Plynné látky: príklady a vlastnosti

K dnešnému dňu je známe, že existuje viac ako 3 milióny rôznych látok. A tento údaj sa každoročne zvyšuje, pretože chemici-syntetici a ďalší vedci neustále robia experimenty na získanie nových zlúčenín, ktoré majú niektoré užitočné vlastnosti.

Niektoré z látok sú prirodzenými obyvateľmi, ktoré sa vytvárajú prirodzene. Druhá polovica je umelá a syntetická. Avšak v prvom a druhom prípade značná časť pozostáva z plynných látok, ktorých príklady a charakteristiky uvažujeme v tomto článku.

Agregované stavy látok

Od 17. storočia bolo prijaté, že všetky známe zlúčeniny môžu existovať v troch agregátnych stavoch: tuhé, kvapalné, plynné látky. Dôkladné štúdie nedávnych desaťročí v oblasti astronómie, fyziky, chémie, vesmírnej biológie a iných vied však dokázali, že existuje ešte jedna forma. Toto je plazma.

Čo je to? Ide o čiastočne alebo úplne ionizované plyny. A ukáže sa, že takéto látky vo vesmíre sú ohromujúce. Preto je v plazmovom stave:

• Medzihviezdna hmota;
• Vesmírna hmotnosť;
• Vyššie vrstvy atmosféry;
• hmlovina;
• Zloženie mnohých planét;
• hviezdy.

Preto dnes hovoria, že existujú tuhé, kvapalné, plynné látky a plazma. Mimochodom, každý plyn môže byť umelo prevedený do takého stavu, ak je vystavený ionizácii, to znamená, že sa mení na ióny.

Plynné látky: príklady

Príklady posudzovaných látok sú hmotné. Koniec koncov, plyny sú známe od 17. storočia, kedy prirodzenista van Helmont najprv dostal oxid uhličitý a začal skúmať jeho vlastnosti. Mimochodom, dal aj túto skupinu zlúčenín, pretože podľa neho sú plyny niečo neurčité, chaotické, spojené s duchmi a niečo neviditeľné, ale hmatateľné. Tento názov sa zakorenil v Rusku.

Je možné klasifikovať všetky plynné látky, potom budú príklady jednoduchšie. Koniec koncov, objatie celej odrody je ťažké.

Zloženie sa vyznačuje:

• jednoduchý,
• Komplexné molekuly.

Prvá skupina zahŕňa tie, ktoré pozostávajú z identických atómov v ľubovoľnom počte. Príklad: kyslík - 02, ozón - 03, vodík - H2, chlór - CL2, fluór - F2, dusík - N2 a ďalšie.

Druhá kategória by mala obsahovať také zlúčeniny, ktoré obsahujú niekoľko atómov. Bude to plynné komplexné látky. Príklady:

• Sírovodík - H2S;
• Kyselina chlorovodíková - kyselina chlorovodíková;
• Metán - CH4 _;
• Oxid siričitý - SO2;
• Hnedý plyn - NO ₂ ;
• Freón - CF2CL2;
• Amoniak - NH3 a ďalšie.

Klasifikácia látok

Je tiež možné klasifikovať typy plynných látok patriace do organického a anorganického sveta. To je povaha atómov. Organické plyny sú:

• Prví päť zástupcov konečných uhľovodíkov (metán, etán, propán, bután, pentán). Všeobecný vzorec je _{CnH2n + 2} ;
• Etylén - C2H4;
• Acetylén alebo etyn-C2H2;
• Methylamín - CH3NH2 a ďalšie.

Do kategórie plynov anorganickej povahy patria chlór, fluór, amoniak, oxid uhoľnatý, silán, plyn na plyn, inertné alebo vzácne plyny a iné.

Ďalšia klasifikácia, na ktorú sa môžu posudzovať zlúčeniny, je štiepenie založené na časticiach. Je to z atómov, že nie všetky zložky sú zložené. Príklady štruktúr, v ktorých sú prítomné ióny, molekuly, fotóny, elektróny, Brownove častice a plazma, sú tiež spojené so zlúčeninami v takom agregátnom stave.

Vlastnosti plynov

Charakteristiky látok v tomto stave sa líšia od charakteristických vlastností pevných alebo kvapalných zlúčenín. Ide o to, že vlastnosti plynných látok sú špeciálne. Ich častice sú ľahko a rýchlo pohyblivé, látka ako celok je izotropná, to znamená, že vlastnosti nie sú určené smerom pohybu štruktúr, ktoré tvoria štruktúru.

Je možné označiť najdôležitejšie fyzikálne vlastnosti plynných látok, ktoré ich odlišujú od všetkých ostatných foriem existencie hmoty.

