Хімічні формули речовин. Прості та складні речовини. Багатоманітність речовин. Лабораторний дослід 4. Ознайомлення зі зразками простих і складних речовин.

Опрацюйте теорію та перегляньте відео

Усі хімічні речовини поділяються на прості і складні.

Простими називаються речовини, утворені атомами одного хімічного елемента.

Деякі прості речовини складаються з молекул.

Одноатомні молекули утворюють інертні гази гелій He, неон Ne, аргон Ar та інші.

З двохатомних молекул складаються водень H₂, кисень O₂, азот N₂, галогени F₂, Cl₂, Br₂, I₂.

Три атоми — у молекулах озону O₃, чотири — у молекулах білого фосфору P₄, вісім — у молекулах сірки S₈.

Моделі молекул водню і азоту

Модель молекули білого фосфору

Інша група простих речовин має немолекулярну будову. До таких речовин відносяться усі метали, а також червоний фосфор, алмаз, графіт, силіцій та інші.

Їх хімічні формули записують хімічним символом елемента без індексу: Fe, P, C, Si, тощо.

Модель кристалу заліза

Алотропія

Відомо 118 хімічних елементів, а простих речовин — більше, ніж 400. Один хімічний елемент може утворити кілька простих речовин.

Явище існування декількох простих речовин, утворених атомами одного хімічного елемента, називається алотропією.

Прості речовини, що складаються з атомів одного хімічного елемента — алотропні модифікації (алотропні видозміни).

Приклад:

хімічний елемент Оксиген утворює прості речовини, що відрізняються складом молекул: кисень O2 і озон O3. Кисень — газ без запаху, він є необхідним живим організмам для дихання. Озон має запах, отруйний.

Хімічний елемент Фосфор утворює молекулярну речовину — білий фосфор P4 і немолекулярну — червоний фосфор P. Ці речовини відрізняються не лише будовою, а й властивостями. Білий фосфор має запах, самозаймається на повітрі. Червоний фосфор без запаху, горить лише при нагріванні.

Хімічний елемент Карбон утворює немолекулярні речовини алмаз і графіт. Вони позначаються однаковою формулою — C, але мають різну будову і відрізняються властивостями. Алмаз є прозорою, безбарвною, дуже твердою речовиною. Графіт — непрозорий, темно-сірий, м'який.

Алмаз і графіт

Хімічний елемент і проста речовина

Назви хімічного елемента і простої речовини у більшості випадків збігаються, тому слід розрізняти ці два поняття.

Хімічний елемент — це певний вид атомів. Атоми хімічного елемента можуть входити до складу простих і складних речовин. Можна охарактеризувати поширеність і форми знаходження хімічного елемента в природі, а також властивості його атомів (масу, розміри, будову).

Проста речовина — це одна з форм існування хімічного елемента в природі. Проста речовина характеризується певним складом, будовою, фізичними і хімічними властивостями. Її використовують для отримання інших речовин.

Приклад:

Хімічні елементи входять до складу складних речовин (хімічних сполук).

Складними називаються речовини, до складу яких входять атоми різних хімічних елементів.

Більшість хімічних речовин є складними.

Багато складних речовин мають молекулярну будову. До молекулярних відносяться метан CH₄, вода H₂O, вуглекислий газ CO₂, сульфатна кислота H₂SO₄, глюкоза C₆H₁₂O₆. Пластмаси, білки, жири, крохмаль теж є складними речовинами, що складаються з молекул.

Модель молекули води

Модель молекули глюкози

Немолекулярну будову мають пісок SiO₂, а також усі складні речовини, до складу яких входять метали: кухонна сіль NaCl, крейда CaCO₃, питна сода NaHCO₃ тощо. Зі складних речовин немолекулярної будови складаються мінерали і гірські породи.

Модель кристала кухонної солі

За певних умов складні речовини можна розкласти на кілька нових речовин. Так, під дією електричного струму вода розкладається на водень і кисень, а цукор при нагріванні перетворюється на вугілля і воду.

Водень і кисень зовсім не схожі на воду. За нормальних умов водень і кисень є газами, а вода — рідина. Вугілля і вода нічим не нагадують цукор.

Зверни увагу!

Властивості складної речовини не є сумою властивостей речовин, що утворюються при її розкладанні.

Прості речовини за їх властивостями поділяють на метали і неметали.

Метали мають немолекулярну будову і подібні фізичні властивості. Усі метали (крім ртуті) за нормальних умов є твердими речовинами. Їх легко впізнати за характерним металічним блиском. Метали добре проводять тепло і електричний струм.

Ртуть

Алюміній

При ударі метали не руйнуються, а змінюють свою форму, тобто їм характерна пластичність. Метали можна кувати, прокатувати у бляхи, витягувати у дріт.

Неметали не мають загальних фізичних властивостей і не схожі на метали. У них немає металічного блиску (винятком є йод). У більшості неметалів низькі електропровідність і теплопровідність.

Більшість неметалів мають молекулярну будову. Такі речовини за нормальни умов є газами (водень, кисень, азот, озон, фтор, хлор, інертні гази), рідинами (бром) або крихкими легкоплавкими твердими речовинами (сірка, йод, білий фосфор).

Хлор

Бром

Сірка

Деякі неметали мають немолекулярну будову, наприклад, червоний фосфор, силіцій, алмаз і графіт. Такі речовини є твердими, тугоплавкими, нелеткими.

Червоний фосфор

Визначити, чи є проста речовина металом або неметалом, можна за допомогою періодичної таблиці. Хімічні металічні елементи, які утворюють прості речовини з металічними властивостями, розташовуються у періодичній таблиці зліва нижче діагоналі «Гідроген — Бор — Силіцій — Арсен — Телур — Астат». Вгорі праворуч розташовуються неметалічні хімічні елементи, які утворюють прості речовини з неметалічними властивостями.

Металічних елементів більше, ніж неметалічних елементів. Отже, і простих речовин металів існує більше, ніж з неметалів.

Основою поділу простих речовин на метали і неметали є їх найхарактерніші фізичні властивості.

За фізичними властивостями метали — електропровідні, теплопровідні, мають металічний блиск і високі температури плавлення, нелеткі, пластичні, ковкі.

За фізичними властивостями неметали — неелектропровідні, нетеплопровідні, не мають металічного блиску, мають низькі температури плавлення, крихкі, леткі, деякі з них мають характерні запахи.

Назви металів, як правило, збігаються з назвами металічних елементів, що їх утворюють. У неметалічних елементів назви простих речовин збігаються для незначної кількості речовин.

Назви металічних елементів і простих речовин:

Назви неметалічних елементів і простих речовин:

Зверни увагу!

Елементи Германій, Стибій, Полоній, утворюють прості речовини, які деякими властивостями нагадують метали, а за деякими — неметали.

Отже, прості речовини поділяють на метали і неметали, а хімічні елементи — на металічні і неметалічні.

Виконайте інтерактивні вправи

Перед проходженням тесту ОБОВ'ЯЗКОВО перегляньте відео

Виконайте тестування