1.3 Eðlis- og efnafræðilegir eiginleikar

Þau einkenni sem greina eitt efni frá öðru kallast eiginleikar. Eðlisfræðilegur eiginleiki er einkenni efnis sem tengist ekki breytingu á efnasamsetningu þess. Þekkt dæmi um eðlisfræðilega eiginleika eru eðlismassi, litur, harka, bræðslumark, suðumark og rafleiðni. Suma eðlisfræðilega eiginleika, eins og eðlismassa og lit, má athuga án þess að breyta eðlisástandi efnisins. Aðra eðlisfræðilega eiginleika, svo sem bræðslumark járns eða frostmark vatns, er aðeins hægt að athuga þegar efnið verður fyrir eðlisbreytingu. Eðlisbreyting er breyting á ham, formi eða eiginleikum efnis án þess að efnasamsetning þeirra efna sem í því eru breytist. Eðlisbreytingar eiga sér stað þegar vax bráðnar, þegar sykur leysist upp í kaffi og þegar gufa þéttist í fljótandi vatn (mynd 1.18). Önnur dæmi um eðlisbreytingar eru segulmögnun og afsegulmögnun málma (eins og gert er við algeng þjófavarnarmerki) og mölun fastra efna í duft (sem getur stundum leitt til sýnilegra litabreytinga). Í hverju þessara dæma verður breyting á ham, formi eða eiginleikum efnisins, en engin breyting á efnasamsetningu þess.

Geta efnis til að breytast í aðra tegund efnis, eða skortur á slíkri getu, er efnafræðilegur eiginleiki. Dæmi um efnafræðilega eiginleika eru eldfimi, eiturhrif, súrleiki og margar aðrar tegundir hvarfgirni. Járn sameinast til dæmis súrefni í nærveru vatns og myndar ryð; króm oxast ekki (mynd 1.19). Nítróglýserín er mjög hættulegt vegna þess að það springur auðveldlega. Neon skapar nánast enga hættu þar sem það er mjög óhvarfgjarnt.

Efnabreyting myndar alltaf eina eða fleiri tegundir efnis sem eru frábrugðnar því efni sem var til staðar fyrir breytinguna. Myndun ryðs er efnabreyting vegna þess að ryð er önnur tegund efnis en járnið, súrefnið og vatnið sem voru til staðar áður en ryðið myndaðist. Sprenging nítróglýseríns er efnabreyting þar sem gastegundirnar sem myndast eru allt annars konar efni en upprunalega efnið. Önnur dæmi um efnabreytingar eru efnahvörf sem framkvæmd eru á rannsóknarstofu (eins og þegar kopar hvarfast við saltpéturssýru), hvers kyns bruni og þegar matur er eldaður, meltur eða rotnar (mynd 1.20).

Eiginleikar efnis falla í tvo flokka. Ef eiginleikinn er háður því magni efnis sem er til staðar er hann magnbundinn eiginleiki. Massi og rúmmál efnis eru dæmi um magnbundna eiginleika; til dæmis hefur gallóna af mjólk meiri massa en bolli af mjólk. Gildi magnbundins eiginleika er í beinu hlutfalli við það efnismagn sem um ræðir. Ef eiginleiki efnissýnis er ekki háður því magni efnis sem er til staðar er hann eðlisbundinn eiginleiki. Hitastig er dæmi um eðlisbundinn eiginleika. Ef gallónan og bollinn af mjólk eru bæði við 20 °C (stofuhita) helst hitastigið 20 °C þegar þeim er blandað saman. Sem annað dæmi má nefna hina ólíku en tengdu eiginleika varma og hitastigs. Dropi af heitri matarolíu sem slettist á handlegginn veldur stuttum og minniháttar óþægindum, en pottur af heitri olíu veldur alvarlegum brunasárum. Bæði dropinn og potturinn af olíu eru við sama hitastig (eðlisbundinn eiginleiki), en potturinn inniheldur augljóslega mun meiri varma (magnbundinn eiginleiki).

Þótt mörg frumefni séu mjög ólík hvað varðar efnafræðilega og eðlisfræðilega eiginleika hafa sum frumefni svipaða eiginleika. Til dæmis leiða mörg frumefni varma og rafmagn vel, en önnur eru lélegir leiðarar. Þessa eiginleika má nota til að flokka frumefnin í þrjá flokka: málma (frumefni sem leiða vel), málmleysingja (frumefni sem leiða illa) og hálfmálma (frumefni með miðlungs leiðni).

Lotukerfið er tafla yfir frumefni þar sem frumefni með svipaða eiginleika eru höfð saman (mynd 1.22). Þú munt læra meira um lotukerfið þegar þú heldur áfram námi þínu í efnafræði.