Внимание! Компания ООО «ХИМСНАБ» работает только с юридическими лицами.

Статьи

Простое вещество

Простые вещества — вещества, состоящие исключительно из атомов одного химического элемента (в отличие от сложных веществ). Являются формой существования химических элементов в свободном виде, или, иначе говоря, элементы, не связанные химически ни с каким другим элементом, образуют простые вещества. Известно свыше 400 разновидностей простых веществ.

Простое вещество — простое тело, однородное вещество

Состоит из атомов одного химического элемента; форма существования химического элемента в свободном состоянии. Например, П. в. алмаз, графит, уголь состоят из атомов элемента углерода, но отличаются по своему строению и свойствам. Обыкновенный кислород O2 и озон O3 состоят из атомов элемента кислорода, но обладают неодинаковой молекулярной массой и резко различаются по свойствам. Однако даже в современной литературе понятия П. в. и химический элемент нередко смешиваются, вследствие того, что в большинстве случаев химические элементы и образуемые ими П. в. носят одно и то же название. Особые названия или буквенные обозначения имеются лишь для элементов, существующих в виде различных модификаций (см. Аллотропия, Полиморфизм), например белый, красный, чёрный фосфор, белое и серое олово (b-Sn, a-Sn).

В зависимости от типа химической связи между атомами простые вещества могут быть металлами (Na, Mg, Al, Bi и другие) и неметаллами (H2, N2, Br2, Si и другие). Примеры простых веществ: молекулярные (O2, O3, H2, Cl2) и атомарные (He, Ar) газы; различные формы углерода, иод (I2), металлы (не в виде сплавов).

Аллотропные модификации
Один и тот же химический элемент зачастую может образовывать несколько типов простых веществ (аллотропия), называемых аллотропными модификациями. Явление аллотропии может быть обусловлено либо различным составом молекул данного элемента (аллотропия состава), либо различным строением молекул и способом размещения молекул (атомов) в кристаллах (аллотропия формы). Способность элемента к образованию соответствующих аллотропных модификаций обусловлена строением атома, которое определяет тип химической связи, строение молекул и кристаллов.

Различные аллотропные модификации могут переходить друг в друга. Для данного химического элемента его аллотропные модификации всегда различаются по физическим свойствам и химической активности (например, озон активнее кислорода, температура плавления алмаза больше, чем фуллерена)

Агрегатное состояние
При нормальных условиях соответствующие простые вещества для 11 элементов являются газами (H, He, N, O, F, Ne, Cl, Ar, Kr, Xe, Rn), для 2 — жидкостями (Br, Hg), для остальных элементов — твёрдыми телами.

При комнатной температуре (либо близкой к ней) 5 металлов находятся в жидком либо полужидком состоянии, так как их температура плавления близка к комнатной:
— Ртуть (−39 °C)
— Франций (27 °C)
— Цезий (28 °C)
— Галлий (30 °C)
— Рубидий (39 °C)



Отношение понятий
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.

Также нужно различать свойства (характеристики) простого вещества (совокупности частиц) и свойства (характеристики) химического элемента (изолированного атома определенного вида), см. таблицу ниже

Характеристики
Химического элементаПростого вещества
атомный номер
относительная атомная масса
изотопный состав
распространённость в природе
положение в периодической системе
строение атома
энергия ионизации
сродство к электрону
электроотрицательность
степени окисления
валентность
аллотропные модификации
химический знак
и другие
окраска
запах
электропроводность
теплопроводность
растворимость
твёрдость
температура кипения
температура плавления
вязкость
молярная масса
оптические свойства
магнитные свойства
химическая формула
и другие

Названия химических элементов и соответствующих простых веществ совпадают в большинстве случаев. Однако существуют и исключения.
Названия аллотропных модификаций кислорода:
— кислород (дикислород O2) и озон.
— углерода — алмаз, графит, карбин, фуллерен.


Каждый химический элемент имеет свое условное обозначение — химический знак (символ). В ряде случаев химический знак может также выражать состав простого вещества (Zn, B, C, Ar). Однако, например, символ O обозначает только химический элемент, простое вещество кислород имеет формулу O2.

Аллотропия — простые и сложные вещества

По элементному составу различают простые вещества, состоящие из атомов одного элемента (H2, O2, Cl2, P4, Na, Cu, Au), и сложные вещества, состоящие из атомов разных элементов (H2O, NH3, OF2, H2SO4, MgCl2, K2SO4).

В настоящее время известно 115 химических элементов, которые образуют около 500 простых веществ. Способность одного элемента существовать в виде различных простых веществ, отличающихся по свойствам, называется аллотропией. Например, элемент кислород O имеет две аллотропные формы — дикислород O2 и озон O3 с различным числом атомов в молекулах.

Аллотропные формы элемента углерод C — алмаз и графит — отличаются строение их кристаллов. Существуют и другие причины аллотропии.

Сложные вещества часто называют химическими соединениями, например оксид ртути(II) HgO (получается путем соединения атомов простых веществ — ртути Hg и кислорода O2), бромид натрия (получается путем соединения атомов простых веществ — натрия Na и брома Br2).

