Exemples de substances simples en chimie. Substances simples et complexes

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 - c'est un certain type d'atome 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 substance ayant une structure moléculaire est une molécule qui retient propriétés chimiques de cette substance. 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.

En étudiant le matériel des paragraphes précédents, vous vous êtes déjà familiarisé avec certaines substances. Par exemple, une molécule d'hydrogène gazeux est constituée de deux atomes de l'élément chimique hydrogène - H + H = H2.

Substances simples- les substances contenant des atomes du même type

Les substances simples que vous connaissez comprennent : l'oxygène, le graphite, le soufre, l'azote, tous les métaux : fer, cuivre, aluminium, or, etc. Le soufre est constitué uniquement d’atomes de l’élément chimique soufre, tandis que le graphite est constitué d’atomes de l’élément chimique carbone.

Il est nécessaire de bien distinguer les concepts "élément chimique" Et "affaire simple". Par exemple, le diamant et le carbone ne sont pas la même chose. Le carbone est un élément chimique et le diamant est une substance simple formée par l'élément chimique carbone. DANS dans ce cas un élément chimique (carbone) et une substance simple (diamant) sont appelés différemment. Souvent, un élément chimique et la substance simple correspondante portent le même nom. Par exemple, l’élément oxygène correspond à une substance simple : l’oxygène.

Il faut apprendre à faire la distinction entre là où on parle d'un élément et où on parle d'une substance ! Par exemple, quand ils disent que l'oxygène fait partie de l'eau - nous parlons deà propos de l’élément oxygène. Quand on dit que l’oxygène est un gaz nécessaire à la respiration, nous parlons de la simple substance oxygène.

Les substances simples d'éléments chimiques sont divisées en deux groupes - métaux et non-métaux.

Métaux et non-métaux radicalement différent dans leur propriétés physiques. Tous les métaux à conditions normales solides, à l'exception du mercure - le seul métal liquide. Les métaux sont opaques et ont un éclat métallique caractéristique. Les métaux sont ductiles et conduisent bien la chaleur et l’électricité.

Les non-métaux ne sont pas similaires les uns aux autres en termes de propriétés physiques. Ainsi, l'hydrogène, l'oxygène, l'azote sont des gaz, le silicium, le soufre et le phosphore sont des solides. Le seul liquide non métallique est le brome, un liquide rouge brunâtre.

Si vous tracez une ligne conventionnelle de l'élément chimique bore à l'élément chimique astatine, alors dans la version longue du système périodique, il y a des éléments non métalliques au-dessus de la ligne et en dessous - métal. DANS version courte Le tableau périodique contient des éléments non métalliques en dessous de cette ligne, ainsi que des éléments métalliques et non métalliques au-dessus. Cela signifie qu'il est plus pratique de déterminer si un élément est métallique ou non métallique en utilisant la version longue du tableau périodique. Cette division est conditionnelle, puisque tous les éléments présentent d'une manière ou d'une autre à la fois métalliques et propriétés non métalliques, mais dans la plupart des cas cette répartition correspond à la réalité.

Substances complexes et leur classification

Si la composition des substances simples comprend des atomes d'un seul type, il est facile de deviner que la composition des substances complexes comprendra plusieurs types. différents atomes, au moins deux. Un exemple de substance complexe est l’eau ; vous connaissez sa formule chimique : H2O. Les molécules d'eau sont constituées de deux types d'atomes : l'hydrogène et l'oxygène.

Substances complexes- substances contenant des atomes de différents types

Réalisons l'expérience suivante. Mélangez les poudres de soufre et de zinc. Placer le mélange sur une tôle et y mettre le feu à l'aide d'un chalumeau en bois. Le mélange s'enflamme et brûle rapidement avec une flamme vive. Une fois la réaction chimique terminée, une nouvelle substance s'est formée, qui comprenait des atomes de soufre et de zinc. Les propriétés de cette substance sont complètement différentes de celles matières premières– du soufre et du zinc.

Les substances complexes sont généralement divisées en deux groupes : substances inorganiques et leurs dérivés et substances organiques et leurs dérivés. Par exemple, sel gemme est une substance inorganique et l'amidon contenu dans les pommes de terre est une substance organique.

Types de structure des substances

En fonction du type de particules qui composent les substances, les substances sont divisées en substances moléculaire et non structure moléculaire.

La substance peut contenir diverses particules structurelles, tels que les atomes, les molécules, les ions. Par conséquent, il existe trois types de substances : les substances de structure atomique, ionique et moléculaire. Les substances de différents types de structure auront diverses propriétés.

