Une substance simple formée d’atomes. Substances simples

Chimie fait référence à sciences naturelles. Elle étudie la composition, la structure, les propriétés et les transformations des substances, ainsi que les phénomènes accompagnant ces transformations.

Substance est l'une des principales formes d'existence de la matière. La substance en tant que forme de matière consiste en particules individuelles divers degrés de complexité et possède sa propre masse, ce qu'on appelle

masse de repos.

1. Substances simples et complexes. Allotropie.

Toutes les substances peuvent être divisées en simple Et complexe .

Substances simples constitué d'atomes d'un élément chimique, complexe - à partir d'atomes de plusieurs éléments chimiques.

Élément chimique - Ce certain type atomes avec la même charge nucléaire. Ainsi, atome est la plus petite particule d'un élément chimique.

Concept substance simple ne peut pas être identifié avec le concept

élément chimique . Un élément chimique est caractérisé par une certaine charge positive du noyau atomique, une composition isotopique et des propriétés chimiques. Les propriétés des éléments sont liées à leur atomes individuels. Une substance simple se caractérise par une certaine densité, solubilité, points de fusion et d'ébullition, etc. Ces propriétés concernent un ensemble d’atomes et sont différentes selon les substances simples.

Substance simple - c'est la forme d'existence d'un élément chimique à l'état libre. Beaucoup éléments chimiques former plusieurs substances simples, de structure et de propriétés différentes. Ce phénomène est appelé allotropie , et les substances formatrices sont modifications allotropiques . Ainsi, l'élément oxygène forme deux modifications allotropiques - l'oxygène et l'ozone, l'élément carbone - diamant, graphite, carbyne, fullerène.

Le phénomène d'allotropie est provoqué par deux raisons : un nombre différent d'atomes dans la molécule (par exemple, l'oxygène À PROPOS 2 et azon À PROPOS 3 ) ou la formation de diverses formes cristallines (par exemple, le carbone forme les modifications allotropiques suivantes : diamant, graphite, carabine, fullerène), la carabine a été découverte en 1968 (A. Sladkov, Russie), et le fullerène a été découvert théoriquement en 1973 (D . Bochvar, Russie) , et en 1985 - expérimentalement (G. Kroto et R. Smalley, USA).

Substances complexes Ils ne sont pas constitués de substances simples, mais d'éléments chimiques. Ainsi, l'hydrogène et l'oxygène, qui font partie de l'eau, sont contenus dans l'eau non pas sous forme d'hydrogène et d'oxygène gazeux avec leurs propriétés caractéristiques, mais sous forme éléments - l'hydrogène et l'oxygène.

La plus petite particule de substances ayant une structure moléculaire est une molécule qui conserve les propriétés chimiques d'une substance donnée. Selon les concepts modernes, les molécules sont principalement constituées de substances à l'état liquide et gazeux. La plupart des solides (principalement inorganiques) ne sont pas constitués de molécules, mais d'autres particules (ions, atomes). Les sels, oxydes métalliques, diamants, métaux, etc. n'ont pas de structure moléculaire.

1. Masse atomique relative

Les méthodes de recherche modernes permettent de déterminer avec une plus grande précision des masses atomiques extrêmement petites. Par exemple, la masse d’un atome d’hydrogène est 1,674  10 -27 kg, carbone – 1,993  10 -26 kg.

En chimie, on n'utilise traditionnellement pas les valeurs absolues des masses atomiques, mais les valeurs relatives. En 1961, l'unité de masse atomique est adoptée. unité de masse atomique (a.u.m. abrégé), qui est 1/12 partie de la masse d'un atome d'isotope de carbone 12 AVEC.

La plupart des éléments chimiques possèdent des atomes de masses différentes (isotopes). C'est pourquoi masse atomique relative (ou juste la masse atomique) UN r d'un élément chimique est une quantité égale au rapport poids moyen atome de l'élément k 1/12 masse de l'atome de carbone 12 AVEC.

Les masses atomiques des éléments sont désignées par UN r, où indice r– lettre initiale mot anglais relatif - relatif. Messages UN r (H), A r (O) UN r (C) signifier : relatif masse atomique hydrogène, masse atomique relative de l'oxygène, masse atomique relative du carbone.

