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水和水蒸气都是同一化学物质的两种不同形式。
化学物质是一种具有明确化学成分的材料。这个概念建立于18世纪晚期,是由化学家普劳斯特(Joseph Proust)确定某个纯化合物的构成(譬如碳酸铜的基本组成)之后得到的。他推论:”一种化合物无论如何製得,其组成的元素间都有一定的质量比”。这就是”定组成定律”。后来随着化学合成技术的成长(特别是有机化学)和在分析化学领域中发现许多新的化学元素和新的技术(用来从化学物质中分离和纯化元素和化合物),建立现代化学,现在可从许多化学课本中发现这个定义。但是,关于这个定义仍有一些争论,主要因为在化学文献中有很多的化学物质仍须被确定。
化学物质最常见的例子是纯水;不管从河流或实验製造出的水,它有同样物性和相同的氢氧比例。如果不用化学反应,则无法将纯物质分解成其它的物质,而在自然中很少有纯物质存在。一些常见的纯物质如钻石、黄金、盐(氯化钠)和糖(蔗糖) 。通常,化学物质以三种状态存在-固相、液相或气相,可利用改变温度或压力改变物质的相态。
注:相的定义:物质以一种均匀状态存在(各部分的组成和密度均相同)成为相(phase)
定义(Defining)
化学物质(有时也被称为纯物质) 在多数化学教科书中经常被定义为具有一定的化学成分,根据这个定义化学物质可能是纯化学元素或纯化合物。但是,这个定义---一种纯物质有一定的组成及一定的性质的物质的形式---有例外,在CAS 出版的化学物质索引中有许多不确定的成分。特别是无机化学中的非计量化合物(Nonstoichiometric compounds)是违反定组成定律,因它有时很难清楚的从混合物和化合物中划分界线,例如钯氢化物。
元素(Elements)
元素是仅由一种原子所组成,无法经由化学反应再分割或变换成一个另外元素的化学物质,虽然元素可经由核反应转换成另外一种元素。也因为如此,同一元素的所有原子虽具有相同质子数,但它们可能是具有不同的中子数的同位素(isotopes)。
目前已知的元素大约有120个,其中大约有80个可稳定存在,即它们不会进行放射性衰变成其它元素。然而由元素所组成的纯物质之数量可超过120个,因为一些元素可能产生一种以上的化学物质(同素异形体allotropes),例如氧可产生氧气和臭氧(ozone)。大多数元素被分类为金属。这些是元素具有特性光泽(lustre),譬如铁、铜和金。金属具有良好的导电性和导热性、延展性(malleable and ductile),在类金属旁的元素(a dozen emements)中譬如碳、氮气和氧气为非金属。非金属缺乏如上面所述的金属性质,他们并且有高的电负度(electronegativity)和倾向于形成负离子称为阴离子。某些元素譬如硅有类似金属和类似非金属的性质,称为类金属(metalloids)。
化合物(Chemical compounds )
由两种或两种以上的元素经由化学反应所组成的物质称为化合物。化合物的种类有分子或由不同的原子、分子、离子所组成的晶体。由碳原子和氢原子所形成的化合物称为有机化合物,而其他的则称为无机化合物。藉由碳和金属之间的形成键结的化合物称为有机金属的化合物。
利用共用电子对形成的化合物称为共价化合物。由异性电荷离子所组成的化合物称为离子化合物或盐。在有机化学中,同样的组成和分子量可能有超过一个以上的化合物。通常这些叫做异构物。异构物通常有极大不同的化学性质,且可以分离,并不会自发地转换成另外一个异构物。举一个常见的例子:葡萄糖对果糖,前是醛,后者是酮,经由酵素或酸硷催化剂可使之互相转换。然而,另外一种互变异构物(tautomers),它会自发地发生异构化,无法分离出互变异构物的纯物质。一个常见的例子是葡萄糖,其构成有开链和圆环两种形式,我们无法製造纯的开链式葡萄糖,因为葡萄糖会自发地合环成半缩醛(hemiacetal)形式。
纯物质Vs混合物(Substances versus mixtures )
所有物质包括各种各样的元素和化合物,但这些经常混合在一起。混合物包含超过一种以上的纯物质,并且没有固定的构成。原则上,混合物可用一些物理方法来纯化分离出纯物质。黄油、土壤和木头是混合物常见的例子。
