Hemijska supstanca

облик постојања материје

Hemijska supstanca ili supstancija je oblik postojanja materije.[1] To je čulima dostupan oblik materije.[2][3] Neke reference dodaju da se hemijska supstanca ne može razdvojiti na sastavne elemente fizičkim metodama razdvajanja, tj. bez prekidanja hemijskih veza.[4]

Para i tečna voda su dva oblika iste hemijske supstance, vode.

Karakteriše je masa mirovanja. Sastoji se od veoma sitnih česticaatoma.[5] Danas je poznato oko 17 miliona različitih supstanci. Od tolikog broja supstanci, oko 100 hiljada ima praktičnu primenu. Neke supstance nalaze se u prirodi, dok se druge proizvode veštačkim putem.

Svaka supstanca ima karakteristična svojstva po kojima se razlikuje od drugih supstanci, na primer: boju, miris, gustinu, temperaturu topljenja, temperaturu ključanja. Navedena svojstva supstanci, koja se određuju pomoću naših čula ili instrumenata, nazivaju se fizička svojstva. Hemijska svojstva supstanci ispoljavaju se pri njihovim reakcijama sa drugim supstancama. Osnovni zadatak hemije je izučavanje supstanci — njihove strukture, svojstava, kao i promena koje dovode do pretvaranja jednih supstanci u druge.[6]

Sva materijalna tela su izgrađena od supstance. Još u vreme starih Grka smatralo se da postoje osnovni delići, čestice supstance, od kojih su sagrađena sva tela. Razmatrano je sledeće pitanje: Ukoliko bi se neko telo delilo na sve manje i manje delove, da li bi se to moglo raditi beskonačno? Izneta je pretpostavka da bi u jednom momentu došli do dela koji ne možemo dalje podeliti. Na taj način je nastala ideja o najmanjim česticama od kojih se sva tela sastoje — atoma.

DefinicijaUredi

 
Boje jedne hemikalije (nilsko crvena) u različitim rastvaračima, pod vidljivim i UV svetlom, pokazuju kako hemikalija dinamički stupa u interakciju sa okolinom rastvarača.

Hemijska supstanca se u uvodnom udžbeniku opšte hemije može definisati kao „bilo koji materijal sa određenim hemijskim sastavom“.[6] Prema ovoj definiciji, hemijska supstanca može biti ili čisti hemijski element ili čisto hemijsko jedinjenje. Međutim, postoje izuzeci od ove definicije; čista supstanca se takođe može definisati kao oblik materije koji ima i određeni sastav i različita svojstva.[7] Indeks hemijskih supstanci koji je objavio CAS takođe uključuje nekoliko legura neizvesnog sastava.[8] Nestehiometrijska jedinjenja su poseban slučaj (u neorganskoj hemiji) koji krši zakon stalnog sastava i za njih je ponekad teško povući granicu između smeše i jedinjenja, kao u slučaju paladijum hidrida. Šire definicije hemikalija ili hemijskih supstanci su isto tako dostpune, na primer: „izraz hemijska supstanca označava bilo koju organsku ili neorgansku supstancu određenog molekularnog identiteta, uključujući - (i) bilo koju kombinaciju takvih supstanci koja se u celini ili delimično javlja kao rezultat hemijske reakcije ili nastaje u prirodi”.[9]

IstorijaUredi

Početno širenje univerzuma u Velikom prasku, od pre oko 13,8 milijardi godina, rezultiralo je zvezdama koje su tokom vremena stvorile niz hemijskih elemenata u svojim supstancama, u rasponu od vodonika do oganesona.

Koncept „hemijske supstance“ čvrsto se uspostavio krajem osamnaestog veka nakon rada hemičara Žozefa Prusta[10] na sastavu nekih čistih hemijskih jedinjenja kao što je bazni bakar karbonat.[11] On je zaključio da „Svi uzorci jedinjenja imaju isti sastav; to jest, svi uzorci imaju iste proporcije, po masi, elemenata prisutnih u jedinjenju.” Ovo je sada poznato kao zakon stalnog sastava.[12] Kasnije sa napretkom metoda za hemijsku sintezu, posebno u oblasti organske hemije; otkrićem mnogo više hemijskih elemenata i novih tehnika u oblasti analitičke hemije[13] koji se koriste za izolaciju i prečišćavanje elemenata i jedinjenja došlo do uspostavljanja savremene hemije, koncept je definisan onako kako se nalazi u većini udžbenika hemije. Međutim, postojale su neke kontroverze u vezi sa ovom definicijom, uglavnom zato što je veliki broj hemijskih supstanci prijavljenih u hemijskoj literaturi trebalo indeksirati.

