Substancje gazowe: przykłady i właściwości

Do tej pory wiadomo o istnieniuponad 3 miliony różnych substancji. I liczba ta rośnie każdego roku, ponieważ chemicy syntetyczne i inni naukowcy nieustannie przeprowadzają eksperymenty, aby uzyskać nowe związki, które mają pewne użyteczne właściwości.

Niektóre z substancji są naturalnymi mieszkańcami,powstały naturalnie. Druga połowa to sztuczne i syntetyczne. Jednak w pierwszym i drugim przypadku znaczna część składa się z substancji gazowych, których przykłady i cechy charakterystyczne zostaną omówione w tym artykule.

Zbiorcze stany substancji

Od XVII wieku przyjęto, że wszystkoznane związki mogą istnieć w trzech stanach skupienia: stałe, ciekłe, gazowe. Jednakże uważne badania ostatnich dziesięcioleci w dziedzinie astronomii, fizyki, chemii, biologii kosmicznej i innych nauk dowiodły, że istnieje jeszcze jedna forma. To jest plazma.

Co to jest? Są to częściowo lub całkowicie zjonizowane gazy. I okazuje się, że takie substancje we wszechświecie są ogromną większością. Tak więc to w stanie plazmy występuje:

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

Dlatego dzisiaj mówią, że są solidne,ciekłe, substancje gazowe i plazma. Nawiasem mówiąc, każdy gaz może być sztucznie przeniesiony do takiego stanu, jeśli poddany jest jonizacji, czyli przekształceniu go w jony.

Substancje gazowe: przykłady

Przykładami rozważanych substancji są:waga. Przecież gazy są znane od XVII wieku, kiedy van Helmont, przyrodnik, najpierw otrzymał dwutlenek węgla i zaczął badać jego właściwości. Nawiasem mówiąc, nadał on także tę grupę związków, ponieważ, jego zdaniem, gazy są czymś chaotycznym, chaotycznym, związanym z duchami i czymś niewidzialnym, ale namacalnym. Ta nazwa przykuła uwagę w Rosji.

Możesz sklasyfikować wszystkie substancje gazowe, wtedy przykłady będą łatwiejsze do wyprodukowania. W końcu objęcie całej różnorodności jest trudne.

Kompozycję wyróżnia:

• prosty,
• złożone cząsteczki.

Pierwsza grupa obejmuje te, które składają się z identycznych atomów w dowolnej ich liczbie. Przykład: Oxygen - O₂, ozon - O₃, wodór-H₂, chlor - CL₂, fluor-F₂, azot - N₂ i inni.

Druga kategoria powinna zawierać takie związki, które zawierają kilka atomów. Będą to złożone substancje gazowe. Przykłady to:

• siarkowodór - H₂S;
• kwas chlorowodorowy - HCL;
• metan - CH_4;
• dwutlenek siarki - SO₂;
• brązowy gaz - NO₂;
• Freon - CF₂CL₂;
• amoniak - NH₃ i inni.

Klasyfikacja ze względu na rodzaj substancji

Możliwe jest także klasyfikowanie rodzajów substancji gazowych jako należących do świata organicznego i nieorganicznego. To znaczy, ze względu na naturę atomów. Gazy organiczne to:

• pierwszych pięciu przedstawicieli węglowodorów (metanu, etanu, propanu, butanu, pentanu). Ogólna formuła C_nH_{2n + 2};
• Etylen-C₂H₄;
• acetylen lub etynyl-C₂H₂;
• metyloamina-CH₃NH₂ i inni.

Do kategorii gazów o charakterze nieorganicznym należą: chlor, fluor, amoniak, tlenek węgla, silan, gaz gazujący, gazy obojętne lub szlachetne i inne.

Kolejna klasyfikacja, która może byćprzedmiotem rozważanych związków jest rozszczepienie oparte na cząstkach składowych. To z atomów nie wszystkie gazy są złożone. Przykłady struktur, w których obecne są jony, cząsteczki, fotony, elektrony, cząstki Browna i plazma są również związane ze związkami w takim stanie skupienia.

Właściwości gazów

Charakterystyka substancji w rozważanychstan różnią się od tych dla związków stałych lub ciekłych. Chodzi o to, że właściwości substancji gazowych są szczególne. Ich cząstki są łatwo i szybko ruchliwe, substancja jako całość jest izotropowa, to znaczy właściwości nie są określane przez kierunek ruchu struktur, które składają się na strukturę.

Możliwe jest wyznaczenie najważniejszych fizycznych właściwości substancji gazowych, które odróżnią je od wszystkich innych form istnienia materii.

