Kemisk forbindelse ethvert stof sammensat af identiske molekyler bestående af atomer med to eller flere kemiske grundstoffer.
methanmolekyle Methan, hvor fire hydrogenatomer er bundet til et enkelt carbonatom, er et eksempel på en basisk kemisk forbindelse. Strukturen af kemiske forbindelser er påvirket af komplekse faktorer, såsom bindingsvinkler og bindingslængde. Encyclopædia Britannica, Inc.
Alt sagen i univers består af atomerne i mere end 100 forskellige kemiske grundstoffer, som findes både i ren form og kombineret i kemiske stoffer forbindelser . En prøve af et hvilket som helst givet rent element består kun af de atomer, der er karakteristiske for dette element, og atomerne for hvert element er unikke. For eksempel de atomer, der udgør kulstof er forskellig fra dem, der udgør jern, som igen adskiller sig fra dem guld . Hvert element er betegnet med et unikt symbol, der består af et, to eller tre bogstaver, der stammer fra enten det aktuelle elementnavn eller dets originale (ofte latinske) navn. For eksempel er symbolerne for kulstof, brint og ilt blot henholdsvis C, H og O. Symbolet for jern er Fe, fra dets oprindelige latinske navn jern . Det grundlæggende princip for videnskab om kemi er, at atomerne i forskellige grundstoffer kan kombineres med hinanden for at danne kemiske forbindelser. Methan, for eksempel, der er dannet af grundstofferne carbon og hydrogen i forholdet fire hydrogenatomer for hvert carbonatom, er kendt for at indeholde forskellige CH4molekyler. Formlen for en forbindelse - såsom CH4— Angiver de typer atomer, der er til stede, med abonnementer, der repræsenterer det relative antal atomer (selvom tallet 1 aldrig er skrevet).
vandmolekyle Et vandmolekyle består af to hydrogenatomer og et iltatom. Et enkelt iltatom indeholder seks elektroner i sin ydre skal, som i alt kan rumme otte elektroner. Når to hydrogenatomer er bundet til et iltatom, fyldes den ydre elektronskal af ilt. Encyclopædia Britannica, Inc.
Undersøg den magnetlignende ionbinding, der dannes, når elektroner overføres fra et atom til et andet ioner - atomer med en positiv eller negativ nettoladning - binder sammen til dannelse af ioniske forbindelser. Encyclopædia Britannica, Inc. Se alle videoer til denne artikel
hvor boede Lee Harvey Oswald
Se molekylære bindinger, der fungerer, når to hydrogenatomer forbinder et svovlatom for at fremstille hydrogensulfid Molekylære forbindelser dannes, når molekyler, såsom dem af methan eller vand, forbinder hinanden ved at dele elektroner. Encyclopædia Britannica, Inc. Se alle videoer til denne artikel
Vand , som er et kemikalie forbindelse af hydrogen og ilt i forholdet to hydrogenatomer for hvert oxygenatom, indeholder HtoO-molekyler. Natriumchlorid er en kemisk forbindelse dannet af natrium (Na) og chlor (Cl) i forholdet 1: 1. Selvom formlen for natriumchlorid er NaCl, indeholder forbindelsen ikke egentlige NaCl-molekyler. Den indeholder snarere lige mange natriumioner med en oplade af positiv (Na+og chloridioner med en ladning på negativ (Cl-). ( Se nedenunder Tendenser i grundstoffernes kemiske egenskaber til en diskussion af fremgangsmåden til ændring af ikke-ladede atomer til ioner [dvs. arter med en positiv eller negativ nettoladning].) De ovennævnte stoffer eksemplificerer de to basistyper af kemiske forbindelser: molekylær (kovalent) og ionisk. Methan og vand er sammensat af molekyler; det vil sige, de er molekylære forbindelser. På den anden side indeholder natriumchlorid ioner; det er en ionisk forbindelse.