La masse atomique relative est l’une des principales caractéristiques d’un élément chimique.

§ 9. Substances simples et complexes

Après avoir maîtrisé ce sujet, vous serez capable de :

Distinguer les notions de « substance simple » et de « substance complexe », formules de substances simples et complexes ;

Comprendre la notion de « composé chimique » ;

Donner des exemples de substances simples et complexes ;

Décrire simple et substances complexes, que vous connaissez grâce à votre utilisation quotidienne ;

Porter des jugements sur diverses substances.

La plupart des atomes d’éléments chimiques ont la capacité de se combiner entre eux ou avec des atomes d’autres éléments chimiques. En conséquence, des composés chimiques se forment. Quelle que soit la composition de leurs particules structurelles, les substances simples et complexes sont des composés chimiques, car des liaisons chimiques naissent entre elles.

Vous êtes déjà familier avec la structure des atomes des éléments chimiques. Les substances dont les composants sont des atomes sont appelées atomiques.

Cependant, parmi toute la diversité composés chimiques existent et substances moléculaires. Une partie intégrante ce sont des molécules.

Molécules - petites particules substances qui préservent ses propriétés chimiques.

Une molécule est considérée comme la limite de divisibilité d’une substance. Si elle est détruite, alors la substance est détruite. Caractéristique les molécules sont en mouvement continu.

Rappelez-vous de votre cours d'histoire naturelle quel phénomène s'appelle diffusion.

Chaque molécule est constituée d'un certain nombre d'atomes d'un ou de différents éléments chimiques.

Rappelez-vous de votre cours d'histoire naturelle comment les substances sont divisées selon leur composition et leur origine.

Quelles substances sont appelées : a) simples ; b) difficile ? Donnez quelques exemples de substances simples et complexes que vous utilisez le plus souvent dans la vie quotidienne.

Les substances simples sont des substances formées par un seul élément chimique.

Par exemple, des substances simples hydrogène, oxygène, azote formées conformément aux éléments chimiques Hydrogène, Oxygène, Azote. Leurs molécules contiennent deux atomes de ces éléments reliés entre eux (Fig. 41 a, 6, c).

L'élément Oxygène, dans certaines conditions, forme une autre substance simple - l'ozone, dont la molécule contient trois atomes (Fig. 41 d).

Riz. 41. Modèles de molécules de substances simples : a - hydrogène ; b - oxygène ; c - ozone ; g - azote

Les substances complexes sont des substances formées de deux ou plusieurs éléments chimiques.

Les substances complexes comprennent : eau, sucre, savon, sel de table, craie, méthane (composant gaz naturel), dioxyde de carbone. Les substances qui composent les cellules des organismes vivants (protéines, graisses et glucides) sont complexes et contiennent principalement des atomes de Carbone, Oxygène, Hydrogène, Azote, Soufre, Phosphore et ont structure moléculaire.

Rappelez-vous comment prouver que l'eau est une substance complexe. Quelles méthodes de recherche les scientifiques ont-ils utilisés pour déterminer la composition de l’eau ?

La figure 42 montre des modèles de molécules de méthane, de dioxyde de carbone et d'eau. Une molécule de méthane est constituée d'un atome de carbone et de quatre atomes d'hydrogène, d'une molécule de dioxyde de carbone - d'un atome de carbone et de deux atomes d'oxygène, d'une molécule d'eau - d'un atome d'oxygène et de deux atomes d'hydrogène.

Riz. 42. Modèles de molécules de substances complexes : a - méthane ; b - dioxyde de carbone ; c - eau

Ainsi, selon leur composition, les substances sont classées en simples et complexes. Le système de classification des substances est présenté à la figure 43.

Riz. 43. Classification des substances

Substances simples : métaux et non-métaux. Les substances simples sont divisées en deux groupes. Les éléments métalliques forment des métaux, les éléments non métalliques forment des non-métaux. Ils se distinguent par propriétés physiques.

Rappelez-vous les propriétés physiques des substances avec lesquelles vous êtes déjà familier. Nommez-les.

