W normalnych warunkach pewna substancja jest gazem. Substancje proste - niemetale - Hipermarket wiedzy

26.09.2020

Substancja, w której tworzące ją atomy i cząsteczki poruszają się niemal swobodnie i losowo między zderzeniami, podczas których następuje gwałtowna zmiana charakteru ich ruchu. Francuskie słowo gaz pochodzi od greckiego „chaos”. Gazowy stan materii jest najczęstszym stanem materii we wszechświecie. Słońce, gwiazdy, obłoki materii międzygwiazdowej, mgławice, atmosfery planetarne składają się z gazów, obojętnych lub zjonizowanych (plazma). Gazy są szeroko rozpowszechnione w przyrodzie: tworzą atmosferę ziemską, są zawarte w znacznych ilościach w litych skałach ziemskich i rozpuszczają się w wodach oceanów, mórz i rzek. Znalezione w naturalne warunki gazy są z reguły mieszaninami chemicznie odrębnych gazów.

Gazy równomiernie wypełniają dostępną im przestrzeń iw przeciwieństwie do cieczy i ciał stałych nie tworzą swobodnej powierzchni. Wywierają nacisk na muszlę, co ogranicza zajmowaną przez nie przestrzeń. Gęstość gazów przy normalnym ciśnieniu jest o kilka rzędów wielkości mniejsza niż gęstość cieczy. W przeciwieństwie do ciał stałych i cieczy, objętość gazów zależy w znacznym stopniu od ciśnienia i temperatury.

Właściwości większości gazów – przezroczystość, bezbarwność i lekkość – utrudniały ich badanie, więc fizyka i chemia gazów rozwijała się powoli. Dopiero w XVII wieku udowodniono, że powietrze ma wagę (E. Torricelli i B. Pascal). Następnie J. van Helmont wprowadził termin gazy na określenie substancji podobnych do powietrza. I dopiero w połowie XIX wieku. ustanowiono podstawowe prawa, których przestrzegają gazy. Należą do nich prawo Boyle'a - Mariotte'a, prawo Charlesa, prawo Gay-Lussaca, prawo Avogadro.

Najpełniej zbadano właściwości gazów dostatecznie rozrzedzonych, w których odległości między cząsteczkami w normalnych warunkach są rzędu 10 nm, czyli znacznie więcej niż promień działania sił oddziaływań międzycząsteczkowych. Taki gaz, którego cząsteczki uważa się za nieoddziałujące punkty materialne, nazywany jest gazem idealnym. Gazy doskonałe ściśle przestrzegają praw Boyle'a - Mariotte'a i Gay-Lussaca. Prawie wszystkie gazy zachowują się jak gazy idealne przy niezbyt wysokich wartościach wysokie ciśnienia i niezbyt niskie temperatury.

Teoria molekularno-kinetyczna gazów traktuje gazy jako zestaw słabo oddziałujących cząstek (cząsteczek lub atomów), które są w ciągłym ruchu chaotycznym (termicznym). W oparciu o te proste pojęcia teorii kinetycznej można wyjaśnić podstawowe właściwości fizyczne gazów, zwłaszcza właściwości gazów rozrzedzonych. W dostatecznie rozrzedzonych gazach średnie odległości między cząsteczkami okazują się znacznie większe niż promień działania sił międzycząsteczkowych. Czyli np. w normalnych warunkach w 1 cm3 gazu znajduje się ~1019 cząsteczek, a średnia odległość między nimi wynosi ~10 -6 cm.Z punktu widzenia molekularnej teorii kinetycznej ciśnienie gazu jest wynikiem liczne uderzenia cząsteczek gazu na ścianki naczynia, uśrednione w czasie i wzdłuż ścian naczynia. W normalnych warunkach i makroskopowych wymiarach naczynia liczba uderzeń na 1 cm2 powierzchni wynosi około 10 24 na sekundę.

Energia wewnętrzna gazu doskonałego (średnia wartość całkowitej energii wszystkich jego cząstek) zależy tylko od jego temperatury. Energia wewnętrzna gazu jednoatomowego o 3 translacyjnych stopniach swobody i składającego się z atomów N jest równa:

Wraz ze wzrostem gęstości gazu jego właściwości przestają być idealne, coraz większą rolę zaczynają odgrywać procesy zderzeniowe, a wielkości cząsteczek i ich wzajemnego oddziaływania nie można już lekceważyć. Taki gaz nazywa się prawdziwym gazem. Zachowanie się gazów rzeczywistych, w zależności od ich temperatury, ciśnienia, natury fizycznej, w mniejszym lub większym stopniu odbiega od praw gazów doskonałych. Jednym z podstawowych równań opisujących właściwości gazu rzeczywistego jest równanie van der Waalsa, w którego wyprowadzeniu uwzględniono dwie poprawki: na siły przyciągania między cząsteczkami oraz na ich wielkość.

