Paprastos ir sudėtingos medžiagos. Cheminis elementas

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 kitokio pavidalo paprastos medžiagos, besiskiriantis savybėmis, 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.

Viskas, kas mus supa, turi savo fizinį ir cheminė prigimtis. Kaip vadinama medžiaga ir kokios jos rūšys egzistuoja? Tai fizinė medžiaga, turinti specifinį cheminė sudėtis. Lotynų kalba žodis „medžiaga“ yra „Substantia“, kurį taip pat dažnai vartoja mokslininkai. Ką tai reprezentuoja?

Iki šiol žinoma daugiau nei 20 mln įvairių medžiagų. Ore yra visokių dujų, o vandenynuose, jūrose ir upėse vandens su mineralais ir druskomis. Tvirtas paviršinis sluoksnis Mūsų planeta susideda iš daugybės uolienų. Bet kuriame gyvame organizme yra daugybė skirtingų medžiagų.

Bendrosios sąvokos

IN šiuolaikinė chemija medžiaga, apibrėžiama kaip ramybės masė. Jį sudaro elementariosios dalelės arba kvazidalelės. Neatsiejama bet kurios medžiagos savybė yra jos masė. Paprastai, esant santykinai mažam tankiui ir temperatūrai, jo sudėtyje dažniausiai randamos elementarios dalelės, tokios kaip elektronai, neutronai ir protonai. Paskutiniai du susideda atomų branduoliai. Visos šios elementarios dalelės sudaro tokias medžiagas kaip molekulės ir kristalai. Jų šerdyje jų atominė medžiaga (atomai) susideda iš elektronų, protonų ir neutronų.

Biologijos požiūriu „medžiaga“ yra materijos samprata, kuri sudaro bet kokių organizmų audinius. Tai yra ląstelėse esančių organelių dalis. Bendrąja prasme „substancija“ yra materijos forma, iš kurios susidaro visi fiziniai kūnai.

Materijos savybės

Medžiagos savybės vadinamos aibe objektyvios savybės kurie apibrėžia individualumą. Jie leidžia atskirti vieną medžiagą nuo kitos. Būdingiausias fizikines ir chemines savybes medžiagos:

Tankis;

Virimo ir lydymosi taškai;

Termodinaminės charakteristikos;

Cheminės savybės;

Kristalinės struktūros vertės.

Visi išvardyti parametrai yra nekintančios konstantos. Kadangi visos medžiagos skiriasi viena nuo kitos, jos turi tam tikrų savybių.Ką reiškia ši sąvoka? Medžiagos savybės yra jos savybės, nustatytos matavimu ar stebėjimu, nekeičiant jos į kitą medžiagą. Svarbiausi iš jų yra:

Sumavimo būsena;

Spalva ir blizgesys;

Kvapo buvimas;

Netirpumas arba tirpumas vandenyje;

Lydymosi ir virimo taškai;

Tankis;

Elektrinis laidumas;

Šilumos laidumas;

Kietumas;

Trapumas;

Plastmasinis.

Jai taip pat būdinga tokia fizinė savybė kaip forma. Spalva, skonis, kvapas nustatomi vizualiai ir naudojant pojūčius. Fizikiniai parametrai, tokie kaip tankis, lydymosi ir virimo taškai bei elektrinis laidumas, apskaičiuojami naudojant įvairius matavimus. Informacija apie daugumos medžiagų fizines savybes pateikiama specialiuose žinynuose. Jie priklauso nuo medžiagos agregacijos būsenos. Taigi vandens, ledo ir garų tankiai yra visiškai skirtingi. Deguonis dujinėje būsenoje yra bespalvis, tačiau skystoje būsenoje turi mėlyną atspalvį. Dėl fizinių savybių skirtumų galima išskirti daug medžiagų. Taigi, varis yra vienintelis metalas, turintis rausvą atspalvį. Tai tiesiog sūrus skonis. Daugeliu atvejų, norint identifikuoti medžiagą, būtina atsižvelgti į keletą žinomų jos savybių.