Passons aux démonstrations et examinons des échantillons de substances simples métalliques et non métalliques. Parmi les métaux les plus courants en technologie, diverses industries production, vie quotidienne avec le fer, le zinc, l'aluminium, le cuivre, l'argent, l'or ; Les non-métaux présents en laboratoire comprennent le soufre, le carbone, le phosphore rouge, le brome et l'iode.

Faites attention à l'état d'agrégation des métaux et des non-métaux. Pourquoi pensez-vous que le brome est stocké dans des ampoules scellées ?

La division des substances simples en métaux et non-métaux est basée sur leurs propriétés physiques (tableau 2).

Tableau 2

Propriétés physiques des substances simples

Les non-métaux sont des substances principalement constituées de molécules. Les molécules de beaucoup d’entre eux sont diatomiques. Cependant, il existe également des molécules polyatomiques : l'ozone déjà mentionné, le soufre cristallin, contient huit atomes de soufre, phosphore blanc- quatre atomes de cet élément. Dans les substances simples formé par l'élément Carbone, les atomes sont combinés en dans un certain ordre sans former de molécules.

Les métaux sont composés d'atomes des éléments correspondants. Les noms des métaux coïncident souvent avec les noms éléments métalliques, les formant. Par exemple, les substances aluminium, zinc, nickel, chrome, magnésium formées par les éléments chimiques correspondants. Cependant, la substance cuivre est constituée d'atomes de l'élément Cuprum, argent - Argentum, or - Aurum, mercure - Mercure, fer - Fer. Les noms des non-métaux, des éléments et des substances simples coïncident pour un petit nombre de substances (tableau 3).

Tableau C

Noms d'éléments chimiques et de substances simples

Expérience en laboratoire 2

Familiarisation avec des échantillons de substances simples et complexes

Tâche 1. Examinez attentivement les substances qui vous sont remises dans les banques. Lire les étiquettes : H 2 O (eau), S (soufre), P (phosphore), Mg (magnésium), NaOH (hydroxyde de sodium), C (carbone), Fe 3 O 4 (oxyde de fer (II, III) ) , Fe (fer), ZnO (oxyde de zinc), CaCO 3 (carbonate de calcium), Al (aluminium), Zn (zinc), CaO (oxyde de calcium), Na 2 CO 3 (carbonate de sodium).

Répartissez ces substances en deux groupes : simples et complexes. Classer simplement les substances en métaux et non-métaux.

Tâche 2. Décrire : a) en quoi les substances simples et complexes diffèrent dans leur composition ; 6) quels critères avez-vous utilisés pour faire le classement ?

Tâche 3. Décrivez les propriétés physiques des substances sur la base de vos observations.

Après avoir terminé la tâche, notez les données dans classeur sous forme de tableau. A la fin du travail, formulez des conclusions.

Variété de substances. La variété des substances s'explique par la capacité des atomes d'éléments à se combiner les uns avec les autres. Selon les atomes, en quelle quantité et comment ils se combinent, de nombreuses substances simples et complexes se forment (Fig. 44).

Riz. 44. La substance simple soufre (a) et la substance complexe améthyste (b)

Il existe des substances légèrement plus simples que des éléments chimiques - 400, car, comme vous le savez déjà, le même élément (oxygène, carbone, phosphore, soufre) peut former deux ou plusieurs substances.

Des substances beaucoup plus complexes sont connues (près de 20 millions). Il s'agit d'eau dont la molécule comprend de l'hydrogène et de l'oxygène, du dioxyde de carbone - du carbone et de l'oxygène, du sel de table - du sodium et du chlore. La composition de ces substances ne comprend que deux éléments: ce sont des composés binaires. Cependant montant important les substances sont constituées de trois éléments ou plus. Ainsi, le glucose contient trois éléments : Carbone, Hydrogène et Oxygène, et le bicarbonate de soude contient quatre éléments : Sodium, Hydrogène, Carbone et Oxygène.

Tous sont considérés comme complexes matière organique. En outre, il existe toute une industrie d'extraction de composés synthétiques et artificiels, qui ont d'énormes objectifs industriels et domestiques.

Rappelez-vous de votre cours d'histoire naturelle quelles substances sont appelées inorganiques et organiques. Donnez des exemples de composés inorganiques et organiques.