Każdą substancję można przekształcić w stan gazowy poprzez odpowiedni dobór ciśnienia i temperatury. Dlatego możliwy obszar istnienia stanu gazowego jest przedstawiony graficznie za pomocą zmiennych: ciśnienie r- temperatura T(na p-t-wykres). Istnieje temperatura krytyczna T k, poniżej której obszar ten jest ograniczony krzywymi sublimacji (sublimacji) i waporyzacji, tj. przy dowolnym ciśnieniu poniżej krytycznego p k występuje temperatura T, określony przez krzywą sublimacji lub parowania, powyżej której substancja staje się gazowa. W temperaturach poniżej T do możliwe jest kondensowanie gazu - przeniesienie go do innego stanu skupienia (stałego lub ciekłego). W tym przypadku przemiana fazowa gazu w ciecz lub ciało stałe następuje nagle: niewielka zmiana ciśnienia prowadzi do zmiany szeregu właściwości substancji (na przykład gęstości, entalpii, pojemności cieplnej itp.) . Procesy kondensacji gazu, zwłaszcza skraplania gazu, mają duże znaczenie techniczne.

Obszar stanu gazowego substancji jest bardzo rozległy, a właściwości gazów mogą zmieniać się w szerokim zakresie wraz ze zmianami temperatury i ciśnienia. Tak więc w normalnych warunkach (przy 0°C i ciśnieniu atmosferycznym) gęstość gazu jest około 1000 razy mniejsza niż gęstość tej samej substancji w stanie stałym lub ciekłym. Z drugiej strony, pod wysokim ciśnieniem materia, którą w temperaturach nadkrytycznych można uznać za gaz, ma ogromną gęstość (na przykład ~10 9 g/cm 3 w centrum niektórych gwiazd).

Wewnętrzna struktura cząsteczek gazu ma niewielki wpływ na ciśnienie, temperaturę, gęstość i relacje między nimi, ale znacząco wpływa na jego właściwości elektryczne i magnetyczne. Kaloryczne właściwości gazów, takie jak pojemność cieplna, entropia itp., zależą również od wewnętrznej struktury molekuł.

Właściwości elektryczne gazów determinowane są możliwością jonizacji cząsteczek lub atomów, czyli pojawienia się w gazie naładowanych elektrycznie cząstek (jonów i elektronów). W przypadku braku naładowanych cząstek gazy są dobrymi izolatorami. Wraz ze wzrostem stężenia ładunku wzrasta przewodność elektryczna gazów. W temperaturach powyżej kilku tysięcy K gaz ulega częściowej jonizacji i zamienia się w plazmę.

Ze względu na właściwości magnetyczne, gazy dzielą się na diamagnetyczne (gazy obojętne, CO 2, H 2 O) i paramagnetyczne (O 2). Cząsteczki gazów diamagnetycznych nie mają stałego momentu magnetycznego i nabywają go tylko pod wpływem działania pole magnetyczne. Te gazy, których cząsteczki mają stały moment magnetyczny, zachowują się jak paramagnesy.

We współczesnej fizyce gazy nazywane są nie tylko jednym ze skupionych stanów materii. Do gazów o specjalnych właściwościach zaliczamy np. zbiór wolnych elektronów w metalu (gaz elektronowy), fonony w krysztale (gaz fononowy). Opisano właściwości takich cząstek gazu

Niemetale zwane pierwiastkami chemicznymi, które tworzą proste substancje w postaci swobodnej, nie mają właściwości fizycznych metali. Z 109 pierwiastki chemiczne 87 można przypisać metalom, 22 to niemetale.

W normalnych warunkach niemetale można znaleźć w gazowy, płynny, jak również stan stały.

gazy to hel He, neon Ne, argon Ar, krypton Kr, ksenon Xe, radon Rn. To wszystko gazy obojętne. Każda cząsteczka gazu obojętnego składa się z jednego atomu. Na zewnętrznym poziomie elektronowym atomy gazów obojętnych (z wyjątkiem helu) mają osiem elektronów. Hel ma tylko dwa. Ze względu na stabilność chemiczną gazy obojętne można porównać ze szlachetnymi metalami szlachetnymi - złotem i platyną, mają też inną nazwę - gazy szlachetne. Podobna nazwa lepiej nadaje się do gazów obojętnych, ponieważ mogą one reakcje chemiczne i tworzą związki chemiczne. W 1962 roku okazało się, że ksenon i fluor mogą tworzyć związki. Od tego czasu ponad 150 związki chemiczne ksenon, krypton, radon z fluorem, tlenem, chlorem i azotem.