Substances de structure atomique

Exemple de substances structure atomique il peut y avoir des substances formé par l'élément carbone: graphite et diamant. Ces substances ne contiennent que des atomes de carbone, mais leurs propriétés sont très différentes. Graphite– une substance fragile, facilement exfoliante, de couleur gris-noir. Diamant– transparent, l’un des minéraux les plus durs de la planète. Pourquoi les substances constituées du même type d’atome ont-elles des propriétés différentes ? Tout dépend de la structure de ces substances. Les atomes de carbone dans le graphite et le diamant se combinent de différentes manières. Les substances de structure atomique ont températures élevées bouillant et fondant, en règle générale, insoluble dans l’eau, non volatil.

Réseau cristallin - une image géométrique auxiliaire introduite pour analyser la structure d'un cristal

Substances de structure moléculaire

Substances de structure moléculaire- ce sont presque tous des liquides et la plupart substances gazeuses. Il existe également des substances cristallines dont le réseau cristallin comprend des molécules. L'eau est une substance de structure moléculaire. La glace a également une structure moléculaire, mais contrairement à eau liquide, possède un réseau cristallin où toutes les molécules sont strictement ordonnées. Les substances de structure moléculaire ont des points d’ébullition et de fusion bas, sont généralement fragiles et ne conduisent pas l’électricité.

Substances de structure ionique

Les substances de structure ionique sont des substances cristallines solides. Exemple de substance composé ionique peut-être du sel de table. Sa formule chimique est NaCl. Comme on peut le voir, NaCl est constitué d'ions Na+ et Cl⎺, alternant à certains endroits (nœuds) du réseau cristallin. Les substances à structure ionique ont des points de fusion et d'ébullition élevés, sont fragiles, sont généralement très solubles dans l'eau et ne conduisent pas le courant électrique.

Il ne faut pas confondre les notions d'« atome », d'« élément chimique » et de « substance simple ».

• "Atome" – concept concret, puisque les atomes existent réellement.
• "Élément chimique"- c'est un collectif concept abstrait; dans la nature, un élément chimique existe sous forme libre ou chimiquement atomes liés, c'est-à-dire des substances simples et complexes.

Les noms des éléments chimiques et des substances simples correspondantes sont les mêmes dans la plupart des cas.

Lorsque nous parlons d'un matériau ou d'un composant d'un mélange - par exemple, un flacon est rempli chlore gazeux, solution aqueuse brome, prenons un morceau de phosphore - nous parlons d'une substance simple. Si nous disons qu'un atome de chlore contient 17 électrons, que la substance contient du phosphore, que la molécule est constituée de deux atomes de brome, alors nous entendons un élément chimique.

Il faut faire la distinction entre les propriétés (caractéristiques) d'une substance simple (un ensemble de particules) et les propriétés (caractéristiques) d'un élément chimique (un atome isolé certain type), voir tableau ci-dessous :

Les substances complexes doivent être distinguées des mélanges, qui comprennent également différents éléments.

Le rapport quantitatif des composants du mélange peut être variable, et composés chimiques avoir une composition constante.

Par exemple, dans un verre de thé, vous pouvez ajouter une cuillère de sucre, ou plusieurs, et des molécules de saccharose. С12Н22О11 contient exactement 12 atomes de carbone, 22 atomes d'hydrogène et 11 atomes d'oxygène.

Ainsi, la composition des composés peut être décrite par un formule chimique, et la composition pas de mélange.

Les composants du mélange conservent leurs propriétés physiques et chimiques. Par exemple, si vous mélangez de la poudre de fer avec du soufre, un mélange de deux substances se forme. Le soufre et le fer contenus dans ce mélange conservent leurs propriétés : le fer est attiré par un aimant et le soufre n'est pas mouillé par l'eau et flotte à sa surface.

Si le soufre et le fer réagissent entre eux, un nouveau composé se forme avec la formule FeS, qui n'a ni les propriétés du fer ni du soufre, mais possède un ensemble propres propriétés. En relation FeS le fer et le soufre sont liés l'un à l'autre et il est impossible de les séparer en utilisant les méthodes utilisées pour séparer les mélanges.

