آشنایی با طبقه بندی مواد شیمیایی
طبقه بندی مواد شیمیایی (Chemical classification) به روش های مختلف بر اساس سیستم های کاملا تعریف شده صورت می گیرد. طبقه بندی مواد شیمیایی بر اساس گروه های عامل ، ساختار شیمیایی و حتی پیوندهای موجود در ماده شیمیایی می تواند متفاوت باشد.
ماده شیمیایی نوعی ماده است که ترکیب شیمیایی ثابت و خصوصیات مشخصی دارد. بعضی از منابع اضافه می كنند كه مواد شیمیایی را نمی توان با استفاده از روش های جداسازی فیزیكی ، یعنی بدون شکستن پیوندهای شیمیایی به عناصر تشکیل دهنده آنها مجزا كرد.
مواد شیمیایی می توانند مواد ساده ، ترکیبات شیمیایی یا آلیاژ باشند که بر همین اساس نیز طبقه بندی مواد شیمیایی متفاوت خواهد بود. برای آگاهی بیشتر در این زمینه در ادامه مقاله با ما در نشریه جهان شیمی فیزیک همراه باشید.
طبقه بندی مواد شیمیایی
مفهوم ماده شیمیایی در اواخر قرن هجدهم پس از کارکردن شیمیدان جوزف پروست بر روی ترکیب برخی ترکیبات شیمیایی خالص مانند کربنات مس ظهور یافت. وی استنباط کرد: همه نمونه های یک ترکیب از نظر ویژگی یکسان هستند یعنی تمام نمونه ها نسبت به جرم عناصر موجود در ترکیب با هم شباهت دارند.
بعداً با پیشرفت روشهای سنتز شیمیایی به ویژه در حوزه شیمی آلی کشف بسیاری از عناصر شیمیایی و تکنیک های جدید در حوزه شیمی تجزیه که برای جداسازی و تصفیه عناصر و ترکیبات از مواد شیمیایی که منجر به علم شیمی مدرن شد این مفهوم تغییر یافت.
از نظر طبقه بندی مواد شیمیایی حتی باید ایزومرها را نیز مورد نظر قرار داد. به عنوان مثال ، گمانه زنی های زیادی در مورد هویت شیمیایی بنزن وجود داشت ، تا اینکه ساختار صحیح توسط فردریش آگوست ککوله شرح داده شد.
توجه داشته باشید که:
سیستم های طبقه بندی مواد شیمیایی تلاش می کنند عناصر یا ترکیبات را با توجه به خواص عملکردی یا ساختاری شیمیایی طبقه بندی کنند. در حالی که خواص ساختاری تا حد زیادی ذاتی هستند ویژگیهای عملکردی و طبقه بندی های مشتق شده تا درجات خاصی بستگی به نوع شرکای موجود در تعامل شیمیایی دارد.
گاهی اوقات معیارهای دیگری به عنوان مثال وزن مولکولی یا خصوصیات عملکردی بیشتر از سطح شیمیایی برای طبقه بندی مواد شیمیایی مورد استفاده قرار می گیرند.
برخی از سیستم های طبقه بندی مواد شیمیایی سطوح مختلف را با هم مخلوط می کنند ، در نتیجه کمی گیج کننده می شوند ، به عنوان مثال داشتن جنبه های ساختاری و عملکردی در یک سطح مشابه به پایان می رسد. در حالی که عملکرد شیمیایی به ساختار شیمیایی وابسته است که مثلا در داروسازی بسیار حائز اهمیت است. بطور کلی مواد شیمیایی به موارد زیر تقسیم می شوند.
عنصر شیمیایی
عنصر ماده ای شیمیایی است که از نوع خاصی از اتم تشکیل شده است و از این رو نمی تواند توسط یک واکنش شیمیایی به یک عنصر دیگر تبدیل شود ، اگرچه می تواند از طریق واکنش هسته ای به عنصر دیگری تبدیل شود.
این امر به این دلیل است که تمام اتمهای موجود در یک نمونه از یک عنصر دارای تعداد پروتون های یکسانی هستند اگرچه ممکن است ایزوتوپ های مختلفی با تعداد نوترون های مختلف باشند.
در حال حاضر ۱۱۸ عنصر شناخته شده وجود دارد که حدود ۸۰ مورد از آنها پایدار هستند یعنی آنها با واکنش رادیواکتیو به عناصر دیگر تبدیل نمی شوند. بعضی از عناصر می توانند به صورت آلوتروپ وجود داشته باشند. به عنوان مثال ، اکسیژن به عنوان اکسیژن دی اتمی (O2) و ازن (O3) وجود دارد.