Sąvokų ryšys

Daugelis žmonių painioja sąvokas „cheminis elementas“, „atomas“, „paprasta medžiaga“. Tiesą sakant, jie skiriasi vienas nuo kito. Taigi atomas yra konkreti sąvoka, nes jis tikrai egzistuoja. Cheminis elementas – abstraktus (kolektyvinis) apibrėžimas. Gamtoje jis egzistuoja tik surištų arba laisvų atomų pavidalu. Kitaip tariant, tai paprasta arba sudėtinga medžiaga. Kiekvienas cheminis elementas turi savo simbolis- ženklas (simbolis). Kai kuriais atvejais jis taip pat išreiškia paprastos medžiagos (B, C, Zn) sudėtį. Tačiau dažnai šis simbolis žymi tik cheminį elementą. Tai aiškiai parodo deguonies formulė. Taigi O yra tik cheminis elementas, o paprasta medžiaga deguonis žymima formule O 2.

Tarp šių sąvokų yra ir kitų skirtumų. Būtina atskirti paprastų medžiagų, kurios yra dalelių rinkinys, charakteristikas (savybes) ir cheminį elementą, kuris yra tam tikros rūšies atomas. Yra tam tikrų pavadinimų skirtumų. Dažniausiai cheminio elemento ir paprastos medžiagos žymėjimas yra tas pats. Tačiau yra šios taisyklės išimčių.

Medžiagų klasifikavimas

Kaip moksliniu požiūriu vadinama medžiaga? Įvairių medžiagų skaičius yra labai didelis. Natūrali medžiaga, kurios apibrėžimas susijęs su natūralia jos kilme, gali būti organinė arba neorganinė. Žmogus išmoko dirbtinai sintetinti daugybę junginių. „Medžiagos“ apibrėžimas reiškia padalijimą į paprastas (atskiras) medžiagas ir mišinius. Požiūris į klasifikaciją priklauso nuo to, kiek jų į ją įtraukta.

Paprastos medžiagos apibrėžimas supranta abstrakčią sąvoką, kuri reiškia atomų, sujungtų vienas su kitu pagal tam tikrus fizikinius ir cheminius dėsnius, rinkinį. Nepaisant to, riba tarp jo ir mišinio yra labai neaiški, nes kai kurių medžiagų sudėtis skiriasi. Tiksli formulė jiems dar nepasiūlyta. Dėl to, kad paprastos medžiagos atveju galimas tik galutinis jos grynumas, ši sąvoka lieka abstrakcija. Kitaip tariant, bet kuriame iš jų yra cheminių elementų mišinys, kuriame vyrauja vienas. Dažnai medžiagos grynumas tiesiogiai veikia jos savybes. Bendrąja prasme paprastą medžiagą sudaro vieno cheminio elemento atomai. Pavyzdžiui, deguonies dujų molekulėje yra 2 vienodi atomai (O 2).

Kas vadinama sudėtinga medžiaga? Toks cheminis junginys apima įvairius atomus, sudarančius molekules. Kartais ji vadinama mišria chemine medžiaga. Sudėtingos medžiagos yra mišiniai, kurių molekulės susidaro iš dviejų ar daugiau elementų atomų. Pavyzdžiui, vandens molekulėje yra vienas deguonies atomas ir 2 vandenilio atomai (H 2 O). Sudėtingos medžiagos sąvoka yra molekulė, kurioje yra įvairių cheminių elementų. Tokių medžiagų yra daug daugiau nei paprastų. Jie gali būti natūralūs arba dirbtiniai.

Paprastieji ir kurių samprata kiek sutartinė, skiriasi savo savybėmis. Pavyzdžiui, titanas tampa stiprus tik tada, kai jis yra išlaisvintas iš deguonies atomų iki mažiau nei šimtosios procento dalies. Sudėtinga ir paprasta medžiaga cheminis apibrėžimas kuris yra šiek tiek sunkiai suvokiamas, gali būti dviejų tipų: neorganinis ir organinis.

