ترکیب چیست؟ – انواع ترکیبات شیمیایی

به گروهی از مواد که حاصل واکنش بین عناصر گوناگون با نسبت های ثابت هستند، ترکیب گفته می شود. در تعریفی دیگر، از به هم پیوستن دو یا چند عنصر، یک ترکیب تشکیل می شود. به عنوان مثال، یک ترکیب آب از به هم پیوستن دو عنصر هیدروژن و اکسیژن با نسبت های ثابت و مشخص تشکیل می شود. کتاب علوم هفتم به تعریف یک ترکیب و چگونگی تشکیل آن پرداخته است. این مقاله نشریه جهان شیمی فیزیک نیز می تواند به طور مختصر ما را با ترکیب و همچنین انواع آن آشنا کند.

ترکیب چیست؟

عنصر و ترکیب با هم متفاوت بوده و به دو شکل متفاوت از مواد گفته می شوند که هر دوی آن ها خالص هستند. یک ترکیب از به هم پیوستن دو یا چند عنصر با برقراری پیوند شیمیایی بین آن ها به وجود می آید. این پیوندها در نتیجه ی به اشتراک گذاشتن الکترون های اتم های عناصر تشکیل دهنده ترکیبات و یا تبادل الکترون میان آن ها تشکیل می شوند. ترکیبات مختلف می توانند در شرایط متفاوت ایجاد شوند. زیرا عناصر تشکیل دهنده آن ها با توجه به خواص خود با هم پیوند برقرار می کنند. وقتی عناصر با یکدیگر پیوند برقرار کرده و تشکیل ترکیب می دهند، می تواند واکنش آن ها با سرعت بالا و یا به آهستگی انجام شود.

به عنوان مثال نمونه ای از واکنش های آهسته، تشکیل ترکیب اکسید آهن است که از واکنش میان آهن و اکسیژن تشکیل می شود. واکنش تشکیل اکسید آهن بسیار به آهستگی انجام می شود. اما نمونه ای از واکنش های سریع، تشکیل ترکیب اکسید لیتیم در نتیجه ی واکنش میان اکسیژن و لیتیم است که واکنشی بسیار سریع است.

ویژگی های ترکیب تشکیل شده از عناصر

وقتی عناصر مختلف پیوند شیمیایی برقرار کرده و ترکیبی جدید به وجود می آورند، خواص محصول متفاوت از عناصر تشکیل دهنده خواهد بود. به عنوان مثال وقتی فلز سدیم با مولکول آب وارد واکنش شیمیایی می شود، ترکیب جدید تشکیل شده که سدیم هیدروکسید نام دارد، دارای خواصی متفاوت با هر کدام از عناصر تشکیل دهنده است. در این واکنش، مقدار زیادی گاز هیدروژن تولید می شود.

به عبارتی خواص عنصرها بعد از تشکیل ترکیب تغییر می کند. مثالی دیگر، واکنش سدیم با کلر و تشکیل ترکیب جدید سدیم کلرید است. سدیم فلزی بسیار واکنش پذیر بوده و کلر گازی است سمی که به دسته ی هالوژن ها تعلق دارد. اما با ترکیب این دو عنصر، سدیم کلرید که نمکی خوراکی و خنثی است، به دست می آید. همچنین هیدروژن با اکسیژن ترکیب شده و مولکول خنثی آب را حاصل می کند. در صورتی که گاز هیدروژن، اشتعال پذیر است. اما مولکول خنثی آب برای خاموش کردن آتش به کار برده می شود.

طبقه بندی مواد

با توجه به ویژگی های فیزیکی می توان مواد را به دو دسته ی خالص و مخلوط تقسیم بندی کرد. مواد خالص خود به دو گروه عناصر و ترکیبات تقسیم شده ولی مواد مخلوط به دو گروه همگن و ناهمگن تقسیم می شوند.

مواد خالص

به موادی که ذرات تشکیل دهنده آن، دارای خواص یکسانی است، مواد خالص گفته می شود. هر ماده ای که از یک نوع ماده تشکیل شده باشد، خالص نامیده می شود. به عنوان مثال یک شمش طلا، ماده ای خالص است. زیرا ذرات تشکیل دهنده آن ذرات یکسان طلا بوده و همه این ذرات که اتم هستند، خواص یکسانی دارند.

همچنین آب نیز به عنوان یک ترکیب خالص در نظر گرفته می شود. زیرا ذرات تشکیل دهنده آن مولکول های یکسان آب هستند. این مولکول ها دارای ویژگی های یکسانی هستند. همان طور که گفته شد، مواد خالص عنصر و یا ترکیب هستند.

عنصر چیست؟

به ماده خالصی که ذرات تشکیل دهنده آن از یک نوع اتم تشکیل شده باشد، عنصر گفته می شود. دو نوع عناصر اتمی و یا مولکولی وجود دارد. عنصر اتمی به صورت تک اتمی وجود داشته و از انواع آن می توان به سدیم، کلسیم، طلا، هلیوم، نقره و نئون اشاره کرد. اما عناصر مولکولی به صورت دو اتمی وجود دارند و از انواع آن ها نیز می توان به گاز هیدروژن، گاز اکسیژن، نیتروژن و کلر اشاره داشت. هیدروژن و هلیم به عنوان فراوان ترین عناصری هستند که در جهان هستی وجود دارند.

