Kas yra sudėtingos medžiagos chemijoje? Paprastos ir sudėtingos medžiagos. Allotropija. Cheminiai junginiai ir mišiniai

Chemija priklauso gamtos mokslams. Ji tiria medžiagų sudėtį, struktūrą, savybes ir transformacijas, taip pat šiuos virsmus lydinčius reiškinius.

Medžiaga yra viena iš pagrindinių materijos egzistavimo formų. Medžiaga kaip materijos forma susideda iš atskirų įvairaus sudėtingumo dalelių ir turi savo masę, vadinamąją.

poilsio masė.

1. Paprastos ir sudėtingos medžiagos. Allotropija.

Visas medžiagas galima suskirstyti į paprastas Ir kompleksas .

Paprastos medžiagos susideda iš vieno cheminio elemento atomų, kompleksas - iš kelių cheminių elementų atomų.

Cheminis elementas - tai tam tikros rūšies atomas, turintis tą patį branduolinį krūvį. Vadinasi, atomas yra mažiausia cheminio elemento dalelė.

Koncepcija paprasta medžiaga negali būti tapatinamas su sąvoka

cheminis elementas . Cheminiam elementui būdingas tam tikras teigiamas atomo branduolio krūvis, izotopinė sudėtis ir cheminės savybės. Elemento savybės nurodo atskirus jo atomus. Paprastai medžiagai būdingas tam tikras tankis, tirpumas, lydymosi ir virimo temperatūra ir kt. Šios savybės taikomos atomų rinkiniui ir skirtingiems paprastos medžiagos jie skirtingi.

Paprasta medžiaga - tai cheminio elemento egzistavimo forma laisvoje būsenoje. Daugelis cheminių elementų sudaro kelias paprastas medžiagas, kurios skiriasi struktūra ir savybėmis. Šis reiškinys vadinamas alotropija , o formuojančios medžiagos yra alotropinės modifikacijos . Taigi deguonies elementas sudaro dvi alotropines modifikacijas – deguonį ir ozoną, anglies elementas – deimantą, grafitą, karbiną, fullereną.

Allotropijos reiškinį sukelia dvi priežastys: skirtingas atomų skaičius molekulėje (pavyzdžiui, deguonis APIE 2 ir azon APIE 3 ) arba įvairių kristalinių formų susidarymas (pavyzdžiui, anglis sudaro tokias alotropines modifikacijas: deimantas, grafitas, karabinas, fullerenas), karabinas buvo atrastas 1968 m. (A. Sladkovas, Rusija), o fullerenas teoriškai buvo atrastas 1973 m. . Bochvar, Rusija), o 1985 m. – eksperimentiškai (G. Kroto ir R. Smalley, JAV).

Sudėtingos medžiagos Jie susideda ne iš paprastų medžiagų, o iš cheminių elementų. Taigi vandenilis ir deguonis, kurie yra vandens dalis, yra vandenyje ne dujinio vandenilio ir deguonies pavidalu su jiems būdingomis savybėmis, o elementai - vandenilis ir deguonis.

Mažiausia molekulinę struktūrą turinčių medžiagų dalelė yra molekulė, kuri išlaiko Cheminės savybėsšios medžiagos. Pagal šiuolaikines koncepcijas molekules daugiausia sudaro skystos ir dujinės būsenos medžiagos. Dauguma kietųjų medžiagų (daugiausia neorganinių) susideda ne iš molekulių, o iš kitų dalelių (jonų, atomų). Druskos, metalų oksidai, deimantas, metalai ir kt. neturi molekulinės struktūros.

1. Santykinė atominė masė

Šiuolaikiniai tyrimo metodai leidžia tiksliau nustatyti itin mažas atomines mases. Pavyzdžiui, vandenilio atomo masė yra 1,674  10 -27 kg, anglis – 1,993  10 -26 kilogramas.

Chemijoje tradiciškai naudojamos ne absoliučios atominių masių vertės, o santykinės. 1961 metais buvo priimtas atominės masės vienetas atominės masės vienetas (sutrumpintai a.u.m.), kuri yra 1/12 anglies izotopo atomo masės dalis 12 SU.

Dauguma cheminių elementų turi skirtingos masės atomus (izotopus). Štai kodėl santykinė atominė masė (arba tik atominė masė) A r cheminio elemento vertė yra lygi vidutinės elemento atomo masės santykiui su 1/12 anglies atomo masės 12 SU.

Elementų atominės masės yra A r, kur indeksas r– pradinė raidė Angliškas žodis giminaitis – giminaitis. Įrašai A r (H), A r (O) A r (C) reiškia: santykinė vandenilio atominė masė, santykinė deguonies atominė masė, santykinė anglies atominė masė.

Santykinė atominė masė yra viena iš pagrindinių cheminio elemento charakteristikų.

Studijuodami ankstesnių pastraipų medžiagą, jūs jau susipažinote su kai kuriomis medžiagomis. Pavyzdžiui, vandenilio dujų molekulė susideda iš dviejų cheminio elemento vandenilio atomų - H + H = H2.

Paprastosios medžiagos yra medžiagos, kuriose yra to paties tipo atomų

Paprastos jums žinomos medžiagos yra: deguonis, grafitas, siera, azotas, visi metalai: geležis, varis, aliuminis, auksas ir kt. Sierą sudaro tik cheminio elemento sieros atomai, o grafitą sudaro cheminio elemento anglies atomai.

