Химическое соединение

У этого термина существуют и другие значения, см. Соединение (значения).

Стереоскопическое изображение химического соединения

Структура молекулы метанола

Структура карбоната натрия в твёрдотельном состоянии

Хими́ческое соедине́ние — сложное вещество, состоящее из химически связанных атомов двух или нескольких элементов (гетероядерные молекулы). Некоторые простые вещества также могут рассматриваться как химические соединения, если их молекулы состоят из атомов, соединённых ковалентной связью (азот, кислород, иод, бром, хлор, фтор, предположительно астат).^[1] Инертные (благородные) газы и атомарный водород нельзя считать химическими соединениями.

История

Для формулирования понятия про химическое соединение важное значение имел закон постоянства состава, открытый Жозефом Прустом в 1799 году^[2]. Этот закон утверждает, что независимо от того, каким образом было получено определенное соединение, оно всегда состоит из одних и тех же химических элементов, причем отношение масс этих элементов выражается малыми целыми числами. Через несколько лет, в 1803 году Джон Дальтон сформулировал закон кратных отношений, согласно которому в случае, когда из определенных элементов могут образовываться два соединения, с определённой массой первого из них сочетаются такие массы другого, что отношение их тоже даёт целое число^[3][4][5]. Эти два утверждения подготовили путь к пониманию атомного строения вещества.

Понятие структурной формулы ввёл в 1850-тые годы немецкий химик Фридрих Август Кекуле фон Штрадониц^[6][7].

Качественный и количественный состав

Состав химического соединения записывается в виде химических формул, а строение часто изображается структурными формулами. Систематическое название (номенклатура ИЮПАК) также указывает состав соединения.

В подавляющем большинстве случаев химические соединения подчиняются закону постоянства состава и закону кратных отношений. Однако известны довольно многочисленные соединения переменного состава (бертоллиды), например:

PaO_2,18—PaO_2,21.

Для установления качественного и количественного состава химического соединения, используются различные методы химического анализа (например, колориметрия, хроматография). Эти методы являются предметом изучения аналитической химии.

Отличия соединений и смесей

Физические и химические свойства соединений отличаются от свойств смеси простых веществ — это один из главных критериев отличия соединения от смесей простых или сложных веществ, так как свойства смеси обычно тесным образом связаны со свойствами компонентов. Другим критерием отличия является то, что смесь обычно может быть разделена на составляющие нехимическими процессами, такими, как просеивание, фильтрация, выпаривание, использование магнитов, тогда как компоненты химического соединения могут быть разделены только при помощи химической реакции. И наоборот, смеси могут быть созданы без использования химической реакции, а соединения — нет.

Некоторые смеси так тесно связаны, что некоторые их свойства сходны со свойствами химических соединений, и их легко спутать. Наиболее частым примером таких смесей являются сплавы. Сплавы изготавливаются при помощи физических процессов, обычно — путём расплавления и смешивания компонентов с последующим остыванием. Другим примером смесей, не являющихся сплавами, являются интерметаллиды.

Химические реакции

Химические соединения получают в результате химических реакций. Сложные вещества могут разлагаться с образованием нескольких других веществ. Образование химических соединений сопровождается выделением (экзотермическая реакция) или поглощением (эндотермическая реакция) энергии. Физические и химические свойства химических соединений отличаются от свойств веществ, из которых они получены. Химические соединения разделяются на неорганические и органические. Известно более 100 тыс. неорганических и более 3 млн органических соединений. Каждое химическое соединение, которое описано в литературе, имеет уникальный идентификатор — CAS-номер.

Классы химических соединений

Химические соединения делят на классы: неорганические и органические. Последние в широком смысле включают в себя элементоорганические соединения: борорганические, кремнийорганические, фосфорорганические и др.

Некоторые виды cложных неорганических соединений:

• оксиды (H₂O, CaO, CO₂, P₂O₅ (P₄O₁₀) и др.)
• гидроксиды:
  • основания (Na(OH), Ca(OH)₂ и др.)
  • кислородосодержащие кислоты (HNO₃, H₂SO₄, H₃PO₄ и др.)
  • амфотерные гидроксиды (Al(OH)₃, Fe(OH)₃ и др.)
• безкислородные кислоты (HCl, HCN и др.)
• нитриды (NH₃, Si₃N₄ и др.)
• соли (NaCl, KNO₃, Fe₂(SO₄)₃, LiBr и др.)
• кристаллогидраты: (CuSO₄·5H₂O и др.)
• комплексные соединения: (K₃[Fe(CN)₆] и др.)

Органические вещества

Основная статья: Органические вещества

Метан, органическое соединение

Структурная формула серной кислоты

Органические соединения, органические вещества — класс химических соединений, в состав которых входит углерод (за исключением карбидов, угольной кислоты, карбонатов, оксидов углерода и цианидов).^[8]

Неорганические вещества

Основная статья: Неорганическое вещество

Неорганическое вещество или неорганическое соединение — это химическое соединение, которое не является органическим, то есть оно не содержит углерода (кроме карбидов, цианидов, карбонатов, оксидов углерода и некоторых других соединений, которые традиционно относят к неорганическим). Неорганические соединения не имеют характерного для органических углеродного скелета.

Регистрационный номер CAS

Всем химическим веществам, а значит, всем химическим соединениям, описанным в научной литературе, присваивается номер CAS, химической реферативной службы, по которому вещество можно идентифицировать в базах данных, например в PubChem.

Литература

• Robert Siegfried From elements to atoms: a history of chemical composition. — American Philosophical Society, 2002. — ISBN 978-0-87169-924-4

См. также

• Простые вещества

Примечания

1. ↑ Соединение химическое — БСЭ — Яндекс. Словари
2. ↑ Proust, J.-L. (1799). Researches on copper, Ann. chim., 32:26-54. Excerpt, in Henry M. Leicester and Herbert S. Klickstein, A Source Book in Chemistry, 1400—1900, Cambridge, MA: Harvard, 1952. Accessed 2008-05-08.
3. ↑ Helmenstine, Anne Law of Multiple Proportions Problem. 1. Архивировано из первоисточника 8 декабря 2012. Проверено 31 января 2012.
4. ↑ law of multiple proportions definition
5. ↑ law of multiple proportions (chemistry)  (англ.). — статья из Encyclopædia Britannica Online.
6. ↑ Aug. Kekulé (1857). «Über die s. g. gepaarten Verbindungen und die Theorie der mehratomigen Radicale». Annalen der Chemie und Pharmacie 104 (2): 129–150. DOI:10.1002/jlac.18571040202.
7. ↑ Aug. Kekulé (1858). «Ueber die Constitution und die Metamorphosen der chemischen Verbindungen und über die chemische Natur des Kohlenstoffs». Annalen der Chemie und Pharmacie 106 (2): 129–159. DOI:10.1002/jlac.18581060202.
8. ↑ Хомченко Г. П. Пособие по химии для поступающих в вузы. — 3-е изд. испр. и доп. — М.: ООО «Издательство Новая Волна», ЗАО «Издательский Дом ОНИКС», 2000. с. 334. ISBN 5-7864-0103-0, ISBN 5-249-00264-1

Ссылки

	Химическое соединение на Викискладе?

• Список химических соединений