À conditions normales(température 0 °C, pression 101,3 kPa) les substances sont réparties en trois états d'agrégation: liquides (eau, huile, alcool), solides (zinc, fer, soufre, phosphore, carbone, cuivre) et gazeux (hydrogène, oxygène, ozone, azote, dioxyde de carbone, gaz inertes).

RÉSUMÉ CE QUE NOUS AVONS APPRIS

Les substances sont divisées en simples et complexes.

Les substances complexes sont formées de deux ou plusieurs éléments chimiques. il y en a bien plus que de simples.

Chaque substance simple et complexe est caractérisée certaines propriétés, c'est-à-dire des signes par lesquels leurs similitudes et leurs différences peuvent être identifiées.

Les substances complexes sont d'origine organique et inorganique.

La variété des substances s'explique par la capacité des atomes d'éléments à se combiner les uns avec les autres.

TÂCHES POUR CONTRÔLER LES CONNAISSANCES

1. Expliquez ce que signifient les concepts de « molécule », « substance simple », « substance complexe », « composé chimique ».

2. Donnez des exemples : a) des substances simples et complexes ; b) biologique et substances inorganiques.

3. Justifiez si les notions de « composé chimique » et de « mélange de substances » sont identiques.

4. Décrire les propriétés physiques : a) du sucre ; b) de l'eau ; c) les huiles.

5. Justifiez pourquoi il existe des substances plus complexes que des substances simples.

6. Exprimez votre propre opinion sur l'importance des substances pour la vie et la santé humaines.

INTÉRESSANT À SAVOIR

Le chimiste anglais G. Davy fut le premier à isoler les métaux sodium, potassium, calcium, strontium, baryum et magnésium à l'état libre par électrolyse. Ces travaux ont jeté les bases de la production de lampes puissantes pour projecteurs, phares, etc. Par la suite, le scientifique a créé une lampe de mineur sûre, qui a été utilisée dans le monde entier jusqu'à ce qu'elle soit remplacée par une lampe alimentée par batterie.

Maria Skłodowska-Curie (1867-1934) - physicien français et chimiste, enseignant, personnalité publique. La science lui doit la découverte et la recherche de deux éléments radioactifs- Polonium et Radium. La découverte de l'élément Radium a lancé une méthode de traitement du cancer de la peau. Pour son travail, elle a reçu deux Prix ​​Nobel, dont elle a fait don pour la construction d'un sanatorium à Zakopane et de l'Institut radiologique de Varsovie (Pologne).

Les substances peuvent être constituées d’atomes d’un ou de différents éléments chimiques. Sur cette base, toutes les substances sont divisées en substances simples et complexes.

Les substances constituées d'atomes d'un élément chimique sont dites simples. Les substances simples sont divisées en métaux (formés par des atomes métalliques : Na, K, Ca, Mg) et non-métaux (formés par des atomes non métalliques H2, N2, O2, Cl2, F2, S, P, Si) selon leur propriétés physiques et chimiques.

Les substances constituées d'atomes de différents éléments chimiques sont appelées substances complexes. Les principales classes de substances inorganiques complexes comprennent les oxydes, les bases, les acides et les sels.

Les oxydes sont des composés binaires (composés constitués de deux éléments chimiques), qui contiennent l'élément oxygène à l'état d'oxydation -2.
Les oxydes sont divisés en basiques, amphotères, acides et non salifiants :
1. Oxydes basiques formé d’atomes métalliques typiques et d’atomes d’oxygène. Par exemple, Na2O, CaO, LiO. Ils correspondent aux hydroxydes - bases.
2. Oxydes amphotères formé d’atomes de métaux de transition et d’atomes d’oxygène. Par exemple, BeO, ZnO, Al2O3. Ils correspondent aux hydroxydes amphotères.
3. Les oxydes acides sont formés d’atomes non métalliques et d’atomes d’oxygène. Par exemple, CO2, SiO2, N2O3, NO2, N2O5, P2O3, P2O5, SO2, SO3, Cl2O7, etc. Ils correspondent aux hydroxydes - acides.
4. Les oxydes non salifiants sont formés par des atomes non métalliques et de l'oxygène. Les oxydes non salifiants comprennent 4 oxydes : CO, SiO, N2O, NO.

