Απλές και σύνθετες ουσίες - Υπερμάρκετ Γνώσης. Απλές και σύνθετες ουσίες

Χημεία ανήκει στις φυσικές επιστήμες. Μελετά τη σύνθεση, τη δομή, τις ιδιότητες και τους μετασχηματισμούς των ουσιών, καθώς και τα φαινόμενα που συνοδεύουν αυτούς τους μετασχηματισμούς.

Ουσία είναι μια από τις κύριες μορφές ύπαρξης της ύλης. Η ουσία ως μορφή ύλης αποτελείται από μεμονωμένα σωματίδια διαφόρων βαθμών πολυπλοκότητας και έχει τη δική της μάζα, το λεγόμενο

μάζα ανάπαυσης.

1. Απλές και σύνθετες ουσίες. Αλλοτροπία.

Όλες οι ουσίες μπορούν να χωριστούν σε απλός Και συγκρότημα .

Απλές ουσίες αποτελούνται από άτομα ενός χημικού στοιχείου, συγκρότημα - από άτομα πολλών χημικών στοιχείων.

Χημικό στοιχείο - αυτός είναι ένας συγκεκριμένος τύπος ατόμου με το ίδιο πυρηνικό φορτίο. Οθεν, άτομο είναι το μικρότερο σωματίδιο ενός χημικού στοιχείου.

Εννοια απλή ουσία δεν μπορεί να ταυτιστεί με την έννοια

χημικό στοιχείο . Χημικό στοιχείοχαρακτηρίζεται από ορισμένο θετικό φορτίο του ατομικού πυρήνα, ισοτοπική σύνθεση και χημικές ιδιότητες. Οι ιδιότητες ενός στοιχείου αναφέρονται στα μεμονωμένα άτομα του. Μια απλή ουσία χαρακτηρίζεται από μια ορισμένη πυκνότητα, διαλυτότητα, σημεία τήξης και βρασμού κ.λπ. Αυτές οι ιδιότητες σχετίζονται με μια συλλογή ατόμων και είναι διαφορετικές για διαφορετικές απλές ουσίες.

Απλή ουσία - αυτή είναι η μορφή ύπαρξης ενός χημικού στοιχείου σε ελεύθερη κατάσταση. Πολλά χημικά στοιχεία σχηματίζουν πολλές απλές ουσίες που διαφέρουν ως προς τη δομή και τις ιδιότητες. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται αλλοτροπία , και οι ουσίες που σχηματίζουν είναι αλλοτροπικές τροποποιήσεις . Έτσι, το στοιχείο οξυγόνου σχηματίζει δύο αλλοτροπικές τροποποιήσεις - οξυγόνο και όζον, το στοιχείο άνθρακα - διαμάντι, γραφίτης, καρβίνη, φουλερένιο.

Το φαινόμενο της αλλοτροπίας προκαλείται από δύο λόγους: διαφορετικό αριθμό ατόμων στο μόριο (για παράδειγμα, οξυγόνο ΓΙΑ 2 και αζών ΓΙΑ 3 ) ή ο σχηματισμός διαφόρων κρυσταλλικών μορφών (για παράδειγμα, ο άνθρακας σχηματίζει τις ακόλουθες αλλοτροπικές τροποποιήσεις: διαμάντι, γραφίτης, καραμπίνη, φουλερένιο), η καραμπίνα ανακαλύφθηκε το 1968 (A. Sladkov, Ρωσία) και το φουλερένιο ανακαλύφθηκε θεωρητικά το 1973 (D Bochvar, Ρωσία) και το 1985 - πειραματικά (G. Kroto and R. Smalley, ΗΠΑ).

Σύνθετες ουσίες Δεν αποτελούνται από απλές ουσίες, αλλά από χημικά στοιχεία. Έτσι, το υδρογόνο και το οξυγόνο, που αποτελούν μέρος του νερού, περιέχονται στο νερό όχι με τη μορφή αερίου υδρογόνου και οξυγόνου με τις χαρακτηριστικές τους ιδιότητες, αλλά με τη μορφή στοιχεία - υδρογόνο και οξυγόνο.

Το μικρότερο σωματίδιο ουσιών με μοριακή δομή είναι ένα μόριο που διατηρεί τις χημικές ιδιότητες μιας δεδομένης ουσίας. Σύμφωνα με τις σύγχρονες αντιλήψεις, τα μόρια αποτελούνται κυρίως από ουσίες σε υγρή και αέρια κατάσταση. Τα περισσότερα στερεά (κυρίως ανόργανα) δεν αποτελούνται από μόρια, αλλά από άλλα σωματίδια (ιόντα, άτομα). Τα άλατα, τα οξείδια μετάλλων, το διαμάντι, τα μέταλλα κ.λπ. δεν έχουν μοριακή δομή.

1. Σχετική ατομική μάζα

Οι σύγχρονες μέθοδοι έρευνας καθιστούν δυνατό τον προσδιορισμό εξαιρετικά μικρών ατομικών μαζών με μεγαλύτερη ακρίβεια. Για παράδειγμα, η μάζα ενός ατόμου υδρογόνου είναι 1,674  10 -27 kg, άνθρακας - 1,993  10 -26 κιλά.