灰色铁金属和黄色硫磺是两个化学元素,这两者可一任何比率形成黄色灰色混合物。没有发生任何化学反应,而此可定义为混合物,我们可利用物理方法来分离硫磺和铁,譬如使用磁铁从硫磺中吸引铁。
相反的,如果铁和硫磺在某一比率(56克(1 mol) 铁对32克(1 mol)硫磺)加热,则会发生一个化学反应并且产生一种新物质,硫化铁,化学式FeS。而这个化合物有化学物质的所有性质,不是混合物。硫化铁有它自己的物性,譬如熔点和可溶性,并且二个元素无法用物理方法分离;磁铁无法恢复铁,因为在化合物中没有金属铁。
化学药品VS化学物质(Chemicals versus Chemical substances)
化学物质(chemical substance)是专业化学家经常使用技术术语;化学药品(chemicals)这个字则广泛被应用在製药产业、政府和社会中。化学药品这个字包括许多化学物质的混合物,且经常发现应用在许多职业中,并且是最常用在人为或被处理的物质,譬如化工业的产品。
命名和索引(Naming and Indexing )
每个化学物质有一个或更多的系统命名,通常命名是根据IUPAC(国际纯粹及应用化学联合会International Union of Pure and Applied Chemistry) 规则来命名。是美国化学文摘社(CAS) 使用一个供选择的系统。
许多化合物具有俗名、简名,大部分都用系统命名。例如,常见的糖,葡萄糖系统命名为6-(羟甲基)噁烷-2,3,4,5-四醇(6-(hydroxymethyl)oxane-2,3,4,5-tetrol)。天然物和配药也常具有俗名,例如温和的止痛药拿百疼Naproxen为(S)-6-甲氧基-α-甲基-2-奈乙酸化合物((S)-6-methoxy-α-methyl-2-naphthaleneacetic acid)的俗名。
化学家频繁地使用化学式或化合物的分子结构来表示化合物。全世界专业的化学家报告在科学文献中,合成(或分离)出的化合物数量有逐渐增加的现象。利用已知的化学元素组成的化合物非常多。最后计算出来,大约有三千万个已知的化合物。许多这些化合物的名字通常是很重要的,因此非常不容易準确地记住或索引。在文献中很难找到它的规律。几个国际组织像IUPAC 和美国化学文摘社(CAS) 有逐步的步骤使这样任务更加容易。提供化学文献的摘要服务部的CAS, 提供一个数字标识符,对每一个被报告了在化学文献的各化学物质(例如化学学报和专利)给予不同的CAS编号(CAS registry number)。这资讯被编写作为资料库和普遍地为人所知如同化学物质索引。其它善于使用电脑的系统也开发了物质资讯,如:SMILES、国际化学认证(International Chemical Identifier)或InChI 。
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分离、纯化、描述特性和证明
(Isolation, purification, characterisation and identification)
通常一种纯物质需要从一个混合物{例如从一个自然物质(样品经常包含许多化学物质) 或在经过化学反应(通常是化学物质的混合物)后的物质}分离出来所需的步骤。
化学研究的对象是物质,那么,什么是化学物质?我们周围的许多形形色色物体,都是由各种不同物质做成的,比如玻璃杯,玻璃瓶等是由玻璃做成的,铁锤,铁钉是由铁做成的,铝锅,铝合金是有铝做成的,玻璃,铁,铝等都是物资,物质就是构成物体的材料。
物质的种类很多,据估计,现在已经知道的物质,总数在100万以上,而且随着科学技术的发展,新的物质在不断被发现。
要研究化学物质,首先要根据化学物质的特性,来识别多种多样的物质。
每一种化学物质都有它自己的特点,这种特征表现在许多方面,如颜色,味道,气味,可能性和不可能性,溶解性和在水里不能溶解性等等。铜和铝的颜色不同,根据颜色可以把铜和铝区分开来,糖和盐的味道不同,根据味道可以把糖和盐区分开来,等等。