Neorganinės medžiagos

Visi yra neorganiniai cheminiai junginiai, kuriame nėra anglies. Šiai grupei taip pat priklauso kai kurios šio elemento turinčios medžiagos (cianidai, karbonatai, karbidai, anglies oksidai ir keletas kitų medžiagų). Jie neturi organinėms medžiagoms būdingo skeleto. Mendelejevo periodinės sistemos ir mokyklinio chemijos kurso dėka kiekvienas gali pavadinti medžiagą pagal formulę. Visi jie yra paskirti su lotyniškomis raidėmis. Kaip šiuo atveju vadinama medžiaga? Visos neorganinės medžiagos skirstomos į šias grupes:

Paprastos medžiagos: metalai (Mg, Na, Ca); nemetalai (P, S); tauriosios dujos (He, Ar, Xe); amfoterinės medžiagos (Al, Zn, Fe);

Kompleksas: druskos, oksidai, rūgštys, hidroksidai.

Organinės medžiagos

Organinių medžiagų apibrėžimas yra gana paprastas. Šios medžiagos apima cheminius junginius, kuriuose yra anglies. Ši medžiagų klasė yra pati didžiausia. Tiesa, yra šios taisyklės išimčių. Taigi į organines medžiagas neįeina: anglies oksidai, karbidai, karbonatai, anglies rūgštis, cianidai ir tiocianatai.

Atsakymas į klausimą „pavadinimas apima keletą sudėtingi junginiai. Tai apima aminus, amidus, ketonus, anhidridus, aldehidus, nitrilus, karboksirūgštys, organiniai sieros junginiai, angliavandeniliai, alkoholiai, eteriai ir esteriai, aminorūgštys.

Pagrindinės biologinių organinių medžiagų klasės yra lipidai, baltymai, nukleino rūgštys ir angliavandeniai. Be anglies, juose yra vandenilio, deguonies, fosforo, sieros ir azoto. Kuris charakterio bruožai organinėse medžiagose? Jų įvairovė ir struktūros įvairovė paaiškinama anglies atomų savybėmis, kurios, susijungusios grandinėmis, gali sudaryti stiprius ryšius. Dėl to susidaro labai stabilios molekulės. Anglies atomai sudaro zigzago grandinę, kuri yra būdingas bruožas organinių medžiagų. Šiuo atveju molekulių struktūra tiesiogiai veikia chemines savybes. Organinėse medžiagose esanti anglis gali būti sujungta į atviras ir ciklines (uždaras) grandines.

Suvestinės būsenos

„Medžiagos“ apibrėžimas chemijoje nepateikia išsamios jos agregacijos būsenos sampratos. Jie skiriasi savo egzistavimo vaidmeniu molekulių sąveika. Yra 3 materijos būsenos:

Kieta medžiaga, kurios molekulės yra glaudžiai sujungtos. Tarp jų užsimezga stipri trauka. Kietoje būsenoje medžiagos molekulės negali laisvai judėti. Jie gali atlikti tik svyruojančius judesius. Dėl to kietos medžiagos puikiai išlaiko savo formą ir tūrį.

Skystis, kuriame molekulės yra laisvesnės ir gali judėti iš vienos vietos į kitą. Dėl šių savybių bet koks skystis gali įgauti indo formą ir tekėti.

Dujinis, kuriame elementarios medžiagos dalelės juda laisvai ir chaotiškai. Šios būsenos molekuliniai ryšiai yra tokie silpni, kad gali būti toli vienas nuo kito. Dujinėje būsenoje medžiaga gali užpildyti didelius kiekius.

