Chemia zajmuje się właściwościami substancji

Niektóre z otaczających nas substancji to ciała stałe. Niektóre z nich są twardsze od innych. Istnieją substancje, które są cieczami. Lub gazami. Niektóre substancje łatwo wchodzą w reakcje z innymi substancjami.

Inne przeciwnie, nie zmieniają się. Dlaczego tak się dzieje? Dlaczego różne substancje mają różne właściwości? Chemia to dziedzina nauki, która stara się odpowiedzieć właśnie na to pytanie. Najczęściej musimy niesamowicie powiększyć obraz tego, co widzimy, aby poznać na nie odpowiedź.

Musimy przyjrzeć się atomom danej substancji. Oto część atomów żelaza. Są ściśle ze sobą powiązane, atomy utworzyły między sobą silne wiązania. Jeśli spróbowalibyśmy przesunąć atomy, to powstrzymają je przed tym ich wiązania. Żelazo to twardy materiał. Jeśli podgrzejemy żelazo, jego atomy zaczną bardziej się poruszać.

Ale nadal pozostaną na swoim miejscu. Żelazo jest ciałem stałym, nawet w temperaturze setek stopni Celsjusza. Potrzeba ponad tysiąca stopni, aby atomy żelaza zaczęły zmieniać swoje położenie, czyli aby żelazo stopniało. Porównaj je z tą substancją, gdzie są długie łańcuchy złożone z atomów węgla i wodoru. Substancja, której teraz się przyglądamy to rodzaj plastiku, tak jak materiał, z którego zrobiona jest piłka plażowa. Każdy łańcuch atomów, czyli każda cząsteczka, tworzą silne wiązania.

Ale tutaj cząsteczki nie są ze sobą tak silnie powiązane. Mogą przesuwać się względem siebie. Tworzywo sztuczne może zmieniać swój kształt - jest miękkie. W temperaturze pokojowej jest substancją stałą, ale wystarczy odrobinę je podgrzać, ... ... aby jego cząsteczki zaczęły poruszać się i aby plastik stopił się.

Kiedy wiązania między cząsteczkami są słabe, substancja zamieni się w ciecz w niższej temperaturze. Przyjrzyjmy się także gazom. Oto mieszanina tlenu i wodoru. Atomy wodoru jak i tlenu połączone są parami. Wiązania między atomami w każdej cząsteczce są silne.

Jednak wiązania między cząsteczkami są bardzo słabe, praktycznie nie istnieją. Cząsteczki mogą unosić się dookoła bez ograniczeń, tworzą gaz. Jedną z właściwości wodoru i tlenu jest to, że mogą ze sobą z łatwością reagować, gdyż są reaktywne. Gdy substancje reagują ze sobą, między ich atomami powstają nowe wiązania. To, co sprawia, że wodór i tle są reaktywne, to ich atomy, które bardzo chętnie tworzą nową cząsteczkę: wodę.

Plastik, który tworzy piłkę plażową również jest reaktywny, jeśli zostanie wystarczająco podgrzany. Atomy tworzą nowe wiązania z atomami tlenu w powietrzu. Plastik może spalić się. Jednak atomy tych kamieni nie wchodzą w żadne reakcje. Wystarczą im wiązania, które do tej pory utworzyły.

Dlaczego żelazo jest twardym materiałem, a plastik miękkim? Czy żelazo i kamień mają wysoką temperaturę topnienia, a plastik niską temperaturę topnienia? Dlaczego wodór i tlen są gazami w temperaturze pokojowej, i dlaczego są gazami reaktywnymi? I dlaczego to piłka plażowa reaguje z tlenem w powietrzu, gdy jest podgrzewana, a kamienie nie? Na wszystko to wpływa sposób, w jaki atomy substancji są ze sobą połączone.

To wiązania między atomami, oraz ich siła wpływają na właściwości substancji. A właśnie ta kwestia, czyli właściwości substancji, i to, jak te substancje ze sobą reagują opisuje chemia.