Semua objek dan fenomena yang mengelilingi kita, yang wujud dan berlaku secara bebas daripada kehendak kita, dipanggil jirim. Setiap bentuk yang boleh dikesan secara eksperimen adalah sebahagian daripadanya. Objek sedia ada membentuk badan fizikal, yang seterusnya dipanggil bahan. Ia adalah sejenis jirim dengan komposisi kimia tetap yang terdiri daripada badan tertentu. Sebagai contoh, apabila kita bercakap tentang kalung perak, kita maksudkan badan fizikal dalam bentuk kalung dan bahan dari mana ia dibuat - perak. Bahan lain ialah, contohnya, air, kayu, polietilena, gula dan udara.
Membezakan bahan
Bahan mungkin berbeza antara satu sama lain, dan set ciri yang ditetapkan dengan ketat membolehkan pengecaman dan penggunaan yang sesuai. Sifat-sifat ini juga dipanggil sifat-sifat bahan tertentu. Sebagai contoh, anda boleh mempertimbangkan menggunakan pisau yang diperbuat daripada beberapa bahan – plastik, kayu dan logam, untuk memotong epal. Adalah mudah untuk melihat bahawa setiap bahan yang disenaraikan mempunyai pelbagai ciri ciri. Untuk pemotongan, pilihan terbaik ialah pisau yang diperbuat daripada aloi logam berkualiti baik yang membolehkan untuk mengasah yang betul. Walau bagaimanapun, bahan lain juga mempunyai kegunaannya dalam pengeluaran pisau – plastik murah digunakan untuk kutleri pakai buang, dan kayu sangat sesuai untuk pisau yang bertujuan untuk menyebarkan sesuatu pada sekeping roti.
Ciri-ciri bahan
Kami menghuraikan sifat sesuatu bahan, dengan mengambil kira dua hubungan utama – mengambil kira fenomena fizikal dan tindak balas kimia. Sifat yang boleh diperiksa oleh deria (dengan menggunakan bau atau penglihatan), serta dengan instrumen yang sesuai (seperti meter ketumpatan), dipanggil sifat fizikal. Ini adalah, antara lain, keadaan pengagregatan, warna, kekerasan, ketumpatan dan perubahan bentuk di bawah pengaruh daya yang sesuai (kerapuhan, keanjalan, kebolehtempaan). Ia boleh menjadi sedikit lebih rumit untuk menentukan sifat kimia bahan yang kita minati. Ini adalah semua sifat yang hanya boleh diterangkan berdasarkan tindak balasnya kepada orang lain, contohnya, ketoksikan, mudah terbakar dan kereaktifan. Kami mentakrifkannya berdasarkan perubahan kimia yang berlaku antara bahan tertentu dan faktor lain, selalunya dengan perubahan dalam struktur.
Kereaktifan
Kereaktifan ialah istilah luas yang dalam praktiknya menerangkan bilangan tindak balas yang dialami bahan tertentu dan kecekapan yang diterimanya dalam keadaan biasa. Ini bermakna jika tindak balas yang dipertimbangkan berjalan dengan kecekapan tinggi dan hanya memerlukan sedikit perubahan dalam keadaan suhu dan tekanan, ia adalah sifat kimia bahan. Walau bagaimanapun, sebarang tindak balas yang berlaku hanya di bawah pengaruh beberapa ratus darjah atau atmosfera dan dengan hasil yang rendah ditolak. Sifat ini dicadangkan kepada kita oleh jadual berkala unsur , kerana apabila nombor atom meningkat, dalam kes logam, kereaktifan meningkat dalam kumpulan dan berkurangan dalam tempoh, manakala dalam kes bukan logam, ia berkurangan dalam kumpulan dan meningkat dalam tempoh tersebut. Bahan yang paling kurang reaktif dalam jadual berkala ialah gas mulia , kerana mempunyai keadaan elektronik yang paling stabil (berganda dan oktet), mereka bertindak balas dengan berat hati dengan bahan lain.