Στη χημεία, παραδοσιακά δεν χρησιμοποιούνται απόλυτες τιμές ατομικών μαζών, αλλά σχετικές. Το 1961 υιοθετήθηκε η μονάδα ατομικής μάζας μονάδα ατομικής μάζας (συντομογραφία a.u.m.), που είναι 1/12 μέρος της μάζας ενός ατόμου ισοτόπου άνθρακα 12 ΜΕ.

Τα περισσότερα χημικά στοιχεία έχουν άτομα με διαφορετική μάζα (ισότοπα). Γι' αυτό σχετική ατομική μάζα (ή απλά ατομική μάζα) ΕΝΑ rενός χημικού στοιχείου είναι μια τιμή ίση με τον λόγο της μέσης μάζας ενός ατόμου του στοιχείου προς 1/12 μάζα ατόμου άνθρακα 12 ΜΕ.

Οι ατομικές μάζες των στοιχείων είναι ΕΝΑ r, όπου ευρετήριο r– το αρχικό γράμμα μιας αγγλικής λέξης σχετικός – συγγενής. Αναρτήσεις ΕΝΑ r (Η), Α r (Ο) ΕΝΑ r (ΝΤΟ)μέση: σχετική ατομική μάζα υδρογόνου, σχετική ατομική μάζα οξυγόνου, σχετική ατομική μάζα άνθρακα.

Η σχετική ατομική μάζα είναι ένα από τα κύρια χαρακτηριστικά ενός χημικού στοιχείου.

Απλές και σύνθετες ουσίες. Χημικό στοιχείο

Περί ατόμων και χημικών στοιχείων

Στη χημεία, εκτός από τους όρους «άτομο» και «μόριο», χρησιμοποιείται συχνά η έννοια «στοιχείο» Τι κοινό έχουν αυτές οι έννοιες και πώς διαφέρουν;

Χημικό στοιχείο είναι άτομα του ίδιου τύπου. Έτσι, για παράδειγμα, όλα τα άτομα υδρογόνου είναι το στοιχείο υδρογόνο. Όλα τα άτομα οξυγόνου και υδραργύρου είναι τα στοιχεία οξυγόνο και υδράργυρος, αντίστοιχα.

Επί του παρόντος, είναι γνωστοί περισσότεροι από 107 τύποι ατόμων, δηλαδή περισσότερα από 107 χημικά στοιχεία. Είναι απαραίτητο να γίνει διάκριση μεταξύ των εννοιών "χημικό στοιχείο", "άτομο" και "απλή ουσία"

Απλές και σύνθετες ουσίες

Σύμφωνα με τη στοιχειακή τους σύσταση, διακρίνουν μεταξύ απλών ουσιών που αποτελούνται από άτομα ενός στοιχείου (H2, O2, Cl2, P4, Na, Cu, Au) και σύνθετων ουσιών που αποτελούνται από άτομα διαφορετικών στοιχείων (H2O, NH3, OF2, H2SO4 MgCl2, K2SO4).

Επί του παρόντος, είναι γνωστά 115 χημικά στοιχεία, τα οποία σχηματίζουν περίπου 500 απλές ουσίες.

Ο εγγενής χρυσός είναι μια απλή ουσία.

Η ικανότητα ενός στοιχείου να υπάρχει με τη μορφή διαφόρων απλών ουσιών που διαφέρουν ως προς τις ιδιότητες ονομάζεται αλλοτροπία. Για παράδειγμα, το στοιχείο οξυγόνο Ο έχει δύο αλλοτροπικές μορφές - διοοξυγόνο Ο2 και όζον Ο3 με διαφορετικούς αριθμούς ατόμων στα μόρια.

Οι αλλοτροπικές μορφές του στοιχείου άνθρακα C - διαμάντι και γραφίτης - διαφέρουν ως προς τη δομή των κρυστάλλων τους Υπάρχουν και άλλοι λόγοι για την αλλοτροπία.

Αλλοτροπικές μορφές άνθρακα:

γραφίτης:

διαμάντι:

Οι σύνθετες ουσίες ονομάζονται συχνά χημικές ενώσεις, για παράδειγμα, οξείδιο υδραργύρου (II) HgO (που λαμβάνεται με συνδυασμό ατόμων απλών ουσιών - υδράργυρος Hg και οξυγόνο O2), βρωμιούχο νάτριο (που λαμβάνεται με συνδυασμό ατόμων απλών ουσιών - νάτριο Na και βρώμιο Br2) .

Λοιπόν, ας συνοψίσουμε τα παραπάνω. Υπάρχουν δύο τύποι μορίων ύλης:

1. Απλός– τα μόρια τέτοιων ουσιών αποτελούνται από άτομα του ίδιου τύπου. Σε χημικές αντιδράσεις δεν μπορούν να αποσυντεθούν για να σχηματίσουν πολλές απλούστερες ουσίες.