由此可以看出,根据物质的性质,可以识别物质.但在许多情况下,识别物质往往不象前面所讲的那样简单.有一些物质,从它们的外表看来,并没有什么明显的区别。例如铝和银都是银白色的金属,单凭我们的视觉,很难立刻分辨出来,但是,任何两种不同的物质,尽管它们的某些性质可能是相似的或者是相同的,但总不会所有性质完全相同.铝和银这两种金属,从它们的外形看来,虽然是很相似的,但它们总有不同的地方.例如,它们的比重是不同的,铝的比重比银小得多.这就是说,体积相同的铝块和银块,铝块的重量要比银块轻得多,只要用手掂一据,就能察觉出来.当然,要精确地测出铝和银的比重,还必须依靠仪器的帮助.又如真丝和人造丝的外形有时非常相似,但如果把它们燃烧,就能识别它们真丝燃烧时发出一种特殊的臭味(有些象烧头发时发出的臭味),但人造丝燃烧时并没有这种臭味,只有一股焦味发生。
因此,只有全面地了解了化学物质的性质,才能很好地识别物质。
化学物质是化学运动的物质承担者,也是化学科学研究的物质客体。虽然从化学对象来看,化学物质只是以物质分子为代表,但从化学内容来看,它具有多种多样的形式,涉及到许多不同的物质。因此,研究化学物质的分类就显得非常重要。
化学命名法是一种以系统命名有机化合物的方法。IUPAC有机物命名法是由国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)规定的,最近一次修订是在1993年。其前身是1892年日内瓦国际化学会的“系统命名法”。最理想的情况是,每一种有清楚的结构式的有机化合物都可以用一个确定的名称来描述它。实际上,它并不是严格的系统命名法,因为它同时接受一些物质和基团的惯用法而命名。中文的系统命名法是中国化学会在英文IUPAC命名法的基础上,再结合汉字的特点制定的。该命名法于1960年制定,1980年根据1979年英文版进行了修订。
了解如何快速溶解化学物质是非常重要的。苦参碱是科学和化学研究中经常使用的物质,人们对于它的溶解能力非常关注。通过查看详细介绍,我们可以了解到哪些物质可以相互溶解,以达到理想的效果。
高纯度的苦参碱呈现为白色针状结晶或结晶性粉末,没有明显的臭味,但有苦味。这种物质广泛应用于科学、化学和医学领域,因为具有利尿、抗病原体和治疗慢性病毒性肝炎等临床作用,所以成为许多药品中的重要成分。
苦参碱如何快速而彻底地溶解?简单的溶解并不能达到最佳效果。经过多次实践,发现该物质与水、苯、甲醇和乙醇等溶解性更好。此外,使用石油醚溶解也能起到一定作用,但不建议使用石油醚。
由于苦参碱长时间暴露在空气中会吸湿,导致受潮,因此需要将其存放在密封的包装中,并确保仓库环境干燥、避光等。由于苦参碱对皮肤和眼睛有一定刺激性,在操作过程中需要采取相关的防护措施。同时,存放在仓储环境中时,应避免与种子、食物等接触,以免影响食物和种子的质量,或者导致其受到该化学物质的污染。
当使用化学物质时,了解其多方面内容是必要的。十二烷基硫酸钠是一种在多个领域中产生影响和作用的化学物质。它的上游产品是氯磺酸,下游产品包括丙烯酸树脂和无味红霉素。现在让我们重点了解一下十二烷基硫酸钠的各个方面。
在选择含有化学物质的产品时,了解这种化学物质的多方面内容是必要的。特别是在生产线上,了解这些内容可以避免身体受到不必要的影响。因为很多化学物质对呼吸道等造成伤害。十二烷基硫酸钠是一种清水溪表面活性剂,呈白色或奶油色粉末状。它可以与热水或余热乙醇溶解,一般不溶于氯仿。它具有特殊气味,并且在工业上用作洗涤剂或纺织工业中。它具有良好的乳化、发泡、渗透和去污作用,因此在许多洗发产品、洗衣粉、洗衣液和化妆品中添加这种物质。此外,在工业领域中,它还可以作为发泡剂使用,例如在灭火器或牙膏中。在存放这种物质时,应与强氧化剂分开存放。
现在我们已经明确了关于十二烷基硫酸钠的各个方面的内容,了解了它的主要用途、物理性质和化学性质等。事实上,它的用途相对广泛,也在生化领域有相关应用。
在接触化学物质时,必须戴上专业的防护工具,特别是对于具有刺激性的化学物品,其对多个方面都会产生直接的影响和损伤,尤其是对皮肤和粘膜的影响更为严重。三氯硫磷也是一种化学物质,那么三氯硫磷的安全技术说明书中包含了哪些信息呢?