Tindak balas dengan oksigen
Pembakaran, atau lebih tepatnya keupayaan untuk bertindak balas dengan oksigen, membolehkan kita menentukan satu lagi sifat kimia sesuatu bahan – mudah terbakar. Jika bahan mengalami tindak balas eksotermik ini dengan pembebasan haba dan cahaya, ia mungkin mudah terbakar atau mudah terbakar. Penentuan eksperimen kebolehbakaran adalah berdasarkan penentuan faktor OI, iaitu indeks oksigen , yang menyatakan peratusan oksigen dalam campuran dengan nitrogen yang diperlukan untuk mengekalkan pembakaran bahan, suhu yang pada masa pencucuhan ialah 20 o C. Jika faktornya kurang daripada 21, bahan itu dianggap mudah terbakar, dalam julat dari 21 hingga 28 bahan dianggap kalis api, dan melebihi 28, bahan itu dianggap tidak mudah terbakar. Mudah terbakar termasuk petrol dan gas asli, kalis api termasuk poliester, dan tidak mudah terbakar termasuk karbon dioksida, konkrit, freon dan bulu batu.
Kesan berbahaya pada organisma
Ketoksikan menerangkan keupayaan bahan untuk menyebabkan kerosakan pada badan apabila ditelan atau diserap melalui kulit atau penyedutan. Ia boleh membawa kepada disfungsi sel dan organ, dan seterusnya kepada keracunan badan. Kesan sedemikian terutamanya disiasat dalam eksperimen toksikologi in vitro menggunakan sel atau biomarker, dan in vivo dalam haiwan makmal. Contohnya, arsenik, iaitu diarsenik trioksida, adalah bahan yang sangat toksik.
Contoh – sifat kimia air
Apabila mempertimbangkan kimia air, parameter seperti pH, keadaan pengurangan pengoksidaan, keasidan dan kealkalian, mineralisasi, sisa kering dan kekerasan diperiksa. Ini adalah ciri berdasarkan terutamanya pada kereaktifan bahan dan berkait rapat dengan jenis air tertentu. Air suling, yang merupakan bahan tulen, akan mempunyai parameter yang berbeza, dan air hujan dengan komposisi yang sedikit berbeza akan mempunyai parameter yang berbeza. Walau bagaimanapun, terdapat juga sifat kimia seperti tidak mudah terbakar, pembakaran tidak berkekalan, tidak toksik dan keupayaan yang baik untuk melarutkan bahan lain.
Contoh – sifat kimia logam
Dalam kes logam, adalah paling mudah untuk mencari hubungan dengan membahagikannya kepada blok s, p dan d, mengikut jadual berkala. Oleh kerana konfigurasi elektron logam blok-s, peralihan elektron valens tidak memerlukan banyak tenaga. Ini menjadikan mereka paling aktif secara kimia. Dalam tindak balas dengan air, mereka membentuk hidroksida alkali, mereka mengalami perubahan kimia juga bersentuhan dengan asid. Mereka mempunyai sifat mengurangkan, boleh dilihat dalam tindak balas dengan air, oksigen, hidrogen atau asid anaerobik, yang meningkat dengan peningkatan nombor atom dalam kumpulan. Membakar dalam api, mereka memberikan warna ciri, contohnya barium mewarnainya kuning-hijau. Logam p-blok mempunyai elektron valens yang terletak hanya pada petala terakhir dan juga reaktif. Unsur kimia yang paling penting dalam kumpulan ini ialah aluminium, yang, walaupun kereaktifannya, apabila digunakan dalam aloi, menghapuskan kesan menghakis asid pengoksidaan, mewujudkan lapisan pasif. Ia adalah agen penurun amfoterik dan bertindak balas dengan kedua-dua asid dan bes. Logam blok d, sebaliknya, mempunyai elektron valens dalam kulit luar terakhir dan kedua terakhir, itulah sebabnya ia kebanyakannya berlaku dalam pelbagai keadaan pengoksidaan dan secara rela mendermakan elektron daripada kulit S. Atom besi boleh menderma dua atau tiga elektron untuk membentuk ion Fe 2+ atau Fe 3+ . Ia adalah bahan sederhana reaktif, bertindak balas dengan bukan logam seperti sulfur atau klorin , dengan wap air dan oksigen di bawah keadaan wap air. Ia juga bertindak balas dengan asid oksigen untuk membentuk lapisan pasif. Logam zink Kumpulan 12 biasanya membentuk kation bi-positif. Kereaktifan mereka berkurangan dengan peningkatan jisim atom. Di antara logam, logam kuprum mempunyai keupayaan paling rendah untuk bertindak balas secara kimia. Ia adalah agen penurunan lemah dan tindak balas yang paling tipikal adalah dengan asid pengoksidaan. Mereka tidak dapat menggantikan hidrogen daripada asid anaerobik .