Būtina aiškiai atskirti sąvokas « cheminis elementas» Ir "paprastas reikalas". Pavyzdžiui, deimantas ir anglis nėra tas pats dalykas. Anglis yra cheminis elementas, o deimantas yra paprasta medžiaga, kurią sudaro cheminis elementas anglis. IN tokiu atveju cheminis elementas (anglis) ir paprasta medžiaga (deimantas) vadinami skirtingai. Dažnai cheminis elementas ir jį atitinkanti paprasta medžiaga vadinami vienodai. Pavyzdžiui, elementas deguonis atitinka paprastą medžiagą – deguonį.

Būtina išmokti atskirti, kur kalbame apie elementą, o kur apie medžiagą! Pavyzdžiui, kai jie sako, kad deguonis yra vandens dalis - mes kalbame apie apie deguonies elementą. Kai jie sako, kad deguonis yra kvėpavimui būtinos dujos, mes kalbame apie paprastą deguonies medžiagą.

Paprastos cheminių elementų medžiagos skirstomos į dvi grupes - metalai ir nemetalai.

Metalai ir nemetalai radikaliai skiriasi savo fizines savybes. Visi metalai adresu normaliomis sąlygomis kietosios medžiagos, išskyrus gyvsidabrį, vienintelė skystas metalas . Metalai yra nepermatomi ir turi būdingą metalinį blizgesį. Metalai yra plastiški ir gerai praleidžia šilumą ir elektrą.

Nemetalai nėra panašūs vienas į kitą fizinėmis savybėmis. Taigi, vandenilis, deguonis, azotas yra dujos, silicis, siera, fosforas yra kietos medžiagos. Vienintelis skystas nemetalas yra bromas, rusvai raudonas skystis.

Jei nubrėžtume sutartinę liniją nuo cheminio elemento boro iki cheminio elemento astatino, tada ilga versija Periodinėje lentelėje nemetaliniai elementai yra virš linijos, o po ja metalo. Trumpojoje periodinės lentelės versijoje žemiau šios linijos yra nemetaliniai elementai, o virš jos – ir metaliniai, ir nemetaliniai elementai. Tai reiškia, kad naudojant ilgąją periodinės lentelės versiją, patogiau nustatyti, ar elementas yra metalinis, ar nemetalinis. Šis skirstymas yra savavališkas, nes visi elementai vienaip ar kitaip pasižymi metalinėmis ir nemetalinėmis savybėmis, tačiau daugeliu atvejų toks pasiskirstymas atitinka tikrovę.

Sudėtingos medžiagos ir jų klasifikacija

Jei paprastų medžiagų sudėtis apima tik vieno tipo atomus, nesunku atspėti, kad sudėtingų medžiagų sudėtis apims kelių tipų skirtingus atomus, bent du. Sudėtingos medžiagos pavyzdys yra vanduo; žinote jo cheminę formulę - H2O. Vandens molekulės susideda iš dviejų tipų atomų: vandenilio ir deguonies.

Sudėtingos medžiagos- medžiagos, turinčios įvairių tipų atomų

Atlikime tokį eksperimentą. Sumaišykite sieros ir cinko miltelius. Uždėkite mišinį metalo lakštą ir padegti mediniu deglu. Mišinys užsidega ir greitai sudega ryškia liepsna. Pasibaigus cheminei reakcijai, susidarė nauja medžiaga, kuri apėmė sieros ir cinko atomus. Šios medžiagos savybės visiškai skiriasi nuo pradinių medžiagų – sieros ir cinko.

Sudėtinės medžiagos paprastai skirstomos į dvi grupes: neorganinės medžiagos ir jų dariniai bei organinės medžiagos ir jų dariniai. Pavyzdžiui, akmens druska yra neorganinė medžiaga, o bulvėse esantis krakmolas yra organinė medžiaga.

Medžiagų struktūros tipai

Pagal dalelių, sudarančių medžiagas, tipą, medžiagos skirstomos į medžiagas molekulinė ir nemolekulinė struktūra.

Medžiagoje gali būti įvairių struktūrinių dalelių, pavyzdžiui, atomai, molekulės, jonai. Vadinasi, yra trijų tipų medžiagos: atominės, joninės ir molekulinės struktūros medžiagos. Įvairių tipų struktūros medžiagos turės įvairių savybių.

Atominės sandaros medžiagos

Atominės struktūros medžiagų pavyzdys yra medžiagos, sudarytos iš anglies elemento: grafitas ir deimantas. Šiose medžiagose yra tik anglies atomai, tačiau šių medžiagų savybės labai skiriasi. Grafitas– trapi, lengvai besisluoksniuojanti pilkai juodos spalvos medžiaga. Deimantas– skaidrus, vienas kiečiausių mineralų planetoje. Kodėl medžiagos, sudarytos iš to paties tipo atomų, turi skirtingas savybes? Viskas priklauso nuo šių medžiagų struktūros. Anglies atomai grafite ir deimante susijungia įvairiais būdais. Atominės struktūros medžiagos turi aukštą virimo ir lydymosi temperatūrą, paprastai netirpsta vandenyje ir yra nelakios.

