Gasformiga ämnen: exempel och egenskaper

Hittills är det känt om förekomsten av mer än 3 miljoner olika ämnen. Och den här siffran växer varje år, eftersom kemister-syntetiska och andra forskare ständigt gör experiment för att få nya föreningar som har några användbara egenskaper.

Några av ämnena är naturliga invånare, som bildas naturligt. Den andra hälften är konstgjord och syntetisk. I det första och andra fallet består emellertid en stor del av gasformiga ämnen, exempel och egenskaper som vi kommer att överväga i denna artikel.

Sammanlagda tillstånd av ämnen

Sedan XVII-talet antogs att alla kända föreningar kan existera i tre aggregerade tillstånd: fasta, flytande, gasformiga ämnen. Noggranna studier av de senaste decennierna inom astronomi, fysik, kemi, rymdbiologi och andra vetenskaper har dock visat att det finns en form. Detta är plasma.

Vad är det? Dessa är delvis eller helt joniserade gaser. Och det visar sig att sådana ämnen i universum är överväldigande. Således är det i plasmaläget att

• Interstellär materia;
• Utrymme materia;
• Högre skikt av atmosfären;
• nebula;
• Sammansättning av många planeter;
• stjärnor.

Därför säger de idag att det finns fasta, flytande, gasformiga ämnen och plasma. Förresten kan varje gas artificiellt överföras till ett sådant tillstånd, om det utsätts för jonisering, det vill säga att den blir till joner.

Gasformiga ämnen: exempel

Exempel på de ämnen som behandlas är massa. När allt kommer omkring är gaser kända sedan XVII-talet, då van Helmont, naturalist, först mottog koldioxid och började utforska sina egenskaper. Förresten, han gav också namnet till denna grupp av föreningar, för att han enligt hans mening anser att gaser är något oordnat, kaotiskt, i samband med andar och något osynligt men palpabelt. Detta namn har dödat i Ryssland.

Det är möjligt att klassificera alla gasformiga ämnen, då är exemplen enklare att producera. Det är svårt att omfamna hela sorten.

Kompositionen är utmärkande:

• enkel,
• Komplexa molekyler.

Den första gruppen innehåller de som består av identiska atomer i ett antal av dem. Exempel: syre - O ₂ , ozon - O ₃ , väte - H ₂ , klor - CL ₂ , fluor - F ₂ , kväve - N ₂ och andra.

Den andra kategorin bör innehålla sådana föreningar, som innefattar flera atomer. Detta kommer att vara gasformiga komplexa substanser. Exempel är:

• Vätesulfid - H2S;
• Saltsyra - HCL;
• Metan-CH4 _;
• Svaveldioxid - SO2;
• Brun gas - NO ₂ ;
• Freon - CF2Cl2;
• Ammoniak - NH3 och andra.

Klassificering enligt ämnenas natur

Det är också möjligt att klassificera typer av gasformiga ämnen som tillhör den organiska och oorganiska världen. Det är av atomernas karaktär. Organiska gaser är:

• De första fem företrädarna för de ultimata kolvätena (metan, etan, propan, butan, pentan). Den allmänna formeln är _{CnH2n + 2} ;
• Etylen - C2H4;
• Acetylen eller etyn-C2H2;
• Metylamin - CH3NH2 och andra.

Till den kategori av gaser av oorganisk natur är klor, fluor, ammoniak, kolmonoxid, silan, gasgas , inerta eller ädelgaser och andra.

En annan klassificering som de ifrågavarande föreningarna kan utsättas för är fission baserad på beståndsdelarna. Det är från atomerna att inte alla gasformiga ämnen är sammansatta. Exempel på strukturer, i vilka joner, molekyler, fotoner, elektroner, bruna partiklar och plasma är närvarande är också relaterade till föreningar i ett sådant aggregat tillstånd.

Egenskaper för gaser

Egenskaper hos ämnen i detta tillstånd skiljer sig från de för fasta eller flytande föreningar. Saken är att egenskaperna hos gasformiga ämnen är speciella. Deras partiklar är lätt och snabbt mobila, substansen som helhet är isotrop, dvs egenskaperna bestäms inte av rörelseriktningen för de strukturer som utgör strukturen.

