetodos los tipos posibles de interacciones de la molécula considerada con otras sustancias simples y complejas. Es decir, estas son directamente reacciones químicas. Para cada tipo de conexión, son estrictamente específicos. Sin embargo, las propiedades de grupo comunes se distinguen para toda una clase de sustancias.

Por ejemplo, todos los ácidos son capaces de reaccionar con los metales según su posición en la serie electroquímica de voltajes de los metales. Además, todos se caracterizan por reacciones de neutralización con álcalis, interacción con bases insolubles. Sin embargo, los ácidos sulfúrico y nítrico concentrados son especiales, ya que los productos de su interacción con los metales difieren de los que se obtienen como resultado de las reacciones con otros miembros de la clase.

Cada sustancia tiene muchas propiedades químicas. Su número está determinado por la actividad del compuesto, es decir, la capacidad de reaccionar con otros componentes. Los hay muy reactivos, los hay prácticamente inertes. Este es estrictamente un indicador individual.

Sustancias simples

Estos incluyen aquellos que consisten en el mismo tipo de átomos, pero de diferente número. Por ejemplo, S_8, O_2, O_3, Au, N _2, P_4, CL_2, Ar y otros.

Las propiedades químicas de las sustancias simples se reducen a la interacción con:

• metales;
• no metales;
• agua;
• ácidos;
• álcalis e hidróxidos anfóteros;
• compuestos orgánicos;
• sales;
• óxidos;
• peróxidos y anhídridos y otrosmoléculas.

Nuevamente, cabe señalar que esta es una característica muy específica para cada caso específico. Por lo tanto, las propiedades físicas y químicas de las sustancias simples se consideran individualmente.

Sustancias complejas

Este grupo incluye compuestos cuyas moléculas están formadas por dos o más elementos químicos diferentes. El número de cada uno de ellos puede ser diferente. Para su comprensión, aquí hay algunos ejemplos simples:

• H₃PO₄;
• K₃[Fe(CN)₆];
• Cu(OH)₂;
• LiF;
• AL₂O₃ y otros.

Dado que todos pertenecen a diferentes clases de sustancias, es imposible identificar características físicas y químicas comunes para todos. Son propiedades específicas, peculiares e individuales en cada caso.

Sustancias inorgánicas

Hoy hay más de 500 mil de ellos. Los hay simples y complejos. En total, se pueden distinguir varias clases principales de compuestos inorgánicos, que representan toda su diversidad.

1. Sustancias simples metales.
2. Óxidos.
3. Sustancias simples no metales.
4. Gases nobles o inertes.
5. Peróxidos.
6. Anhídridos.
7. Compuestos volátiles de hidrógeno.
8. Hidruros.
9. Sales.
10. Ácidos.
11. Bases.
12. Compuestos anfóteros.

Cualquier representante de cada clase tiene su propio conjunto depropiedades químicas que permiten distinguirlo de otros compuestos e identificarlo.

Propiedades de las sustancias orgánicas

Orgánica es una rama de la química que se ocupa del estudio de compuestos distintos de los inorgánicos y sus propiedades. Su estructura se basa en átomos de carbono que pueden combinarse entre sí en varias estructuras:

• cadenas lineales y ramificadas;
• ciclos;
• anillos aromáticos;
• heterociclos.

Los organismos vivos consisten precisamente en estos compuestos, porque la base de la vida son las proteínas, las grasas y los carbohidratos. Todos ellos son representantes de sustancias orgánicas. Por lo tanto, sus propiedades son especiales. Sin embargo, en cualquier caso, no importa de qué tipo de molécula estemos hablando, seguirá estando caracterizada por un determinado conjunto de propiedades físico-químicas que ya hemos mencionado antes.

¿Qué es la materia viva?

La vida es la sustancia de la que se compone toda la biomasa de nuestro planeta. Es decir, aquellos organismos que componen la vida en él:

• bacterias y virus;
• sencillo;
• plantas;
• animales;
• hongos;
• personas.

Dado que la mayor parte de los compuestos en la composición de un ser vivo son orgánicos, son precisamente ellos los que se pueden atribuir al grupo de la materia viva. Sin embargo, no todos. Solo aquellos sin los cuales la existencia de representantes de la biosfera viviente es imposible. Estos son proteínas, ácidos nucleicos, hormonas, vitaminas, grasas, carbohidratos, aminoácidos y otros. El término "materia viva" fue introducidoVernadsky, el fundador de la doctrina de la biosfera del planeta.

Propiedades de la materia viva:

• posesión de energía con la posibilidad de su transformación;
• autorregulación;
• movimiento libre;
• alternancia de generaciones;
• variedad extrema.

Cristales y sustancias metálicas

Cristalino se refiere a todos los compuestos que tienen un cierto tipo de estructura reticular espacial. Hay compuestos con una red cristalina atómica, molecular o metálica. Dependiendo del tipo, las propiedades de las sustancias cristalinas también difieren. Los compuestos sólidos típicos en forma de cristales dispersos finos o gruesos son varias sales.

También hay sustancias simples con una estructura similar, como el diamante o el grafito, piedras preciosas y semipreciosas, minerales, rocas. Sus principales propiedades:

• dureza;
• fragilidad;
• puntos medios de fusión y ebullición.

Sin embargo, como siempre, todas las características pueden no ser adecuadas para todos.

Las propiedades metálicas de una sustancia se muestran mediante los metales, sus aleaciones. Para ellos se puede distinguir un conjunto de características comunes:

• ductilidad y ductilidad;
• punto de ebullición alto, punto de fusión;
• conductividad eléctrica y térmica;
• brillo metálico.