Kristalinė gardelė – pagalbinis geometrinis vaizdas, įvestas kristalo sandarai analizuoti

Molekulinės struktūros medžiagos

Molekulinės struktūros medžiagos– Tai beveik visi skysčiai ir dauguma dujinių medžiagų. Taip pat yra kristalinių medžiagų, kurių kristalinė gardelė apima molekules. Vanduo yra molekulinės struktūros medžiaga. Ledas taip pat turi molekulinę struktūrą, tačiau skirtingai nei skystas vanduo, jis turi kristalinę gardelę, kurioje visos molekulės yra griežtai išdėstytos. Molekulinės struktūros medžiagos turi žemą virimo ir lydymosi temperatūrą, paprastai yra trapios ir nelaidžios elektros srovei.

Joninės struktūros medžiagos

Joninės struktūros medžiagos yra kietos kristalinės medžiagos. Joninės junginio medžiagos pavyzdys būtų druskos. Jo cheminė formulė yra NaCl. Kaip matome, NaCl susideda iš jonų Na+ ir Cl⎺, kaitaliojantis tam tikrose kristalinės gardelės vietose (mazguose). Joninės struktūros medžiagos turi aukštą lydymosi ir virimo temperatūrą, yra trapios, paprastai gerai tirpsta vandenyje ir nelaidžios elektros srovės.

Nereikėtų painioti sąvokų „atomas“, „cheminis elementas“ ir „paprasta medžiaga“.

• "Atomas"– specifinė sąvoka, nes atomai tikrai egzistuoja.
• "Cheminis elementas"– tai kolektyvinė, abstrakti sąvoka; Gamtoje cheminis elementas egzistuoja laisvų arba chemiškai sujungtų atomų, tai yra paprastų ir sudėtingų medžiagų, pavidalu.

Cheminių elementų ir atitinkamų paprastų medžiagų pavadinimai daugeliu atvejų yra vienodi.

Kai kalbame apie medžiagą ar mišinio komponentą – pavyzdžiui, kolba pripildyta chloro dujų, vandeninio bromo tirpalo, paimkime gabalėlį fosforo – kalbame apie paprastą medžiagą. Jei sakome, kad chloro atome yra 17 elektronų, medžiagoje yra fosforo, molekulė susideda iš dviejų bromo atomų, tada turime omenyje cheminį elementą.

Būtina atskirti paprastos medžiagos (dalelių rinkinio) savybes (charakteristikas) ir cheminio elemento (tam tikro tipo izoliuoto atomo) savybes (charakteristikas), žr. lentelę žemiau:

Sudėtingos medžiagos turi būti atskirtos nuo mišiniai, kurie taip pat susideda iš skirtingų elementų.

Mišinio komponentų kiekybinis santykis gali būti įvairus, tačiau cheminių junginių sudėtis yra pastovi.

Pavyzdžiui, į stiklinę arbatos galite įdėti vieną arba kelis šaukštus cukraus ir sacharozės molekulių. С12Н22О11 yra tiksliai 12 anglies atomų, 22 vandenilio atomai ir 11 deguonies atomų.

Taigi, junginių sudėtį galima apibūdinti viena chemine formule ir sudėtimi jokio mišinio.

Mišinio komponentai išlaiko savo fizines ir chemines savybes. Pavyzdžiui, sumaišius geležies miltelius su siera, susidaro dviejų medžiagų mišinys. Šiame mišinyje esanti siera ir geležis išlaiko savo savybes: geležį traukia magnetas, o sieros nesušlapina vanduo ir plūduriuoja jos paviršiuje.

Jei siera ir geležis reaguoja viena su kita, susidaro naujas junginys, kurio formulė FeS, kuris neturi nei geležies, nei sieros savybių, tačiau turi savų savybių rinkinį. Ryšyje FeS geležis ir siera yra sujungtos viena su kita, todėl jų neįmanoma atskirti naudojant mišinių atskyrimo metodus.

Taigi, medžiagos gali būti klasifikuojamos pagal kelis parametrus:

Išvados iš straipsnio šia tema Paprasta ir sudėtingos medžiagos

• Paprastos medžiagos- medžiagos, kuriose yra to paties tipo atomų
• Paprastos medžiagos skirstomos į metalus ir nemetalus
• Sudėtingos medžiagos- medžiagos, turinčios įvairių tipų atomų
• Sudėtingos medžiagos skirstomos į organiniai ir neorganiniai
• Yra atominės, molekulinės ir joninės struktūros medžiagų, jų savybės skirtingos
• Kristalinė ląstelė– pagalbinis geometrinis vaizdas, įvestas kristalų struktūrai analizuoti

Organinės ir neorganinės medžiagos;
> atpažinti metalus ir nemetalus;
> nustatyti metalinius ir nemetalinius elementus pagal jų vietą periodinėje D.I.Mendelejevo lentelėje; suprasti, kodėl visi metalai turi panašias savybes.

Atomai įprastomis sąlygomis negali ilgai egzistuoti vieni. Jie sugeba jungtis su tais pačiais ar kitais atomais, o tai sukelia įvairiausių medžiagų pasaulyje.

Medžiaga, sudaryta iš vieno cheminio elemento, vadinama paprasta, o medžiaga, sudaryta iš kelių elementų, vadinama kompleksiniu arba cheminiu junginiu.

