Химическое состояние - Chemical state

В химическое состояние химического элемента обусловлен его электронными, химическими и физическими свойствами, поскольку он существует в комбинации с самим собой или группой из одного или нескольких других элементов. Когда речь идет о катионах металлов, химическое состояние часто определяют как «степень окисления». Когда речь идет об органических материалах, химическое состояние обычно определяется как химическая группа, которая представляет собой группу из нескольких элементов, связанных вместе.[1][2][3][4][5][6][7] Материаловеды, физики твердого тела, химики-аналитики, исследователи поверхности и спектроскопы описывают или характеризуют химическую, физическую и / или электронную природу поверхности или объемных областей материала как имеющие или существующие как одно или несколько химических состояний.

Обзор

В химическое состояние Набор включает и включает в себя следующие подчиненные группы и объекты: химические вещества, функциональная группа, анион, катион, степень окисления, химическое соединение и элементарные формы элемент.

Этот термин или фраза обычно используются при интерпретации данных, полученных с помощью таких аналитических методов, как:

Значимость

Химическое состояние группы элементов может быть похоже, но не идентично химическому состоянию другой аналогичной группы элементов, поскольку эти две группы имеют разные соотношения одних и тех же элементов и проявляют разные химические, электронные и физические свойства, которые могут быть обнаружены различными спектроскопическими методами.

Химическое состояние может существовать на поверхности твердотельного материала или внутри него и часто, но не всегда, может быть изолировано или отделено от других химических веществ, обнаруженных на поверхности этого материала. Исследователи поверхности, спектроскопы, химические аналитики и материаловеды часто описывают химическую природу химических веществ, функциональных групп, анионов или катионов, обнаруженных на поверхности и вблизи поверхности твердотельного материала, как его химическое состояние.

Чтобы понять, чем химическое состояние отличается от степени окисления, аниона или катиона, сравните фторид натрия (NaF) с политетрафторэтилен (ПТФЭ, тефлон). Оба содержат фтор, наиболее электроотрицательный элемент, но только NaF растворяется в воде с образованием отдельных ионов, Na+ и F−. В электроотрицательность фтора сильно поляризует электронную плотность, которая существует между углеродом и фтором, но недостаточна для образования ионов, которые позволили бы ему раствориться в воде. Углерод и фтор в тефлоне (ПТФЭ) имеют нулевой электронный заряд, поскольку они образуют Ковалентная связь, но немногие ученые описывают эти элементы как имеющие нулевую степень окисления. С другой стороны, многие элементы в их чистом виде часто описываются как существующие с нулевой степенью окисления. Это один из атрибутов номенклатуры, поддерживаемый годами.

Тесно родственная номенклатура

Химическое состояние элемента часто путают со степенью окисления. Химическое состояние элемента или группы элементов с ненулевым ионным зарядом, например (1+), (2+), (3+), (1-), (2-) (3-) определяется как степень окисления этого элемента или группы элементов. Элементы или химические группы, которые имеют ионный заряд, обычно могут растворяться с образованием ионов либо в воде, либо в другом полярном растворителе. Такое соединение или соль описывается как ионное соединение с ионными связями, что означает, что, по сути, вся электронная плотность одного или нескольких валентных электронов перенесена от менее электроотрицательной группы элементов к более электроотрицательной группе элементов. В случае неионогенного соединения химические связи являются неионными, что означает, что соединение, вероятно, не растворяется в воде или другом полярном растворителе. Много неионные соединения имеют химические связи, которые разделяют электронную плотность, связывающую их вместе. Этот тип химической связи является либо неполярная ковалентная связь или полярная ковалентная связь.

Функциональная группа очень похожа на химические соединения и химические группы. Химическая группа или химические соединения демонстрируют характерное поведение реакции или характерный спектральный сигнал при анализе различными спектроскопическими методами. Эти три группы часто используются для описания групп элементов, существующих в органической молекуле.

Примеры химических названий, описывающих химическое состояние группы элементов

Следующий список нейтральных соединений, анионов, катионов, функциональных групп и химических соединений представляет собой неполный список многих групп элементов, которые могут проявлять или иметь уникальное «химическое состояние», будучи частью поверхности или основной части твердого состояния. материал.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Джон Т. Грант; Дэвид Бриггс (2003). Анализ поверхности методами оже- и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии. Публикации IM. ISBN  978-1-901019-04-9.
  2. ^ Мартин П. Сеа; Дэвид Бриггс (1983). Практический анализ поверхности методами оже- и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии. Wiley & Sons. ISBN  978-0-471-26279-4.
  3. ^ Мартин П. Сеа; Дэвид Бриггс (1992). Практический анализ поверхности методами оже- и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (2-е изд.). Wiley & Sons. ISBN  978-0-471-92082-3.
  4. ^ «ISO 18115: 2001 - Химический анализ поверхности - Словарь». Международная организация по стандартизации, TC / 201. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  5. ^ CD. Вагнер; W.M. Риггс; L.E. Дэвис; Дж. Ф. Моулдер; G.E. Малленберг (1979). Справочник по рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии. Perkin-Elmer Corp.
  6. ^ Б. Винсент Крист (2000). Справочник по монохроматическим XPS-спектрам - элементы и самородные оксиды. Wiley & Sons. ISBN  978-0-471-49265-8.
  7. ^ Б. Винсент Крист (2000). Справочник монохроматических XPS-спектров - полупроводники. Wiley & Sons. ISBN  978-0-471-49266-5.