Związki chemiczne

Związek chemiczny - jednorodne połączenie co najmniej dwóch atomów za pomocą dowolnego wiązania.

Podstawową jednostką związku chemicznego jest cząsteczka. Cząsteczki powstają i rozpadają się w wyniku tworzenia i zrywania wiązań chemicznych między atomami. Procesy tworzenia i zrywania wiązań nazywa się reakcjami chemicznymi.

Związki chemiczne zapisuje się w formie wzorów chemicznych, w których podaje się liczbę i rodzaj atomów tworzących je cząsteczek. Wzory sumaryczne uwzględniają tylko sumaryczną liczbę atomów występujących w jednej cząsteczce określonego związku chemicznego, zaś wzór strukturalny zawiera też informację o sposobie połączenia tych atomów wiązaniami chemicznymi.

Związki posiadają zwykle szereg charakterystycznych dla siebie własności chemicznych i fizycznych. Są to m.in. masa molowa, temperatura topnienia, temperatura wrzenia, temperatura sublimacji, barwa, struktura krystaliczna, reaktywność chemiczna, przewodnictwo cieplne i wiele innych. Własności te nie są nigdy prostą średnią tworzących je pierwiastków, lecz są złożoną funkcją struktury związków chemicznych, czyli określonego, przestrzennego układu powiązań tworzących je atomów.

Spis treści

[edytuj] Podział związków chemicznych

Istnieje wiele podziałów związków chemicznych. Najbardziej podstawowy wywodzi się z faktu, czy związek chemiczny spełnia prawo stałości składu, czy też nie:

bertolidy - to związki nie spełniające tego prawa - czyli posiadające zmienny skład pierwiastkowy, co oznacza w praktyce, że składają się nań cząsteczki o różnych proporcjach atomów różnych pierwiastków - przykłady to tlenek żelaza(II) i liczne polimery syntetyczne
daltonidy - to związki spełniające prawo stałości składu - składają się one z jednego rodzaju cząsteczek.

Wg niektórych definicji za związki chemiczne w pełnym tego słowa znaczeniu uważa się wyłącznie daltonidy, zaś bertolidy traktuje się jako mieszaniny, nie jest to jednak w wielu przypadkach zbyt praktyczne podejście.^[1].

Ze względu na liczbę atomów wchodzących w skład pojedynczych cząsteczek związki chemiczne dzieli się umownie na:

niskocząsteczkowe - liczące do ok 100 atomów w cząsteczce,
średniocząsteczkowe - liczące od 100 do 1000 atomów,
wysokocząsteczkowe (makromolekuły) - liczące powyżej 1000 atomów.^[2]

Ze względu na dominujący rodzaj wiązań chemicznych występujących między atomami tworzącymi cząsteczki, związki chemiczne dzieli się na:

jonowe - w których dominują wiązania jonowe
kowalencyjne - w których dominują wiązania kowalencyjne
kompleksowe - w których występują wiązania koordynacyjne

Układy cząsteczek powiązane wiązaniami wodorowymi uważa się, zależnie od sytuacji i kontekstu czasami związkami chemicznymi a czasami strukturami nadcząsteczkowymi.

Jeszcze inny podział związków chemicznych wywodzi się z istnienia dwóch wielkich działów chemii: organicznej i nieorganicznej:

Związki organiczne są to połączenia węgla, wodoru i innych pierwiastków, poza kwasem węglowym i jego pochodnymi.
Wszystkie pozostałe związki przyjęło się nazywać związkami nieorganicznymi.
Na styku tych dwóch wielkich grup znajdują się związki metaloorganiczne oraz związki kompleksowe, zawierające ligandy organiczne.

Wreszcie, ze względu na ich ogólną reaktywność, związki chemiczne można podzielić na:

ze względu na kwasowość:
- kwasy
- zasady
- związki amfoteryczne i
- sole - będące wynikiem reakcji kwasów z zasadami
ze względu na ogólną skłonność do przyjmowania lub udostępniania elektronów:
- elektrofile
- nukleofile
ze względu na zachowanie w reakcjach redoks:
- utleniacze
- reduktory

[edytuj] Liczba znanych związków i ich rejestrowanie

Nowe związki chemiczne są przez cały czas wyodrębniane z produktów naturalnych i syntezowane w laboratoriach chemicznych. Informacje o otrzymaniu lub wyodrębnieniu nowych związków są rozproszone w setkach specjalistycznych czasopism naukowych. Ze względów praktycznych istnieją bazy danych gromadzące podstawowe informację o znanych ludzkości związkach chemicznych w jednym miejscu.

Największą tego rodzaju bazą jest CAS Registry, która stara się gromadzić informacje o wszystkich znanych związkach chemicznych. CAS Registry nadaje każdemu związkowi chemicznemu indywidualny numer. W CAS Registry rejestruje się średnio na dobę ok 4000 związków chemicznych. 7 marca 2007 r. było tam zarejestrowanych 30 988 521 związków^[3].

Innymi tego rodzaju bazami danych jest Europejski Wykaz Notyfikowanych Substancji Chemicznych, który nadaje numery WE, Beilstein prowadzony przez Elseviera^[4], oraz PubChem prowadzony przez National Library of Medicine^[5]. Bazy te liczą od 9 do 18 milionów związków.