Idea wyłączności chemicznej gazów szlachetnych lub obojętnych okazała się nie do końca słuszna, dlatego zamiast oczekiwanej grupy zerowej gazy obojętne przypisano do ósmej grupy układu okresowego.

Gazy takie jak wodór, tlen, azot, chlor i fluor tworzą molekuły dwuatomowe, znane nam już H 2, O 2, N 2, CL 2, F 2.

Skład substancji można wyrazić za pomocą znaków chemicznych i matematycznych - wzoru chemicznego. Jak już wiemy, względną masę cząsteczkową substancji (Mr) można obliczyć ze wzoru chemicznego. Względna masa cząsteczkowa prostej substancji jest równa iloczynowi względnego masa atomowa na liczbę atomów w cząsteczce, na przykład tlen: O 2

Pan (O 2) \u003d Ar (O) 2 \u003d 16 2 = 32

Jednak tlen może tworzyć inną gazową substancję elementarną - ozon, skład cząsteczki ozonu zawiera już trzy atomy tlenu. Wzór chemiczny O 3 .

Nazywa się zdolność atomów jednego pierwiastka chemicznego do tworzenia kilku prostych substancji alotropia, a te proste substancje - zmiany alotropowe, są również nazywane modyfikacje.

Właściwości alotropowych modyfikacji pierwiastka chemicznego tlenu: proste substancje O 2 i ozon O 3 różnią się znacznie.

Tlen nie ma charakterystycznego zapachu, w przeciwieństwie do ozonu (stąd nazwa ozonu – w tłumaczeniu z greki ozon oznacza „pachnący”). Podobny zapach można wyczuć podczas burzy, gaz tworzy się w powietrzu na skutek wyładowań elektrycznych.

Tlen nie ma koloru, w przeciwieństwie do ozonu, który można odróżnić jasnofioletowym odcieniem. Ozon ma właściwości bakteriobójcze. Służy również do dezynfekcji wody pitnej. Ozon może zakłócać przechodzenie promieni ultrafioletowych widma słonecznego, są szkodliwe dla wszystkich żywych organizmów na Ziemi. Ekran (warstwa ozonowa), który znajduje się na wysokości 20-35 km, chroni wszystkie żywe istoty przed szkodliwymi promieniami słońca.

Spośród 22 prostych substancji niemetalicznych w normalnych warunkach w płyn stan, istnieje tylko brom, jego cząsteczki są dwuatomowe. Wzór bromu: Br 2 .

Brom to ciężka brązowa ciecz o nieprzyjemnym zapachu (bromos jest tłumaczony ze starożytnej greki jako „śmierdzący”).

Niemetaliczne ciała stałe, takie jak siarka i węgiel, były znane od czasów starożytnych (węgiel drzewny).

Solidny Substancje niemetaliczne są również podatne na zjawisko alotropii. Węgiel może tworzyć tak proste substancje jak diament, grafit itp. Różnica w budowie diamentu i grafitu polega na budowie sieci krystalicznych.

Czy masz jakieś pytania? Nie wiesz, jak odrobić pracę domową?
Aby uzyskać pomoc od korepetytora -.
Pierwsza lekcja jest bezpłatna!

blog.site, z pełnym lub częściowym skopiowaniem materiału, wymagany jest link do źródła.

>> Chemia: Proste substancje - niemetale

niemetale - Są to pierwiastki chemiczne, które tworzą w wolnej postaci proste substancje, które nie mają właściwości fizycznych metali. Spośród 109 pierwiastków chemicznych 87 to metale, 22 to niemetale.

6. Względność podziału substancji prostych na metale i niemetale.

Rozważ etymologię nazw poszczególnych metali szlachetnych.

Dlaczego wyrażenie poetyckie jest chemicznie niepoprawne: „W powietrzu unosił się zapach grzmotu”?

Zapisz schematy powstawania cząsteczek: Na2, Br2, O2, N2. Jaki jest rodzaj wiązania w tych cząsteczkach?