ترکیب

اما به موادی که ذرات تشکیل دهنده آن ها، ترکیبات یکسان و مشابهی باشد که از به هم پیوستن عناصر به وجود آمده است، ترکیب گفته می شود. آب، دی اکسید کربن و هیدروژن کلرید نمونه هایی از ترکیبات خالص هستند.

مخلوط چیست؟

به موادی که ذرات تشکیل دهنده ی آن ها با هم متفاوت هستند، به نام مخلوط خوانده می شوند. این مواد بعد از این که با هم مخلوط می شوند، خواص شیمیایی خود را حفظ می کنند. اما می توان این مواد را با استفاده از روش های فیزیکی مانند تقطیر، تبلور، فیلتراسیون و ته نشینی از هم جداسازی کرد. علت جدا شدن آن ها به کمک روش های فیزیکی، عدم واکنش شیمیایی بین اجزای تشکیل دهنده مخلوط است. مخلوط هوا و ماسه نمونه هایی از یک مخلوط هستند.

انواع مخلوط

مخلوط ها به دو دسته ی همگن و ناهمگت تقسیم می شوند.

مخلوط های همگن که به نام محلول نیز نامیده می شوند، دارای اجزای یکنواختی بوده و به راحتی اجزای تشکیل دهنده آن از هم جداسازی نمی شود. این اجزا از هم تشخیص نیز داده نمی شود. به عنوان مثال محلولی از آب و سدیم کلرید (نمک) یک مخلوط همگن است.

در یک مخلوط ناهمگن، اجزای تشکیل دهنده به طور یکنواخت توزیع نشده و این اجزا به راحتی از هم جداسازی می شوند. یکی از انواع مخلوط های ناهمگن، سوسپانسیون است که با ته نشینی می توان اجزای تشکیل دهنده آن را از هم جداسازی کرد. نوع دیگری از مخلوط های ناهمگن، کلوئیدها هستند که دارای ذرات تشکیل دهنده کوچکتری نسبت به سوسپانسیون ها هستند. دود، شیر و ژله نمونه هایی از کلوئیدها هستند.

تفاوت ترکیب و مخلوط

در تفاوت میان ترکیب و مخلوط می توان به ویژگی های آن ها اشاره داشت. مخلوط ها موادی هستند که ترکیب آن ها بدون ایجاد یک واکنش شیمیایی خاص و یا پیوند خاصی ایجاد می شود. همچنین در یک مخلوط، خواص مواد ترکیب شده حفظ شده و به راحتی از هم جدا می شوند.

اما یک ترکیب از ایجاد واکنش شیمیایی بین عناصر تشکیل دهنده آن به وجود آمده و برای جداسازی این اجزا، نیاز به مصرف انرژی است تا پیوند میان آن ها شکسته شود. از خواص ترکیبات این است که خواص شیمیایی اجزای تشکیل دهنده آن ها بعد از واکنش دادن، حفظ نمی شود. همچنین چون بین اجزا پیوند شیمیایی برقرار شده، نمی تواند با روش های فیزیکی از هم جدا شوند.

تفاوت مولکول و ترکیب

برای بیان تفاوت میان مولکول و ترکیب نیز به معرفی ویژگی های آن ها می پردازیم.

یک مولکول نتیجه ی تشکیل پیوند شیمیایی بین دو یا چند اتم هستند. مولکول ها ترکیب نبوده و ساده ترین جزء سازنده یک مولکول، اتم است. مولکول ها را نمی توان به طور عادی مشاهده کرد زیرا اندازه آن ها در سطح اتمی است.

اما یک ترکیب ماده ای متشکل از دو یا چند عنصر است که با نسبت مشخصی هستند. ترکیبات به عنوان موادی کامل بوده و بسیاری از آن ها از مولکول ها ساخته شده اند. ترکیبات قابل دیدن به صورت مواد هستند.

یک تفاوت میان مولکول ها و ترکیبات این است که مولکول ها به صورت تک اتمی، دو اتمی و یا چند اتمی بوده ولی ترکیبات به صورت مولکولی و یا یونی هستند.

فرمول شیمیایی ترکیب

یک ترکیب را به کمک فرمول شیمیایی آن نشان می دهند. با این فرمول می توان اجزای تشکیل دهنده ترکیب را با کمک نمادهای شیمیایی عناصر و همچنین تعداد اتم های تشکیل دهنده آن نشان داد. تعداد عناصر تشکیل دهنده یک ترکیب به صورت زیروند در زیر نماد همان عنصر نوشته می شود (اتم هایی که در ترکیب بیش از یکی هستند). به عنوان مثال فرمول شیمیایی اسید سولفوریک را در نظر بگیرید (H_۲SO_۴). با توجه به این فرمول می توان گفت که یک مولکول اسید سولفوریک از تعداد دو اتم هیدروژن، یک اتم گوگرد و ۴ اتم اکسیژن تشکیل شده است.

