Plinovite tvari: primjeri i svojstva

Do danas je poznato o postojanjuviše od 3 milijuna različitih tvari. I ta brojka raste svake godine, budući da sintetički kemičari i drugi znanstvenici stalno stvaraju eksperimente za dobivanje novih spojeva koji imaju neka korisna svojstva.

Neke od tih tvari su prirodni stanovnici,formirana prirodno. Druga polovica je umjetna i sintetička. Međutim, u prvom i drugom slučaju, značajan dio čine plinovite tvari, primjeri i osobine kojih ćemo razmotriti u ovom članku.

Agregatna stanja tvari

Od XVII stoljeća, bilo je prihvaćeno da svipoznati spojevi mogu postojati u tri agregatna stanja: čvrste, tekuće, plinovite tvari. Međutim, pažljive studije posljednjih desetljeća na području astronomije, fizike, kemije, biologije svemira i drugih znanosti pokazale su da postoji još jedan oblik. Ovo je plazma.

Što je to? To su djelomično ili potpuno ionizirani plinovi. I ispada da su takve tvari u svemiru velika većina. Stoga je u stanju plazme da:

• međuzvjezdana materija;
• prostorna materija;
• viši slojevi atmosfere;
• maglica;
• sastav mnogih planeta;
• zvijezde.

Stoga, danas kažu da postoje čvrste,tekućih, plinovitih tvari i plazme. Usput, svaki plin može biti umjetno prenesen u takvo stanje, ako se podvrgne ionizaciji, tj. Pretvoriti ga u ion.

Plinovite tvari: primjeri

Primjeri tvari koje se razmatraju sumasa od Uostalom, plinovi su poznati još od 17. stoljeća, kada je prirodni znanstvenik Van Helmont prvi put dobio ugljični dioksid i počeo istraživati ​​njegova svojstva. Usput, on je također dao ime ove skupine spojeva, jer po njegovu mišljenju, plinovi su nešto poremećeno, kaotično, povezano s duhovima i nešto nevidljivo, ali opipljivo. Takvo se ime zaglavilo u Rusiji.

Sve plinovite tvari mogu se klasificirati, onda će biti lakše dati primjere. Uostalom, teško je pokriti svu raznolikost.

U sastavu razlikuju:

• jednostavan,
• kompleksnih molekula.

Prva skupina uključuje one koji se sastoje od identičnih atoma u bilo kojem od njihovih brojeva. Primjer: O - O₂, ozon - Oko₃, vodik - H₂klora - CL₂, fluor - F₂, dušik - N₂ i drugima.

Druga kategorija treba uključivati ​​takve spojeve, koji uključuju više atoma. To će biti plinovite kompleksne tvari. Primjeri su:

• sumporovodik - H₂C;
• klorovodik - HCL;
• metan - CH_4;
• sumpor dioksid - SO₂;
• smeđi plin - NO₂;
• freon - CF₂SL₂;
• amonijak - NH₃ i drugima.

Razvrstavanje po prirodi tvari

Također možete klasificirati vrste plinovitih tvari pripadanjem organskom i anorganskom svijetu. To jest, po prirodi sastavnih atoma. Organski plinovi su:

• prvih pet predstavnika zasićenih ugljikovodika (metan, etan, propan, butan, pentan). Opća formula C_nH_{2n + 2};
• etilen-C₂H₄;
• acetilen ili etin - C₂H₂;
• metilamin-CH₃NH₂ i drugima.

Kategorija anorganskih plinova uključuje klor, fluor, amonijak, ugljični monoksid, silan, smiješni plin, inertni ili plemeniti plinovi i drugi.

Još jedna klasifikacija koja možepodvrgnuti razmatranim spojevima, podjela je bazirana na sastavnim česticama. Nisu sve plinovite tvari sadržane od atoma. Primjeri struktura u kojima su prisutni ioni, molekule, fotoni, elektroni, Brownian čestice, plazma također pripadaju spojevima u takvom agregatnom stanju.

Svojstva plinova

Značajke tvari u razmatranjumogu se razlikovati od onih za krute ili tekuće spojeve. Činjenica je da su svojstva plinovitih tvari poseban. Njihove čestice se lako i brzo pomiču, tvar je općenito izotropna, tj. Svojstva nisu određena pravcem gibanja konstitutivnih struktura.