Treść lekcji podsumowanie lekcji wsparcie ramka prezentacja lekcji metody akceleracyjne technologie interaktywne Ćwiczyć zadania i ćwiczenia samokontrola warsztaty, szkolenia, case'y, questy praca domowa pytania do dyskusji pytania retoryczne od studentów Ilustracje audio, wideoklipy i multimedia fotografie, obrazki grafika, tabele, schematy humor, anegdoty, dowcipy, komiksy przypowieści, powiedzenia, krzyżówki, cytaty Dodatki streszczenia artykuły chipy do dociekliwych szopek podręczniki podstawowy i dodatkowy słowniczek pojęć inne Doskonalenie podręczników i lekcjipoprawianie błędów w podręczniku aktualizacja fragmentu w podręczniku elementów innowacji na lekcji zastępując przestarzałą wiedzę nową Tylko dla nauczycieli doskonałe lekcje plan kalendarzowy na rok zalecenia metodyczne programu dyskusji Zintegrowane lekcje

Test na temat „Gaz, stały, substancje płynne"

Test został opracowany dla uczniów klas 11 w dwóch wersjach. Zaprojektowany na 15 minut, każdy uczeń otrzymuje wydrukowany test.

Cel: sprawdzenie wiedzy studentów na temat „Substancje gazowe, stałe, płynne”, umiejętność znalezienia logicznego wyjaśnienia faktów na podstawie zależności: zastosowanie – właściwości – struktura.

opcja 1

1. Nie ma zbiorczego stanu materii

A) gazowy B) ciekły C) stały D) amorficzny

2. W jakim stanie materii znajdują się jego cząsteczki w odległościach porównywalnych z wielkością samych cząsteczek i poruszają się swobodnie względem siebie.

A) ciecz B) ciało stałe C) gaz D) w dowolnym z tych stanów.

3. Przejście substancji z cieczy w gaz

4. Aby wykryć tlen, możesz użyć:

A) woda bromowa B) tlące się drzazgi C) chlorowodór D) woda wapienna

5. 6 . Rodzaj sieci krystalicznej substancji występujących w normalnych warunkach w stanie stałym:

A) jonowy B) molekularny C) atomowy D) wszystkie odpowiedzi są poprawne.

6. Jakie są ogólne właściwości płynów?

A) mają własną objętość i płynność. B) posiadanie własnej objętości i formy.

C) brak własnej objętości i kształtu. D) trudność zmiany objętości i kształtu.

7. W przeciwieństwie do krystalicznych, amorficznych substancji

A) mieć określoną temperaturę topnienia B) zmienić kształt po chwili

C) nie mają określonej temperatury topnienia D) ciało stałe

8. Alotropowe modyfikacje tlenu to

A) tlen i azot B) tlen i powietrze C) tlen i ozon D) powietrze i ozon

9. Jaki gaz powoduje efekt cieplarniany?

A) amoniak B) ozon C) dwutlenek węgla D) bezwodnik siarkowy

10. Udział masowy wody w organizmach żywych wynosi:

A) 90-95% B) 50-60% C) 70-80%. D) 25-40%.

11. Wodór znajduje zastosowanie w przemyśle:

A) jako paliwo w elektrociepłowniach. B) otrzymywanie metali ogniotrwałych z ich tlenków.

B) w celu uzyskania kwasu siarkowego. D) do rafinacji oleju słonecznikowego.

12. Wskaż prawidłowe stwierdzenie: „tlen ...

A) najlżejszy gaz B) dobrze rozpuszczalny w wodzie C) bezbarwny gaz, bez smaku i zapachu D) oparzenia

13. Substancją amorficzną jest:

A) sól kuchenna. B) czekolada. C) soda D) azotan sodu.

14. Wodór uzyskuje się w laboratorium w wyniku reakcji:

A) 2 h 2 O = 2 h 2 + O 2 B) 2 Na + 2 h 2 O = h 2 + 2 NaOh W) Zn + 2 HCI = ZnCI 2 + h 2 D) wszystkie odpowiedzi są poprawne

15.

A) oczyszczanie wody B) zanieczyszczenie wody C) nasycenie wody tlenem

D) nasycenie wody dwutlenkiem węgla

16. Dwutlenek węgla nie jest używany

A) przyrządzanie napojów gazowanych B) napełnianie balonów C) przyrządzanie „suchego lodu”

D) gaszenie pożarów

17. Gaz o najmniejszej względnej masie cząsteczkowej:

A) amoniak B) dwutlenek węgla C) ozon D) etylen

18. Tymczasową twardość wody można wyeliminować:

A) gotowanie B) dodanie węglanu sodu C) dodanie mleka wapiennego D) wszystkie odpowiedzi są poprawne.