Ainsi, les substances peuvent être classées selon plusieurs paramètres :

Conclusions d'un article sur le sujet Simple et substances complexes

• Substances simples- les substances contenant des atomes du même type
• Les substances simples sont divisées en métaux et non-métaux
• Substances complexes- substances contenant des atomes de différents types
• Les substances complexes sont divisées en organique et inorganique
• Il existe des substances de structure atomique, moléculaire et ionique, leurs propriétés sont différentes
• Réseau cristallin– une image géométrique auxiliaire introduite pour analyser la structure cristalline

À propos des atomes et des éléments chimiques

Il n'y a rien d'autre dans la nature

ni ici ni là-bas, dans les profondeurs de l'espace :

tout - des petits grains de sable aux planètes -

se compose d’éléments unifiés.

S. P. Shchipachev, « Lire Mendeleïev ».

En chimie, sauf pour les termes "atome" Et "molécule" le concept est souvent utilisé "élément". Qu’ont en commun ces concepts et en quoi diffèrent-ils ?

Élément chimique – ce sont des atomes du même type . Ainsi, par exemple, tous les atomes d’hydrogène sont l’élément hydrogène ; tous les atomes d’oxygène et de mercure sont respectivement les éléments oxygène et mercure.

Actuellement, plus de 107 types d'atomes sont connus, soit plus de 107 éléments chimiques. Il faut distinguer les notions d'« élément chimique », d'« atome » et de « substance simple ».

Substances simples et complexes

Selon leur composition élémentaire, ils se distinguent substances simples, constitué d'atomes d'un élément (H 2, O 2, Cl 2, P 4, Na, Cu, Au), et substances complexes, constitué d'atomes de différents éléments (H 2 O, NH 3, OF 2, H 2 SO 4, MgCl 2, K 2 SO 4).

Actuellement, 115 éléments chimiques sont connus, qui forment environ 500 substances simples.

L'or natif est une substance simple.

La capacité d'un élément à exister sous la forme de diverses substances simples ayant des propriétés différentes est appelée allotropie Par exemple, l'élément oxygène O a deux formes allotropiques - le dioxygène O 2 et l'ozone O 3 avec un nombre différent d'atomes dans les molécules.

Les formes allotropiques de l'élément carbone C - diamant et graphite - diffèrent par la structure de leurs cristaux. Il existe d'autres raisons d'allotropie.

composés chimiques, par exemple, l'oxyde de mercure(II) HgO (obtenu en combinant des atomes de substances simples - mercure Hg et oxygène O 2), le bromure de sodium (obtenu en combinant des atomes de substances simples - sodium Na et brome Br 2).

Alors, résumons ce qui précède. Il existe deux types de molécules de matière :

1. Simple– les molécules de ces substances sont constituées d'atomes du même type. Dans les réactions chimiques, ils ne peuvent pas se décomposer pour former plusieurs substances plus simples.

2. Complexe- les molécules de ces substances sont constituées d'atomes différents types. Lors de réactions chimiques, ils peuvent se décomposer pour former des substances plus simples.

La différence entre les notions d'« élément chimique » et de « substance simple »

Distinguer les concepts "élément chimique" Et « substance simple » possible en comparant les propriétés de substances simples et complexes. Par exemple, une substance simple - oxygène– un gaz incolore nécessaire à la respiration et à l’entretien de la combustion. la plus petite particule La substance simple, l’oxygène, est une molécule composée de deux atomes. L'oxygène est également inclus dans le monoxyde de carbone ( monoxyde de carbone) et de l'eau. Cependant, l’eau et le monoxyde de carbone contiennent de l’oxygène chimiquement lié, qui n’a pas les propriétés d’une substance simple, il ne peut notamment pas être utilisé pour la respiration ; Les poissons, par exemple, ne respirent pas l'oxygène chimiquement lié, qui fait partie de la molécule d'eau, mais l'oxygène libre qui y est dissous. Par conséquent, lorsque nous parlons de la composition de composés chimiques, il faut comprendre que ces composés ne contiennent pas de substances simples, mais des atomes d'un certain type, c'est-à-dire les éléments correspondants.

Lorsque des substances complexes se décomposent, les atomes peuvent être libérés à l’état libre et se combiner pour former des substances simples. Les substances simples sont constituées d'atomes d'un élément. La différence entre les notions d'« élément chimique » et de « substance simple » est également confirmée par le fait qu'un même élément peut former plusieurs substances simples. Par exemple, les atomes de l’élément oxygène peuvent former des molécules diatomiques d’oxygène et des molécules triatomiques d’ozone. L'oxygène et l'ozone sont des substances simples complètement différentes. Cela explique le fait que l'on connaît beaucoup plus de substances simples que d'éléments chimiques.

