Substancje chemiczne
Omówmy teraz najważniejszy obiekt zainteresowań chemii. Aby to zrobić zaczniemy od prostego rozumowania. To, co jest napisane poniżej jest bardzo ważne.
Najogólniej rzecz biorąc to, co nas otacza to różne przedmioty i istoty. Przedmioty składają się z prostych elementów. Elementy zbudowane będą najczęściej z mieszanin (od tego momentu materia zaczyna interesować chemię fizyczną). Mieszaniny, które omówimy już niebawem, składają się z substancji prostych. Substancja to zbiór cząsteczek danego związku chemicznego. Związek chemiczny składa się z cząsteczek, a te z pierwiastków. Pierwiastek, to z kolei zbiór atomów o danych właściwościach, atomy zaś zawierają w sobie cząstki elementarne. Praktycznie zawsze są to elektrony oraz składniki jądra atomowego (nukleony), czyli protony i neutrony, które budowane są przez kwarki.
Powyższy akapit może być z lekka oszałamiający jak na początek, więc proponuję taki schemat:
mieszanina → (substancja → związek chemiczny) → cząsteczka → (pierwiastek → atom) → cząstki elementarne i (nukleony → kwarki)
Jak zawsze najlepsze są przykłady, więc opiszmy skład osolonej wody.
Powiedzmy sobie najpierw, że substancje najczęściej będziemy nazywać nazwami zwyczajowymi, a związki chemiczne nazwami systematycznymi. W nomenklaturze (nazewnictwie) systematycznej związki takie jak sól kuchenna i woda to odpowiednio: chlorek sodu i tlenek wodoru (nazewnictwo omówimy później).
Powracając do tematu. Słona woda jest mieszaniną dwóch substancji: chlorku sodu i tlenku wodoru. Zajmiemy się na razie chlorkiem sodu. Składa się on z cząsteczek chlorku sodu (pomimo, że chlorek sodu nie tworzy cząsteczek - dla uproszczenia przyjmuje się takie pojęcie), a te, jak z nazwy wynika składają się z dwóch pierwiastków, będą nimi chlor i sód (nazwy wszystkich pierwiastków znajdziesz w układzie okresowym pierwiastków chemicznych - UOP). Wiemy (potem powiemy sobie skąd), że cząsteczka chlorku sodu zawiera dwa atomy. Jeden to atom chloru, drugi to atom sodu. Atomy zarówno chloru, jak i sodu (oraz wszystkich innych pierwiastków) składają się z protonów, neutronów i elektronów tyle, że w różnych ilościach. Wspomniane cząstki nazywamy (umownie) elementarnymi, choć wiemy, że i one się dzielą: na kwarki, a śmiemy nawet sądzić, że kwarki nie są elementarne. O kwarkach na razie nie będziemy mówić, dla zainteresowanych notka z encyklopedii: kwark.
Substancje chemiczne otaczają nas także w postaci czystej. Jest to np. woda, sól kuchenna, soda oczyszczona, ocet (kwas octowy i woda), wódka (etanol i woda), kwas cytrynowy. Spotykamy nawet wolne pierwiastki, tj. miedź, żelazo, węgiel, czy tlen i azot w powietrzu.
Cechy charakterystyczne substancji chemicznych nazywamy ich właściwościami. Właściwości zostaną omówione w następnym rozdziale.