19. Stwierdzenie, które nie jest prawdziwe dla wszystkich ciał stałych:

A) nie mają płynności B) wielkość szczelin między cząstkami jest mniejsza niż wielkość samych cząstek.

C) nie mają własnego kształtu D) mają niską temperaturę topnienia

20. Skoreluj gazy i ich właściwości fizyczne

A) Och 3 1) wspomaganie spalania

B) N 2 2) ostry zapach

W)nh 3 3) kolor liliowy

D) Och 2 4) wybuchowy

21. O ile gramów masa 1 litra ozonu jest większa od masy 1 litra tlenu?

Odpowiedź: ________

Opcja 2

1. Przyczyna obecności substancji w stanie gazowym

A) odległość między cząsteczkami B) wielkość cząsteczek C) charakter substancji D) wszystkie odpowiedzi są prawidłowe.

2. Rodzaj sieci krystalicznej substancji, które w normalnych warunkach występują w stanie gazowym:

A) atomowy B) jonowy C) molekularny D) metaliczny.

3. Objętość molowa gazów

A) 22,4 l/mol B) 22,4 m/kmol C) 22,4 ml/mol D) wszystkie odpowiedzi są poprawne

4. Zasoby wodne Ziemi to:

A) tylko woda słodka B) woda słodka i słona C) tylko woda słona D) wody gruntowe.

5. Jakie są ogólne właściwości ciał stałych?

A) własną zmienność objętości i kształtu B) własną objętość i kształt.

C) własny kształt i łatwo zmieniającą się objętość.

6. Przejście substancji z gazowej do ciekłej

A) dyfuzja B) kondensacja C) odparowanie D) gotowanie

7. W jakim stanie materii jego molekuły gromadzą się na odległościach mniejszych niż wymiary samych molekuł, oddziałują silnie i pozostają w tych samych miejscach, jedynie oscylując wokół nich?

Płyn. B) ciało stałe. B) gazowy. D) w dowolnym z tych stanów.

8. Wskaż nieprawidłowe stwierdzenie: „wodór ...

A) najlżejszy gaz B) wspomaga spalanie C) bezbarwny gaz, bez smaku i zapachu D) oparzenia

9. Udostępnij świeża woda na ziemi

A) 12% B) 2,8% C) 97,2% D) 0,3%

10. Stwierdzenie, które nie jest prawdziwe w przypadku płynów:

A) niska ściśliwość B) płyn C) nie mają własnego kształtu.

D) w stanie nieważkości przybierają formę kuli lub kropli.

12. Powietrze jest ...

A) substancja prosta B) substancja złożona

B) mieszanina gazów:O 2 – 21%, n 2 -78% D)O 2

13. Obieg wody w przyrodzie przyczynia się do:

A) zanieczyszczenie wody B) nasycenie wody dwutlenkiem węgla

B) nasycanie wody tlenem D) oczyszczanie wody.

14. Gaz wybuchowy składa się z mieszaniny wodoru i tlenu w stosunku

A) 1:2 B) 1:1 C) 2:1 D) 2:2

15. Gazy, które gromadzone są metodą wypierania powietrza w naczyniu do góry nogami:

A) amoniak i tlen. B) metan i wodór.

B) etylen i dwutlenek węgla D) ozon i tlenek węgla.

16. Trwałą twardość wody można wyeliminować:

A) dodawanie kwasu solnego B) dodanie roztworu wodorotlenku potasu

B) dodanie roztworu węglanu sodu D) gotowanie.

17. Substancja, która w określonych warunkach może być zarówno krystaliczna, jak i amorficzna

A) siarka B) kreda C) soda D) sól kuchenna

18. Tlen otrzymuje się w laboratorium w reakcji:

A) 2h 2 O 2 = 2 h 2 Och +O 2 B) 2KCIO 3 + 2 h 2 O = 3 O 2 + 2 KCI

W 2KMnO 4 = K 2 MNO 4 + MNO 2 + O 2 D) wszystkie odpowiedzi są poprawne

19. Gaz o największej względnej masie cząsteczkowej to:

A) amoniak B) tlen C) ozon D) tlenek węgla

20. Dopasuj gazy i sposoby ich rozpoznawania

A) CO 2 1) niebieski papierek lakmusowy

B) N 2 2) zmętnienie wody wapiennej

W)nh 3 3) błysk tlącego się drzazgi

D) Och 2 4) dźwięk „szczekania” po zapaleniu

21. Ile razy masa 1 litra ozonu jest większa od masy 1 litra tlenu?

Odpowiedź: ________

Do tej pory znanych jest ponad 3 miliony różnych substancji. Liczba ta rośnie z każdym rokiem, ponieważ chemicy-syntetycy i inni naukowcy nieustannie przeprowadzają eksperymenty, aby uzyskać nowe związki, które mają pewne użyteczne właściwości.

