Химия, Биология, подготовка к ГИА и ЕГЭ. Как определить сложное или простое вещество
Содержание
Инструкция
|
completerepair.ru
Простые и сложные вещества | Дистанционные уроки
04-Авг-2012 | комментариев 10 | Лолита Окольнова
Итак, давайте определимся, что такое
— это вещества, образованные из атомов одного элемента.
Например, железо — Fe, азот — N2, ртуть — Hg.
При написании формул таких простых веществ есть одно маленькое секретное правило:
если простое вещество — газ, то его молекула двухатомная:
N2, h3, O2, Cl2 (кроме брома и йода — эти вещества твердые)
если простое вещество твердое или жидкое, то его молекулу записываем в виде одного элемента:
Сложные вещества
или химические соединения, — это вещества, образованные атомами разных элементов.
Самый простой пример — h3O — водичка
В сложных веществах сразу встает проблема как правильно писать эти формулы….
Давайте разберем!
Есть 2 понятия, которые надо знать и уметь отличать друг от друга —
валентность и степень окисления
Валентность элемента — это количество связей, которые может образовывать атом. У атома может быть несколько валентностей.
У металлов (1-я, 2-я и 3-я группы) валентность = номеру группы.
Например, Al — в третьей группе, значит, его валентность = 3
У неметаллов :
- максимальная валентность элемента = номеру группы,
- промежуточные = № группы-2
- минимальная = 8-№группы
Берем S — она находится в 6-й группе периодической системы. Следовательно,
- максимальная валентность элемента = номеру группы = 6 (h3SO4)
- промежуточные валентности: 4 (h3SO3)
- минимальная валентность = 8-№группы = 2 (h3S)
Валентность = количество связей, и вот как это выглядит структурно:
цифры — валентность каждого атома
Степень окисления элемента —
— это условный заряд атома в соединении
По сути — это тоже число, но со знаком «+» или «-«. Например, в соединении h3S — водород Н будет положительно заряженным ионом, степень окисления=+1, S — отрицательно со степенью окисления элемента= -2:
+1 -2
h3S
Степень окисления может у одного и того же элемента может отличаться не только по знаку, но и численно, например:
- у кислорода в воде (h3O) валентность = 2, степень окисления = -2;
- у кислорода в перекиси водорода (h3O2) валентность = 2, степень окисления = -1
Кстати, ион — заряженная частица, образующаяся в результате потери или присоединения атомом или молекулой одного или нескольких электронов.
- валентность и степень окисления — вопрос ЕГЭ А5
- валентность — вопрос А4 ГИА (ОГЭ)
- про простые и сложные вещества — вопрос А5 ГИА (ОГЭ)
Категории: |
Обсуждение: "Простые и сложные вещества"
(Правила комментирования)distant-lessons.ru
Простые и сложные вещества - Ида Тен
Простые вещества и их классификация
При изучении материала предыдущих параграфов, вы уже познакомились с некоторыми веществами. Так, например, молекула газа водорода, состоит из двух атомов химического элемента водорода – Н + Н = Н2.
Простые вещества – вещества, в состав которых входят атомы одного вида
К простым веществам, из числа известных вам веществ, относят: кислород, графит, серу, азот, все металлы: железо, медь, алюминий, золото и т.д. Сера состоит только из атомов химического элемента серы, а графит состоит из атомов химического элемента углерода.
Нужно четко различать понятия «химический элемент» и «простое вещество». Например, алмаз и углерод – не одно и тоже. Углерод – химический элемент, а алмаз – простое вещество, образованное химическим элементов углеродом. В данном случае химический элемент (углерод) и простое вещество (алмаз) называются по-разному. Часто химический элемент и отвечающее ему простое вещество называются одинаково. Например, элементу кислороду, соответствует простое вещество – кислород.
Различать, где идет речь об элементе, а где о веществе, необходимо научиться! Например, когда говорят, что кислород входит в состав воды – речь идет об элементе кислороде. Когда говорят, что кислород – это газ, необходимый для дыхания – здесь идет речь о простом веществе кислороде.