1. Sú to také zlúčeniny, ktoré sa nedajú vidieť a kontrolovať, cítili sa obyčajnými ľudskými prostriedkami. Aby sme pochopili vlastnosti a identifikovali konkrétny plyn, spoliehajú sa na štyri parametre, ktoré opisujú všetky: tlak, teplotu, množstvo látky (mol), objem.
2. Na rozdiel od kvapalín môžu plyny obsadiť celý priestor bez zvyškov, obmedzené len na veľkosť nádoby alebo miestnosti.
3. Všetky plyny sa ľahko zmiešajú a tieto zlúčeniny nemajú rozhranie.
4. Tam sú ľahšie a ťažšie zástupcovia, takže pod vplyvom gravitácie a času, je možné vidieť ich oddelenie.
5. Difúzia je jednou z najdôležitejších vlastností týchto zlúčenín. Schopnosť preniknúť do iných látok a nasýtiť ich zvnútra, pričom vykonávajú úplne neusporiadané pohyby v rámci svojej štruktúry.
6. Skutočný elektrický prúd nemôže uskutočňovať skutočné plyny, ale ak hovoríme o zriedených a ionizovaných látkach, vodivosť sa prudko zvyšuje.
7. Tepelná kapacita a tepelná vodivosť plynov sú nízke a kolísajú v rôznych druhoch.
8. Viskozita sa zvyšuje so zvyšujúcim sa tlakom a teplotou.
9. Existujú dva varianty prechodu medzi fázami: odparovanie - kvapalina sa mení na paru, sublimácia - tuhá látka, ktorá prechádza kvapalinou, sa stáva plynnou.

Charakteristickým znakom výparov z pravých plynov je to, že tieto sa za istých podmienok môžu stať kvapalnými alebo pevnými fázami, zatiaľ čo tie nie. Malo by sa tiež poznamenať schopnosť uvažovaných zlúčenín odolávať deformáciám a byť tekutá.

Podobné vlastnosti plynných látok umožňujú ich široké uplatnenie v najrôznejších oblastiach vedy a techniky, priemyslu a národného hospodárstva. Okrem toho sú špecifické charakteristiky prísne individuálne pre každého zástupcu. Zvážili sme len spoločné črty všetkých skutočných štruktúr.

stlačiteľnosť

Pri rôznych teplotách, ako aj pod vplyvom tlaku sú plyny schopné zmršťovať, zvyšovať ich koncentráciu a znižovať obsadený objem. Pri zvýšených teplotách sa pri nízkych teplotách rozširujú.

Pod tlakom sa vyskytujú aj zmeny. Hustota plynných látok sa zvyšuje a ak sa dosiahne kritický bod, ktorý má pre každého zástupcu svoj vlastný, môže dôjsť k prechodu na iný stav agregátu.

Hlavnými vedcami, ktorí prispeli k rozvoju teórie plynov

Existuje veľa takýchto ľudí, pretože štúdium plynov je náročný a historicky dlhý proces. Zamyslite sa nad najznámejšími osobnosťami, ktoré dokázali urobiť najvýznamnejšie objavy.

1. V roku 1811 objavil Amedeo Avogadro objav. Nezáleží na tom, ktoré plyny, hlavne v tom, že za rovnakých podmienok obsahujú rovnaký počet molekúl v rovnakom objeme. K dispozícii je vypočítaná hodnota, pomenovaná pod menom vedca. To sa rovná 6,03 * 10 ²³ molekúl na 1 mól akéhokoľvek plynu.
2. Fermi - vytvoril teóriu ideálneho kvantového plynu.
3. Gay-Lussac, Boyle-Marriott - mená vedcov, ktorí vytvorili základné kinetické rovnice pre výpočty.
4. Robert Boyle.
5. John Dalton.
6. Jacques Charles a mnohých ďalších vedcov.

Štruktúra plynných látok

Najdôležitejším prvkom pri konštrukcii krištáľovej mriežky posudzovaných látok je to, že v uzloch sú buď atómmi alebo molekulami, ktoré sú spojené slabými kovalentnými väzbami. Existujú aj sily van der Waalsovej interakcie, pokiaľ ide o ióny, elektróny a iné kvantové systémy.

Preto sú hlavné typy mriežkových štruktúr pre plyny:

• jadrová energia;
• molekulárnej.

Spojenia vo vnútri sa ľahko roztrhnú, takže tieto zlúčeniny nemajú konštantný tvar, ale vyplnia celý priestorový objem. To tiež vysvetľuje nedostatok elektrickej vodivosti a zlej tepelnej vodivosti. Tepelná izolácia plynov je však dobrá, pretože v dôsledku difúzie sú schopné preniknúť do pevných častíc a obsadiť voľné priestory v nich. Vzduch nesmie prechádzať, zachováva sa teplo. Toto je základ pre použitie plynov a tuhých látok v agregáte na stavebné účely.