Hemijski elementiUredi

 
Izvorni kristali sumpora. Sumpor se prirodno javlja kao elementarni sumpor, u sulfidnim i sulfatnim mineralima i u vodonik-sulfidu.
Detaljnije: Hemijski element

Element je hemijska supstanca sačinjena od određene vrste atoma i stoga se ne može razgraditi ili transformisati hemijskom reakcijom u drugi element, iako se može pretvoriti u drugi element nuklearnom reakcijom. To je zato što svi atomi u uzorku elementa imaju isti broj protona, iako mogu postojati različiti izotopi, sa različitim brojem neutrona.

Prema podacima od 2019. godine postoji 118 poznatih elemenata, od kojih je oko 80 stabilno - to jest, oni se ne menjaju radioaktivnim raspadom u druge elemente. Neki elementi se mogu pojaviti kao više od jedne hemijske supstance (alotropi). Na primer, kiseonik postoji i kao dvoatomni kiseonik (O2) i kao ozon (O3). Većina elemenata je klasifikovana kao metali. To su elementi sa karakterističnim sjajem poput gvožđa, bakra i zlata. Metali obično dobro provode električnu energiju i toplotu, a kovani su i duktilni.[14] Otprilike desetak elemenata,[15] poput ugljenika, azota i kiseonika, klasifikovano je kao nemetali. Nemetali nemaju gore opisana metalna svojstva, takođe imaju visoku elektronegativnost i sklonost stvaranju negativnih jona. Određeni elementi, poput silicijuma, ponekad podsećaju na metale, a ponekad na nemetale, i poznati su kao metaloidi.

Hemikalije u odnosu na hemijske supstanceUredi

 
Hemikalije u graduisanim cilindrima i čašama.

Dok je izraz hemijska supstanca precizan tehnički izraz koji je sinonim za hemikalije za hemičare, reč hemikalija se u opštoj upotrebi u koristi za označavanje (čistih) hemijskih supstanci i smeša (često nazivanih jedinjenja),[16] a posebno kada se proizvode ili prečišćavaju u laboratoriji ili industrijskom procesu.[17][18][19] Drugim rečima, hemijske supstance od kojih je na primer voće i povrće prirodno sastavljeno, čak i kada raste u divljini, generalno se ne nazivaju „hemikalijama“. U zemljama koje zahtevaju listu sastojaka u proizvodima, navedene „hemikalije“ su industrijski proizvedene „hemijske supstance“. Reč „hemikalija” se takođe često koristi za označavanje droga koje izazivaju zavisnost, opojne droge ili lekovi koji menjaju um.[17][18]

Imenovanje i indeksiranjeUredi

Hemičari se često pozivaju na hemijska jedinjenja koristeći hemijske formule ili molekularnu strukturu jedinjenja. Došlo je do fenomenalnog porasta broja hemijskih jedinjenja koja su sintetisana (ili izolovana), a zatim su o njima izveštili u naučnoj literaturi profesionalni hemičari širom sveta.[20] Ogroman broj hemijskih jedinjenja moguć je hemijskom kombinacijom poznatih hemijskih elemenata. Prema podacima iz februara 2021. godine, oko „177 miliona organskih i neorganskih supstanci” (uključujući 68 miliona biopolimera definisanog niza) nalazi se u naučnoj literaturi i registrovano je u javnim bazama podataka.[21] Imena mnogih ovih jedinjenja često su netrivijalna i stoga ih nije lako zapamtiti, mada postoji više načina preciznog imenovanja jedinje u oblicima razmljivom za ljude, kao i u oblicima podesnim za računarsku obradu. Nekoliko međunarodnih organizacija, poput IUPAC-a i CAS-a, pokrenule su korake za olakšavanje takvih zadataka. CAS pruža usluge sakupljanja hemijske literature i obezbeđuje numerički identifikator, poznat kao CAS registarski broj, za svaku hemijsku supstancu koja je prijavljena u hemijskoj literaturi (kao što su časopisi za hemiju i patenti). Ovi podaci su sastavljeni kao baza podataka i popularno su poznati kao indeks hemijskih supstanci. Drugi kompjuterski prilagođeni sistemi koji su razvijeni za dobijanje informacija o supstanci su: SMILES i Međunarodni hemijski identifikator ili InChI.

