Związek chemiczny

Związek chemiczny – jednorodne połączenie co najmniej dwóch różnych pierwiastków chemicznych 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.

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.

Według 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.

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.

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

• ze względu na ogólną skłonność do przyjmowania lub udostępniania elektronów:
  • elektrofile
  • nukleofile
• ze względu na zachowanie w reakcjach redoks:
  • utleniacze
  • reduktory

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 informacje o znanych ludzkości związkach chemicznych w jednym miejscu. Największą tego rodzaju bazą jest CAS Registry nadająca Numer CAS – liczy ona ok. 67 mln związków. Innymi tego rodzaju bazami danych jest PubChem (ok. 96 mln rekordów) czy Europejski Wykaz Notyfikowanych Substancji Chemicznych nadający numery WE.

Zobacz też

• związki chemiczne według pierwiastków