Niektóre substancje są naturalnymi mieszkańcami, które się tworzą naturalnie. Druga połowa to sztuczna i syntetyczna. Jednak zarówno w pierwszym, jak i drugim przypadku znaczną część stanowią substancje gazowe, których przykłady i cechy charakterystyczne omówimy w tym artykule.

Zagregowane stany substancji

Od XVII wieku powszechnie przyjmuje się, że wszystkie znane związki mogą istnieć w trzech stanach skupienia: substancja stała, ciecz, gaz. Jednak staranne badania w ostatnich dziesięcioleciach w dziedzinie astronomii, fizyki, chemii, biologii kosmicznej i innych nauk dowiodły, że istnieje inna forma. To jest plazma.

Co ona reprezentuje? To jest częściowo lub całkowicie I okazuje się, że przytłaczająca większość takich substancji we Wszechświecie. Tak więc w stanie plazmy występują:

materia międzygwiezdna;
materia kosmiczna;
górne warstwy atmosfery;
mgławice;
skład wielu planet;
gwiazdy.

Dlatego dziś mówią, że istnieją substancje stałe, płynne, gazowe i plazma. Nawiasem mówiąc, każdy gaz może być sztucznie doprowadzony do takiego stanu, jeśli zostanie poddany jonizacji, czyli zmuszony do przekształcenia się w jony.

Substancje gazowe: przykłady

Rozważanych jest wiele przykładów substancji. Gazy są przecież znane od XVII wieku, kiedy przyrodnik van Helmont po raz pierwszy uzyskał dwutlenek węgla i zaczął badać jego właściwości. Nawiasem mówiąc, nadał też nazwę tej grupie związków, ponieważ jego zdaniem gazy są czymś nieuporządkowanym, chaotycznym, kojarzonym z duchami i czymś niewidzialnym, ale namacalnym. Ta nazwa zakorzeniła się w Rosji.

Można sklasyfikować wszystkie substancje gazowe, wtedy łatwiej będzie podać przykłady. W końcu trudno jest objąć całą różnorodność.

Skład wyróżnia się:

prosty,
złożone cząsteczki.

Pierwsza grupa obejmuje te, które składają się z tych samych atomów w dowolnej liczbie. Przykład: tlen - O 2, ozon - O 3, wodór - H 2, chlor - CL 2, fluor - F 2, azot - N 2 i inne.

siarkowodór - H2S;
chlorowodór - HCL;
metan - CH 4;
dwutlenek siarki - SO 2;
gaz brązowy - NO 2;
freon - CF 2 CL 2;
amoniak - NH 3 i inne.

Klasyfikacja według rodzaju substancji

Można również klasyfikować rodzaje substancji gazowych według przynależności do świata organicznego i nieorganicznego. Oznacza to, że z natury atomów składowych. Gazy organiczne to:

pierwszych pięciu przedstawicieli (metan, etan, propan, butan, pentan). Ogólna formuła CnH2n+2;
etylen - C2H4;
acetylen lub etyn - C2H2;
metyloamina - CH 3 NH 2 i inne.

Inną klasyfikacją, którą można poddać omawianym związkom, jest podział na podstawie cząstek tworzących kompozycję. To z atomów nie składają się wszystkie substancje gazowe. Przykłady struktur, w których obecne są jony, cząsteczki, fotony, elektrony, cząstki Browna, plazma, również odnoszą się do związków w takim stanie skupienia.

Właściwości gazów

Charakterystyki substancji w rozpatrywanym stanie różnią się od tych dla związków stałych lub ciekłych. Chodzi o to, że właściwości substancji gazowych są wyjątkowe. Ich cząstki są łatwo i szybko mobilne, substancja jako całość jest izotropowa, to znaczy, że właściwości nie są determinowane kierunkiem ruchu struktur składowych.

Możliwe jest wyznaczenie najważniejszych właściwości fizycznych substancji gazowych, co odróżnia je od wszelkich innych form istnienia materii.