Jednoduché látky medzi plynmi

Akú štruktúru a štruktúru plynov patrí do tejto kategórie, už sme o tom diskutovali. Toto sú tie, ktoré pozostávajú z rovnakých atómov. Príklady môžu byť dané veľa, pretože značná časť nekovov z celého periodického systému za bežných podmienok existuje presne v takom agregátnom stave. Napríklad:

• Fosforová biela - jedna z alotropických modifikácií tohto prvku;
• dusík;
• kyslík;
• fluór;
• atóm chlóru;
• hélium;
• neon;
• argón;
• kryptón;
• xenon.

Molekuly týchto plynov môžu byť buď monatomické (vzácne plyny) alebo polyatomické (ozón - O3). Typ spojenia je kovalentný nepolárny, vo väčšine prípadov je pomerne slabý, ale vôbec nie. Kryštalická mriežka molekulového typu, ktorá umožňuje, aby sa tieto látky ľahko presunuli z jedného agregátneho stavu do druhého. Napríklad jód v normálnych podmienkach - tmavo fialové kryštály s kovovým leskom. Pri zahrievaní sa však sublimujú na jasne fialové plynové mraky - I ₂ .

Mimochodom, akákoľvek látka, vrátane kovov, za určitých podmienok môže existovať v plynnom stave.

Komplexné zlúčeniny plynnej povahy

Z týchto plynov, samozrejme, najviac. Rôzne kombinácie atómov v molekulách, spojené kovalentnými väzbami a van der Waalsovými interakciami umožňujú vytvoriť stovky rôznych zástupcov agregovaného stavu.

Príkladmi zložitých látok medzi plynmi môžu byť všetky zlúčeniny zložené z dvoch alebo viacerých rôznych prvkov. Tu môžete zahrnúť:

• propán;
• bután;
• acetylén;
• amoniak;
• Silan;
• fosfín;
• metán;
• Sulfid uhličitý;
• Oxid siričitý;
• Hnedý plyn;
• freón;
• Etylén a iné.

Kryštalická mriežka molekulového typu. Mnohí zástupcovia sa ľahko rozpúšťajú vo vode a vytvárajú zodpovedajúce kyseliny. Väčšina týchto zlúčenín je dôležitou súčasťou chemických syntéz v priemysle.

Metán a jeho homológy

Niekedy je bežným pojmom "plyn" prírodný minerál, ktorý je celá zmes plynných produktov prevažne organickej povahy. Obsahuje látky, ako sú:

• metán;
• etán;
• propán;
• bután;
• etylén;
• acetylén;
• Pentán a niektoré ďalšie.

V priemysle sú veľmi dôležité, pretože to je zmes propán-butánu, ktorou je plyn pre domácnosť, v ktorom ľudia pripravujú potraviny, ktoré sa používajú ako zdroj energie a tepla.

Mnohé z nich sa používajú na syntézu alkoholov, aldehydov, kyselín a iných organických látok. Ročná spotreba zemného plynu sa odhaduje na trilióny kubických metrov, čo je celkom oprávnené.

Kyslík a oxid uhličitý

Aké plynné látky možno nazvať najrozšírenejšími a známi dokonca aj prvotriednymi? Odpoveď je zrejmá - kyslík a oxid uhličitý. Koniec koncov, sú priamymi účastníkmi výmeny plynov, ktoré sa vyskytujú vo všetkých živých bytostiach planéty.

Je známe, že vďaka kyslíku je život možný, pretože bez nej môžu existovať len niektoré druhy anaeróbnych baktérií. A oxid uhličitý je nevyhnutným "potravinovým" produktom pre všetky rastliny, ktoré ho pohlcujú na účely procesu fotosyntézy.

Z chemického hľadiska sú dôležité látky na syntézu zlúčenín aj kyslík a oxid uhličitý. Prvým je silný oxidant, druhý je častejšie redukčným činidlom.

halogény

Toto je skupina zlúčenín, v ktorých sú atómy častíc plynnej látky, ktoré sú v pároch spojené kovalentnou nepolárnou väzbou. Nie všetky halogény sú však plyny. Bróm je za normálnych podmienok kvapalný a jód je ľahko sublimovaná tuhá látka. Fluór a chlór sú jedovaté látky nebezpečné pre zdravie živých vecí, ktoré sú najsilnejšie oxidanty a sú veľmi často používané pri syntéze.