Naudojant vandenį kaip pavyzdį, labai lengva suprasti skirtumą tarp ledo, skysčio ir garų. Visos šios agregacijos būsenos nesusijusios su individualiomis cheminės medžiagos savybėmis. Jie atitinka tik medžiagos egzistavimo būsenas, kurios priklauso nuo išorės fizines sąlygas. Štai kodėl vandens ženklas negali būti vienareikšmiškai priskirtas vandeniui. Pasikeitus išorinėms sąlygoms, daugelis cheminių medžiagų pereiti iš vienos agregacijos būsenos į kitą. Šio proceso metu atrandami tarpiniai (ribiniai) tipai. Geriausiai žinoma iš jų yra amorfinė būsena, vadinama stikline. Šis „medžiagos“ apibrėžimas chemijoje siejamas su jos struktūra (išvertus iš graikų kalbos amorphos - beformis).

Fizikoje atsižvelgiama į kitą agregacijos būseną, vadinamą plazma. Jis yra visiškai arba iš dalies jonizuotas ir jam būdingas vienodas neigiamų ir teigiamų krūvių tankis. Kitaip tariant: plazma yra elektriškai neutrali. Tokia medžiagos būsena susidaro tik esant itin aukštai temperatūrai. Kartais jie pasiekia tūkstančius kelvinų. Kai kuriomis savo savybėmis plazma yra priešinga dujoms. Pastarasis turi žemą elektrinis laidumas. Dujos susideda iš dalelių, kurios yra panašios viena į kitą. Tačiau jie retai susiduria. Plazma turi didelį elektros laidumą. Jį sudaro elementariosios dalelės, kurios skiriasi elektros krūviu. Jie nuolat bendrauja vienas su kitu.

Taip pat yra tarpinių medžiagų būsenų, tokių kaip polimeras (labai elastingas). Dėl šių pereinamųjų formų buvimo specialistai dažnai vartoja „fazės“ sąvoką plačiau. Tam tikromis sąlygomis, visiškai skirtingomis nuo įprastų, kai kurios medžiagos virsta specialiomis būsenomis, pavyzdžiui, superlaidžios ir superskysčios.

Kristalai

Kristalai yra kietos medžiagos, natūraliai turinčios taisyklingo daugiakampio formą. Jis pagrįstas jų vidine struktūra ir priklauso nuo jį sudarančių atomų, molekulių ir jonų išsidėstymo. Chemijoje ji vadinama kristaline gardele. Ši struktūra kiekvienai medžiagai yra individuali, todėl tai yra vienas pagrindinių fizikinių ir cheminių parametrų.

Atstumai tarp dalelių, sudarančių kristalus, vadinami gardelės parametrais. Jos nustatomos fizikiniais struktūrinės analizės metodais. Neretai kietosios medžiagos turi daugiau nei vieną formą kristalinė gardelė. Tokios struktūros vadinamos polimorfinėmis modifikacijomis. Tarp paprastų medžiagų paplitusios rombinės ir monoklininės formos. Tokios medžiagos yra grafitas, deimantas, siera, kurios yra šešiakampės ir kubinės anglies modifikacijos. Ši forma taip pat stebima sudėtingose ​​medžiagose, tokiose kaip kvarcas, kristobalitas, tridimitas, kurios yra silicio dioksido modifikacijos.

Substancija kaip materijos forma

Nepaisant to, kad „substancijos“ ir „medžiagos“ sąvokos yra labai artimos, jos nėra visiškai lygiavertės. Tai patvirtina daugelis mokslininkų. Taigi, kai minima sąvoka „materija“, ji dažniausiai reiškia grubią, inertišką ir mirusią tikrovę, pavaldžią mechaniniams dėsniams. „Medžiagos“ apibrėžimas labiau suprantamas kaip medžiaga, kuri dėl savo formos sukelia gyvybingumo ir formos idėją.