Det är möjligt att utse de viktigaste fysikaliska egenskaperna hos gasformiga substanser, vilket kommer att skilja dem från alla andra former av materiens existens.

1. Dessa är sådana föreningar som inte kan ses och kontrolleras, känns av vanliga mänskliga medel. För att förstå egenskaperna och identifiera en viss gas beror de på fyra parametrar som beskriver dem: tryck, temperatur, mängd ämne (mol), volym.
2. Till skillnad från vätskor kan gaser uppta hela utrymmet utan en rest, begränsad endast till storleken på kärlet eller rummet.
3. Alla gaser är enkelt blandade, och dessa föreningar har inget gränssnitt.
4. Det finns lättare och tyngre representanter, så under inverkan av gravitation och tid är det möjligt att se deras separation.
5. Diffusion är en av de viktigaste egenskaperna hos dessa föreningar. Möjligheten att tränga in i andra ämnen och mätta dem inifrån, samtidigt som de gör helt oordnade rörelser inom sin struktur.
6. Verklig elektrisk ström kan inte leda verkliga gaser, men om vi talar om sällsynta och joniserade ämnen ökar konduktiviteten kraftigt.
7. Värmekapaciteten och värmeledningsförmågan hos gaserna är låga och fluktuerar i olika arter.
8. Viskositeten ökar med ökande tryck och temperatur.
9. Det finns två varianter av interfasövergången: förångning - vätskan blir till ånga, sublimering - ett fast ämne som passerar vätskan blir gasformigt.

Ett kännetecken för ångor från äkta gaser är att den förra kan under vissa förhållanden bli flytande eller en fast fas, medan den senare inte gör det. Det bör också noteras förmågan hos de föreningar som övervägs att motstå deformationer och vara flytande.

Liknande egenskaper hos gasformiga ämnen gör det möjligt att tillämpa dem i de mest skiftande områdena vetenskap och teknik, industri och nationalekonomi. Dessutom är specifika egenskaper strikt individuellt för varje representant. Vi har övervägt endast gemensamma funktioner i alla verkliga strukturer.

kompressibilitet

Vid olika temperaturer, såväl som under påverkan av tryck, kan gaser kontrahera, öka koncentrationen och minska volymen upptagen. Vid förhöjda temperaturer expanderar de vid låga temperaturer de sammandrag.

Under tryck sker förändringar också. Tätheten av gasformiga ämnen ökar och när en kritisk punkt uppnås, vilken för varje representant har sin egen, kan en övergång till ett annat aggregerat tillstånd uppträda.

De viktigaste forskarna som bidragit till utvecklingen av teorin om gaser

Det finns många sådana människor, eftersom undersökningen av gaser är en mödosam och historiskt lång process. Låt oss dö på de mest kända personligheter som lyckades göra de mest betydelsefulla upptäckterna.

1. År 1811 gjorde Amedeo Avogadro en upptäckt. Det spelar ingen roll vilka gaser, det viktigaste är att under samma betingelser innehåller de lika många molekyler i samma volym. Det finns ett beräknat värde, namngivet efter forskarens namn. Det är lika med 6,03 * 10 ²³ molekyler för 1 mol av någon gas.
2. Fermi - skapade teorin om en ideal kvantgas.
3. Gay-Lussac, Boyle-Marriott - namnen på forskare som skapade de grundläggande kinetiska ekvationerna för beräkningar.
4. Robert Boyle.
5. John Dalton.
6. Jacques Charles och många andra forskare.

Strukturen av gasformiga ämnen

Den viktigaste egenskapen vid konstruktionen av kristallgitteret hos de ifrågavarande ämnena är att i noderna är det antingen atomer eller molekyler som sammanfogas av svaga kovalenta bindningar. Det finns också krafter för van der Waals-interaktion när det gäller joner, elektroner och andra kvantsystem.

Därför är huvudtyperna av gitterstruktur för gaser:

• nukleär;
• molekyl.

