Tous les objets et phénomènes qui nous entourent, existant et se produisant indépendamment de notre volonté, sont appelés matière. Chaque forme expérimentalement détectable en fait partie. Les objets existants constituent des corps physiques, qui à leur tour sont appelés substances. C'est un type de matière à composition chimique constante qui constitue un corps donné. Par exemple, lorsque nous parlons d'un collier en argent, nous entendons le corps physique sous la forme d'un collier et la substance à partir de laquelle il est fabriqué - l'argent. D'autres substances sont, par exemple, l'eau, le bois, le polyéthylène, le sucre et l'air.
Substances distinctives
Les substances peuvent différer les unes des autres, et leur ensemble de caractéristiques strictement défini permet leur reconnaissance et leur utilisation appropriée. Ces propriétés sont également appelées les propriétés d’une substance particulière. Par exemple, vous pouvez envisager d’utiliser un couteau composé de plusieurs substances – plastique, bois et métal – pour couper une pomme. Il est facile de voir que chacune des substances répertoriées possède diverses propriétés caractéristiques. Pour la coupe, le meilleur choix sera un couteau fait d’un alliage métallique de bonne qualité qui permet un bon affûtage. Cependant, d’autres substances ont également leur utilité dans la production de couteaux – le plastique bon marché est utilisé pour les couverts jetables et le bois convient bien aux couteaux destinés à étaler quelque chose sur une tranche de pain.
Caractéristiques des substances
Nous décrivons les propriétés d’une substance en tenant compte de deux relations principales – les phénomènes physiques et les réactions chimiques. Les propriétés qui peuvent être examinées par les sens (avec l’utilisation de l’odorat ou de la vue), ainsi qu’avec des instruments appropriés (comme un densimètre), sont appelées propriétés physiques. Ce sont, entre autres, l’état d’agrégation, la couleur, la dureté, la densité et les changements de forme sous l’influence de forces appropriées (fragilité, élasticité, malléabilité). Il peut être un peu plus compliqué de déterminer les propriétés chimiques des substances qui nous intéressent. Ce sont toutes des propriétés qui ne peuvent être décrites que sur la base de leur réaction aux autres, c’est-à-dire, par exemple, la toxicité, l’inflammabilité et la réactivité. Nous les définissons sur la base des changements chimiques qui se produisent entre une substance donnée et d’autres facteurs, souvent avec un changement de structure.
Réactivité
La réactivité est un terme général qui décrit en pratique le nombre de réactions subies par une substance donnée et l’efficacité qu’elle reçoit dans des conditions normales. Cela signifie que si la réaction considérée se déroule avec un rendement élevé et ne nécessite qu’un léger changement des conditions de température et de pression, il s’agit d’une propriété chimique de la substance. Cependant, toutes les réactions qui ne se produisent que sous l’influence de plusieurs centaines de degrés ou atmosphères et avec de faibles rendements sont rejetées. Cette propriété nous est suggérée par le tableau périodique des éléments , car à mesure que le numéro atomique augmente, dans le cas des métaux, la réactivité augmente au sein du groupe et diminue au cours de la période, tandis que dans le cas des non-métaux, elle diminue au sein de le groupe et augmente au cours de la période. Les substances les moins réactives du tableau périodique sont les gaz nobles , car ayant les états électroniques les plus stables (doublet et octet), ils réagissent avec réticence avec d’autres substances.
Réactions avec l’oxygène
La combustion, ou plutôt la capacité de réagir avec l’oxygène, permet de déterminer une autre propriété chimique d’une substance : l’inflammabilité. Si un matériau subit cette réaction exothermique avec dégagement de chaleur et de lumière, il peut être combustible ou inflammable. La détermination expérimentale de l’inflammabilité est basée sur la détermination du facteur OI, c’est-à-dire l’ indice d’oxygène , qui exprime le pourcentage d’oxygène dans le mélange avec l’azote nécessaire pour entretenir la combustion du matériau, dont la température au moment de l’inflammation est de 20 o C. Si le facteur est inférieur à 21, la substance est considérée comme inflammable, dans la plage de 21 à 28, les matériaux sont considérés comme ignifuges et au-dessus de 28, la substance est considérée comme non combustible. Les inflammables comprennent l’essence et le gaz naturel, les retardateurs de flamme comprennent le polyester et les ininflammables comprennent le dioxyde de carbone, le béton, les fréons et la laine de roche. 