Šiandien mokslininkai svarsto materiją objektyvi tikrovė, kuris egzistuoja erdvėje ir kinta laike. Jis gali būti pateiktas dviem formomis:

Pirmasis turi banginį pobūdį. Tai apima nesvarumą, pralaidumą ir tęstinumą. Jis gali keliauti šviesos greičiu.

Antrasis yra korpuskulinis, turintis ramybės masę. Jį sudaro elementarios dalelės, kurios skiriasi savo lokalizacija. Jis yra prastai pralaidus arba nepralaidus ir negali judėti šviesos greičiu.

Pirmoji materijos egzistavimo forma vadinama lauku, o antroji – substancija. Jie turi daug bendro, nes net elektronai turi dalelės ir bangos savybių. Jie pasireiškia mikrokosmoso lygmeniu. Todėl skirstymas į lauką ir esmę yra labai patogus.

Materijos ir lauko vienovė

Mokslininkai jau seniai nustatė, kad kuo masyvesnė ir didesnė elementarioji medžiagos dalelė, tuo ryškiau išreiškiamas jos individualumas ir atribojimas. Tuo pačiu aiškiau matoma materijos ir lauko priešprieša, kuriai būdingas tęstinumas. Kuo mažesnės elementarios medžiagos dalelės, tuo mažesnė jos masė. Tokiu atveju jį supriešinti su lauku tampa sunkiau. Įvairiose mikrobangose ​​jis paprastai praranda prasmę, nes skirtingas elementariąsias daleles kvantiškai sužadina skirtingų laukų būsenos (elektromagnetiniai - fotonai, branduoliniai - mezonai).

Materijos ir lauko vienovė ir aiškios ribos tarp jų nebuvimas išreiškiamas tuo, kad tam tikromis sąlygomis dalelės atsiranda dėl lauko, o kitais atvejais – atvirkščiai. Ryškus pavyzdys Tai gali būti dėl tokio reiškinio kaip anihiliacija (elementariųjų dalelių transformacijos reiškinys). Bet koks materialus kūnas yra stabili visuma, kurią sudaro jo elementų ryšys per laukus.

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.

Atskirkite kur mes kalbame apie apie elementą, o kur apie esmę, reikia išmokti! Pavyzdžiui, kai sakoma, kad deguonis yra vandens dalis, mes kalbame 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 nubrėžiate įprastinę liniją nuo cheminio elemento boro iki cheminio elemento astatino, tai ilgojoje periodinės sistemos versijoje virš linijos yra nemetaliniai elementai, 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 patogiau nustatyti, ar elementas yra metalinis, ar nemetalinis ilga versija Periodinė sistema. Šis skirstymas yra sąlyginis, nes visi elementai vienaip ar kitaip pasižymi ir metalinėmis, ir nemetalinėmis savybėmis. metalines savybes, tačiau daugeliu atvejų šis 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: Ne organinės 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. Medžiagos įvairių tipų pastatai 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 Paprastos 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

Visos medžiagos, apie kurias kalbame mokykliniame chemijos kurse, paprastai skirstomos į paprastas ir sudėtingas. Paprastosios medžiagos yra tos medžiagos, kurių molekulėse yra to paties elemento atomų. Atominis deguonis (O), molekulinis deguonis (O2) arba tiesiog deguonis, ozonas (O3), grafitas, deimantas yra paprastų medžiagų, kurios sudaro cheminius elementus deguonį ir anglį, pavyzdžiai. Sudėtingos medžiagos skirstomos į organines ir neorganines. Tarp neorganinių medžiagų pirmiausia išskiriamos šios keturios klasės: oksidai (arba oksidai), rūgštys (be deguonies ir deguonies), bazės (vandenyje tirpios bazės vadinamos šarmais) ir druskos. Nemetalų junginiai (išskyrus deguonį ir vandenilį) nepriskiriami šioms keturioms klasėms; mes juos vadinsime sutartinai „ir kitomis sudėtingomis medžiagomis“.