En utilisant la notion d’« élément chimique », on peut donner la définition suivante aux substances simples et complexes :

Les substances simples sont celles constituées d’atomes d’un élément chimique.

Les substances complexes sont celles constituées d’atomes de différents éléments chimiques.

La différence entre les notions de « mélange » et de « composé chimique »

Les substances complexes sont souvent appelées composés chimiques.

Essayez de répondre aux questions :

1. En quoi la composition des mélanges diffère-t-elle des composés chimiques ?

2. Comparer les propriétés des mélanges et des composés chimiques ?

3. De quelles manières peut-on séparer les composants d’un mélange et d’un composé chimique ?

4. Est-il possible de juger par signes extérieurs sur la formation d'un mélange et d'un composé chimique ?

Caractéristiques comparatives des mélanges et des produits chimiques

Tâches de consolidation

I. Travailler avec des simulateurs

II. Résoudre le problème

№1

Combien de substances simples sont écrites dans une série de formules :
H 2 O, N 2, O 3, HNO 3, P 2 O 5, S, Fe, CO 2, KOH.

№2

Les deux substances sont complexes :

A) C (charbon) et S (soufre) ;
B) CO 2 (dioxyde de carbone) et H 2 O (eau) ;
B) Fe (fer) et CH 4 (méthane) ;
D) H 2 SO 4 (acide sulfurique) et H 2 (hydrogène).

№3

Choisissez la bonne affirmation :
Les substances simples sont constituées d'atomes du même type.

A) Exactement

B) Incorrect

№4

Ce qui est typique des mélanges, c'est que
A) Ils ont une composition constante ;
B) Les substances contenues dans le « mélange » ne conservent pas leurs propriétés individuelles ;
C) Les substances contenues dans des « mélanges » peuvent être séparées par leurs propriétés physiques ;
D) Les substances contenues dans des « mélanges » peuvent être séparées par une réaction chimique.

№5

Les éléments suivants sont typiques des « composés chimiques » :
A) Composition variable ;
B) Les substances contenues dans un « composé chimique » peuvent être séparées par des moyens physiques ;
C) La formation d'un composé chimique peut être jugée par les signes de réactions chimiques ;
D) Composition permanente.

№6

Dans quel cas parle-t-on glande que diriez-vous élément chimique?
A) Le fer est un métal attiré par un aimant ;
B) Le fer fait partie de la rouille ;
C) Le fer est caractérisé par un éclat métallique ;
D) Le sulfure de fer contient un atome de fer.

№7

Dans quel cas parlons-nous de l’oxygène en tant que substance simple ?
A) L'oxygène est un gaz qui favorise la respiration et la combustion ;
B) Les poissons respirent de l'oxygène dissous dans l'eau ;
C) L'atome d'oxygène fait partie de la molécule d'eau ;
D) L'oxygène fait partie de l'air.

DANS chapitre précédent on disait que non seulement les atomes du même élément chimique peuvent former des liaisons entre eux, mais aussi les atomes d'éléments différents. 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. Par conséquent, il faut clairement distinguer les situations où il s’agit d’un élément chimique et celles où il s’agit d’une substance simple.

Souvent, les substances simples n'ont pas une structure moléculaire mais 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 de la 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, elles peuvent avoir des propriétés moléculaires et structure 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 un 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. Le monde qui nous entoure est constitué principalement de mélanges de substances diverses : alliages métalliques, produits alimentaires, 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 le 1 % restant est constitué 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.

Substances organiques et inorganiques ;
> reconnaître les métaux et les non-métaux ;
> identifier les éléments métalliques et non métalliques par leur emplacement dans tableau périodique D. I. Mendeleev ; comprendre pourquoi tous les métaux ont des propriétés similaires.

Dans des conditions ordinaires, les atomes ne peuvent pas exister seuls longtemps. Ils sont capables de se combiner avec le même atome ou avec d'autres atomes, ce qui donne naissance à une grande variété de substances dans le monde.

Une substance formée par un élément chimique est dite simple, et une substance formée par plusieurs éléments est appelée complexe ou composé chimique.

Substances simples

Les substances simples sont divisées en métaux et les non-métaux. Cette classification des substances simples a été proposée par l'éminent scientifique français A.L. Lavoisier à fin XVIII V. Les éléments chimiques dont proviennent les métaux sont appelés métalliques, et ceux qui forment des non-métaux sont appelés
non métallique. Dans la version longue du système de D.I. Mendeleïev (page de garde II), ils sont délimités par une ligne brisée. Métal éléments sont à sa gauche ; il y en a beaucoup plus que ceux non métalliques.