Paprastos medžiagos

Paprastos medžiagos skirstomos į metalai ir nemetalai. Šią paprastų medžiagų klasifikaciją pasiūlė žymus prancūzų mokslininkas A.L. Lavoisier XVIII amžiaus pabaigoje. Cheminiai elementai, iš kurių atsiranda metalai, vadinami metalais, o tie, kurie sudaro nemetalus, vadinami
ne metalinis. Ilgojoje D. I. Mendelejevo sistemos versijoje (II pabaigoje) jie yra atskirti laužta linija. Metalas elementai yra jo kairėje; jų yra žymiai daugiau nei nemetalinių.

Tai įdomu

Senovėje buvo žinomos paprastos 13 elementų medžiagos – Au, Ag, Cu, Hg, Pb, Fe, Sn, Pt, S, C, Zn, Sb ir As.

Kiekvienas iš jūsų gali nedvejodamas įvardyti kelis metalus (36 pav.). Nuo kitų medžiagų jie skiriasi ypatingu „metaliniu“ blizgesiu. Šios medžiagos turi daug bendrosios savybės.

Ryžiai. 36. Metalai

Metalai normaliomis sąlygomis yra kietos medžiagos (tik gyvsidabris yra skystis), gerai laidūs elektrai ir šilumai ir paprastai temperatūros lydantis (virš 500 °C).

Ryžiai. 37. Supaprastintas modelis vidinė struktūra metalo

Jie yra plastikiniai; juos galima kalti ir iš jų ištraukti vielą.

Dėl savo savybių metalai užtikrintai pateko į žmonių gyvenimą. Didžiulę jų svarbą liudija istorinių epochų pavadinimai: vario amžius, bronzos amžius, geležies amžius.

Metalų panašumą lemia jų vidinė struktūra.

Metalų sandara. Metalai yra kristalinės medžiagos. Metaluose esantys kristalai yra daug mažesni nei cukraus ar valgomosios druskos kristalai ir jų negalima pamatyti plika akimi.

Molekulė – elektriškai neutrali dalelė, susidedanti iš dviejų arba daugiau sujungti atomai.

Kiekvienoje molekulėje atomai vienas su kitu susijungę gana stipriai, tačiau molekulės viena su kita medžiaga susijungusios labai silpnai. Todėl molekulinės struktūros medžiagos turi žemą lydymosi ir virimo temperatūrą.

Deguonis ir ozonas yra molekulinės medžiagos. Tai paprastos deguonies medžiagos. Deguonies molekulėje yra du deguonies atomai, ozono molekulėje – trys (39 pav.).

Ryžiai. 39. Molekulių modeliai

Ne tik deguonis, bet ir daugelis kitų elementų sudaro dvi ar daugiau paprastų medžiagų. Todėl paprastų medžiagų yra kelis kartus daugiau nei cheminiai elementai.

Paprastų medžiagų pavadinimai.

Dauguma paprastų medžiagų yra pavadintos atitinkamų elementų vardais. Jei pavadinimai skiriasi, jie pateikiami periodinėje lentelėje, o po pavadinimu yra paprastos medžiagos pavadinimas
elementas (40 pav.).

Įvardykite paprastas elementų medžiagas Vandenilis, Litis, Magnis, Azotas.

1 Terminas „molekulė“ kilęs iš lotyniško žodžio moles (masė), mažybinės priesagos cula ir išvertus reiškia „maža masė“.

Paprastų medžiagų pavadinimai rašomi sakinio viduje maža raide.

Ryžiai. 40. Periodinės lentelės langelis

Sudėtingos medžiagos (cheminiai junginiai)

Įvairių cheminių elementų atomų derinys sukelia daugybę sudėtingos medžiagos(jų yra keliasdešimt tūkstančių kartų daugiau nei paprastų).

Yra sudėtingų medžiagų, turinčių molekulinę, atominę ir joninę struktūrą. Todėl jų savybės labai skiriasi.

Molekuliniai junginiai dažniausiai yra lakūs ir dažnai turi kvapą. Jų lydymosi ir virimo temperatūra yra žymiai mažesnė nei junginių, turinčių atominę ar joninę struktūrą.

Molekulinė medžiaga yra vanduo. Vandens molekulė susideda iš dviejų vandenilio atomų ir vieno deguonies atomo (41 pav.).

Ryžiai. 41. Vandens molekulės modelis

Molekulinė struktūra yra anglies monoksidas ir anglies dioksidas. dujų, cukrus, krakmolas, alkoholis, acto rūgštis ir tt Atomų skaičius sudėtingų medžiagų molekulėse gali būti įvairus – nuo ​​dviejų atomų iki šimtų ir net tūkstančių.

Kai kurie junginiai turi atominę struktūrą.

Vienas iš jų yra mineralinis kvarcas, pagrindinis smėlio komponentas. Jame yra silicio ir deguonies atomų (42 pav.).

Ryžiai. 42. Atominės sandaros junginio (kvarco) modelis

Taip pat yra joninių junginių. Tai valgomoji druska, kreida, soda, kalkės, gipsas ir daugelis kitų. Stalo druskos kristalai susideda iš teigiamai įkrautų natrio jonų ir neigiamo krūvio chloro jonų (43 pav.). Kiekvienas toks jonas susidaro iš atitinkamo atomo (§ 6).