Paprastos medžiagos dažniausiai skirstomos į metalus, nemetalus ir inertines dujas. Metalams priskiriami visi cheminiai elementai, kuriuose užpildomi d ir f polygiai, tai yra 4 periodo elementai: Sc - Zn, 5 periode: Y - Cd, 6 periode: La - Hg, Ce - Lu, 7-ajame periode Ac - Th - Lr. Jei dabar tarp likusių elementų nubrėžtume liniją nuo Be iki At, tai kairėje ir apačioje bus metalai, o dešinėje ir aukščiau - nemetalai. Inertinės dujos yra periodinės lentelės 8 grupėje. Elementai, esantys įstrižainėje: Al, Ge, Sb, Po (ir kai kurie kiti. Pavyzdžiui, Zn) laisvoje būsenoje turi metalų, o hidroksidai – ir bazių, ir rūgščių, t.y. yra amfoteriniai hidroksidai. Todėl šie elementai gali būti laikomi metalais-nemetalais, užimančiais tarpinę padėtį tarp metalų ir nemetalų. Taigi cheminių elementų klasifikacija priklauso nuo to, kokias savybes turės jų hidroksidai: bazinis – vadinasi, tai metalas, rūgštinis – nemetalas, ir abu (priklausomai nuo sąlygų) – metaliniai nemetalai. Tas pats cheminis elementas junginiuose, turinčiuose mažiausią teigiamą oksidacijos laipsnį (Mn+2, Cr+2), pasižymi ryškiomis „metalinėmis“ savybėmis, o junginiuose, kurių oksidacijos laipsnis yra didžiausias (Mn+7, Cr+6) – pasižymi: tipiškas nemetalas. Norėdami pamatyti ryšį tarp paprastų medžiagų, oksidų, hidroksidų ir druskų, pateikiame suvestinę lentelę.

Medžiagos gali būti sudarytos iš vieno arba skirtingų cheminių elementų atomų. Tuo remiantis visos medžiagos skirstomos į paprastas ir sudėtingas.

Medžiagos, susidedančios iš vieno cheminio elemento atomų, vadinamos paprastomis. Paprastos medžiagos pagal jų sudėtį skirstomos į metalus (sudaro metalų atomai: Na, K, Ca, Mg) ir nemetalus (susidaro nemetalų atomai H2, N2, O2, Cl2, F2, S, P, Si). fizinės ir cheminės savybės.

Medžiagos, sudarytos iš skirtingų cheminių elementų atomų, vadinamos kompleksinėmis medžiagomis. Pagrindinės sudėtingų neorganinių medžiagų klasės yra oksidai, bazės, rūgštys ir druskos.

Oksidai yra dvejetainiai junginiai (junginiai, susidedantys iš dviejų cheminių elementų), kurių deguonis yra -2 oksidacijos būsenoje.
Oksidai skirstomi į bazinius, amfoterinius, rūgštinius ir nesudarančius druskos:
1. Bazinius oksidus sudaro tipiški metalo atomai ir deguonies atomai. Pavyzdžiui, Na2O, CaO, LiO. Jie atitinka hidroksidus – bazes.
2. Amfoterinius oksidus sudaro pereinamųjų metalų atomai ir deguonies atomai. Pavyzdžiui, BeO, ZnO, Al2O3. Jie atitinka amfoterinius hidroksidus.
3. Rūgštinius oksidus sudaro nemetalų atomai ir deguonies atomai. Pavyzdžiui, CO2, SiO2, N2O3, NO2, N2O5, P2O3, P2O5, SO2, SO3, Cl2O7 ir kt. Jie atitinka hidroksidus – rūgštis.
4. Druskos nesudarančius oksidus sudaro nemetalų atomai ir deguonis. Druskos nesudarantys oksidai apima 4 oksidus: CO, SiO, N2O, NO.