Effet nocif sur les organismes
La toxicité décrit la capacité d’une substance à causer des dommages à un corps lorsqu’elle est ingérée ou absorbée par la peau ou par inhalation. Elle peut entraîner un dysfonctionnement des cellules et des organes, et par conséquent un empoisonnement de l’organisme. Ces effets sont principalement étudiés dans des expériences de toxicologie in vitro utilisant des cellules ou des biomarqueurs, et in vivo sur des animaux de laboratoire. Par exemple, l’arsenic, c’est-à-dire le trioxyde de diarsenic, est une substance très toxique.
Exemple – propriétés chimiques de l’eau
Lors de l’examen de la chimie de l’eau, des paramètres tels que le pH, les conditions d’oxydoréduction, l’acidité et l’alcalinité, la minéralisation, le résidu sec et la dureté sont examinés. Ce sont des caractéristiques basées principalement sur la réactivité de la substance et étroitement liées à un type d’eau spécifique. L’eau distillée, qui est une substance pure, aura des paramètres différents, et l’eau de pluie avec une composition légèrement différente aura des paramètres différents. Cependant, il existe également des propriétés chimiques telles que l’ininflammabilité, la combustion non entretenue, la non-toxicité et une bonne capacité à dissoudre d’autres substances.
Exemple – propriétés chimiques des métaux
Dans le cas des métaux, il est plus facile de trouver des relations en les divisant en blocs s, p et d, conformément au tableau périodique. En raison de la configuration électronique des métaux du bloc s, la transition des électrons de valence ne nécessite pas beaucoup d’énergie. Cela les rend les plus actifs chimiquement. En réaction avec l’eau, ils forment des hydroxydes alcalins, ils subissent des transformations chimiques également au contact des acides. Ils ont des propriétés réductrices, visibles dans les réactions avec l’eau, l’oxygène, l’hydrogène ou les acides anaérobies, qui augmentent avec l’augmentation du numéro atomique dans le groupe. Brûlant dans une flamme, ils donnent une couleur caractéristique, par exemple le baryum le teint en jaune-vert. Les métaux du bloc p ont des électrons de valence situés uniquement dans la dernière couche et sont également réactifs. L’élément chimiquement le plus important de ce groupe est l’aluminium qui, malgré sa réactivité, lorsqu’il est utilisé dans des alliages, élimine l’effet corrosif des acides oxydants en créant une couche passive. C’est un agent réducteur amphotère et réagit avec les acides et les bases. Les métaux du bloc d, d’autre part, ont des électrons de valence dans la dernière et l’avant-dernière coquille externe, c’est pourquoi ils se produisent principalement dans divers états d’oxydation et donnent volontairement des électrons de la coquille S. Un atome de fer peut donner deux ou trois électrons pour former des ions Fe 2+ ou Fe 3+ . C’est une substance modérément réactive, réagissant avec des non-métaux tels que le soufre ou le chlore , avec de la vapeur d’eau et de l’oxygène dans des conditions de vapeur d’eau. Il réagit également avec les acides oxygénés pour former une couche passive. Les métaux de zinc du groupe 12 forment généralement des cations bi-positifs. Leur réactivité diminue avec l’augmentation de la masse atomique. Parmi les métaux, les métaux de cuivre ont la plus faible capacité à réagir chimiquement. Ce sont des agents réducteurs faibles et leurs réactions les plus typiques sont avec les acides oxydants. Ils sont incapables de déplacer l’hydrogène des acides anaérobies .