2.Συγκρότημα- τα μόρια τέτοιων ουσιών αποτελούνται από άτομα διαφορετικών τύπων. Σε χημικές αντιδράσεις μπορούν να αποσυντεθούν για να σχηματίσουν απλούστερες ουσίες.

Η διαφορά μεταξύ των εννοιών "χημικό στοιχείο" και "απλή ουσία"

Οι έννοιες «χημικό στοιχείο» και «απλή ουσία» μπορούν να διακριθούν συγκρίνοντας τις ιδιότητες απλών και σύνθετων ουσιών. Για παράδειγμα, μια απλή ουσία - το οξυγόνο - είναι ένα άχρωμο αέριο απαραίτητο για την αναπνοή και την υποστήριξη της καύσης. Το μικρότερο σωματίδιο της απλής ουσίας οξυγόνο είναι ένα μόριο που αποτελείται από δύο άτομα. Το οξυγόνο περιλαμβάνεται επίσης στο μονοξείδιο του άνθρακα (μονοξείδιο του άνθρακα) και στο νερό. Ωστόσο, το νερό και το μονοξείδιο του άνθρακα περιέχουν χημικά δεσμευμένο οξυγόνο, το οποίο δεν έχει τις ιδιότητες μιας απλής ουσίας, συγκεκριμένα, δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αναπνοή. Τα ψάρια, για παράδειγμα, δεν αναπνέουν χημικά δεσμευμένο οξυγόνο, το οποίο είναι μέρος του μορίου του νερού, αλλά ελεύθερο οξυγόνο διαλυμένο σε αυτό. Επομένως, όταν μιλάμε για τη σύνθεση οποιωνδήποτε χημικών ενώσεων, θα πρέπει να γίνει κατανοητό ότι αυτές οι ενώσεις δεν περιλαμβάνουν απλές ουσίες, αλλά άτομα ορισμένου τύπου, δηλαδή τα αντίστοιχα στοιχεία.

Όταν οι σύνθετες ουσίες αποσυντίθενται, τα άτομα μπορούν να απελευθερωθούν σε ελεύθερη κατάσταση και να συνδυαστούν για να σχηματίσουν απλές ουσίες. Οι απλές ουσίες αποτελούνται από άτομα ενός στοιχείου. Η διαφορά μεταξύ των εννοιών «χημικό στοιχείο» και «απλή ουσία» επιβεβαιώνεται επίσης από το γεγονός ότι το ίδιο στοιχείο μπορεί να σχηματίσει πολλές απλές ουσίες. Για παράδειγμα, άτομα του στοιχείου οξυγόνο μπορούν να σχηματίσουν διατομικά μόρια οξυγόνου και τριατομικά μόρια όζοντος. Το οξυγόνο και το όζον είναι εντελώς διαφορετικές απλές ουσίες. Αυτό εξηγεί το γεγονός ότι είναι γνωστές πολύ πιο απλές ουσίες από τα χημικά στοιχεία.

Χρησιμοποιώντας την έννοια του «χημικού στοιχείου», μπορούμε να δώσουμε τον ακόλουθο ορισμό σε απλές και σύνθετες ουσίες:

Απλόςονομάζονται ουσίες που αποτελούνται από άτομα ενός χημικού στοιχείου.

Συγκρότημαονομάζονται ουσίες που αποτελούνται από άτομα διαφορετικών χημικών στοιχείων.

Η διαφορά μεταξύ των εννοιών "μίγμα" και "χημική ένωση"

Οι σύνθετες ουσίες ονομάζονται συχνά χημικές ενώσεις.

Ακολουθήστε τον σύνδεσμο και δείτε την εμπειρία της αλληλεπίδρασης απλών ουσιών σιδήρου και θείου.

Προσπαθήστε να απαντήσετε στις ερωτήσεις:

1. Πώς διαφέρουν τα μείγματα ως προς τη σύνθεση από τις χημικές ενώσεις;

2. Συγκρίνετε τις ιδιότητες των μειγμάτων και των χημικών ενώσεων;

3. Με ποιους τρόπους μπορείτε να διαχωρίσετε τα συστατικά ενός μείγματος και μιας χημικής ένωσης;

4. Είναι δυνατόν να κρίνουμε με εξωτερικά σημάδια τον σχηματισμό μείγματος ή χημικής ένωσης;