C'est intéressant

Des substances simples composées de 13 éléments - Au, Ag, Cu, Hg, Pb, Fe, Sn, Pt, S, C, Zn, Sb et As étaient connues dans l'Antiquité.

Chacun de vous peut, sans hésiter, nommer plusieurs métaux (Fig. 36). Ils se distinguent des autres substances par un éclat « métallique » spécial. Ces substances ont beaucoup propriétés générales.

Riz. 36. Métaux

Les métaux dans des conditions normales sont solides(seul le mercure est un liquide), conduisent le courant électrique et chauffent bien, ont généralement des température fusion (plus de 500 °C).

Riz. 37. Modèle simplifié structure interne métal

Ils sont en plastique ; ils peuvent être forgés et tréfilés à partir d'eux.

Grâce à leurs propriétés, les métaux sont entrés avec confiance dans la vie des gens. À propos d'eux d'une grande importance les noms indiquent époques historiques: âge du cuivre, Bronze 1er Âge, Âge du Fer.

La similitude des métaux est due à leur structure interne.

Structure des métaux. Les métaux sont des substances cristallines. Les cristaux des métaux sont beaucoup plus petits que les cristaux de sucre ou sel de table, et il est impossible de les voir à l'œil nu.

Molécule - une particule électriquement neutre composée de deux ou plus atomes connectés.

Dans chaque molécule, les atomes sont assez fortement connectés les uns aux autres, mais les molécules entre elles dans la substance sont très faiblement connectées. Par conséquent, les substances de structure moléculaire ont des points de fusion et d’ébullition bas.

L'oxygène et l'ozone sont substances moléculaires. Ce sont de simples substances oxygénées. Une molécule d'oxygène contient deux atomes d'oxygène et une molécule d'ozone en contient trois (Fig. 39).

Riz. 39. Modèles de molécules

Non seulement l'oxygène, mais aussi de nombreux autres éléments forment deux ou plusieurs substances simples. Il existe donc plusieurs fois plus de substances simples que éléments chimiques.

Noms de substances simples.

La plupart des substances simples portent le nom des éléments correspondants. Si les noms sont différents, ils sont alors donnés dans le tableau périodique, avec le nom de la substance simple situé sous le nom.
élément (Fig. 40).

Nommez les substances simples des éléments Hydrogène, Lithium, Magnésium, Azote.

1 Le terme « molécule » vient de mot latin taupes (masse), suffixe diminutif cula et traduit signifie « petite masse ».

Les noms des substances simples sont écrits à l’intérieur de la phrase avec une petite lettre.

Riz. 40. Cellule du tableau périodique

Substances complexes (composés chimiques)

La combinaison d'atomes de différents éléments chimiques donne naissance à de nombreux substances complexes(il y en a des dizaines de milliers de fois plus que de simples).

Il existe des substances complexes aux propriétés moléculaires, atomiques et structure ionique. Leurs propriétés sont donc très différentes.

Les composés moléculaires sont pour la plupart volatils et dégagent souvent une odeur. Leurs points de fusion et d'ébullition sont nettement inférieurs à ceux des composés à structure atomique ou ionique.

La substance moléculaire est l'eau. Une molécule d'eau est constituée de deux atomes d'hydrogène et d'un atome d'oxygène (Fig. 41).

Riz. 41. Modèle de molécule d'eau

La structure moléculaire est constituée de monoxyde de carbone et de dioxyde de carbone. gaz, sucre, amidon, alcool, acide acétique etc. Le nombre d'atomes dans les molécules de substances complexes peut être différent - de deux atomes à des centaines, voire des milliers.

Certains composés ont une structure atomique.

L’un d’eux est le quartz minéral, principal composant du sable. Il contient des atomes de silicium et d'oxygène (Fig. 42).

Riz. 42. Modèle de composé de structure atomique (quartz)

Il existe également des composés ioniques. Ce sont le sel de table, la craie, la soude, la chaux, le gypse et bien d'autres. Les cristaux de sel de table sont constitués d’ions sodium chargés positivement et d’ions chlore chargés négativement (Fig. 43). Chacun de ces ions est formé à partir de l'atome correspondant (§ 6).