Moguće je odrediti najvažnija fizička svojstva plinovitih tvari, koja će ih razlikovati od svih drugih oblika postojanja materije.

1. To su spojevi koji se ne mogu vidjeti ikontrolirati, osjetiti uobičajene ljudske načine. Da bi razumjeli svojstva i identificirali određeni plin, oslanjaju se na četiri parametra koji opisuju sve: tlak, temperaturu, količinu tvari (mol), volumen.
2. Za razliku od tekućina, plinovi mogu zauzeti sav prostor bez tragova, ograničeni samo veličinom broda ili prostorije.
3. Svi se plinovi lako miješaju jedni s drugima, dok ti spojevi nemaju sučelje.
4. Postoje lakši i teži predstavnici pa je pod djelovanjem gravitacije i vremena moguće vidjeti njihovo odvajanje.
5. Difuzija je jedna od najvažnijih svojstava ovih spojeva. Sposobnost da prodrijeti u druge tvari i zasićati ih iznutra, izvodeći potpuno neuredne pokrete unutar svoje strukture.
6. Pravi plinovi ne mogu provoditi električnu struju, ali ako govorimo o rijetkim i ioniziranim tvarima, vodljivost se naglo povećava.
7. Kapacitet toplinske i toplinske vodljivosti plinova je nizak i varira u različitim tipovima.
8. Viskoznost se povećava povećanjem tlaka i temperature.
9. Postoje dvije varijante transfacijalne tranzicije: isparavanje - tekućina pretvara u paru, sublimacija - čvrsta, zaobilazići tekućinu, postaje plinovita.

Odlikujuća svojstva para iz pravih plinovada su prvi, pod određenim uvjetima, sposobni prolaziti u tekuću ili čvrstu fazu, dok drugi nisu. Također imajte na umu sposobnost dotičnih spojeva da se odupru deformaciji i da budu fluidne.

Slična svojstva plinovitih tvari omogućujuih široko primjenjuju u različitim područjima znanosti i tehnologije, industrije i nacionalne ekonomije. Osim toga, specifične osobine su strogo individualne za svakog predstavnika. Razmatrali smo samo značajke zajedničke svim stvarnim strukturama.

stlačivost

Na različitim temperaturama, kao i pod utjecajempritisni plinovi mogu smanjiti, povećati njegovu koncentraciju i smanjiti zauzeti volumen. Na povišenim temperaturama se šire, na niskim temperaturama su ugovorni.

Pod djelovanjem promjena tlaka također se javljaju. Gustoća plinovitih tvari raste, a kada se postigne kritična točka, koja za svaki predstavnik ima svoj vlastiti, može doći do prelaska na drugo stanje agregacije.

Ključni znanstvenici koji su pridonijeli razvoju teorije plina

Postoji mnogo takvih ljudi, jer je proučavanje plinova naporan i povijesno dug proces. Stanimo na najpoznatije ličnosti koje su uspjele učiniti najznačajnija otkrića.

1. Amedeo Avogadro 1811. godine otkrio je. Nije važno što plinovi, glavna stvar je da pod istim uvjetima oni sadrže istu količinu molekula u istom volumenu. Postoji izračunata vrijednost koja ima ime po imenu znanstvenika. To je jednako 6,03 * 10²³ molekula za 1 mola bilo kojeg plina.
2. Fermi - stvorio je doktrinu idealnog kvantnog plina.
3. Gay-Lussac, Boyle-Mariott - imena znanstvenika koji su stvorili osnovne kinetičke jednadžbe za izračune.
4. Robert Boyle.
5. John Dalton.
6. Jacques Charles i mnogi drugi znanstvenici.

Struktura plinovitih tvari

Najvažnija značajka u izgradnjikristalna rešetka tvari koje se razmatraju jest da u čvorovima postoje atomi ili molekule koje su međusobno povezane slabom kovalentnom vezom. Tu su i van der Waals interakcije snage kada je u pitanju iona, elektrona i drugih kvantnih sustava.

Stoga su glavni tipovi strukture rešetki za plinove:

• nuklearna;
• Molekularna.