Identifikacija tipične hemijske supstance
Ustaljeni naziv Sistematski naziv Hemijska formula Hemijska struktura CAS registarski broj InChI
Alkohol, ili
etil alkohol
Etanol C2H5OH [64-17-5] 1/C2H6O/c1-2-3/h3H,2H2,1H3

IzvoriUredi

  1. ^ Međunarodna unija za čistu i primenjenu hemiju. "Chemical Substance". Kompendijum Hemijske Terminologije Internet edition.
  2. ^ Hale, Bob (2013-09-19). Necessary Beings: An Essay on Ontology, Modality, and the Relations Between Them (na jeziku: engleski). OUP Oxford. ISBN 9780191648342. Arhivirano iz originala na datum 2018-01-13. 
  3. ^ Međunarodna unija za čistu i primenjenu hemiju. "Chemical Substance". Kompendijum Hemijske Terminologije Internet edition.
  4. ^ Hunter, Lawrence E. (2012-01-13). The Processes of Life: An Introduction to Molecular Biology (na jeziku: engleski). MIT Press. ISBN 9780262299947. Arhivirano iz originala na datum 2018-01-13. 
  5. ^ Scerri, Eric (2005). „Simples and Compounds”. www.iupac.org. Pristupljeno 15. 5. 2018. 
  6. ^ a b Hill, J. W.; Petrucci, R. H.; McCreary, T. W.; Perry, S. S. General Chemistry, 4th ed., p5, Pearson Prentice Hall, Upper Saddle River, New Jersey, 2005
  7. ^ „Pure Substance – DiracDelta Science & Engineering Encyclopedia”. Diracdelta.co.uk. Arhivirano iz originala na datum 2013-05-11. Pristupljeno 2013-06-06. 
  8. ^ Appendix IV: Chemical Substance Index Names Arhivirano 2007-12-03 na sajtu Wayback Machine
  9. ^ „What is the TSCA Chemical Substance Inventory?”. US Environmental Protection Agency. Arhivirano iz originala na datum 2009-06-05. Pristupljeno 2009-10-19. 
  10. ^ Chisholm, Hugh, ur. (1911). „Proust, Joseph Louis”. Encyclopædia Britannica (на језику: енглески). 22 (11 изд.). Cambridge University Press. 
  11. ^ Hill, J. W.; Petrucci, R. H.; McCreary, T. W.; Perry, S. S. General Chemistry, 4th ed., p37, Pearson Prentice Hall, Upper Saddle River, New Jersey, 2005.
  12. ^ Law of Definite Proportions Архивирано новембар 18, 2007 на сајту Wayback Machine
  13. ^ Skoog, Douglas A.; West, Donald M.; Holler, F. James; Crouch, Stanley R. (2014). Fundamentals of Analytical Chemistry. Belmont: Brooks/Cole, Cengage Learning. стр. 1. ISBN 978-0-495-55832-3. 
  14. ^ Hill, J. W.; Petrucci, R. H.; McCreary, T. W.; Perry, S. S. General Chemistry, 4th ed., pp 45–46, Pearson Prentice Hall, Upper Saddle River, New Jersey, 2005.
  15. ^ The boundary between metalloids and non-metals is imprecise, as explained in the previous reference.
  16. ^ compound Архивирано 2017-11-07 на сајту Wayback Machine in Oxford Online Dictionaries
  17. ^ а б chemical Архивирано 2017-11-07 на сајту Wayback Machine in Oxford Online Dictionaries
  18. ^ а б Random House Unabridged Dictionary Архивирано 2017-11-07 на сајту Wayback Machine, 1997
  19. ^ „What is a chemical”. Nicnas.gov.au. 2005-06-01. Архивирано из оригинала на датум 2013-06-16. Приступљено 2013-06-06. 
  20. ^ Joachim Schummer. „Coping with the Growth of Chemical Knowledge: Challenges for Chemistry Documentation, Education, and Working Chemists”. Rz.uni-karlsruhe.de. Архивирано из оригинала на датум 2013-09-17. Приступљено 2013-06-06. 
  21. ^ „Chemical Abstracts substance count”. Cas.org. Приступљено 15. 2. 2021. 

ЛитератураUredi

Spoljašnje vezeUredi