Простые вещества химических элементов подразделяют на две группы – металлы и неметаллы.
Металлы и неметаллы кардинально отличаются по своим физическим свойствам. Все металлы при нормальных условиях твердые вещества, исключение составляет ртуть – единственный жидкий металл. Металлы непрозрачны, обладают характерным металлическим блеском. Металлы пластичны, хорошо проводят тепло и электрический ток.
Неметаллы не похожи друг на друга по физическим свойствам. Так, водород, кислород, азот – газы, кремний, сера, фосфор – твердые вещества. Единственный жидкий неметалл – бром – жидкость коричнево-красного цвета.
Если провести условную линию от химического элемента бора к химическому элементу астату, то в длинном варианте Периодической Системы над линией расположены неметаллические элементы, а под ней – металлические. В коротком варианте Периодической Системы под этой линией расположены неметаллические элементы, а над ней – как металлические, так и неметаллические элементы. Значит, определять, является элемент металлическим или неметаллическим, удобнее по длинному варианту Периодической Системы. Это деление условное, поскольку все элементы так или иначе проявляют как металлические, так и неметаллические свойства, но в большинстве случаев такое распределение соответствует действительности.
Сложные вещества и их классификация
Если в состав простых веществ входят атомы только одного вида, несложно догадаться, что в состав сложных веществ будут входить несколько видов различных атомов, как минимум двух. Примером сложного вещества является вода, ее химическая формула вам известна – Н2О. Молекулы воды состоят из двух видов атомов: водорода и кислорода.
Сложные вещества – вещества, в состав которых входят атомы различных видов
Проведем следующий эксперимент. Смешаем порошки серы и цинка. Поместим смесь на металлический лист и подожжем при помощи деревянной лучины. Смесь загорается и быстро сгорает ярким пламенем. После завершения химической реакции образовалось новое вещество, в состав которого входят атомы серы и цинка. Свойства этого вещества совершенно другие, нежели свойства исходных веществ – серы и цинка.
Сложные вещества принято делить на две группы: неорганические вещества и их производные и органические вещества и их производные. Например, каменная соль – это неорганическое вещество, а крахмал, содержащийся в картофеле – органическое вещество.
Типы строения веществ
По типу частиц, входящих в состав веществ, вещества делят на вещества молекулярного и немолекулярного строения.
В состав вещества могут входить различные структурные частицы, такие как атомы, молекулы, ионы. Следовательно, существует три типа веществ: вещества атомного, ионного и молекулярного строения. Вещества различного типа строения будут иметь различные свойства.
Вещества атомного строения
Примером веществ атомного строения могут быть вещества, образованные элементом углеродом: графит и алмаз. В состав этих веществ входят только атомы углерода, но свойства этих веществ очень сильно отличаются. Графит – хрупкое, легко расслаивающееся вещество серо-черного цвета. Алмаз – прозрачный, один из самых твердых на планете, минерал. Почему вещества, состоящие из одного типа атомов, имеют различные свойства? Все дело в строении этих веществ. Атомы углерода в графите и алмазе соединяются различным способом. Вещества атомного строения имеют высокие температуры кипения и плавления, как правило, нерастворимы в воде, нелетучи.
Кристаллическая решетка – вспомогательный геометрический образ, вводимый для анализа строения кристалла
Вещества молекулярного строения
Вещества молекулярного строения – это практически все жидкости и большинство газообразных веществ. Существуют и кристаллические вещества, в состав кристаллической решетки которых входят молекулы. Вода – вещество молекулярного строения. Лед также имеет молекулярное строение, но в отличие от жидкой воды, имеет кристаллическую решетку, где все молекулы строго упорядочены. Вещества молекулярного строения имеют невысокие температуры кипения и плавления, как правило хрупкие, не проводят электрический ток.
Вещества ионного строения
Вещества ионного строения – это твердые кристаллические вещества. Примером вещества ионного соединения может быть поваренная соль. Ее химическая формула NaCl. Как видим, NaCl состоит из ионов Na+ и Cl⎺, чередующихся в определенных местах (узлах) кристаллической решетки. Вещества ионного строения имеют высокие температуры плавления и кипения, хрупкие, как правило, хорошо растворимы в воде, не проводят электрический ток.