Veze unutar nje lako su rastrljane, stoga ove vezeNemate stalni obrazac i ispunite cijeli prostorni volumen. To također objašnjava nedostatak električne vodljivosti i slaba toplinska vodljivost. Ali toplinska izolacija plinova je dobra, jer se zbog difuzije mogu prodrijeti u čvrsta tijela i zauzimaju slobodne klastere unutar njih. Prolaz zraka nije dopušten, toplina se zadržava. Upotreba plinova i krutih tvari u agregatu za potrebe gradnje temelji se na tome.

Jednostavne tvari među plinovima

Koja su struktura i struktura plinovaU ovoj kategoriji već smo raspravljali. To su one koje se sastoje od istih atoma. Postoje brojni primjeri, jer značajan dio nemetala iz cijelog periodičkog sustava, u normalnim uvjetima, postoji upravo u takvom agregatnom stanju. Na primjer:

• bijeli fosfor je jedna od alotropnih modifikacija tog elementa;
• dušik;
• kisik;
• fluor;
• klor;
• helij;
• neon;
• argon;
• kripton;
• ksenona.

Molekule tih plinova mogu biti i monatomski (plemeniti plinovi) i poliatomski (ozon - O₃). Vrsta veze je kovalentno nepolarna, u većini slučajeva prilično slaba, ali uopće nije. Kristalna rešetka molekularnog tipa, koja dopušta ovim tvarima da se lako kreću iz jednog stanja agregacije u drugu. Na primjer, jod u normalnim uvjetima jesu tamni purpurni kristali s metalnim sjajom. Međutim, kada se zagrije, oni sublimate do svijetlo ljubičasti plin - I₂.

Usput, svaka tvar, uključujući metale, pod određenim uvjetima može postojati u plinovitom stanju.

Kompleksni spojevi plinovite prirode

Takvi plinovi, naravno, najviše. Različite kombinacije atoma u molekulama, u kombinaciji s kovalentnim vezama i van der Waalsovim interakcijama, omogućuju stotinama različitih predstavnika razmatranih stanja agregacije.

Primjeri precizno složenih tvari među plinovima mogu biti svi spojevi koji se sastoje od dva ili više različitih elemenata. To uključuje:

• propan;
• butan;
• acetilen;
• amonijak;
• silan;
• fosfin;
• metan;
• ugljik disulfid;
• sumporni dioksid;
• smeđi plin;
• freon;
• etilen i drugi.

Molekularna kristalna rešetka. Mnogi od predstavnika lako se otopi u vodi, tvoreći odgovarajuću kiselinu. Većina tih spojeva važan je dio kemijskih sinteza koji se provode u industriji.

Metan i njegovi homolozi

Ponekad opći koncept "plina" znači prirodnomineral, koji je cijela mješavina plinovitih proizvoda pretežno organske prirode. Da sadrži tvari kao što su:

• metan;
• etan;
• propan;
• butan;
• etilen;
• acetilen;
• pentana i nekih drugih.

U industriji oni su vrlo važni, jer to je smjesa propana i butana koja je kućanski plin, na kojem ljudi kuhaju hranu, koja se koristi kao izvor energije i topline.

Mnogi od njih koriste se za sintezu alkohola, aldehida, kiselina i ostalih organskih tvari. Godišnja potrošnja prirodnog plina iznosi trilijuna kubičnih metara, što je opravdano.

Kisik i ugljični dioksid

Koje se tvari mogu nazivati ​​plinovitiširoko rasprostranjen i poznat čak i za prvog razreda? Odgovor je očigledan - kisik i ugljični dioksid. Uostalom, oni su izravni sudionici razmjene plina koji se javljaju u svim živim bićima na planeti.

Poznato je da je zahvaljujući kisiku moguće.jer samo neke vrste anaerobnih bakterija mogu postojati bez nje. I ugljični dioksid je neophodan proizvod "prehrane" za sve biljke koje apsorbiraju u svrhu provođenja procesa fotosinteze.

S kemijske točke gledišta, i kisik i ugljični dioksid su važne tvari za sintezu spojeva. Prvi je jak oksidacijski agens, drugi je češće reducirajući agens.

halogena

Ovo je skupina spojeva u kojima atomi -To su čestice plinovite tvari, međusobno povezane u paru zbog kovalentne nepolarne veze. Međutim, nisu svi halogeni plinovi. Brom je tekućina u normalnim uvjetima, a jod je lako sublimirana krutina. Fluor i klor su toksične tvari opasne za zdravlje živih bića, koja su jaka oksidirajuća sredstva i široko se koriste u sintezama.