Ryžiai. 43. Joninio junginio modelis (valgomosios druskos)

Tai įdomu

Molekulėse organiniai junginiai Be anglies atomų, paprastai yra ir vandenilio atomai, dažnai deguonies atomai, o kartais ir kai kurie kiti elementai.

Daugelio priešingai įkrautų jonų tarpusavio trauka sukelia joninių junginių egzistavimą.

Iš vieno atomo susidaręs jonas vadinamas paprastu, o iš kelių atomų – ​​kompleksiniu.

Teigiamai įkrauti paprasti jonai egzistuoja metaliniai elementai, o neigiamo krūvio – nemetaliniams elementams.

Sudėtingų medžiagų pavadinimai.

Vadovėlyje iki šiol buvo pateikti techniniai arba kasdieniai sudėtingų medžiagų pavadinimai. Be to, medžiagos turi ir cheminius pavadinimus. Pavyzdžiui, valgomosios druskos cheminis pavadinimas yra natrio chloridas, o kreida – kalcio karbonatas. Kiekvienas toks pavadinimas susideda iš dviejų žodžių. Pirmasis žodis yra vieno iš elementų, sudarančių medžiagą, pavadinimas (jis rašomas maža raide), o antrasis kilęs iš kito elemento pavadinimo.

Organinės ir neorganinės medžiagos.

Anksčiau organinės medžiagos buvo tos medžiagos, kurios randamos gyvuose organizmuose. Tai baltymai, riebalai, cukrus, krakmolas, vitaminai, junginiai, suteikiantys daržovėms ir vaisiams spalvą, kvapą, skonį ir tt Laikui bėgant mokslininkai laboratorijose pradėjo gauti panašios sudėties ir savybių medžiagų, kurių gamtoje nėra. Šiais laikais organinės medžiagos vadinamos anglies junginiais (išskyrus anglies dioksidą ir anglies dioksidą, kreidą, sodą ir kai kurias kitas).

Dauguma organinių junginių gali degti, o kaitinant, kai nėra oro, jie suanglėja (anglis beveik vien susideda iš anglies atomų).

Kitos sudėtingos medžiagos, kaip ir visos paprastos, priklauso neorganinėms medžiagoms. Jie sudaro mineralinio pasaulio pagrindą, tai yra, yra dirvožemyje, mineraluose, uolienose, ore ir natūraliame vandenyje. Be to, neorganinių medžiagų yra ir gyvuose organizmuose.

Šios pastraipos medžiaga apibendrinta 6 diagramoje.

Laboratorinis eksperimentas Nr.2

Įvadas į medžiagas įvairių tipų

Jums buvo duotos šios medžiagos (parinktį nurodys mokytojas):

I variantas - cukrus, kalcio karbonatas (kreida), grafitas, varis;
II variantas – parafinas, aliuminis, siera, natrio chloridas (valgomoji druska).

Medžiagos yra stiklainiuose su etiketėmis.

Atidžiai apžiūrėkite medžiagas, atkreipkite dėmesį į jų pavadinimus. Tarp jų išskirkite paprastas (metalų, nemetalų) ir sudėtingas medžiagas, taip pat organines ir neorganines.

Įveskite kiekvienos medžiagos pavadinimą į lentelę ir nurodykite jos tipą atitinkamuose stulpeliuose parašydami „+“ ženklą.

išvadas

Medžiagos gali būti paprastos ir sudėtingos, organinės ir neorganinės.

Paprastos medžiagos skirstomos į metalus ir nemetalus, o cheminiai elementai – į metalinius ir nemetalinius.

Metalai turi daug bendrų savybių dėl savo vidinės struktūros panašumo.

Nemetalai yra sudaryti iš atomų arba molekulių ir turi kitokias savybes nei metalai.

Sudėtingos medžiagos (cheminiai junginiai) turi atominę, molekulinę arba joninę struktūrą.

Beveik visi anglies junginiai priklauso organinėms medžiagoms, o likę junginiai ir paprastosios medžiagos – neorganinėms.

?
56. Kuri medžiaga vadinama paprasta, o kuri – kompleksine? Kokie yra paprastų medžiagų tipai ir kokie yra atitinkamų elementų pavadinimai?

57. Kokiomis fizikinėmis savybėmis metalas gali būti atskirtas nuo nemetalo?

58. Apibrėžkite molekulę. Kuo paprastos medžiagos molekulė skiriasi nuo sudėtingos medžiagos molekulės?
59. Užpildykite tuščias vietas atitinkamais atvejais įrašydami žodžius „Azotas“ arba „azotas“ ir paaiškinkite savo pasirinkimą:
a) ... - dujos, kurių ore yra didžiausias kiekis;
b) molekulė... susideda iš dviejų atomų...;
c) junginiai... patenka į augalus iš dirvožemio;
d)... blogai tirpsta vandenyje.

60. Užpildykite tuščius laukus įrašydami žodžius „elementas“, „atomas“ arba „molekulė“ atitinkama raide ir skaičiumi:
A)... baltasis fosforas yra keturi... Fosforas;
b) ore yra... anglies dvideginio;
c) auksas yra paprasta substancija... Aurum.