بیشتر عناصر به عنوان فلز طبقه بندی می شوند. اینها عناصری با درخشش مشخص مانند آهن ، مس و طلا هستند. فلزات به طور معمول برق و گرما را به خوبی هدایت می کنند و قابلیت انعطاف پذیری و چکش خواری دارند.
غیر فلزات فاقد خاصیت فلزی هستند ولی در عوض دارای الکتروونگاتیوی بالا بوده و تمایل به تشکیل یون های منفی دارند. بعضی از عناصر مانند سیلیکون گاه به فلزات شباهت دارند و گاهی شبیه به غیر فلزات هستند و به عنوان شبه فلز شناخته می شوند.
ترکیب شیمیایی
ترکیب شیمیایی یک ماده شیمیایی است که از مجموعه خاصی از اتم یا یون تشکیل شده است. دو یا چند عنصر از طریق واکنش شیمیایی به یک ترکیب شیمیایی تبدیل می شوند.
یک ترکیب شیمیایی می تواند به صورت پیوند اتمی در مولکولها یا بلورها باشد که در آن اتمها ، مولکولها یا یونها یک شبکه بلوری تشکیل می دهند. ترکیباتی که اساساً بر اساس اتمهای کربن و هیدروژن ساخته می شوند ، ترکیبات آلی نامیده می شوند و به سایر ترکیبات معدنی گفته می شود. ترکیبات حاوی پیوند بین کربن و یک فلز ترکیبات ارگانومتریال نامیده می شوند.
ترکیباتی که اجزاء آنها الکترونها را به اشتراک می گذارند به عنوان ترکیبات کووالانسی شناخته می شوند. ترکیبات متشکل از یونهای دارای بار مخالف به عنوان ترکیبات یونی یا نمکی شناخته می شوند.
در شیمی آلی ، بیش از یک ترکیب شیمیایی با همان ترکیب و وزن مولکولی می تواند وجود داشته باشد که به آنها ایزومر گفته می شود. ایزومرها معمولاً دارای خصوصیات شیمیایی قابل ملاحظه ای هستند و اغلب ممکن است بدون اتصال به طور خودجوش جدا شوند. مثال رایج گلوکز در مقابل فروکتوز است که اولی آلدئید است و دومی کتون است. ارتباط متقابل آنها نیاز به تجزیه و تحلیل آنزیمی یا اسید – باز دارد.
طبقه بندی ابتدایی مواد شیمیایی
همانطور که گفتیم مواد شیمیایی را می توان با توجه به معیارهای بسیار متنوعی از جمله ساختار مولکولی آنها ، رفتار آنها و خطرناک بودن آنها طبقه بندی کرد. با این وجود ، پنج خانواده گسترده بر اساس ماهیت مواد شیمیایی به صورت زیر قابل تشخیص هستند:
سنگ معدن خام : که از سنگ‌های استخراج شده از معادن یا معادن استخراج می شود
نمک های معدنی یا آلی : که در محلول آبی به ترکیبات یونی متشکل از کاتیون ها (دارای بار مثبت) و آنیون ها (بار منفی) تبدیل می شوند.
محصولات پتروشیمی: که ممکن است ترکیبات نفتی یا محصولات سنتتیک این ترکیبات باشند.
مواد خورنده: که عمدتا اسیدها و بازها هستند
گازها: که ممکن است در دماهای بسیار کم یا تحت فشار زیاد مایع باشند.
طبقه بندی فیزیکی و شیمیایی
- وزن مولکولی
- بار الکتریکی: بدون بار ، مثبت ، منفی ، تقریبا باردار
- بار معمول : حالت اکسیداسیون
- انحلال پذیری
- مقدار pH
طبقه بندی براساس عملکرد دارویی / بیولوژیکی
بیشتر برای مولکولهای بزرگ بیولوژیکی (حداقل در تعامل با یک ماده متقابل) ، به ویژه در آنزیم ها ، به عملکردهای شیمیایی اسیدهای آمینه سازنده آنها بستگی دارد.
- لیگاند در مقابل گیرنده ، کوآنزیم
- شماره EC
- شماره TC
- فارماکوفور در مقابل غیر دارویی
- فعالیت بیولوژیکی
موارد ذکر شده برخی از انواع طبقه بندی مواد شیمیایی هستند. سیستم های طبقه بندی زیادی وجود دارند که مواد شیمیایی را به انواع مختلف دسته بندی می کنند. به عبارت دیگر مواد شیمیایی طبقه بندی شده اند تا افرادی که از آنها استفاده می کنند – چه در صنعت و چه به عنوان مصرف کننده – از اثرات خطرناکی که ممکن است بر سلامتی انسان یا محیط زیست داشته باشد ، آگاهی یافته و خودشان را در برابر صدمات محافظت کنند.