Bazės yra junginiai, kuriuose yra metalo (arba amonio) katijonas ir viena ar daugiau hidroksilo grupių. Pavyzdžiui, NaOH, Ca(OH)2, KOH, NH4OH.
Ypač išsiskiria tirpios bazės, kurios vadinamos šarmais. Tai apima šarminių ir šarminių žemių metalų hidroksidus.
Pagal hidroksilo grupių skaičių bazės skirstomos į vienos, dviejų ir trijų rūgščių.

Amfoterinius hidroksidus sudaro berilio, cinko arba aliuminio katijonai ir hidroksidanonai: Be(OH)2, Zn(OH)2, Al(OH)3.

Rūgštys yra junginiai, kuriuose yra vandenilio katijonų ir rūgšties liekanos anijonų. Pagal vandenilio katijonų skaičių rūgštys skirstomos į vienos, dviejų ir trijų bazines. Atsižvelgiant į deguonies buvimą rūgšties liekanoje, rūgštys skirstomos į bedeguonies ir turinčias deguonies.
HF – vandenilio fluorido (arba vandenilio fluorido) rūgštis
HCl – druskos (arba druskos) rūgštis
HBr – vandenilio bromido rūgštis
HI – vandenilio jodo rūgštis
H2S – hidrosulfido rūgštis
HNO3 – azoto rūgštis (atitinka rūgšties oksidą N2O5)
HNO2 – azoto rūgštis (atitinka rūgštinį oksidą N2O3)
H2SO4 – sieros rūgštis (atitinka rūgštinį oksidą SO3)
H2SO3 – sieros rūgštis (atitinka rūgštinį oksidą SO2)
H2CO3 – anglies rūgštis (atitinka rūgštinį oksidą CO2)
H2SiO3 – silicio rūgštis (atitinka rūgšties oksidą SiO2)
H3PO4 – fosforo rūgštis (atitinka rūgštinį oksidą P2O5).

Druskos yra junginiai, kuriuose yra metalo (arba amonio) katijono ir rūgšties likučio anijono.
Pagal sudėtį rūgštys skirstomos į:
1. Terpė – susideda iš metalo katijono ir rūgšties liekanos – tai visiško rūgšties vandenilio atomų pakeitimo metalo (arba amonio) katijonais produktas. Pavyzdžiui, Na2SO4, K3PO4.
Vandenilio fluorido rūgšties druskos - fluoridai,
druskos rūgšties druskos - chloridai,
vandenilio bromido rūgšties druskos - bromidai,
vandenilio jodo rūgšties druskos - jodidai,
hidrosulfido rūgšties druskos - sulfidai,
azoto rūgšties druskos - nitratai,
azoto rūgšties druskos - nitritai,
sieros rūgšties druskos - sulfatai,
sieros rūgšties druskos - sulfitai,
anglies rūgšties druskos - karbonatai,
silicio rūgšties druskos - silikatai,
fosforo rūgšties druskos – fosfatai.
2. Rūgščių druskos- susideda iš metalo (arba amonio) katijono, vandenilio katijono (-ų) ir rūgšties likučio anijono – tai yra nepilno rūgšties vandenilio atomų pakeitimo metalo katijonais produktas. Rūgščių druskos gali sudaryti tik dvibazines ir tribazes rūgštis. Prie druskos pavadinimo pridedamas priešdėlis hidro- (arba digdro). Pavyzdžiui, NaHSO4 (natrio vandenilio sulfatas), KH2PO4 (kalio divandenilio fosfatas).
3. Bazinės druskos – susideda iš metalo katijono (arba amonio), hidroksidaniono ir rūgštinės liekanos anijono – tai nepilno bazės hidroksilo grupių pakeitimo rūgštinėmis liekanomis produktas. Bazinės druskos gali sudaryti tik dviejų ir trijų rūgščių bazes. Prie druskos pavadinimo pridedamas priešdėlis hidrokso-. Pavyzdžiui, (CuOH)2CO3 yra vario (II) hidroksikarbonatas.