Συγκριτικά χαρακτηριστικά μειγμάτων και χημικών συνδέσεις

Ερωτήσεις για την αντιστοίχιση μειγμάτων με χημικές ενώσεις	Σύγκριση
	Μείγματα	Χημικές ενώσεις
Πώς διαφέρουν τα μείγματα στη σύνθεση από τις χημικές ενώσεις;	Οι ουσίες μπορούν να αναμειχθούν σε οποιαδήποτε αναλογία, δηλ. μεταβλητή σύνθεση μειγμάτων	Η σύσταση των χημικών ενώσεων είναι σταθερή.
Συγκρίνετε τις ιδιότητες των μειγμάτων και των χημικών ενώσεων;	Οι ουσίες σε μείγματα διατηρούν τις ιδιότητές τους	Οι ουσίες που σχηματίζουν ενώσεις δεν διατηρούν τις ιδιότητές τους, αφού σχηματίζονται χημικές ενώσεις με άλλες ιδιότητες
Με ποιους τρόπους μπορεί να διαχωριστεί ένα μείγμα και μια χημική ένωση στα συστατικά του;	Οι ουσίες μπορούν να διαχωριστούν με φυσικά μέσα	Οι χημικές ενώσεις μπορούν να διασπαστούν μόνο μέσω χημικών αντιδράσεων
Είναι δυνατόν να κρίνουμε με εξωτερικά σημάδια τον σχηματισμό ενός μείγματος και μιας χημικής ένωσης;	Η μηχανική ανάμιξη δεν συνοδεύεται από έκλυση θερμότητας ή άλλα σημάδια χημικών αντιδράσεων	Ο σχηματισμός μιας χημικής ένωσης μπορεί να κριθεί από τα σημάδια των χημικών αντιδράσεων

Εργασίες για ενοποίηση

I. Εργασία με προσομοιωτές

Προσομοιωτής Νο. 1

Προσομοιωτής Νο. 2

Προσομοιωτής Νο. 3

II. Λύστε το πρόβλημα

Από την προτεινόμενη λίστα ουσιών, καταγράψτε τις απλές και τις σύνθετες ουσίες ξεχωριστά:

NaCl, H2SO4, K, S8, CO2, O3, H3PO4, N2, Fe.

Εξηγήστε την επιλογή σας σε κάθε περίπτωση.

III. Απαντήστε στις ερωτήσεις

№1

Πόσες απλές ουσίες γράφονται σε μια σειρά τύπων:

H2O, N2, O3, HNO3, P2O5, S, Fe, CO2, KOH.

№2

Και οι δύο ουσίες είναι πολύπλοκες:

Α) C (άνθρακας) και S (θείο).

Β) CO2 (διοξείδιο του άνθρακα) και H2O (νερό).

Β) Fe (σίδηρος) και CH4 (μεθάνιο).

Δ) H2SO4 (θειικό οξύ) και Η2 (υδρογόνο).

№3

Επιλέξτε τη σωστή δήλωση:

Οι απλές ουσίες αποτελούνται από άτομα του ίδιου τύπου.

Α) Σωστό

Β) Λάθος

№4

Αυτό που είναι χαρακτηριστικό για τα μείγματα είναι ότι

Α) Έχουν σταθερή σύνθεση.

Β) Οι ουσίες στο «μίγμα» δεν διατηρούν τις ατομικές τους ιδιότητες.

Γ) Οι ουσίες σε «μείγματα» μπορούν να διαχωριστούν με φυσικές ιδιότητες.

Δ) Οι ουσίες σε «μείγματα» μπορούν να διαχωριστούν χρησιμοποιώντας μια χημική αντίδραση.

№5

Τα ακόλουθα είναι τυπικά για τις «χημικές ενώσεις»:

Α) Μεταβλητή σύνθεση.

Β) Οι ουσίες που περιέχονται σε μια «χημική ένωση» μπορούν να διαχωριστούν με φυσικά μέσα.

Γ) Ο σχηματισμός μιας χημικής ένωσης μπορεί να κριθεί από τα σημάδια των χημικών αντιδράσεων.

Δ) Μόνιμη σύνθεση.

№6

Σε ποια περίπτωση μιλάμε για σίδηρο ως χημικό στοιχείο;

Α) Ο σίδηρος είναι ένα μέταλλο που έλκεται από έναν μαγνήτη.

Β) Ο σίδηρος είναι μέρος της σκουριάς.

Γ) Ο σίδηρος χαρακτηρίζεται από μεταλλική λάμψη.

Δ) Το θειούχο σίδηρο περιέχει ένα άτομο σιδήρου.

№7

Σε ποια περίπτωση μιλάμε για το οξυγόνο ως απλή ουσία;

Α) Το οξυγόνο είναι ένα αέριο που υποστηρίζει την αναπνοή και την καύση.

Β) Τα ψάρια αναπνέουν οξυγόνο διαλυμένο στο νερό.

Γ) Το άτομο οξυγόνου είναι μέρος του μορίου του νερού.

Δ) Το οξυγόνο είναι μέρος του αέρα.

Όλες οι ουσίες για τις οποίες μιλάμε σχολικό μάθημαΗ χημεία συνήθως χωρίζεται σε απλή και σύνθετη. Απλές ουσίες είναι εκείνες οι ουσίες των οποίων τα μόρια περιέχουν άτομα του ίδιου στοιχείου.Το ατομικό οξυγόνο (Ο), το μοριακό οξυγόνο (Ο2) ή απλά το οξυγόνο, το όζον (Ο3), ο γραφίτης, το διαμάντι είναι παραδείγματα απλών ουσιών που σχηματίζουν τα χημικά στοιχεία οξυγόνο και άνθρακα. Οι σύνθετες ουσίες χωρίζονται σε οργανικές και ανόργανες. Μεταξύ των ανόργανων ουσιών, διακρίνονται κυρίως οι ακόλουθες τέσσερις κατηγορίες: οξείδια (ή οξείδια), οξέα (χωρίς οξυγόνο και οξυγόνο), βάσεις (οι υδατοδιαλυτές βάσεις ονομάζονται αλκάλια) και άλατα. Οι ενώσεις των μη μετάλλων (με εξαίρεση το οξυγόνο και το υδρογόνο) δεν περιλαμβάνονται σε αυτές τις τέσσερις κατηγορίες, θα τις ονομάσουμε συμβατικά «και άλλες πολύπλοκες ουσίες».