Понятия «атом», «химический элемент» и «простое вещество» не следует смешивать.
- «Атом» – конкретное понятие, так как атомы существуют реально.
- «Химический элемент» – это собирательное, абстрактное понятие; в природе химический элемент существует в виде свободных или химически связанных атомов, то есть простых и сложных веществ.
Названия химических элементов и соответствующих простых веществ совпадают в большинстве случаев.
Когда мы говорим о материале или компоненте смеси – например, колба наполнена газообразным хлором, водный раствор брома, возьмём кусочек фосфора, – мы говорим о простом веществе. Если же мы говорим, что в атоме хлора содержится 17 электронов, вещество содержит фосфор, молекула состоит из двух атомов брома, то имеем в виду химический элемент.
Нужно различать свойства (характеристики) простого вещества (совокупности частиц) и свойства (характеристики) химического элемента (изолированного атома определенного вида), см. таблицу ниже:
| Характеристики химического элемента | Характеристики простого вещества |
|
|
Сложные вещества необходимо отличать от смесей, которые тоже состоят из разных элементов.
Количественное соотношение компонентов смеси может быть переменным, а химические соединения имеют постоянный состав.
Например, в стакан чая вы можете внести одну ложку сахара, или несколько, а молекулы сахарозы С12Н22О11 содержит точно 12 атомов углерода, 22 атома водорода и 11 атомов кислорода.
Таким образом, состав соединений можно описать одной химической формулой, а состав смеси – нет.
Компоненты смеси сохраняют свои физические и химические свойства. Например, если смешать железный порошок с серой, то образуется смесь двух веществ. И сера, и железо в этой смеси сохраняют свои свойства: железо притягивается магнитом, а сера не смачивается водой и плавает по ее поверхности.
Если же сера и железо прореагируют друг с другом, образуется новое соединение с формулой FeS, не имеющее свойств ни железа, ни серы, но обладающее набором собственных свойств. В соединении FeS железо и сера связаны друг с другом, и разделить их методами, которыми разделяют смеси, нельзя.
Таким образом, вещества можно классифицировать по нескольким параметрам:
Выводы из статьи по теме Простые и сложные вещества
- Простые вещества – вещества, в состав которых входят атомы одного вида
- Простые вещества делят на металлы и неметаллы
- Сложные вещества – вещества, в состав которых входят атомы различных видов
- Сложные вещества делят на органические и неорганические
- Существуют вещества атомного, молекулярного и ионного строения, их свойства различны
- Кристаллическая решетка – вспомогательный геометрический образ, вводимый для анализа строения кристалла
idaten.ru
Простые и сложные вещества
1. Простыми называются вещества, которые состоят из атомов одного химического элемента (О2, Н2, Na, Al)
2. Сложными называются вещества, которые состоят из нескольких химических элементов (h3O, CuSO4)
3. Оксиды - сложные вещества, которые состоят из атомов двух химических элементов, один из которых кислород со степенью окисления -2.
4. Основные оксиды - оксиды, которым соответствуют основания (CaO - Ca(OH)2)
5. Кислотные оксиды - оксиды, которым соответствуют кислоты (P2O5 - h4PO4, Mn2O7 - HMnO4)
6. Амфотерные оксиды - оксиды, проявляющие основные и кислотные свойства (Al2O3, BeO, ZnO, Cr2O3)
7. Несолеобразующие оксиды - не проявляют ни основных ни кислотных свойств (N2O, NO, CO)
8. Кислоты - сложные вещества, которые состоят из атомов водорода и кислотных остатков
HCl - соляная кислота (хлороводородная) (хлориды)
HNO3 - азотная (нитраты)
h3SO4 - серная (сульфаты)
h4PO4 - фосфорная (фосфаты)
h3CO3 - угольная (карбонаты)
h3S - сероводородная (сульфиды)
h3SO3 - сернистая (сульфиты)
h3SiO3 - кремниевая (силикаты)
HF - фтороводородная (плавиковая) (фториды)
HBr - бромоводородная (бромиды)
HNO2 - азотистая (нитриты)
9. Основания - сложные вещества, которые состоят из катиона металла и гидроксид-ионов (NaOH, Fe(OH)3). Растворимые в воде основания называют щелочами.