Названия сложных веществ

Химическая формула ионного вещества состоит из двух частей — формулы катиона (записывается первой слева) и формулы аниона (вторая слева):
CaCl2 — (Ca2+)(Cl−)2
Mg3(PO4)2 — (Mg2+)3(PO43−)2
(NH4)2SO4 — (NH4+)2(SO42−)

Названия ионных веществ строятся по их формуле справа налево: сначала название аниона (в именительном падеже), затем название катиона (в родительном падеже). Например: KCl — хлорид калия, BaSO4 — сульфат бария, AgNO3 — нитрат серебра(I), NaOH — гидроксид натрия, (NH4)2CO3 — карбонат аммония, Fe3(PO4)2 — ортофосфат железа(II), Cr2O3 — оксид хрома(III).

Названия распространенных анионов, которые следует запомнить: F− — фторид, Cl−- — хлорид, Br− — бромид, I− — иодид, O2− — оксид, S2− — сульфид, OH− — гидроксид, CO32− — карбонат, NO2− — нитрит, NO3− — нитрат, SO32− — сульфит, SO42− — сульфат, PO43− — ортофосфат, SiO44− — ортосиликат, MnO4− — перманганат, Cr2O72− — дихромат.

Названия катионов Na+, K+, Mg2+, Ca2+, Ba2+ и Al3+ строятся по названиям соответствующих элементов (Na+ — катион натрия, Al3+ — катион алюминия); для NH4+ используется название катион аммония. Названия катионов большинства металлов содержат, помимо названия элемента, указание на степень окисления в виде римской цифры в скобках: Ag+ — катион серебра(I), Pb2+ — катион свинца(II), Cr3+ — катион хрома(III).

Химические формулы ковалентных веществ можно мысленно разделить на формулы условных катионов и анионов, например PCl3 — на один условный катион P3+ и три условных аниона Cl−, H2SO4 — на два условных катиона H+ и один условный анион SO42−. Термин «условный» означает, что в ковалентных веществах указанных ионов в реальности нет (вещества состоят из молекул), и этим они отличаются от ионных веществ. Отметим, что некоторые ионы могут быть как реальными, так и условными — в зависимости от типа соединения, например анионы Cl− и SO42−.

В двухэлементных веществах с молекулярным или ионным строением абсолютные значения зарядов ионов отвечают стехиометрической валентности атомов (например для Na2O — NaI и OII, для PCl3 — PIII и ClI). Вместе с тем знак и значение зарядов условных ионов отвечают соответствующим (положительным или отрицательным) степеням окисления элементов, например H2+IO−II, P+IIICl3−I, C+IVS2−II, H2+IO2−I, P+VCl5−I, Cr2+IIIS3−II, N+IIO−II, Fe+IICl2−I, Na+IH-I, N+IVO2−II, Fe+IIICl3−I, Mg3+IIN2−III, Mn+IVO2−II, Sn+III2−I, Ca+IIC2−I, Mn2+VIIO7−II, Sn+IVI4−I, Al4+IIIC3−IV.

Следует запомнить, что заряд ионов обозначается арабской цифрой с последующим знаком (Mg2+, Ba2+, Al3+, Cl−, S2−), а степень окисления — римской цифрой с предшествующим знаком, причем знак «плюс» обычно опускается, но подразумевается (Fe+II или FeII, но S−II).

Названия ковалентных двухэлементных веществ строятся из двух слов — наименования условного аниона (в именительном падеже) и наименования условного катиона (в родительном падеже); при этом указывают соотношение катионов и анионов с помощью числовых приставок (1 — моно, 2 — ди, 3 — три, 4 — тетра, 5 — пента, 6 — гекса и т.д.): CO- монооксид углерода, CO2 — диоксид углерода, PCl3 — трихлорид фосфора, PCl5 — пентахлорид фосфора.

Использование названий со степенями окисления допускается, но не рекомендуется. Так, можно использовать названия оксид углерода(II) для CO и оксид углерода(IV) для CO2.

Превращение химических веществ 10 миллионов веществ

Изучение превращения химических веществ (на данный момент число известных веществ уже превышает десять миллионов), в этой структуре важна классификация химических соединений, те объединения 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:
Простые вещества, сложные вещества

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

неорганические соединения, генетическая связь типичных классов соединений элементов
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.

 

+7 (812)

Телефоны отделов продаж:

337-18-93 - отдел моющих средств и хозтоваров-многоканальный.
337-18-94 - отдел ветзоотехники и агрохимии
337-18-95 - отдел лабораторной посуды
337-18-96 - отдел химии и спецодежды
337-18-97 - отдел лабораторного оборудования и приборов

Адреса электронной почты:

him_spb@mail.ru
himsnab.53@list.ru

Адрес:

198095, г. Санкт-Петербург, ул. Швецова, дом 23 (Здание ТЭМП)

© 2009 — «ХИМСНАБ»
Все права защищены

Отказ от ответственности



Создание сайта — «Consepto»
Продвижение сайта — «1 Место»