Ankstesniame skyriuje buvo pasakyta, kad ne tik to paties cheminio elemento atomai gali sudaryti ryšius tarpusavyje, bet ir skirtingų elementų atomai. Medžiagos, kurias sudaro vieno cheminio elemento atomai, vadinamos paprastomis medžiagomis, o medžiagos, kurias sudaro skirtingų cheminių elementų atomai, vadinamos kompleksinėmis. Kai kurios paprastos medžiagos turi molekulinę struktūrą, t.y. susideda iš molekulių. Pavyzdžiui, tokios medžiagos kaip deguonis, azotas, vandenilis, fluoras, chloras, bromas, jodas turi molekulinę struktūrą. Kiekvieną iš šių medžiagų sudaro dviatomės molekulės, todėl jų formules galima užrašyti atitinkamai O 2, N 2, H 2, F 2, Cl 2, Br 2 ir I 2. Kaip matote, paprastos medžiagos gali turėti tokį patį pavadinimą kaip jas sudarantys elementai. Todėl reikėtų aiškiai atskirti situacijas, kai kalbame apie cheminį elementą, o kada apie paprastą medžiagą.

Dažnai paprastos medžiagos turi ne molekulinę, o atominę struktūrą. Tokiose medžiagose atomai gali sudaryti įvairių tipų ryšius tarpusavyje, apie kuriuos bus kalbama šiek tiek vėliau. Panašios struktūros medžiagos yra visi metalai, pavyzdžiui, geležis, varis, nikelis, taip pat kai kurie nemetalai – deimantas, silicis, grafitas ir kt. Šioms medžiagoms dažniausiai būdingas ne tik cheminio elemento pavadinimo sutapimas su jo suformuotos medžiagos pavadinimu, bet ir identiškas medžiagos formulės bei cheminio elemento žymėjimo užrašymas. Pavyzdžiui, cheminiai elementai geležis, varis ir silicis, žymimi Fe, Cu ir Si, sudaro paprastas medžiagas, kurių formulės yra atitinkamai Fe, Cu ir Si. Taip pat yra nedidelė paprastų medžiagų grupė, susidedanti iš izoliuotų atomų, kurie niekaip nesusiję. Tokios medžiagos yra dujos, kurios dėl itin mažo cheminio aktyvumo vadinamos tauriosiomis dujomis. Tai helis (He), neonas (Ne), argonas (Ar), kriptonas (Kr), ksenonas (Xe), radonas (Rn).

Kadangi žinomų paprastų medžiagų yra tik apie 500, darytina logiška išvada, kad daugeliui cheminių elementų būdingas reiškinys, vadinamas alotropija.

Allotropija yra reiškinys, kai vienas cheminis elementas gali sudaryti kelias paprastas medžiagas. Vadinamos skirtingos cheminės medžiagos, kurias sudaro vienas cheminis elementas alotropinės modifikacijos arba alotropai.

Taigi, pavyzdžiui, cheminis elementas deguonis gali sudaryti dvi paprastas medžiagas, iš kurių viena turi cheminio elemento pavadinimą - deguonis. Deguonis kaip medžiaga susideda iš dviatominių molekulių, t.y. jo formulė yra O2. Būtent šis junginys yra dalis oro, kurio mums reikia gyvybei. Kitas alotropinis deguonies modifikavimas yra triatominis dujinis ozonas, kurio formulė yra O 3 . Nepaisant to, kad ir ozonas, ir deguonis susidaro dėl to paties cheminio elemento, jų cheminė elgsena labai skiriasi: reakcijose su tomis pačiomis medžiagomis ozonas yra daug aktyvesnis nei deguonis. Be to, šios medžiagos skiriasi viena nuo kitos fizinėmis savybėmis, bent jau dėl to, kad ozono molekulinė masė yra 1,5 karto didesnė nei deguonies. Tai lemia tai, kad jo tankis dujinėje būsenoje taip pat yra 1,5 karto didesnis.

Daugelis cheminių elementų linkę formuoti alotropines modifikacijas, kurios skiriasi viena nuo kitos kristalinės gardelės struktūrinėmis savybėmis. Taigi, pavyzdžiui, 5 paveiksle galite pamatyti schematiškus fragmentų vaizdus kristalinės grotelės deimantas ir grafitas, kurie yra alotropinės anglies modifikacijos.

5 pav. Deimanto (a) ir grafito (b) kristalinių gardelių fragmentai

Be to, anglis taip pat gali turėti molekulinę struktūrą: tokia struktūra pastebima tokiose medžiagose kaip fullerenai. Tokio tipo medžiagas sudaro sferinės anglies molekulės. 6 paveiksle parodyti 3D c60 fullereno molekulės ir futbolo kamuolio modeliai palyginimui. Atkreipkite dėmesį į jų įdomius panašumus.

6 pav. C60 fullereno molekulė (a) ir futbolo kamuolys (b)

Sudėtingos medžiagos yra medžiagos, susidedančios iš skirtingų elementų atomų. Jos, kaip ir paprastos medžiagos, gali turėti molekulinę ir nemolekulinę struktūrą. Sudėtingų medžiagų nemolekulinė struktūra gali būti įvairesnė nei paprastų. Bet kokios sudėtingos cheminės medžiagos gali būti gaunamos tiesiogine paprastų medžiagų sąveika arba jų sąveikos viena su kita seka. Svarbu suvokti vieną faktą, kad sudėtingų medžiagų savybės, tiek fizinės, tiek cheminės, labai skiriasi nuo paprastų medžiagų, iš kurių jos gaunamos, savybių. Pavyzdžiui, valgomoji druska, kuri turi NaCl forumą ir yra bespalviai skaidrūs kristalai, gali būti gaunama reaguojant natriui, kuris yra metalams būdingas savybes (blizgesys ir elektrinis laidumas) su chloru Cl2, geltonai žaliomis dujomis.