Anslutningarna insida lätt riva, så dessa föreningar har ingen konstant form, men fyller hela rumsvolymen. Detta förklarar också bristen på elektrisk ledningsförmåga och dålig värmeledningsförmåga. Men den termiska isoleringen av gaser är bra, eftersom de på grund av diffusion kan tränga in i fasta ämnen och uppta fria klustrum i dem. Luften får inte passera, värmen behålls. Detta är grunden för användning av gaser och fasta ämnen i aggregat för byggnadsändamål.

Enkla ämnen bland gaser

Vad är strukturen och strukturen hos gaser tillhör denna kategori, vi har redan diskuterat ovan. Dessa är de som består av samma atomer. Exempel kan ges mycket, eftersom en betydande del av nonmetaller från hela det periodiska systemet under vanliga förhållanden existerar exakt i ett sådant aggregerat tillstånd. Till exempel:

• Fosforvit - en av de allotropa modifieringarna av detta element;
• kväve;
• syre;
• fluor;
• klor;
• helium;
• neon;
• argon;
• krypton;
• xenon.

Dessa gasers molekyler kan vara antingen monatomiska (ädelgaser) eller polyatomiska (ozon-O3). Typen av anslutning är kovalent nonpolär, i de flesta fall är den ganska svag, men inte alls. Kristallint gitter av molekylär typ, vilket gör det möjligt för dessa ämnen att enkelt flytta från ett aggregat till ett annat. Så, till exempel jod under normala förhållanden - mörkrila kristaller med metallisk glans. Men när de värms upp sublimerar de sig i ljusa violetta gasmoln - I ₂ .

Förresten kan något ämne, inklusive metaller, under vissa förhållanden föreligga i ett gasformigt tillstånd.

Komplexa föreningar av gasformig natur

Av dessa gaser, naturligtvis, de flesta. Olika kombinationer av atomer i molekyler, förenade med kovalenta bindningar och van der Waals-interaktioner tillåter hundratals olika representanter för aggregatstaten att överväga att bilda.

Exempel på komplexa ämnen bland gaser kan vara alla föreningar som består av två eller flera olika element. Här kan du inkludera:

• propån;
• butan;
• acetylen;
• ammoniak;
• silan;
• fosfin;
• metan;
• Koldisulfid;
• Svaveldioxid;
• Brun gas;
• freon;
• Etylen och andra.

Kristallin gitter av molekylär typ. Många av företrädarna löser sig lätt i vatten och bildar motsvarande syror. De flesta av dessa föreningar är en viktig del av kemiska synteser inom industrin.

Metan och dess homologer

Ibland är det gemensamma begreppet "gas" ett naturligt mineral, vilket är en hel blandning av gasformiga produkter av övervägande organisk natur. Det innehåller ämnen som:

• metan;
• etan;
• propån;
• butan;
• eten;
• acetylen;
• Pentan och några andra.

I industrin är de mycket viktiga, eftersom det är propan-butanblandningen som är hushållsgasen där man lagar mat som används som energikälla och värme.

Många av dem används för syntes av alkoholer, aldehyder, syror och andra organiska ämnen. Den årliga förbrukningen av naturgas uppskattas till biljoner kubikmeter, vilket är helt motiverat.

Syre och koldioxid

Vilka gasformiga ämnen kan kallas de mest utbredda och kända jämna först graders? Svaret är uppenbart - syre och koldioxid. De är trots allt de direkta deltagarna i gasutbytet som sker i alla levande varelser på planeten.

Det är känt att det är tack vare syre att livet är möjligt, eftersom endast vissa typer av anaeroba bakterier kan existera utan det. Och koldioxid är en nödvändig "mat" -produkt för alla växter som absorberar den för att genomföra processen med fotosyntes.

Ur kemisk synvinkel är både syre och koldioxid viktiga ämnen för att syntetisera föreningar. Den första är en stark oxidator, den andra är oftare ett reduktionsmedel.

halogener

Detta är en grupp av föreningar i vilka atomer är partiklar av en gasformig substans, kopplade i par av en kovalent icke-polär bindning. Men inte alla halogener är gaser. Brom är en vätska under normala förhållanden, och jod är en lätt sublimerad fast substans. Fluor och klor är giftiga ämnen som är farliga för de levande sakerna, som är de starkaste oxidanterna och används mycket i synteser.