特别是对于从事储存化学物质的人员来说,了解一种化学物质的安全信息至关重要。只有这样,才能按照正确的方法操作、储存和运输化学物质,从而避免身体受到不必要的影响和损伤。三氯硫磷的安全说明书主要包含以下几点:
第一点,如果不慎接触到皮肤,应立即用流动的清水或肥皂水迅速清洗皮肤,并保持清洗时间在30分钟以上,以产生较好的缓解效果。严重情况下,应立即就医寻求医生治疗。如果吸入三氯硫磷,可能会对生命造成直接威胁,此时建议大量饮用温水,并立即就医,因为吸入有害气体的危害性较大。如果灼伤眼睛,也应立即就医。
在接触这种化学物质时,必须佩戴专业的防护工具,如防护目镜、防护口罩和防护服等,以避免皮肤、粘膜、口腔和眼睛等受到不必要的影响。
以上内容是三氯硫磷安全技术说明书所包含的信息。在接触其他化学物质时,也应了解这些内容,特别是对于从事运输或储存化学物质的人群,必须对这些内容有所认识。
化学在我们的日常生活中扮演着重要的角色。苯胺是一种常见的化学物质,它具有一定的危害性并属于有毒物品。因此,在储存和运输苯胺时,必须在外包装上明确标示有毒物品或危险环境物品的标志。下面将介绍苯胺的物理性质和化学性质。
了解一种化学物质的基础是对其物理性质和化学性质的了解。苯胺是一种无色、油状、易燃的液体,因此不能暴露在阳光直射的地方,也不能与易燃物质放在一起,以免引发安全问题。苯胺具有强烈的气味,熔点约为零下6.3摄氏度,沸点达到184摄氏度。若将苯胺暴露在空气中,它会逐渐变成棕色,并随着水蒸气逐渐蒸发。通常情况下,苯胺可以与乙醇或乙醚等多种有机溶剂混溶。它主要作为一种重要的中间体在燃料工业、医药业、农药业和橡胶助剂等领域发挥作用。在各个领域中,苯胺的重要性不言而喻。
了解了苯胺的物理性质和化学性质后,接触这种化学物质时,如果不慎导致呼吸道感染,应立即就医。由于苯胺可能造成不可逆的后果,因此必须佩戴专业工具。
提到化学物质5-溴嘧啶,可能大家对它并不太熟悉。然而,它是一种用于调节植物生长的物质的中间体,这一点相信大家会比较熟悉。那么,我们该如何制备化学物质5-溴嘧啶呢?下面就让我们一起来了解一下。
从外观上看,5-溴嘧啶是一种结晶状物质。它在水中不会发生反应,也不会溶解于水中。然而,它很容易溶解于一些有机溶剂,如苯和甲苯等。工业上制备5-溴嘧啶的方法通常比较简单。例如,可以使用二溴二氢呋喃酮和甲酰胺在催化剂的作用下发生化学反应,得到的产物中就包括了5-溴嘧啶。当然,这个过程需要在较高的温度下进行,大约在180度左右。
5-溴嘧啶可以用于制备许多其他化学物质。因此,严格来说,它是一种化学中间体。例如,可以利用5-溴嘧啶来制备5-嘧啶硼酸和嘧啶-5-羧酸等物质。通常情况下,获得5-溴嘧啶这种化学物质需要依赖于2,3-二氢呋喃或呋喃酮等化学物质。
以上是关于化学物质5-溴嘧啶的制备方法的相关介绍。现在大家应该对它有了更深入的了解。它是一种对植物生长有重要调节作用的物质。