Atomerne i de forskellige kemiske grundstoffer kan sammenlignes med alfabetets bogstaver: ligesom bogstaverne i alfabetet kombineres til at danne tusinder af ord, kan elementernes atomer kombineres på forskellige måder for at danne en utallige af forbindelser. Faktisk er der kendte millioner af kemiske forbindelser, og mange flere millioner er mulige, men er endnu ikke opdaget eller syntetiseret. De fleste stoffer, der findes i naturen - såsom træ, jord og klipper - er blandinger af kemiske forbindelser. Disse stoffer kan adskilles i deres udgør forbindelser ved fysiske metoder, som er metoder, der ikke ændrer den måde, atomer er på aggregeret inden for forbindelserne. Forbindelser kan nedbrydes i deres bestanddele ved kemiske ændringer. En kemisk ændring (det vil sige en kemisk reaktion) er en, hvor atomernes organisation ændres. Et eksempel på en kemisk reaktion er afbrænding af metan i nærvær af molekylært ilt (Oto) til dannelse af kuldioxid (COto) og vand.CH4+ 2Oto→ COto+ 2HtoELLERI denne reaktion, som er et eksempel på en forbrændingsreaktion , ændringer sker på den måde, at carbon-, hydrogen- og iltatomerne er bundet sammen i forbindelserne.
Kemiske forbindelser viser en forvirrende vifte af egenskaber. Ved almindelige temperaturer og tryk er nogle faste stoffer, nogle er væsker og nogle er gasser. Farverne på de forskellige forbindelser spænder over regnbuens farver. Nogle forbindelser er meget giftige for mennesker, mens andre er vigtige for livet. Substitution af kun et enkelt atom i en forbindelse kan være ansvarlig for at ændre et stofs farve, lugt eller toksicitet. Så der kan få mening ud af dette store mangfoldighed er klassificeringssystemer blevet udviklet. Et eksempel nævnt ovenfor klassificerer forbindelser som molekylære eller ioniske. Forbindelser klassificeres også som økologisk eller uorganisk. Organiske forbindelser ( se nedenunder Organiske forbindelser ), såkaldt fordi mange af dem oprindeligt var isoleret fra levende organismer, typisk indeholder kæder eller ringe af kulstofatomer. På grund af det store udvalg af måder, som kulstof kan binde på sig selv og andre grundstoffer, er der mere end ni millioner organiske forbindelser. Forbindelserne, der ikke anses for at være organiske, kaldes uorganiske forbindelser ( se nedenunder Uorganiske forbindelser ).
kviksølv (Hg) Kviksølv (kemisk symbol: Hg) er det eneste metalelement, der er flydende ved stuetemperatur. marcel / Fotolia
Inden for de brede klassifikationer af organisk og uorganisk er der mange underklasser, hovedsageligt baseret på de specifikke elementer eller grupper af elementer, der er til stede. For eksempel blandt de uorganiske forbindelser, oxider indeholder O2−ioner eller iltatomer, hydrider indeholder H-ioner eller hydrogenatomer, sulfider indeholder S2−ioner og så videre. Underklasser af organiske forbindelser inkluderer alkoholer (som indeholder ―OH-gruppen), carboxylsyrer (karakteriseret ved ―COOH-gruppen), aminer (som har en ―NHtogruppe) osv.
De forskellige evner hos de forskellige atomer til at kombinere for at danne forbindelser kan bedst forstås i det periodiske system. Det periodiske system blev oprindeligt konstrueret til at repræsentere de mønstre, der blev observeret i grundstoffernes kemiske egenskaber ( se kemisk binding). Det vil sige, da kemisk videnskab udviklede sig, blev det observeret, at grundstoffer kunne grupperes efter deres kemiske reaktivitet. Elementer med lignende egenskaber er anført i lodrette kolonner i det periodiske system og kaldes grupper. Da detaljerne i den atomare struktur blev afsløret, blev det klart, at placeringen af et element i det periodiske system korrelerer med arrangementet af de elektroner, som elementets atomer har ( se atom). Især blev det observeret, at elektronerne, der bestemmer et atoms kemiske opførsel, er dem i dets yderste skal. Sådanne elektroner kaldes valenselektroner.
periodisk tabel Elementernes periodiske system. Encyclopædia Britannica, Inc.