Les bases sont des composés qui contiennent un cation métallique (ou ammonium) et un ou plusieurs groupes hydroxyles. Par exemple, NaOH, Ca(OH)2, KOH, NH4OH.
On distingue particulièrement les bases solubles, appelées alcalis. Ceux-ci comprennent les hydroxydes de métaux alcalins et alcalino-terreux.
En fonction du nombre de groupes hydroxyles, les bases sont divisées en un, deux et trois acides.

Les hydroxydes amphotères sont formés de cations et d'hydroxydanions béryllium, zinc ou aluminium : Be(OH)2, Zn(OH)2, Al(OH)3.

Les acides sont des composés qui contiennent des cations hydrogène et des anions d'un résidu acide. Selon le nombre de cations hydrogène, les acides sont divisés en un, deux et trois acides basiques. En fonction de la présence d'oxygène dans le résidu acide, les acides sont divisés en acides sans oxygène et contenant de l'oxygène.
HF - acide fluorhydrique (ou fluorhydrique)
HCl - acide chlorhydrique (ou chlorhydrique)
HBr - acide bromhydrique
HI - acide iodhydrique
H2S - acide sulfure d'hydrogène
HNO3 - acide nitrique (correspond à oxyde d'acide N2O5)
HNO2 - acide nitreux (correspond à l'oxyde d'acide N2O3)
H2SO4 - acide sulfurique (correspond à l'oxyde acide SO3)
H2SO3 - acide sulfureux (correspond à l'oxyde acide SO2)
H2CO3 - acide carbonique (correspond à l'oxyde acide CO2)
H2SiO3 - acide silicique (correspond à l'oxyde acide SiO2)
H3PO4 - acide phosphorique (correspond à l'oxyde acide P2O5).

Les sels sont des composés qui contiennent un cation métallique (ou ammonium) et un anion résidu acide.
Selon leur composition, les acides sont divisés en :
1. Milieu - constitué d'un cation métallique et d'un résidu acide - c'est le produit du remplacement complet des atomes d'hydrogène de l'acide par des cations métalliques (ou ammonium). Par exemple, Na2SO4, K3PO4.
Sels d'acide fluorhydrique - fluorures,
sels d'acide chlorhydrique - chlorures,
sels d'acide bromhydrique - bromures,
sels d'acide iodhydrique - iodures,
sel acide sulfure d'hydrogène- les sulfures,
sel acide nitrique- les nitrates,
sels d'acide nitreux - nitrites,
sels d'acide sulfurique - sulfates,
sel acide sulfureux- les sulfites,
sels d'acide carbonique - carbonates,
sels d'acide silicique - silicates,
sels d'acide phosphorique - phosphates.
2. Sels acides- constitué d'un cation métallique (ou ammonium), d'un ou plusieurs cations hydrogène et d'un anion résiduel acide - c'est le produit du remplacement incomplet des atomes d'hydrogène acide par des cations métalliques. Les sels acides ne peuvent former que des acides dibasiques et tribasiques. Le préfixe hydro (ou digdro) est ajouté au nom du sel. Par exemple, NaHSO4 (hydrogénosulfate de sodium), KH2PO4 (dihydrogénophosphate de potassium).
3. Sels basiques - constitués d'un cation métallique (ou ammonium), d'un hydroxydanion et d'un anion résidu acide - c'est le produit d'un remplacement incomplet des groupes hydroxyles de la base par des résidus acides. Les sels basiques ne peuvent former que des bases à deux ou trois acides. Le préfixe hydroxo- est ajouté au nom du sel. Par exemple, (CuOH)2CO3 est l’hydroxycarbonate de cuivre (II).