Są to połączenia, których nie można zobaczyć i kontrolować, wyczuć zwykłym w ludzki sposób. Aby zrozumieć właściwości i zidentyfikować konkretny gaz, opierają się na czterech parametrach, które opisują je wszystkie: ciśnienie, temperatura, ilość substancji (mol), objętość.
W przeciwieństwie do cieczy, gazy mogą bez śladu zajmować całą przestrzeń, ograniczoną jedynie wielkością naczynia lub pomieszczenia.
Wszystkie gazy łatwo mieszają się ze sobą, podczas gdy związki te nie mają interfejsu.
Są lżejsi i ciężsi przedstawiciele, więc pod wpływem grawitacji i czasu można zobaczyć ich separację.
Dyfuzja to jedna z najważniejszych właściwości tych związków. Zdolność do wnikania w inne substancje i nasycania ich od wewnątrz, przy jednoczesnym wykonywaniu całkowicie nieuporządkowanych ruchów w jej strukturze.
Gazy rzeczywiste nie mogą przewodzić prądu elektrycznego, ale jeśli mówimy o substancjach rozrzedzonych i zjonizowanych, to przewodność dramatycznie wzrasta.
Pojemność cieplna i przewodność cieplna gazów jest niska i różni się w zależności od gatunku.
Lepkość wzrasta wraz ze wzrostem ciśnienia i temperatury.
Istnieją dwie opcje przejścia międzyfazowego: parowanie - ciecz zamienia się w parę, sublimacja - ciało stałe, z pominięciem cieczy, staje się gazowe.

Charakterystyczną cechą par z gazów rzeczywistych jest to, że te pierwsze w pewnych warunkach mogą przejść w fazę ciekłą lub stałą, podczas gdy te drugie nie. Należy również zauważyć, że rozważane związki są odporne na odkształcenia i są płynne.

Podobne właściwości substancji gazowych pozwalają na ich szerokie zastosowanie w różnych dziedzinach nauki i techniki, przemyśle i gospodarce narodowej. Ponadto specyficzne cechy są ściśle indywidualne dla każdego przedstawiciela. Rozważaliśmy tylko cechy wspólne dla wszystkich rzeczywistych konstrukcji.

Ściśliwość

W różnych temperaturach, a także pod wpływem ciśnienia, gazy ulegają kompresji zwiększając ich stężenie i zmniejszając zajmowaną objętość. W podwyższonych temperaturach rozszerzają się, w niskich kurczą się.

Ciśnienie również się zmienia. Gęstość substancji gazowych wzrasta, a po osiągnięciu punkt krytyczny, który jest inny dla każdego przedstawiciela, może nastąpić przejście do innego stanu agregacji.

Główni naukowcy, którzy przyczynili się do rozwoju doktryny gazów

Takich osób jest wiele, ponieważ badanie gazów to żmudny i historycznie długi proces. Zastanówmy się nad najsłynniejszymi osobistościami, którym udało się dokonać najważniejszych odkryć.

dokonał odkrycia w 1811 roku. Nie ma znaczenia, jakie gazy, najważniejsze jest to, że w tych samych warunkach są zawarte w tej samej objętości w równej liczbie cząsteczek. Istnieje obliczona wartość nazwana od nazwiska naukowca. Jest równy 6,03 * 10 23 cząsteczek na 1 mol dowolnego gazu.
Fermi - stworzył doktrynę idealnego gazu kwantowego.
Gay-Lussac, Boyle-Marriott - nazwiska naukowców, którzy stworzyli podstawowe równania kinetyczne do obliczeń.
Roberta Boyle'a.
Johna Daltona.
Jacques Charles i wielu innych naukowców.

Struktura substancji gazowych

Najbardziej główna cecha w konstrukcji sieci krystalicznej rozważanych substancji polega to na tym, że w jej węzłach znajdują się atomy lub cząsteczki połączone ze sobą słabymi wiązaniami kowalencyjnymi. Istnieją również siły van der Waalsa, jeśli chodzi o jony, elektrony i inne układy kwantowe.

Dlatego głównymi rodzajami struktur sieciowych dla gazów są:

atomowy;
molekularny.

Wiązania wewnątrz łatwo pękają, dzięki czemu związki te nie mają trwałego kształtu, lecz wypełniają całą objętość przestrzenną. Wyjaśnia to również brak przewodności elektrycznej i słabą przewodność cieplną. Ale izolacyjność termiczna gazów jest dobra, ponieważ dzięki dyfuzji są one w stanie przenikać do ciał stałych i zajmować w ich wnętrzu swobodne przestrzenie skupisk. Jednocześnie powietrze nie jest przepuszczane, ciepło jest zatrzymywane. Jest to podstawa do łączenia gazów i ciał stałych do celów budowlanych.