For eksempel elementernes atomer i Gruppe 1 i det periodiske system har alle en valenselektron, atomerne i elementerne i gruppe 2 har to valenselektroner og så videre, indtil gruppe 18, hvis grundstoffer indeholder otte valenselektroner, er nået. Den enkleste og vigtigste regel til forudsigelse af, hvordan atomer danner forbindelser, er at atomer har tendens til at kombinere på måder, der tillader dem enten at tømme deres valensskal eller at fuldføre den (dvs. fylde den op), i de fleste tilfælde med i alt otte elektroner . Elementer på venstre side af det periodiske system har tendens til at miste deres valenselektroner i kemiske reaktioner. Natrium (i gruppe 1) har for eksempel en tendens til at miste sin ensomme valenselektron til at danne en ion med en ladning på +1. Hvert natriumatom har 11 elektroner ( er -), hver med en ladning på -1, for bare at afbalancere +11 ladningen på dens kerne. At miste en elektron efterlader det med 10 negative ladninger og 11 positive ladninger for at give en netto +1 ladning: Na → Na++ er -. Kalium , der er placeret direkte under natrium i gruppe 1, danner også +1 ioner (K+) i sine reaktioner, ligesom de resterende medlemmer af gruppe 1: rubidium (Rb), cæsium (Cs) og francium (Fr). Elementernes atomer mod højre ende af det periodiske system har en tendens til at gennemgå reaktioner, så de får (eller deler) nok elektroner til at fuldføre deres valensskal. For eksempel har ilt i gruppe 16 seks valenselektroner og har derfor brug for yderligere to elektroner for at fuldføre sin yderste skal. Oxygen opnår dette arrangement ved at reagere med elementer, der kan miste eller dele elektroner. Et iltatom kan for eksempel reagere med en magnesium (Mg) atom (i gruppe 2) ved at tage magnesiumets to valenselektroner, der producerer Mg2+og O2−ioner. (Når et neutralt magnesiumatom mister to elektroner, danner det Mg2+ion, og når et neutralt iltatom vinder to elektroner, danner det O2−ion.) Den resulterende Mg2+og O2−kombineres derefter i et 1: 1 forhold for at give den ioniske forbindelse MgO ( magnesiumoxid ). (Selvom forbindelsen magnesiumoxid indeholder ladede arter, har den ingen nettoladning, fordi den indeholder lige mange Mg2+og O2−ioner.) På samme måde reagerer ilt med calcium (lige under magnesium i gruppe 2) til dannelse af CaO (calciumoxid). Ilt reagerer på samme måde med beryllium (Be), strontium (Sr), barium (Ba) og radium (Ra), de resterende elementer i gruppe 2. Nøglepunktet er, at fordi alle elementerne i en given gruppe har det samme antal valenselektroner, danner de lignende forbindelser.
hvornår blev den elektriske skrivemaskine opfundet
De kemiske grundstoffer kan klassificeres på mange forskellige måder. Den mest grundlæggende opdeling af elementerne er i metaller, der udgør størstedelen af elementerne og ikke-metaller. De typiske fysiske egenskaber ved metaller er skinnende udseende, smidbarhed (evnen til at blive banket i et tyndt ark), duktilitet (evnen til at blive trukket ind i en ledning) og effektiv termisk og elektrisk ledningsevne. Den vigtigste kemiske egenskab ved metaller er tendensen til at opgive elektroner til dannelse af positive ioner. Kobber (Cu) er for eksempel et typisk metal. Det er skinnende, men pletter let; det er en fremragende leder af elektricitet og bruges ofte til elektriske ledninger; og det formes let til produkter i forskellige former, såsom rør til vandsystemer. Kobber findes i mange ioniske forbindelser i form af enten Cu+eller Cu2+ion.
De metalliske elementer findes på venstre side og i midten af det periodiske system. Metallerne i gruppe 1 og 2 kaldes de repræsentative metaller; dem i midten af det periodiske system kaldes overgangsmetaller . Lanthanoiderne og actinoiderne vist under det periodiske system er specielle klasser af overgangsmetaller.
metalliske elementer i det periodiske system Metaller, ikke-metaller og metalloider er repræsenteret i forskellige regioner i det periodiske system. Encyclopædia Britannica, Inc.
De ikke-metaller, der er relativt få i antal, findes i det øverste højre hjørne af det periodiske system - bortset fra brint, det eneste ikke-metalliske medlem af gruppe 1. De fysiske egenskaber ved metaller er fraværende i ikke-metaller. I kemiske reaktioner med metaller får ikke-metaller elektroner til at danne negative ioner. Ikke-metalliske elementer reagerer også med andre ikke-metaller, i dette tilfælde danner molekylære forbindelser. Klor er en typisk ikke-metal. Ved almindelige temperaturer indeholder elementært klor Cltomolekyler og reagerer med andre ikke-metaller for at danne molekyler, såsom HCI, CCl4og PCl3. Klor reagerer med metaller til dannelse af ioniske forbindelser indeholdende Cl-ioner.
Opdelingen af elementerne i metaller og ikke-metaller er kun omtrentlig. Et par elementer langs skillelinjen udviser både metalliske og ikke-metalliske egenskaber og kaldes metalloider eller halvmetaller.