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Les substances simples sont généralement divisées en métaux, non-métaux et gaz inertes. Les métaux comprennent tous les éléments chimiques dans lesquels les sous-niveaux d et f sont remplis, ce sont les éléments de la 4ème période : Sc - Zn, dans la 5ème période : Y - Cd, dans la 6ème période : La - Hg, Ce - Lu, dans la 7ème période Ac - Th - Lr. Si nous traçons maintenant une ligne de Be à At parmi les éléments restants, alors les métaux seront situés à gauche et en dessous, et les non-métaux à droite et au-dessus. Dans le groupe 8 Tableau périodique des gaz inertes sont localisés. Éléments situés sur la diagonale : Al, Ge, Sb, Po (et quelques autres. Par exemple, Zn) à l'état libre ont les propriétés des métaux, et les hydroxydes ont les propriétés à la fois des bases et des acides, c'est-à-dire sont des hydroxydes amphotères. Par conséquent, ces éléments peuvent être considérés comme des métaux-non-métaux, occupant une position intermédiaire entre les métaux et les non-métaux. Ainsi, la classification des éléments chimiques dépend des propriétés qu'auront leurs hydroxydes : basique - c'est-à-dire un métal, acide - un non-métal, et les deux (selon les conditions) - un métal-non-métal. Le même élément chimique dans les composés avec un degré positif l'oxydation (Mn+2, Cr+2) présente des propriétés « métalliques » prononcées, et dans les composés avec un état d'oxydation positif maximum (Mn+7, Cr+6), présente les propriétés d'un non-métal typique. Pour voir la relation entre les substances simples, les oxydes, les hydroxydes et les sels, nous présentons un tableau récapitulatif.

DANS chapitre précédent on disait que non seulement les atomes d'un élément chimique peuvent former des liaisons entre eux, mais aussi les atomes différents éléments. Les substances formées par des atomes d'un élément chimique sont appelées substances simples, et les substances formées par des atomes de différents éléments chimiques sont appelées substances complexes. Certaines substances simples ont une structure moléculaire, c'est-à-dire constitués de molécules. Par exemple, des substances telles que l'oxygène, l'azote, l'hydrogène, le fluor, le chlore, le brome et l'iode ont une structure moléculaire. Chacune de ces substances est formée de molécules diatomiques, leurs formules peuvent donc s'écrire respectivement O 2, N 2, H 2, F 2, Cl 2, Br 2 et I 2. Comme vous pouvez le constater, les substances simples peuvent porter le même nom que les éléments qui les composent. Il est donc nécessaire de distinguer clairement les situations dans lesquelles nous parlons deà propos d'un élément chimique, et lorsqu'il s'agit d'une substance simple.

Souvent, les substances simples n'ont pas de propriétés moléculaires, mais structure atomique. Dans de telles substances, les atomes peuvent former des liaisons entre eux différents types, qui sera discuté en détail un peu plus tard. Les substances de structure similaire sont tous des métaux, par exemple le fer, le cuivre, le nickel, ainsi que certains non-métaux - diamant, silicium, graphite, etc. Ces substances se caractérisent généralement non seulement par la coïncidence du nom de l'élément chimique avec le nom de la substance formée par celui-ci, mais également par l'enregistrement identique de la formule de la substance et de la désignation de l'élément chimique. Par exemple, les éléments chimiques fer, cuivre et silicium, désignés Fe, Cu et Si, forment des substances simples dont les formules sont respectivement Fe, Cu et Si. Il existe également un petit groupe de substances simples constituées d'atomes isolés qui ne sont en aucun cas connectés. Ces substances sont des gaz, appelés gaz rares en raison de leur activité chimique extrêmement faible. Il s'agit notamment de l'hélium (He), du néon (Ne), de l'argon (Ar), du krypton (Kr), du xénon (Xe), du radon (Rn).

Puisqu’il n’existe qu’environ 500 substances simples connues, la conclusion logique s’ensuit : de nombreux éléments chimiques sont caractérisés par un phénomène appelé allotropie.

L'allotropie est un phénomène dans lequel un élément chimique peut former plusieurs substances simples. Différentes substances chimiques formées par un élément chimique sont appelées modifications allotropiques ou allotropes.