Proste substancje wśród gazów

Które gazy należą do tej kategorii pod względem struktury i struktury, omówiliśmy już powyżej. Są to te, które składają się z tych samych atomów. Przykładów jest wiele, ponieważ znaczna część niemetali z całego układu okresowego w normalnych warunkach istnieje właśnie w takim stanie skupienia. Na przykład:

fosfor biały - jeden z tego pierwiastka;
azot;
tlen;
fluor;
chlor;
hel;
neon;
argon;
krypton;
ksenon.

Cząsteczki tych gazów mogą być zarówno jednoatomowe (gazy szlachetne), jak i wieloatomowe (ozon - O 3). Rodzaj wiązania jest kowalencyjny niepolarny, w większości przypadków jest raczej słaby, ale nie we wszystkich. Sieć krystaliczna typu molekularnego, która umożliwia tym substancjom łatwe przechodzenie z jednego stanu skupienia do drugiego. Na przykład jod w normalnych warunkach - ciemnofioletowe kryształy z metalicznym połyskiem. Jednak po podgrzaniu sublimują w maczugi jasnopurpurowego gazu - I 2.

Nawiasem mówiąc, każda substancja, w tym metale, pod pewnymi warunkami może istnieć w stanie gazowym.

Złożone związki o charakterze gazowym

Oczywiście takie gazy stanowią większość. Różne kombinacje atomów w cząsteczkach, połączone wiązaniami kowalencyjnymi i oddziaływaniami van der Waalsa, pozwalają na powstanie setek różnych przedstawicieli rozważanego stanu skupienia.

Przykładami dokładnie złożonych substancji wśród gazów mogą być wszystkie związki składające się z dwóch lub więcej różnych pierwiastków. Może to obejmować:

propan;
butan;
acetylen;
amoniak;
krzemowodór;
fosfina;
metan;
dwusiarczek węgla;
dwutlenek siarki;
brązowy gaz;
freon;
etylen i inne.

Sieć krystaliczna typu molekularnego. Wielu przedstawicieli łatwo rozpuszcza się w wodzie, tworząc odpowiednie kwasy. Większość z tych związków stanowi ważną część syntez chemicznych prowadzonych w przemyśle.

Metan i jego homologi

czasem ogólna koncepcja„gaz” oznacza minerał naturalny, który jest całą mieszaniną produktów gazowych o charakterze głównie organicznym. Zawiera substancje takie jak:

metan;
etan;
propan;
butan;
etylen;
acetylen;
pentan i kilka innych.

W przemyśle są one bardzo ważne, ponieważ to właśnie mieszanina propan-butan jest gazem domowym, na którym gotuje się jedzenie, wykorzystywanym jako źródło energii i ciepła.

Wiele z nich wykorzystuje się do syntezy alkoholi, aldehydów, kwasów i innych substancji organicznych. Roczne zużycie gazu ziemnego szacowane jest na biliony metrów sześciennych i jest to całkiem uzasadnione.

Tlen i dwutlenek węgla

Jakie substancje gazowe można nazwać najbardziej rozpowszechnionymi i znanymi nawet pierwszoklasistom? Odpowiedź jest oczywista - tlen i dwutlenek węgla. W końcu są bezpośrednimi uczestnikami wymiany gazowej, która zachodzi we wszystkich żywych istotach na planecie.

Wiadomo, że to dzięki tlenowi możliwe jest życie, gdyż bez niego mogą istnieć tylko niektóre rodzaje bakterii beztlenowych. A dwutlenek węgla jest niezbędnym produktem „odżywczym” dla wszystkich roślin, które go wchłaniają w celu przeprowadzenia procesu fotosyntezy.

Z chemicznego punktu widzenia zarówno tlen, jak i dwutlenek węgla są ważnymi substancjami do syntezy związków. Pierwszy jest silnym środkiem utleniającym, drugi częściej jest środkiem redukującym.

Halogeny

Jest to taka grupa związków, w której atomy są cząsteczkami substancji gazowej połączonymi ze sobą parami kowalencyjnym niepolarnym wiązaniem. Jednak nie wszystkie halogeny są gazami. W normalnych warunkach brom jest cieczą, a jod jest sublimującym ciałem stałym. Fluor i chlor to trujące substancje niebezpieczne dla zdrowia istot żywych, które są najsilniejszymi utleniaczami i są szeroko stosowane w syntezie.