Kogu meid ümbritsev maailm koosneb mikroskoopilistest osakestest. Kombineerides moodustavad nad erinevate omaduste ja iseloomuga lihtsaid ja keerukaid aineid. Kuidas eristada üht teisest? Mis iseloomustab keerulisi kemikaale?
Aine olemus
Teadus tunneb 118 keemilist elementi. Nad kõik esindavad aatomeid, väikseimaid osakesi, mis võivad reageerida. Elementide keemilised omadused sõltuvad nende struktuurist. Sõltumatult ei saa nad looduses eksisteerida ja kindlasti ühinevad teiste aatomitega. Seega moodustavad nad lihtsaid ja keerulisi aineid.
Neid nimetatakse lihtsateks, kui need koosnevad ainult ühte tüüpi aatomitest. Näiteks hapnik (O) on element. Selle kaks aatomit, mis on omavahel ühendatud, moodustavad lihtsa aine hapniku molekuli valemiga O2. Kui kolm hapnikuaatomit ühendatakse molekuliks, saadakse osoon - O3.
Keeruline aine on erinevate elementide kombinatsioon. Näiteks vee valem on H2O. Iga selle molekul koosneb kahest vesinikuaatomist (H) ja ühest hapnikuaatomist. Looduses on selliseid aineid palju rohkem kui lihtsaid. Nende hulka kuuluvad suhkur, sool,liiv jne
Keerulised ained
Keemilised ühendid tekivad keemiliste reaktsioonide tulemusena energia vabanemise või neeldumisega. Selliste reaktsioonide käigus viiakse maailmas läbi sadu erinevaid protsesse, millest paljud on elusorganismide eluks otseselt olulised.
Olenev alt koostisest jagunevad kompleksained orgaanilisteks ja anorgaanilisteks. Kõigil neil on molekulaarne või mittemolekulaarne struktuur. Kui aine struktuuriüksuseks on aatomid ja ioonid, on need mittemolekulaarsed ühendid. Norma altingimustes on need tahked, sulavad ja keevad kõrgel temperatuuril. Need võivad olla soolad või erinevad mineraalid.
Teist tüüpi struktuurides ühinevad kaks või enam aatomit molekuliks. Selle sees on sidemed väga tugevad, kuid see suhtleb nõrg alt teiste molekulidega. Need on kolmes agregatsiooniseisundis, tavaliselt lenduvad, sageli lõhnavad.
Orgaanilised ühendid
Looduses on umbes kolm miljonit orgaanilist ühendit. Need sisaldavad süsinikku. Lisaks sellele sisaldavad ühendid sageli mõningaid metalle, vesinikku, fosforit, väävlit, lämmastikku ja hapnikku. Kuigi põhimõtteliselt on süsinik võimeline ühinema peaaegu iga elemendiga.
Need ained on elusorganismide osa. Need on väärtuslikud valgud, rasvad, süsivesikud, nukleiinhapped ja vitamiinid. Neid leidub toidus, värvainetes, kütustes, alkoholides, polümeerides ja muudes ühendites.
Orgaanilistel ainetel on reeglina molekulaarne struktuur. Sellega seoses eksisteerivad need sageli vedelas ja gaasilises olekus. Nende sulamis- ja keemistemperatuur on madalam kui anorgaanilistel ühenditel ja need moodustavad kovalentseid sidemeid.
Süsinik ühineb teiste elementidega, moodustades suletud või avatud ahelaid. Selle peamine omadus on homoloogia ja isomeeria võime. Homoloogid tekivad siis, kui CH2 (metaani) paarile lisatakse teised CH2 paarid, moodustades uusi ühendeid. Metaani saab muundada etaaniks, propaaniks, butaaniks, pentaaniks jne.
Isomeerid on ühesuguse massi ja koostisega ühendid, kuid erinevad aatomite ühendused. Sellega seoses on ka nende omadused erinevad.
Anorgaanilised ühendid
Anorgaanilised ühendid ei sisalda süsinikku. Ainsad erandid on karbiidid, karbonaadid, tsüaniidid ja süsinikoksiidid, näiteks kriit, sooda, süsinikdioksiid ja süsinikmonooksiid ning mõned muud ühendid.
Keerulisi anorgaanilisi ühendeid on looduses vähem kui orgaanilisi. Neid iseloomustab mittemolekulaarne struktuur ja ioonsete sidemete moodustumine. Need moodustavad kive ja mineraale ning neid leidub vees, pinnases ja elusorganismides.
Ainete omaduste põhjal võib need jagada:
- oksiidid - elemendi side hapnikuga, mille oksüdatsiooniaste on miinus kaks (hematiit, alumiiniumoksiid, magnetiit);
- soolad - metalliioonide side happelise jäägiga (kivisool, lapis, magneesiumisool);
- happed - vesiniku ja happelise jäägi (väävel-, räni-, kroomhape) side;
- alused – metalliioonide ja hüdroksiidioonide (seebikivi, kustutatud lubi) side.