Ainsi, par exemple, l'élément chimique oxygène peut former deux substances simples, dont l'une porte le nom de l'élément chimique - oxygène. L'oxygène en tant que substance est constitué de molécules diatomiques, c'est-à-dire sa formule est O 2. C'est ce composé qui fait partie de l'air dont nous avons besoin pour vivre. Une autre modification allotropique de l'oxygène est le gaz triatomique ozone, dont la formule est O 3 . Bien que l'ozone et l'oxygène soient formés par le même élément chimique, ils comportement chimique très différent : l'ozone est beaucoup plus actif que l'oxygène dans les réactions avec les mêmes substances. De plus, ces substances diffèrent les unes des autres par leurs propriétés physiques, ne serait-ce que parce que poids moléculaire l'ozone est 1,5 fois supérieur à l'oxygène. Cela conduit au fait que sa densité est état gazeuxégalement 1,5 fois plus.

De nombreux éléments chimiques ont tendance à former des modifications allotropiques qui diffèrent les unes des autres par les caractéristiques structurelles du réseau cristallin. Ainsi, par exemple, sur la figure 5, vous pouvez voir des images schématiques de fragments réseaux cristallins le diamant et le graphite, qui sont des modifications allotropiques du carbone.

Figure 5. Fragments de réseaux cristallins de diamant (a) et de graphite (b)

De plus, le carbone peut également avoir une structure moléculaire : une telle structure est observée dans un type de substance comme les fullerènes. Substances de ce genre formé de molécules de carbone sphériques. La figure 6 montre des modèles 3D d'une molécule de fullerène c60 et d'un ballon de football à des fins de comparaison. Remarquez leurs similitudes intéressantes.

Figure 6. Molécule de fullerène C60 (a) et ballon de football (b)

Les substances complexes sont des substances constituées d’atomes de différents éléments. Tout comme les substances simples, ils peuvent avoir une structure moléculaire et non moléculaire. Le type de structure non moléculaire des substances complexes peut être plus diversifié que celui des substances simples. Toute substance chimique complexe peut être obtenue soit par interaction directe de substances simples, soit par une séquence de leurs interactions les unes avec les autres. Il est important de comprendre un fait : les propriétés des substances complexes, tant physiques que chimiques, sont très différentes des propriétés des substances simples à partir desquelles elles sont obtenues. Par exemple, le sel de table, qui contient du NaCl et est incolore cristaux clairs, peut être obtenu par l'interaction du sodium, qui est un métal aux propriétés caractéristiques des métaux (brillance et conductivité électrique), avec le chlore Cl 2, un gaz jaune-vert.

Acide sulfurique H 2 SO 4 peut être formé par une série de transformations successives à partir de substances simples - hydrogène H 2, soufre S et oxygène O 2. L'hydrogène est un gaz plus léger que l'air qui forme des mélanges explosifs avec l'air, le soufre est une substance solide jaune, capable de brûler, et l'oxygène est un gaz légèrement plus lourd que l'air dans lequel de nombreuses substances peuvent brûler. L'acide sulfurique, qui peut être obtenu à partir de ces substances simples, est un liquide huileux lourd doté de fortes propriétés d'élimination de l'eau, grâce auquel il carbonise de nombreuses substances d'origine organique.

Il est évident qu'en plus des individus produits chimiques, il en existe aussi des mélanges. Principalement des mélanges diverses substances le monde qui nous entoure se forme : alliages métalliques, aliments, boissons, divers matériaux, dont sont faits les objets qui nous entourent.

Par exemple, l'air que nous respirons est principalement constitué d'azote N2 (78 %), d'oxygène (21 %), qui nous est vital, et les 1 % restant sont constitués d'impuretés d'autres gaz (dioxyde de carbone, gaz nobles, etc.) .

Les mélanges de substances sont divisés en homogènes et hétérogènes. Les mélanges homogènes sont des mélanges qui n'ont pas de limites de phases. Les mélanges homogènes sont un mélange d'alcool et d'eau, des alliages métalliques, une solution de sel et de sucre dans l'eau, des mélanges de gaz, etc. Les mélanges hétérogènes sont les mélanges qui ont une limite de phase. Les mélanges de ce type comprennent un mélange de sable et d'eau, de sucre et de sel, un mélange d'huile et d'eau, etc.

Les substances qui composent les mélanges sont appelées composants.

Les mélanges de substances simples, contrairement aux composés chimiques pouvant être obtenus à partir de ces substances simples, conservent les propriétés de chaque composant.