Ķīmiskā viela

Ūdens un tvaiks ir vienas ķīmiskās vielas divi dažādi agregātstāvokļi

Ķīmiskā viela ir jebkurš materiāls ar noteiktu ķīmisko sastāvu, neatkarīgi no šīs vielas izcelsmes. Piemēram, jebkuram ūdens paraugam būs tās pašas īpašības un tā pati ūdeņraža un skābekļa attiecība, neatkarīgi no tā, vai šis ūdens paraugs ir ņemts no upes vai mākslīgi izgatavots laboratorijā. Tīru vielu mehāniskā ceļā nevar sadalīt citās vielās. Tipiskas mājas apstākļos sastopamās vielas ir ūdens, vārāmā sāls (nātrija hlorīds) un cukurs (saharoze). Parastākie vielas agregātstāvokļi ir cietviela, šķidrums vai gāze. Viela var pāriet no viena agregātstāvokļa citā, mainoties temperatūrai vai spiedienam.

Ķīmiskās vielas jēdziens izveidojās 18. gadsimta beigās pēc ķīmiķa Žozefa Prusta darba izdošanas par vairāku tīru ķīmisko savienojumu uzbūvi. Viņš secināja: "Visiem savienojuma paraugiem bija vienāds sastāvs; tātad visiem paraugiem ir tās pašas vielā sastopamo elementu masas proporcijas". Šī tēze kļuva pazīstama kā konstantā sastāva likums kas kalpo par vienu no ķīmijas zinātnes pamatakmeņiem.

Elementi

Ķīmisko vielu, kuru ar parastajām ķīmiskajām reakcijām nevar sadalīt vai pārveidot citā vielā, sauc par ķīmisko elementu (biežāk vienkārši elements). Elements sastāv no daļiņām — atomiem, kuri sastāv no negatīvi lādētiem elektroniem, kuri grupēti ap kodolu, kas sastāv no pozitīvi lādētiem protoniem un neitrāliem neitroniem. Elementa paraugā visiem atomiem ir vienāds skaits protonu, kaut gan paraugā var būt pārstāvēti dažādi izotopi ar atšķirīgu neitronu skaitu.

Ķīmiskie savienojumi

Divi vai vairāki elementi, kas savienoti vienā vielā, veido ķīmisko savienojumu, kas sastāv no atomiem, kas ķīmiski saistīti molekulās. Kombinējot ap 120 zināmos elementus, iespējams iegūt milzīgu skaitu dažādu ķīmisko savienojumu. Pašlaik raksturoti un identificēti ap 30 miljoni ķīmisko savienojumu. Tās vielas, kuru galvenās sastāvdaļas ir oglekļa un ūdeņraža atomi, sauc par organiskajām vielām, savukārt tās vielas, kas sastāv no citiem elementiem, sauc par neorganiskajām vielām.

Savienojumi, kuros to atomiem ir kopīgi elektronu pāri, tiek saukti par kovalentiem savienojumiem. Savienojumus, kas sastāv no pretēji lādētiem joniem, sauc par jonu savienojumiem, jeb sāļiem.

Ķīmisko vielu nosaukumi

Katrai ķīmiskai vielai ir unikāls sistemātiskais nosaukums.

Daudzi savienojumi pazīstami pēc to parastajiem, vienkāršākajiem jeb triviālajiem nosaukumiem, no kuriem lielākā daļa ir senāki kā sistemātiskais nosaukums. Jau ilgāku laiku pazīstamā cukura — glikozes — cikliskajai formai ir šāds sistemātiskais nosaukums: 6-(hidroksimetil)oksān-2,3,4,5-tetrols. Arī farmācijā ķīmiskajiem savienojumiem tiek piešķirti vienkāršāki nosaukumi, piemēram pretsāpju līdzeklim naproksēnam viens no "ķīmiskajiem" nosaukumiem ir (S)-6-metoksi-α-metil-2-naftalīnetiķskābe.

Ķīmiķi bieži apzīmē ķīmiskos savienojumus, lietojot ķīmiskās formulas, kuras satur pilnīgāku informāciju par savienojuma ķīmisko struktūru. Ir izveidotas arī datora videi draudzīgas sistēmas vielas informācijas ievadīšanai, piemēram CAS reģistra numurs un Starptautiskais ķimikālijas identifikators jeb InChI. Šādas sistēmas, jo sevišķi CAS skaitlis, ir noderīgas arī papīra formāta darbos, jo tās ērti lietojamas kā unikāli ciparu kodi specifiskas vielas apzīmēšanai.

Tipiskas ķīmiskās vielas identifikācija

Parastais nosaukums	Sistemātiskais nosaukums	Ķīmiskā formula	Ķīmiskā struktūra	CAS reģistra numurs	InChI
alkohols, jeb etila alkohols	etanols	C2H5OH		[64-17-5]	1/C2H6O/c1-2-3/h3H,2H2,1H3

Vielas ieguve, attīrīšana, raksturošana un identifikācija

Bieži ir nepieciešams izolēt vielu no maisījuma, piemēram, iegūstot saharozi no cukurbietēm jeb vai pēc ķīmiskās reakcijas, kuras rezultātā parasti rodas ķīmisko vielu maisījums. Tas parasti tiek paveikts ar fiziskiem procesiem, piemēram, ar destilāciju, filtrēšanu un iztvaicēšanu. Šīs pašas metodes var izmantot arī tālākai vielas attīrīšanai. Kad ir iegūta tīra viela, var pētīt tās ķīmiskās un fiziskās īpašības, lai vielu varētu raksturot. Ķīmiskā sastāva noteikšanai var lietot ķīmiskās analīzes.