Sieros rūgštis H 2 SO 4 gali būti sudaryta iš paprastų medžiagų - vandenilio H 2, sieros S ir deguonies O 2 nuoseklių virsmų. Vandenilis yra lengvesnės už orą dujos, kurios sudaro sprogius mišinius su oru; siera yra kieta medžiaga. geltona spalva, galintis degti, o deguonis yra šiek tiek už orą sunkesnės dujos, kuriose gali degti daug medžiagų. Sieros rūgštis, kurią galima gauti iš šių paprastų medžiagų, yra sunkus aliejinis skystis, pasižymintis stipriomis vandenį šalinančiomis savybėmis, dėl kurių suanglėja daugelis organinės kilmės medžiagų.

Akivaizdu, kad be individualių cheminių medžiagų, yra ir jų mišinių. Daugiausia mišiniai įvairių medžiagų formuojasi mus supantis pasaulis: metalų lydiniai, maistas, gėrimai, įvairios medžiagos, iš kurių pagaminti mus supantys objektai.

Pavyzdžiui, oras, kuriuo kvėpuojame, daugiausia susideda iš azoto N2 (78%), deguonies (21%), kuris mums yra gyvybiškai svarbus, o likusį 1% sudaro kitų dujų priemaišos. anglies dioksidas, inertinių dujų ir kt.).

Medžiagų mišiniai skirstomi į vienarūšius ir nevienalyčius. Homogeniški mišiniai yra tie mišiniai, kurie neturi fazių ribų. Homogeniški mišiniai – tai alkoholio ir vandens mišinys, metalų lydiniai, druskos ir cukraus tirpalas vandenyje, dujų mišiniai ir kt. Heterogeniniai mišiniai yra tie mišiniai, kurie turi fazių ribą. Šio tipo mišiniai apima smėlio ir vandens mišinį, cukrų ir druską, aliejaus ir vandens mišinį ir kt.

Medžiagos, sudarančios mišinius, vadinamos komponentais.

Paprastų medžiagų mišiniai, skirtingai nei cheminiai junginiai, kuriuos galima gauti iš šių paprastų medžiagų, išlaiko kiekvieno komponento savybes.

Apie atomus ir cheminius elementus

Nieko kito gamtoje nėra

nei čia, nei ten, erdvės gelmėse:

viskas - nuo mažų smėlio grūdelių iki planetų -

susideda iš vieningų elementų.

S. P. Ščipačiovas „Skaitant Mendelejevą“.

Chemijoje, išskyrus terminus "atomas" Ir "molekulė"ši sąvoka dažnai vartojama "elementas". Ką bendro turi šios sąvokos ir kuo jos skiriasi?

Cheminis elementas – tai to paties tipo atomai . Taigi, pavyzdžiui, visi vandenilio atomai yra elementas vandenilis; visi deguonies ir gyvsidabrio atomai yra atitinkamai deguonies ir gyvsidabrio elementai.

Šiuo metu yra žinomi daugiau nei 107 atomų tipai, tai yra daugiau nei 107 cheminiai elementai. Būtina atskirti sąvokas „cheminis elementas“, „atomas“ ir „paprasta medžiaga“.

Paprastos ir sudėtingos medžiagos

Pagal savo elementinę sudėtį jie išsiskiria paprastos medžiagos, sudarytas iš vieno elemento atomų (H 2, O 2, Cl 2, P 4, Na, Cu, Au) ir sudėtingos medžiagos, susidedantis iš skirtingų elementų (H 2 O, NH 3, OF 2, H 2 SO 4, MgCl 2, K 2 SO 4) atomų.

Šiuo metu žinoma 115 cheminių elementų, kurie sudaro apie 500 paprastų medžiagų.

Gimtasis auksas yra paprasta medžiaga.

Vieno elemento gebėjimas egzistuoti įvairių paprastų, skirtingomis savybėmis medžiagų pavidalu vadinamas alotropija Pavyzdžiui, elementas deguonis O turi dvi alotropines formas – dioksidą O 2 ir ozoną O 3 su skirtingu atomų skaičiumi molekulėse.

Elemento anglies C alotropinės formos – deimantas ir grafitas – skiriasi savo kristalų struktūra.Alotropijos priežastys yra ir kitos.

cheminiai junginiai, pavyzdžiui, gyvsidabrio(II) oksidas HgO (gaunamas sujungus paprastų medžiagų atomus – gyvsidabrio Hg ir deguonies O 2), natrio bromidas (gaunamas sujungus paprastų medžiagų – natrio Na ir bromo Br 2 atomus).

Taigi, apibendrinkime tai, kas išdėstyta aukščiau. Yra dviejų tipų medžiagos molekulės:

1. Paprasta– tokių medžiagų molekulės susideda iš to paties tipo atomų. Cheminių reakcijų metu jie negali suirti, sudarydami keletą paprastesnių medžiagų.