Οι απλές ουσίες συνήθως χωρίζονται σε μέταλλα, αμέταλλα και αδρανή αέρια. Τα μέταλλα περιλαμβάνουν όλα τα χημικά στοιχεία στα οποία γεμίζονται τα d- και f-υποεπίπεδα, αυτά είναι τα στοιχεία στην 4η περίοδο: Sc - Zn, στην 5η περίοδο: Y - Cd, στην 6η περίοδο: La - Hg, Ce - Lu, στην 7η περίοδο Ac - Th - Lr. Εάν τώρα τραβήξουμε μια γραμμή από το Be έως το At μεταξύ των υπολοίπων στοιχείων, τότε προς τα αριστερά και κάτω θα υπάρχουν μέταλλα και προς τα δεξιά και πάνω - τα μη μέταλλα. Τα αδρανή αέρια βρίσκονται στην ομάδα 8 του Περιοδικού Πίνακα. Στοιχεία που βρίσκονται στη διαγώνιο: Al, Ge, Sb, Po (και μερικά άλλα. Για παράδειγμα, ο Zn) σε ελεύθερη κατάσταση έχουν τις ιδιότητες των μετάλλων και τα υδροξείδια έχουν τις ιδιότητες τόσο των βάσεων όσο και των οξέων, δηλ. είναι αμφοτερικά υδροξείδια. Επομένως, αυτά τα στοιχεία μπορούν να θεωρηθούν μεταλλικά-μη μέταλλα, καταλαμβάνοντας μια ενδιάμεση θέση μεταξύ μετάλλων και μη μετάλλων. Έτσι, η ταξινόμηση των χημικών στοιχείων εξαρτάται από τις ιδιότητες που θα έχουν τα υδροξείδια τους: βασικό - που σημαίνει ότι είναι μέταλλο, όξινο - αμέταλλο και και τα δύο (ανάλογα με τις συνθήκες) - μέταλλο-μη μέταλλο. Το ίδιο χημικό στοιχείο σε ενώσεις με τη χαμηλότερη θετική κατάσταση οξείδωσης (Mn+2, Cr+2) παρουσιάζει έντονες «μεταλλικές» ιδιότητες και σε ενώσεις με τη μέγιστη θετική κατάσταση οξείδωσης (Mn+7, Cr+6) τις ιδιότητες του ένα τυπικό αμέταλλο. Για να δείτε τη σχέση μεταξύ απλών ουσιών, οξειδίων, υδροξειδίων και αλάτων, παρουσιάζουμε έναν συνοπτικό πίνακα.

Στο προηγούμενο κεφάλαιο ειπώθηκε ότι όχι μόνο άτομα του ίδιου χημικού στοιχείου μπορούν να σχηματίσουν δεσμούς μεταξύ τους, αλλά και άτομα διαφορετικών στοιχείων. Οι ουσίες που σχηματίζονται από άτομα ενός χημικού στοιχείου ονομάζονται απλές ουσίες και οι ουσίες που σχηματίζονται από άτομα διαφορετικών χημικών στοιχείων ονομάζονται σύνθετες ουσίες. Ορισμένες απλές ουσίες έχουν μοριακή δομή, δηλ. αποτελούνται από μόρια. Για παράδειγμα, ουσίες όπως το οξυγόνο, το άζωτο, το υδρογόνο, το φθόριο, το χλώριο, το βρώμιο, το ιώδιο έχουν μοριακή δομή. Κάθε μία από αυτές τις ουσίες σχηματίζεται από διατομικά μόρια, επομένως οι τύποι τους μπορούν να γραφούν ως O 2, N 2, H 2, F 2, Cl 2, Br 2 και I 2, αντίστοιχα. Όπως μπορείτε να δείτε, οι απλές ουσίες μπορεί να έχουν το ίδιο όνομα με τα στοιχεία που τις σχηματίζουν. Επομένως, θα πρέπει κανείς να διακρίνει ξεκάθαρα τις καταστάσεις όταν μιλάμε για ένα χημικό στοιχείο και πότε για μια απλή ουσία.