10. Соли - сложные вещества, которые состоят из катионов металлов и анионов кислотных остатков (NaCl, CuSO4)
Давайте порассуждаем вместе
1. Сульфат алюминия относят к классу:
1) оксидов
2) оснований
3) солей
4) кислот
Ответ: сульфат алюминия Al2(SO4)3 относят к классу солей, т.к. это сложное вещество, которое состоит из катионов металла алюминия и кислотных остатков сульфат-анионов.
2. Кислотой и щелочью соответственно являются вещества, формулы которых:
1) HCl, Cu(OH)2
2) HNO3, Ba(OH)2
3) NaCl, NaOH
4) h3SiO3, Fe(OH)2
Ответ: правильный ответ №2, т.к. HNO3 - это азотная кислота, а Ва(OH)2 - основание, которое хорошо растворяется в воде, значит является щелочью
3. Основному оксиду соответствует формула:
1) SO3
2) NO2
3) MgO
4) P2O5
Ответ: MgO - основный оксид, т.к. ему соответствует основание Mg(OH)2
4. Амфотерным оксидом и кислотным оксидом соответственно явлются вещества:
1) Al2O3, SO2
2) NaOH, P2O5
3) ZnO, HCl
4) Zn(OH)2, h3SO4
Ответ: правильный ответ №1, т.к. Al2O3 - амфотерный оксид, а SO2 - кислотный оксид, ему соответствует сернистая кислота h3SO3
5. Нерастворимым основанием и солью соответственно являются вещества:
1) KOH, Ca(NO3)2
2) CaO, Na2CO3
3) Mg(OH)2, h3SO4
4) Fe(OH)3, AgBr
Ответ: правильный ответ №4, т.к. Fe(OH)3 - нерастворимое основание, а AgBr - бромид серебра - соль
dx-dy.ru
Основные понятия и законы химии
16
1 Основные понятия химии.
Химия относится к естественным наукам. Она изучает состав, строение, свойства и превращения веществ, а также явления, сопровождающие эти превращения.
Вещество является одной из основных форм существования материи. Вещество как форма материи состоит из отдельных частиц различной степени сложности и обладает собственной массой, так н а з ы в а е м о й
массой покоя.
Простые и сложные вещества. Аллотропия.
Все вещества можно разделить на простые и сложные.
Простые вещества состоят из атомов одного химического элемента, сложные - из атомов нескольких химических элементов.
Химический элемент - это определенный вид атомов с одинаковым зарядом ядра. Следовательно, атом - это мельчайшая частица химического элемента.
Понятие простое вещество нельзя отождествлять с понятием
химический элемент. Химический элемент характеризуется определенным положительным зарядом ядра атома, изотопным составом, химическими свойствами. Свойства элементов относятся к его отдельным атомам. Простое вещество характеризуется определенной плотностью, растворимостью, температурами плавления и кипения и т.п. Эти свойства относятся к совокупности атомов и для разных простых веществ они различны.
Простое вещество - это форма существования химического элемента в свободном состоянии. Многие химические элементы образуют несколько простых веществ, различных по строению и свойствам. Это явление называется аллотропией, а образующие вещества - аллотропными видоизменениями. Так, элемент кислород образует две аллотропные модификации - кислород и озон, элемент углерод - алмаз, графит, карбин, фуллерен.
Явление аллотропии вызывается двумя причинами: различным числом атомов в молекуле (например, кислород О2 и азон О3) либо образованием различных кристаллических форм (например, углерод образует следующие аллотропные модификации: алмаз, графит, карбин, фуллерен), карбин был открыт в 1968г (А.Сладков, Россия), а фуллерен в 1973 г теоретически (Д.Бочвар, Россия), а в 1985г - экспериментально (Г.Крото и Р.Смолли, США).
