Χημική ένωση

Ευρύτεροι ορισμοί

Κάθε χημική ουσία που αποτελείται από δύο ή περισσότερα είδη ατόμων (δηλαδή από δύο ή περισσότερα χημικά στοιχεία) σε καθορισμένη στοιχειμετρική αναλογία μπορεί να χαρακτηριστεί ως χημική ένωση. Ο κανόνας αυτός είναι ευκολότερα κατανοητός όταν αναφέρεται σε χημικά καθαρές ουσίες. Εννοείται ότι μια χημική ένωση μπορεί να μετατραπεί με χημική αντίδραση σε χημικά είδη με λιγότερα άτομα άνθρακα ανά μόριο. 
Υπάρχουν, όμως, εξαιρέσεις στον παραπάνω ορισμό. Υπάρχουν μη στοιχειομετρικές ενώσεις, με συνθέσεις που είναι αναπαράξιμες ανάλογα με τον τρόπο παραγωγή τους, δίνοντας σταθερές αλλά μη ακέραιες αναλογίες μεταξύ των χημικών στοιχείων που τις αποτελούν. Για παράδειγμα, στο υδρίδιο του παλλαδίου (PdHₓ, 0,02 < x < 0,58).  Πολλά στερεά ορυκτά υλικά συνηθισμένα στη Γη, όπως για παράδειγμα πολλά πυριτιούχα ορυκτά δεν έχουν απλούς χημικούς τύπους και στα οποία τα διάφορα χημικά στοιχεία που τα αποτελούν συνδέονται χημικά μεταξύ τους, αλλά όχι ακριβώς σε σταθερές αναλογίες. Η σύνθεσή τους ποικίλλει είτε εξαιτίας της παρουσίας ξένων στοιχείων παγιδευμένων μέσα στην κρυσταλλική τους δομή, είτε από το έλλειμμα ή το πλεόνασμα των συνηθισμένων συστατικών τους στοιχείων. Τέτοιες μη στοιχειομετρικές χημικές ενώσεις σχηματίζονται περισσότερο στο φλοιό και στο μανδύα της Γης. Οι χημικές ενώσεις έχουν μοναδική και καθορισμένη χημική δομή, που κρατιέται ενωμένη με καθορισμένη διάταξη χημικών δεσμών.
Άλλες χημικές ενώσεις, που θεωρούνται ως χημικά ταυτόσημες, μπορεί να περιέχουν ποσότητες από βαριά ή ελαφρά ισότοπα των συστατικών χημικών στοιχείων τους, τα οποία αλλάζουν ελαφρά την κατά βάρος αναλογία των χημικών στοιχείων τους, διαφοροποώντας έτσι όσες ιδιότητες επηρεάζονται από αυτήν τη μεταβολή.

Χημικές ενώσεις και μίγματα

Οι φυσικές και οι χημικές ιδιότητες κάθε χημικής ένωσης διαφέρουν από αυτές των συστατικών τους χημικών στοιχείων. Αυτό είναι ένα από τα κύρια κριτήρια που διαχωρίζουν μια χημική ένωση από ένα μίγμα των χημικών στοιχείων ή άλλων χημικών ουσιών. Σε ένα μίγμα, οι ιδιότητες γενικά παραμένουν κοντά ή είναι συγγενικές με αυτές των συστατικών χημικών ουσιών που το αποτελούν και εξαρτώνται από αυτές. Ένα άλλο κριτήριο που διαχωρίζει μια χημική ένωση από ένα μίγμα είναι ότι τα συστατικά σε ένα μίγμα μπορούν, συνήθως, να διαχριστούν με απλά μηχανικά μέσα, όπως η διήθηση, η εξάτμιση, ή η χρήση μαγνητικής δύναμης, αλλά σε μια χημική αντίδραση μπορεί να διαχωριστεί σε απλούστερες χημικές ουσίες μόνο με χρήση μιας (τουλάχιστον) χημικής αντίδρασης. Μερικά μίγματα είναι τόσο στενά συνδυασμένα ώστε έχουν κάποιες ιδιότητες που είναι παρόμοιες με αυτές των χημικών ενώσεων και μπορούν εύκολα να θεωρηθούν κατά λάθος ως χημικές ενώσεις. Ένα τέτοιο παράδειγμα είναι τα κράματα. Τα κράμματα σχηματίζονται μηχανικά, συνήθως με τήξη των συστατικών μετάλλων στην υγρή κατάσταση, ανάμιξη των δυο υγρών μετάλλων και τέλος σχετικά γρήγορη ψύξη, ώστε τα συστατικά τους να παγιδευτούν σε ένα φαινομενικά νέο μέταλλο. Άλλα παραδείγματα μιγμάτων που μοιάζουν με χημικές ενώσεις, περιλαμβάνουν διαμεταλλικές ενώσεις και διαλύματα τηγμάτων αλκαλιμετάλλων μέσα σε υγρή αμμωνία.

Φάσεις και θερμικές ιδιότητες

Οι χημικές ουσίες μπορεί να βρίσκονται σε αρκετές πιθανές φάσεις. Όλες οι χημικές ενώσεις μπορούν να υπάρξουν στη στερεά φάση, τουλάχιστον σε αρκετά χαμηλές θερμοκρασίες. Οι μοριακές ενώσεις μπορούν επίσης να υπάρξουν στην υγρή φάση, στην αέρια φάση και σε μερικές περιπτώσεις ακόμη και στην κατάσταση πλάσματος. Όλες οι χημικές ενώσεις διασπούνται με την εφαρμογή σε αυτές αρκετής θερμότητας. Η θερμοκρασία στην οποία τέτοια διάσπαση συμβαίνει συχνά ονομάζεται θερμοκρασία διάσπασης. Στις θερμοκρασίες αποσύνθεσης η διάσπαση δεν είναι απότομη και εξαρτάται από το ρυθμό θέρμανσης.