Συχνά οι απλές ουσίες δεν έχουν μοριακή, αλλά ατομική δομή. Σε τέτοιες ουσίες, τα άτομα μπορούν να σχηματίσουν δεσμούς διαφόρων τύπων μεταξύ τους, οι οποίοι θα συζητηθούν λεπτομερώς λίγο αργότερα. Ουσίες παρόμοιας δομής είναι όλα τα μέταλλα, για παράδειγμα, ο σίδηρος, ο χαλκός, το νικέλιο, καθώς και ορισμένα αμέταλλα - διαμάντι, πυρίτιο, γραφίτης κ.λπ. Αυτές οι ουσίες συνήθως χαρακτηρίζονται όχι μόνο από τη σύμπτωση του ονόματος του χημικού στοιχείου με το όνομα της ουσίας που σχηματίζεται από αυτό, αλλά και από την πανομοιότυπη καταγραφή του τύπου της ουσίας και την ονομασία του χημικού στοιχείου. Για παράδειγμα, τα χημικά στοιχεία σίδηρος, χαλκός και πυρίτιο, που ονομάζονται Fe, Cu και Si, σχηματίζουν απλές ουσίες των οποίων οι τύποι είναι Fe, Cu και Si, αντίστοιχα. Υπάρχει επίσης μια μικρή ομάδα απλών ουσιών που αποτελείται από μεμονωμένα άτομα που δεν συνδέονται με κανέναν τρόπο. Τέτοιες ουσίες είναι τα αέρια, τα οποία ονομάζονται ευγενή αέρια λόγω της εξαιρετικά χαμηλής χημικής τους δράσης. Αυτά περιλαμβάνουν ήλιο (He), νέο (Ne), αργό (Ar), κρυπτό (Kr), ξένο (Xe), ραδόνιο (Rn).

Δεδομένου ότι υπάρχουν μόνο περίπου 500 γνωστές απλές ουσίες, το λογικό συμπέρασμα προκύπτει ότι πολλά χημικά στοιχεία χαρακτηρίζονται από ένα φαινόμενο που ονομάζεται αλλοτροπία.

Η αλλοτροπία είναι ένα φαινόμενο όταν ένα χημικό στοιχείο μπορεί να σχηματίσει πολλές απλές ουσίες. Διαφορετικές χημικές ουσίες που σχηματίζονται από ένα χημικό στοιχείο ονομάζονται αλλοτροπικές τροποποιήσεις ή αλλοτρόπες.

Έτσι, για παράδειγμα, το χημικό στοιχείο οξυγόνο μπορεί να σχηματίσει δύο απλές ουσίες, η μία από τις οποίες έχει το όνομα του χημικού στοιχείου - οξυγόνο. Το οξυγόνο ως ουσία αποτελείται από διατομικά μόρια, δηλ. ο τύπος του είναι Ο 2. Είναι αυτή η ένωση που είναι μέρος του αέρα που χρειαζόμαστε για τη ζωή. Μια άλλη αλλοτροπική τροποποίηση του οξυγόνου είναι το τριατομικό αέριο όζον, του οποίου ο τύπος είναι O 3 . Παρά το γεγονός ότι τόσο το όζον όσο και το οξυγόνο σχηματίζονται από το ίδιο χημικό στοιχείο, η χημική τους συμπεριφορά είναι πολύ διαφορετική: το όζον είναι πολύ πιο ενεργό από το οξυγόνο σε αντιδράσεις με τις ίδιες ουσίες. Επιπλέον, αυτές οι ουσίες διαφέρουν μεταξύ τους σε φυσικές ιδιότητες, τουλάχιστον λόγω του γεγονότος ότι το μοριακό βάρος του όζοντος είναι 1,5 φορές μεγαλύτερο από αυτό του οξυγόνου. Αυτό οδηγεί στο γεγονός ότι η πυκνότητά του στην αέρια κατάσταση είναι επίσης 1,5 φορές μεγαλύτερη.

Πολλά χημικά στοιχεία τείνουν να σχηματίζουν αλλοτροπικές τροποποιήσεις που διαφέρουν μεταξύ τους ως προς τα δομικά χαρακτηριστικά του κρυσταλλικού πλέγματος. Έτσι, για παράδειγμα, στο Σχήμα 5, μπορείτε να δείτε σχηματικές εικόνες θραυσμάτων των κρυσταλλικών δικτυωμάτων διαμαντιού και γραφίτη, που είναι αλλοτροπικές τροποποιήσεις του άνθρακα.

Εικόνα 5. Θραύσματα κρυσταλλικών δικτυωμάτων από διαμάντι (α) και γραφίτη (β)

Επιπλέον, ο άνθρακας μπορεί επίσης να έχει μοριακή δομή: μια τέτοια δομή παρατηρείται σε έναν τύπο ουσίας όπως τα φουλλερένια. Ουσίες αυτού του τύπουσχηματίζεται από σφαιρικά μόρια άνθρακα. Το σχήμα 6 δείχνει τρισδιάστατα μοντέλα του μορίου φουλερενίου c60 και μια μπάλα ποδοσφαίρου για σύγκριση. Παρατηρήστε τις ενδιαφέρουσες ομοιότητές τους.