Riz. 43. Modèle d'un composé ionique (sel de table)

C'est intéressant

Dans les molécules composés organiques En plus des atomes de carbone, il existe généralement des atomes d'hydrogène, souvent des atomes d'oxygène et parfois d'autres éléments.

L’attraction mutuelle de nombreux ions de charges opposées provoque l’existence de composés ioniques.

Un ion formé d’un atome est appelé simple et un ion formé de plusieurs atomes est appelé complexe.

Des ions simples chargés positivement existent pour éléments métalliques, et chargé négativement - pour les éléments non métalliques.

Noms de substances complexes.

Le manuel a jusqu'à présent fourni des informations techniques ou noms familiers substances complexes. De plus, les substances ont également des noms chimiques. Par exemple, nom chimique le sel de table est du chlorure de sodium et la craie est du carbonate de calcium. Chacun de ces noms se compose de deux mots. Le premier mot est le nom de l'un des éléments qui composent la substance (il s'écrit avec une lettre minuscule), et le second vient du nom d'un autre élément.

Substances organiques et inorganiques.

Auparavant, les substances organiques étaient les substances présentes dans les organismes vivants. Ce sont les protéines, les graisses, le sucre, l'amidon, vitamines, des composés qui donnent de la couleur, de l'odeur, du goût aux légumes et aux fruits, etc. Au fil du temps, les scientifiques ont commencé à obtenir en laboratoire des substances de composition et de propriétés similaires qui n'existent pas dans la nature. De nos jours, les substances organiques sont appelées composés carbonés (à l'exception du dioxyde de carbone et du dioxyde de carbone, de la craie, de la soude et quelques autres).

La plupart des composés organiques sont capables de brûler et lorsqu'ils sont chauffés en l'absence d'air, ils se carbonisent (le charbon est presque entièrement constitué d'atomes de carbone).

Noeud matière organique appartiennent aux substances complexes restantes, ainsi qu'à toutes les substances simples. Ils constituent la base du monde minéral, c'est-à-dire qu'on les trouve dans le sol, les minéraux, rochers, air, eau naturelle. De plus, des substances inorganiques se trouvent également dans les organismes vivants.

Le contenu de ce paragraphe est résumé dans le diagramme 6.

Expérience de laboratoire n°2

Introduction aux différents types de substances

Les substances suivantes vous ont été remises (l'option vous sera indiquée par le professeur) :

option I - sucre, carbonate de calcium (craie), graphite, cuivre ;
option II - paraffine, aluminium, soufre, chlorure de sodium (sel de table).

Les substances sont dans des pots avec des étiquettes.

Examinez attentivement les substances, faites attention à leurs noms. Identifiez parmi eux les substances simples (métaux, non-métaux) et complexes, ainsi que les substances organiques et inorganiques.

Inscrivez le nom de chaque substance dans le tableau et indiquez son type en écrivant un signe « + » dans les colonnes appropriées.

Conclusions

Les substances peuvent être simples et complexes, organiques et inorganiques.

Les substances simples sont divisées en métaux et non-métaux, et les éléments chimiques sont divisés en métalliques et non métalliques.

Les métaux ont de nombreuses propriétés communes en raison de la similitude de leur structure interne.

Les non-métaux sont constitués d’atomes ou de molécules et ont des propriétés différentes de celles des métaux.

Les substances complexes (composés chimiques) ont une structure atomique, moléculaire ou ionique.

Presque tous les composés carbonés appartiennent à des substances organiques, et les composés restants et substances simples appartiennent à des substances inorganiques.

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56. Quelle substance est appelée simple et laquelle est appelée complexe ? Quels types de substances simples existent et quels sont les noms des éléments correspondants ?

57. Par quelles propriétés physiques un métal peut-il être distingué d'un non-métal ?

58. Définir une molécule. En quoi une molécule d’une substance simple diffère-t-elle d’une molécule d’une substance complexe ?
59. Remplissez les espaces vides en insérant les mots « Azote » ou « azote » dans les cas appropriés et expliquez votre choix :
a) ... - le gaz qui en contient la plus grande quantité dans l'air ;
b) une molécule... est constituée de deux atomes... ;
c) composés... pénètrent dans les plantes à partir du sol ;
d)... est peu soluble dans l'eau.

60. Remplissez les espaces vides en insérant les mots « élément », « atome » ou « molécule » dans la casse et le numéro appropriés :
UN)... phosphore blanc contient quatre... Phosphore ;
b) il y a... du dioxyde de carbone dans l'air ;
c) l'or est une substance simple... Aurum.