Сложные вещества состоят не из простых веществ, а из химических элементов. Так водород и кислород, входящие в состав воды, содержатся в воде не в виде газообразных водорода и кислорода с их характерными свойствами, а в виде элементов - водорода и кислорода.
Мельчайшей частицей веществ, имеющих молекулярную структуру, является молекула, которая сохраняет химические свойства данного вещества. Согласно современным представлениям из молекул состоят в основном вещества, находящиеся в жидком и газообразном состоянии. Большинство же твердых веществ (в основном неорганических) состоит не из молекул, а из других частиц (ионов, атомов). Не имеют молекулярной структуры соли, оксиды металлов, алмаз, металлы и пр.
Относительная атомная масса
Современные методы исследования позволяют определить чрезвычайно малые массы атомов с большей точностью. Так, например, масса атома водорода составляет 1,674 10-27 кг, углерода – 1,993 10-26 кг.
В химии традиционно используются не абсолютные значения атомных масс, а относительные. В 1961г за единицу атомной массы принята атомная единица массы (сокращенно а.е.м.), которая представляет собой 1/12 часть массы атома изотопа углерода 12С.
Большинство химических элементов имеют атомы с различной массой (изотопы). Поэтому относительной атомной массой (или просто атомной массой) Аr химического элемента называется величина, равная отношению средней массы атома элемента к 1/12 массы атома углерода 12С.
Атомные массы элементов обозначают Аr, где индекс r – начальная буква английского слова relative – относительный. Записи Ar(H), Ar(O), Ar(C) означают: относительная атомная масса водорода, относительная атомная масса кислорода, относительная атомная масса углерода.
Относительная атомная масса – одна из основных характеристик химического элемента.
studfiles.net
Простые и сложные вещества - HimHelp.ru
Химия занимается изучением превращений химических веществ (число известных к настоящему времени веществ более десяти миллионов), поэтому очень важна классификация химических соединений. Под классификацией понимают объединение разнообразных и многочисленных соединений в определенные группы или классы, обладающие сходными свойствами. С проблемой классификации тесно связана проблема номенклатуры, т.е. системы названий этих веществ
Индивидуальные химические вещества принято делить на две группы: немногочисленную группу простых веществ (их, с учетом аллотропных модификаций, насчитывается около 400) и очень многочисленную группу сложных веществ.
Сложные вещества обычно делят на четыре важнейших класса: оксиды, основания (гидроксиды), кислоты, соли
Приведенная первичная классификация уже с самого начала оказывается несовершенной. Например, в ней нет места для аммиака, соединений металлов с водородом, азотом, углеродом, фосфором и т.д., соединений неметаллов с другими неметаллами и т.д.
Перед тем, как рассмотреть более детально каждый из классов неорганических соединений, целесообразно взглянуть на схему, отражающую генетическую связь типичных классов соединений
В верхней части схемы помещены две группы простых веществ — металлы и неметаллы, а также водород, строение атома которого отличается от строения атомов других элементов. На валентном слое атома водорода находится один электрон, как у щелочных металлов; в то же время, до заполнения электронного слоя оболочки ближайшего инертного газа — гелия — ему недостает также одного электрона, что роднит его с галогенами.
Волнистая черта отделяет простые вещества от сложных; он символизирует, что «пересечение» этой границы обязательно затрагивает валентные оболочки атомов в простых веществах, следовательно, любая реакция с участием простых веществ будет окислительно-восстановительной.
В левой части схемы под металлами помещены их типичные соединения — основные оксиды и основания, в правой части схемы помещены соединения, типичные для неметаллов, кислотные оксиды и кислоты. Водород, помещенный в верхней части схемы, дает очень специфический, идеально амфотерный оксид — воду Н2О, которая в комбинации с основным оксидом дает основание, а с кислотным — кислоту. Водород в сочетании с неметаллами образует бескислородные кислоты. В нижней части схемы помещены соли, которые, с одной стороны, отвечают соединению металла с неметаллом, а с другой — комбинации основного оксида с кислотным.