Εικόνα 6. Μόριο φουλερενίου C60 (α) και μπάλα ποδοσφαίρου (β)

Οι σύνθετες ουσίες είναι ουσίες που αποτελούνται από άτομα διαφορετικών στοιχείων. Αυτές, όπως και οι απλές ουσίες, μπορούν να έχουν μοριακή και μη μοριακή δομή. Ο μη μοριακός τύπος δομής σύνθετων ουσιών μπορεί να είναι πιο ποικίλος από αυτόν των απλών. Οποιεσδήποτε σύνθετες χημικές ουσίες μπορούν να ληφθούν είτε με άμεση αλληλεπίδραση απλών ουσιών είτε με μια αλληλουχία αλληλεπιδράσεων μεταξύ τους. Είναι σημαντικό να συνειδητοποιήσουμε ένα γεγονός, το οποίο είναι ότι οι ιδιότητες των πολύπλοκων ουσιών, τόσο φυσικών όσο και χημικών, είναι πολύ διαφορετικές από τις ιδιότητες των απλών ουσιών από τις οποίες προέρχονται. Για παράδειγμα, το επιτραπέζιο αλάτι, το οποίο έχει το φόρουμ NaCl και είναι άχρωμοι διαφανείς κρύσταλλοι, μπορεί να ληφθεί με αντίδραση νατρίου, που είναι μέταλλο με ιδιότητες χαρακτηριστικές των μετάλλων (λαμπρότητα και ηλεκτρική αγωγιμότητα), με χλώριο Cl2, ένα κιτρινοπράσινο αέριο.

Το θειικό οξύ H 2 SO 4 μπορεί να σχηματιστεί με μια σειρά διαδοχικών μετασχηματισμών από απλές ουσίες - υδρογόνο H 2, θείο S και οξυγόνο O 2. Το υδρογόνο είναι ένα αέριο ελαφρύτερο από τον αέρα που σχηματίζει εκρηκτικά μείγματα με τον αέρα. κίτρινος, ικανό να καεί, και το οξυγόνο είναι ένα αέριο ελαφρώς βαρύτερο από τον αέρα στο οποίο μπορούν να καούν πολλές ουσίες. Το θειικό οξύ, το οποίο μπορεί να ληφθεί από αυτές τις απλές ουσίες, είναι ένα βαρύ ελαιώδες υγρό με ισχυρές ιδιότητες αφαίρεσης νερού, λόγω των οποίων απανθρακώνει πολλές ουσίες οργανικής προέλευσης.

Είναι προφανές ότι εκτός από ατομικό χημικά, υπάρχουν και μείγματα τους. Ο κόσμος γύρω μας σχηματίζεται κυρίως από μείγματα διαφόρων ουσιών: κράματα μετάλλων, τρόφιμα, ποτά, διάφορα υλικά που αποτελούν τα αντικείμενα γύρω μας.

Για παράδειγμα, ο αέρας που αναπνέουμε αποτελείται κυρίως από άζωτο N2 (78%), οξυγόνο (21%), το οποίο είναι ζωτικής σημασίας για εμάς και το υπόλοιπο 1% αποτελείται από ακαθαρσίες άλλων αερίων (διοξείδιο του άνθρακα, ευγενή αέρια κ.λπ.) .

Τα μείγματα ουσιών χωρίζονται σε ομοιογενή και ετερογενή. Ομογενή μείγματα είναι εκείνα τα μείγματα που δεν έχουν όρια φάσεων. Τα ομοιογενή μείγματα είναι ένα μείγμα αλκοόλης και νερού, κράματα μετάλλων, διάλυμα αλατιού και ζάχαρης σε νερό, μείγματα αερίων κ.λπ. Ετερογενή μείγματα είναι εκείνα τα μείγματα που έχουν όριο φάσης. Τα μείγματα αυτού του τύπου περιλαμβάνουν μείγμα άμμου και νερού, ζάχαρη και αλάτι, μείγμα λαδιού και νερού κ.λπ.

Οι ουσίες που αποτελούν τα μείγματα ονομάζονται συστατικά.

Τα μείγματα απλών ουσιών, σε αντίθεση με τις χημικές ενώσεις που μπορούν να ληφθούν από αυτές τις απλές ουσίες, διατηρούν τις ιδιότητες κάθε συστατικού.

Υπό χημικό στοιχείοκατανοούν μια συλλογή ατόμων με το ίδιο θετικό πυρηνικό φορτίο και με ένα συγκεκριμένο σύνολο ιδιοτήτων. Τα άτομα του ίδιου χημικού στοιχείου συνδυάζονται για να σχηματιστούν απλή ουσία. Όταν συνδυάζονται άτομα διαφορετικών χημικών στοιχείων, σύνθετες ουσίες (χημικές ενώσεις)ή μείγματα. Η διαφορά μεταξύ χημικών ενώσεων και μιγμάτων είναι ότι:

Έχουν νέες ιδιότητες που δεν είχαν οι απλές ουσίες από τις οποίες προήλθαν.

Δεν μπορούν να χωριστούν μηχανικά στα συστατικά τους μέρη.

Τα χημικά στοιχεία στη σύνθεσή τους μπορούν να βρίσκονται μόνο σε αυστηρά καθορισμένες ποσοτικές αναλογίες.

Ορισμένα χημικά στοιχεία (άνθρακας, οξυγόνο, φώσφορος, θείο) μπορούν να υπάρχουν με τη μορφή πολλών απλών ουσιών. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται αλλοτροπία, και οι ποικιλίες απλών ουσιών του ίδιου χημικού στοιχείου ονομάζονται του αλλοτροπικές τροποποιήσεις(τροποποιήσεις).