فرمول ساختاری ترکیب

وقتی یک ترکیب با کمک آرایش فضایی و طرز قرار گرفتن اتم های سازنده آن ها نشان داده شود، فرمول ساختاری ترکیب نامیده می شود. در این فرمول پیوند میان اتم ها در یک ترکیب نمایش داده می شود. با کمک فرمول ساختاری یک ترکیب می توان بسیاری از رفتارهای فیزیکی و شیمیایی ترکیب را پیش بینی کرد. به عنوان مثال گاز هیدروژن به صورت H – H است که نشان دهنده برقراری یک پیوند یگانه بین اتم های تشکیل دهنده آن است. در مولکول نیتروژن، اتم های نیتروژن با پیوند سه گانه و در مولکول های اکسیژن، اتم های تشکیل دهنده با پیوند دوگانه به هم متصل شده اند.

انواع ترکیبات

ترکیبات شیمیای به دو دسته ترکیبات مولکولی و یونی تقسیم بندی می شوند.

ترکیب مولکولی

به ترکیباتی که از به اشتراک گذاشته شدن جفت الکترون های پیوندی بین دو نافلز و تشکیل پیوند کووالانسی به وجود می آید، ترکیبات مولکولی گفته می شود. حداقل دو اتم و یا تعداد بیشتری اتم با هم پیوند برقرار کرده و تشکیل یک ترکیب مولکولی می کنند. مولکول ها خود به دو دسته عنصر مولکولی و ترکیب مولکولی تقسیم می شوند. گاز اوزون و کلر یک عنصر مولکولی و دی اکسید کربن یک ترکیب مولکولی است.

ترکیب یونی

وقتی تبادل الکترون های پیوندی بین یک نافلز و یک نافلز صورت گرفته و یک پیوند یونی تشکیل شود، ترکیب حاصل، یونی خواهد بود. منیزیم سولفات یک ترکیب یونی است. به اتم و یا مولکول هایی که داری بار منفی و یا مثبت هستند، یون گفته می شود که با توجه به نوع یون، آنیون و یا کاتیون خوانده می شوند.

ترکیبات آلی و معدنی

در یک تقسیم بندی دیگر، ترکیبات را به دو دسته ی ترکیبات آلی و معدنی تقسیم می کنند.

به ترکیباتی که از به هم پیوستن کربن و هیدروژن تشکیل شده اند، هیدروکربن و یا ترکیبات آلی گفته می شود. علاوه بر کربن و هیدروژن، در این ترکیبات می تواند عناصری چون اکسیژن، نیتروژن و گوگرد نیز باشد. الکل ها، استرها، آلدهیدها، کتون ها، اترها، کربوکسیلیک اسیدها و … نمونه هایی از مواد آلی هستند.

به ترکیباتی غیر از ترکیبات آلی، ترکیبات معدنی گفته می شود. برخی از ترکیبات معدنی مانند الماس، کاربید، گرافیت، کربنات ها و سیانیدها در ساختار خود، اتم کربن دارند.

مثال برای ترکیب علوم هشتم

ترکیب یک ماده خالص است که از دو یا چند عنصر مختلف تشکیل شده است که از نظر شیمیایی به نسبت های ثابتی با هم ترکیب شده اند. ترکیبات دارای خواصی متفاوت از عناصر تشکیل دهنده خودشان هستند. ویژگی های ترکیبات عبارتند از:

• عناصر موجود در یک ترکیب همیشه به نسبت معینی وجود دارند.
• عناصر موجود در یک ترکیب توسط پیوندهای شیمیایی (یونی، کووالانسی یا فلزی) در کنار هم نگه داشته می شوند.
• ترکیبات دارای خواص متفاوتی از عناصر مجزا هستند.
• ترکیبات را می توان با واکنش های شیمیایی به عناصر تشکیل دهنده خود جدا کرد.

انواع مختلفی از ترکیبات موجود است که ما روزانه با آنها سر و کار داریم و حتی آنها را به صورت خوراکی مصرف می کنیم. نمونه هایی از ترکیبات عبارتند از:

• دی اکسید کربن (کربن و عناصر اکسیژن به هم پیوسته اند).
• آب (عناصر هیدروژن و اکسیژن به هم پیوستند).
• پلاستیک (کربن، اکسیژن، هیدروژن و معمولاً اتم های دیگر نیز بسته به نوع پلاستیک).
• کلرید سدیم (NaCl): نمک خوراکی معمولی، ساخته شده از سدیم و کلر.
• متان (CH4): یک هیدروکربن ساده، جزء اصلی گاز طبیعی است.
• کربنات کلسیم (CaCO3): در سنگ آهک یافت می شود، در ساختمان سازی و به عنوان مکمل غذایی استفاده می شود.