2. Sudėtingas- tokių medžiagų molekulės susideda iš atomų skirtingi tipai. Cheminių reakcijų metu jie gali suirti, sudarydami paprastesnes medžiagas.

Skirtumas tarp sąvokų „cheminis elementas“ ir „paprasta medžiaga“

Atskirkite sąvokas "cheminis elementas" Ir "paprasta medžiaga" galima lyginant paprastų ir sudėtingų medžiagų savybes. Pavyzdžiui, paprasta medžiaga - deguonies– bespalvės dujos, reikalingos kvėpavimui ir degimui palaikyti. Mažiausia paprastos medžiagos deguonies dalelė yra molekulė, susidedanti iš dviejų atomų. Deguonis taip pat įtrauktas į anglies monoksidą ( smalkės) ir vandens. Tačiau vandenyje ir anglies monokside yra chemiškai surišto deguonies, kuris neturi paprastos medžiagos savybių, ypač negali būti naudojamas kvėpuoti. Pavyzdžiui, žuvys kvėpuoja ne chemiškai surištu deguonimi, kuris yra vandens molekulės dalis, o jame ištirpusį laisvą deguonį. Todėl, kai kalbame apie bet kokių cheminių junginių sudėtį, reikia suprasti, kad šiuose junginiuose yra ne paprastų medžiagų, o tam tikro tipo atomų, tai yra atitinkamų elementų.

Skilus sudėtingoms medžiagoms, atomai gali išsiskirti laisvoje būsenoje ir susijungti į paprastas medžiagas. Paprastos medžiagos susideda iš vieno elemento atomų. „Cheminio elemento“ ir „paprastos medžiagos“ sąvokų skirtumą patvirtina ir tai, kad tas pats elementas gali sudaryti kelias paprastas medžiagas. Pavyzdžiui, deguonies elemento atomai gali sudaryti dviatomes deguonies molekules ir triatomes ozono molekules. Deguonis ir ozonas yra visiškai skirtingos paprastos medžiagos. Tai paaiškina faktą, kad žinomos daug daugiau paprastų medžiagų nei cheminiai elementai.

Naudodamiesi „cheminio elemento“ sąvoka, galime pateikti tokį paprastų ir sudėtingų medžiagų apibrėžimą:

Paprastosios medžiagos yra tos, kurios susideda iš vieno cheminio elemento atomų.

Sudėtingos medžiagos yra tos, kurios susideda iš skirtingų cheminių elementų atomų.

Skirtumas tarp sąvokų „mišinys“ ir „cheminis junginys“

Sudėtingos medžiagos dažnai vadinamos cheminiai junginiai.

Pabandykite atsakyti į klausimus:

1. Kuo mišiniai savo sudėtimi skiriasi nuo cheminių junginių?

2. Palyginkite mišinių ir cheminių junginių savybes?

3. Kokiais būdais galite atskirti mišinio ir cheminio junginio komponentus?

4. Ar galima spręsti pagal išoriniai ženklai apie mišinio ir cheminio junginio susidarymą?

Lyginamosios mišinių ir cheminių medžiagų charakteristikos

Užduotys konsolidavimui

I. Darbas su treniruokliais

II. Išspręsti problemą

№1

Kiek paprastų medžiagų yra parašyta formulių serijoje:
H 2 O, N 2, O 3, HNO 3, P 2 O 5, S, Fe, CO 2, KOH.

№2

Abi medžiagos yra sudėtingos:

A) C (anglis) ir S (siera);
B) CO 2 (anglies dioksidas) ir H 2 O (vanduo);
B) Fe (geležis) ir CH4 (metanas);
D) H 2 SO 4 (sieros rūgštis) ir H 2 (vandenilis).

№3

Pasirinkite teisingą teiginį:
Paprastos medžiagos susideda iš to paties tipo atomų.

A) Teisingai

B) Neteisinga

№4

Mišiniams būdinga tai
A) Jie turi pastovią sudėtį;
B) „mišinyje“ esančios medžiagos neišsaugo savo individualių savybių;
C) „mišiniuose“ esančios medžiagos gali būti atskirtos pagal fizines savybes;
D) Medžiagos „mišiniuose“ gali būti atskirtos naudojant cheminę reakciją.

№5

„cheminiams junginiams“ būdingi šie dalykai:
A) Kintamoji sudėtis;
B) „cheminiame junginyje“ esančios medžiagos gali būti atskirtos fizinėmis priemonėmis;
C) Apie cheminio junginio susidarymą galima spręsti pagal cheminių reakcijų požymius;
D) Nuolatinė kompozicija.

№6

Kokiu atveju mes kalbame apie liauka kaip apie cheminis elementas?
A) Geležis yra metalas, kurį traukia magnetas;
B) Geležis yra rūdžių dalis;
C) Geležis pasižymi metaliniu blizgesiu;
D) Geležies sulfidas turi vieną geležies atomą.

№7

Kokiu atveju mes kalbame apie deguonį kaip paprastą medžiagą?
A) Deguonis yra dujos, palaikančios kvėpavimą ir degimą;
B) Žuvys kvėpuoja vandenyje ištirpusiu deguonimi;
C) deguonies atomas yra vandens molekulės dalis;
D) Deguonis yra oro dalis.