Καθήκοντα

1.1. Τι άλλο υπάρχει στη φύση: χημικά στοιχεία ή απλές ουσίες; Γιατί;

1.2. Είναι αλήθεια ότι το θείο και ο σίδηρος περιλαμβάνονται στη σύνθεση του θειούχου σιδήρου ως ουσίες; Αν όχι, ποια είναι η σωστή απάντηση;

1.3. Ονομάστε τις αλλοτροπικές τροποποιήσεις του οξυγόνου. Διαφέρουν ως προς τις ιδιότητες τους; Αν ναι, πώς;

1.4. Ποια από τις αλλοτροπικές τροποποιήσεις του οξυγόνου είναι χημικά πιο ενεργή και γιατί;

1.5. Οι απλές ουσίες ή χημικά στοιχεία είναι ο ψευδάργυρος, το θείο και το οξυγόνο στις ακόλουθες αντιδράσεις:

1) CuSO 4 + Zn = ZnSO 4 + Cu;

2) S + O 2 = SO 2;

3) Zn + 2HC1 = ZnCl 2 + H 2 ;

4) Zn + S = ZnS;

5) 2H 2 0 = 2H 2  + O 2 .

1.6. Είναι δυνατόν να ληφθεί μια άλλη απλή ουσία από μια απλή ουσία; Δώστε μια αιτιολογημένη απάντηση.

1.7. Όταν μια ουσία καίγεται σε οξυγόνο, παράγεται οξείδιο του θείου (IV), άζωτο και νερό. Ποια χημικά στοιχεία αποτελούν την αρχική ουσία;

1.8. Να αναφέρετε εάν οι απλές ή σύνθετες ουσίες περιλαμβάνουν: H 2 O, C1 2, NaOH, O 2, HNO 3, Fe, S, ZnSO 4, N 2, AgCl, I 2, A1 2 O 3, O 3;

1.9. Για ποια χημικά στοιχεία είναι γνωστές οι αλλοτροπικές τροποποιήσεις; Ονομάστε αυτές τις τροποποιήσεις.

1.10. Είναι δυνατόν ένα χημικό στοιχείο να μεταβεί από τη μια αλλοτροπική τροποποίηση στην άλλη; Δώστε παραδείγματα.

1.11. Ποια χημικά στοιχεία εννοούν όταν μιλούν για διαμάντι και όζον;

1.12. Ποιες από τις ουσίες είναι χημικές ενώσεις και ποιες μείγματα:

2) αέρας?

4) θειικό οξύ.

1.13. Πώς να αποδείξετε ότι το χλωριούχο νάτριο είναι μια σύνθετη ουσία;

1.14. Ονομάστε τρεις αλλοτροπικές τροποποιήσεις του άνθρακα.

1.15. Τι ονομάζονται οι αλλοτροπικές τροποποιήσεις του φωσφόρου και σε τι διαφέρουν μεταξύ τους;

1.16. Τι ονομάζονται αλλοτροπικές τροποποιήσεις του θείου και σε τι διαφέρουν μεταξύ τους;

1.17. Υποδείξτε ποια από τις προτάσεις είναι αληθής και γιατί - η σύνθεση του θειικού βαρίου περιλαμβάνει:

1) απλές ουσίες βάριο, θείο, οξυγόνο.

2) χημικά στοιχεία βάριο, θείο, οξυγόνο.

1.18. Πόσα λίτρα αμμωνίας μπορούν να παραχθούν από ένα μείγμα 10 λίτρων αζώτου και 30 λίτρων υδρογόνου;

1.19. Πόσα λίτρα υδρατμών παράγονται από ένα μείγμα 10 λίτρων υδρογόνου και 4 λίτρων οξυγόνου; Ποιο αέριο και σε τι όγκο θα μείνει σε περίσσεια;

1.20. Πόσα γραμμάρια θειούχου ψευδαργύρου (ZnS) μπορούν να σχηματιστούν από ένα μείγμα 130 g ψευδαργύρου και 48 g θείου;

1.22. Τι είναι ένα διάλυμα αλκοόλης σε νερό - μείγμα ή χημική ένωση;

1.23. Μπορεί μια σύνθετη ουσία να αποτελείται από άτομα του ίδιου τύπου;

1.24. Ποιες από τις παρακάτω ουσίες είναι μείγματα και ποιες χημικές ενώσεις:

1) χάλκινο?

2) νικρώμιο?

3) κηροζίνη?

4) νιτρικό κάλιο:

5) κολοφώνιο?

6) υπερφωσφορικό.

1,25. Δίνεται ένα μείγμα Cl 2 + HCl + CaCl 2 + H 2 O.

1) Πόσες διαφορετικές ουσίες υπάρχουν στο μείγμα;

2) Πόσα μόρια χλωρίου υπάρχουν στο μείγμα;

3) Πόσα άτομα χλωρίου υπάρχουν στο μείγμα;

4) Πόσα μόρια διαφορετικών ουσιών περιέχει το μείγμα.