1. Są to takie połączenia, których nie można zobaczyć ikontrolować, czuć zwykłymi ludzkimi środkami. Aby zrozumieć właściwości i zidentyfikować konkretny gaz, opierają się na czterech parametrach opisujących je: ciśnienie, temperatura, ilość substancji (mol), objętość.
2. W przeciwieństwie do płynów, gazy mogą zajmować całą przestrzeń bez pozostałości, ograniczoną jedynie do wielkości statku lub pomieszczenia.
3. Wszystkie gazy łatwo mieszają się ze sobą, a te związki nie mają interfejsu.
4. Są lżejsi i ciężsi przedstawiciele, więc pod wpływem grawitacji i czasu można zobaczyć ich rozłąkę.
5. Dyfuzja jest jedną z najważniejszych właściwości tych związków. Zdolność przenikania do innych substancji i nasycania ich od wewnątrz, podczas wykonywania całkowicie nieuporządkowanych ruchów w ich strukturze.
6. Prawdziwy prąd elektryczny nie może przenosić rzeczywistych gazów, ale jeśli mówimy o rzadkich i zjonizowanych substancjach, wówczas przewodność znacznie wzrasta.
7. Pojemność cieplna i przewodnictwo cieplne gazów są niskie i waha się w różnych gatunkach.
8. Lepkość wzrasta wraz ze wzrostem ciśnienia i temperatury.
9. Istnieją dwa warianty przejścia międzyfazowego: odparowanie - ciecz zamienia się w parę, sublimacja - ciało stałe, omijając ciecz, staje się gazowe.

Charakterystyczna cecha oparów z prawdziwych gazówtym, że ten pierwszy w pewnych warunkach może przejść do fazy ciekłej lub stałej, podczas gdy ta druga nie. Należy również zauważyć zdolność rozważanych związków do wytrzymywania odkształceń i płynności.

Podobne właściwości substancji gazowych pozwalająszeroko stosuje je w różnych dziedzinach nauki i technologii, przemyśle i gospodarce narodowej. Ponadto szczególne cechy są ściśle indywidualne dla każdego przedstawiciela. Rozważaliśmy tylko wspólne cechy wszystkich prawdziwych struktur.

Kompresyjność

W różnych temperaturach, a także pod wpływemciśnienia gazów mogą się kurczyć, zwiększając ich stężenie i zmniejszając zajmowaną objętość. W podwyższonej temperaturze rozszerzają się, w niskich temperaturach kurczą się.

Pod wpływem nacisku występują również zmiany. Gęstość substancji gazowych wzrasta, a po osiągnięciu punktu krytycznego, który dla każdego przedstawiciela ma swoje, może nastąpić przejście do innego stanu zagregowanego.

Główni naukowcy, którzy przyczynili się do rozwoju teorii gazów

Jest wielu takich ludzi, ponieważ badanie gazów jest pracochłonnym i historycznie długim procesem. Zastanówmy się nad najbardziej znanymi osobistościami, którym udało się dokonać najbardziej znaczących odkryć.

1. W 1811 roku Amedeo Avogadro dokonał odkrycia. Nie ma znaczenia jakie gazy, najważniejsze jest to, że w tych samych warunkach, w których znajdują się w tej samej objętości, zawierają one jednakową liczbę cząsteczek. Istnieje obliczona wartość, nazwana od imienia naukowca. Jest równa 6.03 * 10²³ molekuły na 1 mol dowolnego gazu.
2. Fermi - stworzył teorię idealnego gazu kwantowego.
3. Gay-Lussac, Boyle-Marriott - nazwiska naukowców, którzy stworzyli podstawowe równania kinetyczne do obliczeń.
4. Robert Boyle.
5. John Dalton.
6. Jacques Charles i wielu innych naukowców.

Struktura substancji gazowych

Najważniejsza cecha w konstrukcjisieć krystaliczna rozpatrywanych substancji polega na tym, że w węzłach są atomy lub cząsteczki połączone ze słabymi wiązaniami kowalencyjnymi. Istnieją także siły oddziaływania van der Waalsa, jeśli chodzi o jony, elektrony i inne układy kwantowe.

Dlatego główne rodzaje struktury kratowej dla gazów to:

• Atomowy;
• cząsteczkowy.