Приведенная схема до некоторой степени отражает и возможности протекания химических реакций — как правило, в химическое взаимодействие вступают соединения, принадлежащие разным половинам схемы.
www.himhelp.ru
1.3.1. Простые и сложные вещества
Исходя из основных положений атомно-молекулярного учения, можно дать определения простого и сложного вещества.
Простыми веществами называются вещества, состоящие из атомов одного химического элемента.
Например:
O2, N2, S8.
Сложными веществами называются вещества, состоящие из атомов различных химических элементов.
Например:
Н2О, Н2SО4, CuCl2.
Следует заметить, что такое сложное вещество, как, например, вода Н2О, состоит не из водорода и кислорода (это названия простых веществ – водорода – Н2 и кислорода – O2), а из атомов элемента водорода – Н и атомов элемента кислорода – O.
Некоторые химические элементы способны образовывать несколько простых веществ, отличающихся друг от друга по строению и свойствам. В настоящее время известно более 400 простых веществ. Так, элемент углерод образует простые вещества: графит, алмаз, карбин и фулерен. При сгорании каждого из этих веществ образуется только оксид углерода (IV) СО2. Это подтверждает то, что эти простые вещества состоят из атомов одного и того же элемента С углерода.
Явление, при котором один и тот же элемент может образовать несколько простых веществ, называется аллотропией, а образуемые при этом простые вещества – аллотропными модификациями.
Примером аллотропных модификаций могут быть простые вещества – кислород О2 и озон О3, образованные атомами одного и того же элемента – кислорода.
Явление аллотропии вызывается двумя причинами:
различным числом атомов в молекуле, например, кислород О2 и озон О3,
различным строением кристаллической решетки и образованием различных кристаллических форм, например, алмаз, графит, карбин и фулерен.
Способность вещества участвовать в тех или иных химических реакциях характеризует химические свойства вещества.
Химические явления (процессы) – это процессы, в результате которых из одних веществ образуются другие вещества.
Если в результате протекания процесса химическая природа вещества не меняется, то такие процессы считаются физическими.
Примерами физических процессов традиционно считаются изменения агрегатного состояния вещества: плавление ионных кристаллов некоторых солей, плавление металлов, испарение воды и других жидкостей и т.д.
Следует заметить, что такой процесс, как растворение, считают физико-химическим, и, в данном случае, границы между химическими и физическими явлениями достаточно условны.
Принято различать чистые (химически чистые) вещества и смеси веществ.
Чистыми или индивидуальными веществами называют вещества, состоящие из частиц одного вида (содержащие одинаковые структурные единицы).
Примерами могут служить серебро (содержит только атомы серебра), серная кислота и оксид углерода (IV) (содержат только молекулы соответствующих веществ).
Чистые вещества характеризуются постоянством физических свойств, например, температурой плавления (Тпл) и температурой кипения (Ткип).
Вещество не является чистым, если содержит какое-либо количество одного или нескольких других веществ – примесей.
Если система образована смешиванием нескольких чистых веществ, причем их свойства при этом не изменились и ее можно разделить с помощью физических методов на исходные вещества, то такая система называется смесью. Почва, морская вода, воздух – все это примеры различных смесей. Вещества, входящие в состав смеси, называются компонентами. Содержание компонентов в смеси может меняться в широких пределах.
Многие смеси могут быть разделены на составные части – компоненты – на основании различия их физических свойств. Среди большого числа методов, используемых для разделения и очистки веществ, можно назвать:
фильтрование,
отстаивание с последующей декантацией,
разделение с помощью делительной воронки,
центрифугирование,
выпаривание,
кристаллизация,
перегонка (в том числе фракционная перегонка),
хроматография,
возгонка и другие.
Следует заметить, что на практике вещества, называемые «чистыми», являются таковыми лишь условно. Очистка веществ представляет сложную задачу и получение абсолютно чистых веществ, содержащих структурные единицы только одного вида, практически невозможно.
studfiles.net
