Hợp chất | Khái niệm hoá học

1. Hợp chất là gì?

Bất kỳ chất nào bao gồm hai hoặc nhiều loại nguyên tử (nguyên tố hóa học) khác nhau theo tỷ lệ cân bằng hóa học cố định đều có thể được gọi là hợp chất hóa học; khái niệm này dễ hiểu nhất khi xem xét các chất hóa học tinh khiết. Nó xuất phát từ việc chúng bao gồm các tỷ lệ cố định của hai hoặc nhiều loại nguyên tử mà các hợp chất hóa học có thể được chuyển đổi, thông qua phản ứng hóa học, thành các hợp chất hoặc các chất mà mỗi nguyên tử có ít nguyên tử hơn.

Tỷ lệ của mỗi nguyên tố trong hợp chất được thể hiện bằng tỷ lệ trong công thức hóa học của nó. Một công thức hóa học là một cách để thể hiện thông tin về tỷ lệ của các nguyên tử tạo thành một hợp chất hóa học đặc biệt, sử dụng chữ viết tắt tiêu chuẩn cho các nguyên tố hóa học, và kí hiệu để chỉ số nguyên tử có liên quan. Ví dụ, nước bao gồm hai nguyên tử hydro liên kết với một nguyên tử oxy: công thức hóa học là H₂O. Trong trường hợp của các hợp chất không cân bằng hóa học, tỷ lệ có thể tái sản xuất liên quan đến việc chuẩn bị của họ với, và đưa ra tỷ lệ cố định của các yếu tố thành phần của họ, nhưng tỷ lệ mà không phải là không thể thiếu [ví dụ, đối với palladium hydride, PDH_x (0,02 <x <0,58)].

2. Phân loại

Hợp chất trong hóa học được phân làm nhiều loại:

a. Hợp chất vô cơ

Hợp chất vô cơ bao gồm khí CO, khí CO₂, H₂CO₃ và các muối cacbonat, hidrocacbonat và những hợp chất không có mặt nguyên tử C. Chúng thường được xem là kết quả của sự tổng hợp từ các quá trình địa chất, trong khi hợp chất hữu cơ thường liên quan đến các quá trình sinh học. Các nhà hóa học hữu cơ truyền thống thường xem bất kỳ phân tử nào có chứa C là hợp chất hữu cơ, và như vậy, hóa học vô cơ được mặc định là nghiên cứu về các phân tử không có C.

Phân loại: Hợp chất vô cơ được chia làm bốn loại: oxit, axit, bazơ, muối.

Oxit là hợp chất gồm 1 nguyên tố kết hợp với 1 hay nhiều nguyên tử O. Oxit được chia làm bốn loại:

- Oxit axit: Là những oxit cấu tạo từ 1 nguyên tố phi kim với O và có 1 axit tương ứng.

VD: SO₂, CO₂,...

- Oxit bazơ: Là những oxit cấu tạo từ 1 nguyên tố kim loại với O và có 1 bazơ tương ứng.

VD: CaO, Fe₃O₄,...

- Oxit lưỡng tính: Là những oxit vừa có 1 axit tương ứng vừa có 1 bazơ tương ứng.

VD: Al₂O₃, ZnO,...

- Oxit trung tính: Là những oxit không có axit hay bazơ nào tương ứng (còn gọi là oxit không tạo muối).

VD: CO, NO,...

b. Hợp chất hữu cơ

Hợp chất hữu cơ là 1 lớp lớn của các hợp chất hóa học mà các phân tử của chúng có chứa C, ngoại trừ các cacbua, cacbonat, cacbon ôxít (mônôxít và điôxít), xyanua. Sự nghiên cứu về các hợp chất hữu cơ gọi là hóa hữu cơ. Rất nhiều hợp chất trong số các hợp chất hữu cơ, chẳng hạn như prôtêin, chất béo, và cacbohydrat (đường), là những chất có tầm quan trọng trong hóa sinh học.

VD: rượu, axit axetic,...

Đến nay con người đã biết trên 7 triệu hợp chất khác nhau, trong số đó phần rất lớn là những hợp chất hữu cơ.

3. Đặc điểm cấu tạo

Các hợp chất hóa học có cấu trúc hóa học độc đáo và xác định được tổ chức với nhau theo cách sắp xếp không gian xác định bằng các liên kết hóa học. Các hợp chất hóa học có thể là các hợp chất phân tử được giữ với nhau bằng liên kết cộng hóa trị, muối được liên kết với nhau bằng liên kết ion, hợp chất intermetallic được giữ với nhau bằng liên kết kim loại hoặc tập hợp các phức hợp hóa học được liên kết với nhau bằng liên kết cộng hóa trị.

Muối ăn (NaCl) là 1 hợp chất được cấu tạo từ 2 nguyên tố là Na và Cl. Liên kết được hình thành trong phân tử muối ăn là liên kết ion.

4. Phản ứng

Một hợp chất có thể được chuyển đổi thành một thành phần hóa học khác nhau bằng cách tương tác với một hợp chất hóa học thứ hai thông qua một phản ứng hóa học. Trong quá trình này, liên kết giữa các nguyên tử bị phá vỡ trong cả hai hợp chất tương tác, và sau đó liên kết được cải tổ để các liên kết mới được tạo ra giữa các nguyên tử. Theo sơ đồ, phản ứng này có thể được mô tả là AB + CD → AD + CB, trong đó A, B, C và D là mỗi nguyên tử duy nhất; và AB, AD, CD và CB là mỗi hợp chất duy nhất.