Połączenia wewnątrz łatwo się rozrywają, więc te połączenianie mają stałego kształtu, ale wypełniają całą objętość przestrzenną. Wyjaśnia to również brak przewodnictwa elektrycznego i słabą przewodność cieplną. Ale izolacja termiczna gazów jest dobra, ponieważ z powodu dyfuzji są w stanie przeniknąć do ciał stałych i zajmować w nich wolne przestrzenie gromad. Powietrze nie jest przepuszczane, ciepło jest zatrzymywane. Jest to podstawa do wykorzystania gazów i ciał stałych w kruszywach do celów budowlanych.

Proste substancje wśród gazów

Do czego odnosi się struktura i struktura gazówtej kategorii, o której już wspominaliśmy powyżej. Są to te, które składają się z tych samych atomów. Przykłady można wiele podać, ponieważ znaczna część niemetali z całego układu okresowego w zwykłych warunkach istnieje właśnie w takim stanie skupienia. Na przykład:

• biały fosfor - jedna z alotropowych modyfikacji tego pierwiastka;
• azot;
• tlen;
• fluor;
• chlor;
• hel;
• neon;
• argon;
• krypton;
• ksenon.

Cząsteczki tych gazów mogą być monatomiczne (gazy szlachetne) lub wieloatomowe (ozon - O₃). Rodzaj połączenia jest kowalencyjny niepolarny, w większości przypadków raczej słaby, ale w ogóle nie. Krystaliczna sieć krystaliczna typu molekularnego, która pozwala tym substancjom łatwo przemieszczać się z jednego stanu skupienia do drugiego. Na przykład jod w normalnych warunkach - ciemnopurpurowe kryształy o metalicznym połysku. Jednak po podgrzaniu sublimują do jasnofioletowych chmur gazowych - I₂.

Nawiasem mówiąc, dowolna substancja, w tym metale, w pewnych warunkach może istnieć w stanie gazowym.

Kompleksowe związki o charakterze gazowym

Oczywiście z tych gazów. Różne kombinacje atomów w cząsteczkach, połączone wiązaniami kowalencyjnymi i interakcjami van der Waalsa, pozwalają na stworzenie setek różnych przedstawicieli rozpatrywanego stanu skupienia.

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

• propan;
• butan;
• acetylen;
• amoniak;
• silan;
• fosfiny;
• metan;
• disiarczek węgla;
• dwutlenek siarki;
• brązowy gaz;
• freon;
• etylen i inne.

Krystaliczna sieć krystaliczna typu cząsteczkowego. Wielu przedstawicieli łatwo rozpuszcza się w wodzie, tworząc odpowiednie kwasy. Większość tych związków jest ważną częścią syntezy chemicznej w przemyśle.

Metan i jego homologi

Czasami ogólne pojęcie "gazu" oznacza naturalnePrzydatny minerał, będący całą mieszaniną gazowych produktów o przeważającej organicznej naturze. Zawiera substancje takie jak:

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

W przemyśle są one bardzo ważne, ponieważ jest to mieszanka propan-butan - jest to gaz domowy, w którym ludzie gotują żywność, która jest wykorzystywana jako źródło energii i ciepła.

Wiele z nich jest używanych do syntezy alkoholi, aldehydów, kwasów i innych substancji organicznych. Roczne zużycie gazu ziemnego szacuje się na tryliony metrów sześciennych i jest to dość uzasadnione.

Tlen i dwutlenek węgla

Jakie substancje gazowe można nazwać najbardziejpowszechne i znane nawet pierwszoklasistów? Odpowiedź jest oczywista - tlen i dwutlenek węgla. W końcu są bezpośrednimi uczestnikami wymiany gazowej, która występuje we wszystkich żywych istotach na planecie.

Wiadomo, że jest to spowodowane tym tlenemżycie, ponieważ bez niego mogą istnieć tylko niektóre rodzaje bakterii beztlenowych. A dwutlenek węgla jest niezbędnym "produktem żywnościowym" dla wszystkich roślin, które je absorbują w celu przeprowadzenia procesu fotosyntezy.

Z chemicznego punktu widzenia zarówno tlen, jak i dwutlenek węgla są ważnymi substancjami do syntezowania związków. Pierwszy to silny utleniacz, a drugi jest częściej czynnikiem redukującym.

Halogeny

Jest to grupa związków, w której atomy -Są to cząstki substancji gazowej, połączone parami za pomocą kowalencyjnego niepolarnego wiązania. Jednak nie wszystkie halogeny są gazami. Brom jest płynny w normalnych warunkach, a jod jest łatwo sublimowanym ciałem stałym. Fluor i chlor są trującymi substancjami niebezpiecznymi dla zdrowia żywych istot, które są najsilniejszymi utleniaczami i są szeroko stosowane w syntezach.