Yleinen kemia/Aineen ominaisuudet

Aineen yleiset ominaisuudet

Aineen ominaisuuksia kuvaavia fysikaalisia suureita ovat mm. massa ja tilavuus. Näistä kahdesta voidaan johtaa aineelle tiheys, eli massan suhde tilavuuteen. Massa on mittasuure, jonka arvo määritetään punnitsemalla. On huomattava että aineesta muodostuvan kappaleen massa on vakio, kun taas paino riippuu painovoimakentästä jossa aine sijaitsee. Yleisesti ottaen massalla voidaan tarkoittaa painoa maapallolla merenpinnan tasossa. Tilavuus on tila, jonka aine vie. Edellä mainittujen lisäksi ainetta voidaan kuvata sen faasinmuutoslämpötilojen (sulamispiste, kiehumispiste jne.) avulla.

Aine rakentuu atomeista. Atomit muodostavat alkuaineet. Alkuaineita tunnetaan 118 erilaista, joista 111 esiintyy luonnossa ja loput vain ihmisen luomina kokeellisissa olosuhteissa. Tunnetuista alkuaineatomeista on olemassa eri massaisia variaatioita, isotooppeja. Atomin koko ei voi kasvaa rajatta. Suurimmat atomit ovatkin epästabiileja.

Atomit muodostavat yhdisteitä. Yhdisteellä voi olla erilaiset ominaisuudet kuin atomeilla, joista se on luotu. Pienin yhdiste, jonka atomit voivat luoda, on molekyyli tai molekyyliyhdiste.

Aineen muutokset

On olemassa kaksi tapaa muuttaa aineen ominaisuuksia; fyysiset ja kemialliset muutokset. Kuten nimi sanoo, fyysiset muutokset vaikuttavat fyysisiin ominaisuuksiin ja kemialliset muutokset kemiallisiin ominaisuuksiin.

Kemiallisia muutoksia kutsutaan yleisemmin kemiallisiksi reaktioiksi, joissa kahdesta tai useammasta lähtöaineesta muodostuu yksi tai useampia lopputuotteita.

lähtöaine + lähtöaine => lopputuote + lopputuote + lopputuote

Huomaa että aineiden lukumäärä reaktioyhtälön eri puolilla ei välttämättä ole sama. Kuitenkin ainemäärät ovat samat. Aineiden muuttuessa energiaa vapautuu tai sitoutuu, mutta aineen määrä ei muutu.

Aineen luokittelu

Aine voidaan luokitella muutamilla tavoilla;

kiinteät aineet, joilla on tilavuus ja muoto.
nestemäiset aineet, joilla on tilavuus, mutta ne muuttavat muotoa.
kaasut, joilla ei ole kiinteää tilavuutta.

Vaihtoehtoisesti aineet voidaan luokitella

jaksollisen järjestelmän alkuaineisiin, kuten happeen (O), vetyyn (H), hiileen (C) jne.
yhdisteisiin, kuten veteen (H $_{2}$ O) tai sokeriin (C $_{12}$ H $_{22}$ O $_{11}$ ), jotka rakentuvat yksittäisistä alkuaineista. Tietyn yhdisteen muodostavien alkuaineiden määrät ovat aina samat. Esimerkiksi yksi vesimolekyyli koostuu aina kahdesta vetyatomista (H $_{2}$ ) ja yhdestä happiatomista (O).
seoksiin, joissa on kaksi tai useampia yhdisteitä. Salaatti tai vaikkapa kahvi ovat tästä hyviä esimerkkejä.

Alkuaineiden luokittelu

Jokaiselle alkuaineelle on annettu numero, joka ilmaisee protonien määrän atomiytimessä. Tämä määrä kertoo, mikä alkuaine on kyseessä.

Massa/isotoopin numero on atomin ytimessä olevien protonien ja neutronien summa. Samalla alkuaineella voi olla useita isotooppimuotoja, joilla saattaa olla erilaisia ominaisuuksia.