Što znači jednostavna stvar. Jednostavne i složene tvari

Svijet materijal. Materija je dvije vrste: supstancija i polje. Predmet kemije je tvar (uključujući utjecaj na tvar različitih polja - zvučnog, magnetskog, elektromagnetskog itd.)

Supstanca - sve što ima masu mirovanja (tj. karakterizirano je prisutnošću mase kada se ne kreće). Dakle, iako je masa mirovanja jednog elektrona (masa elektrona koji se ne kreće) vrlo mala - oko 10 -27 g, ali i jedan elektron je tvar.

Materija postoji u tri agregatna stanja - plinovitom, tekućem i krutom. Postoji još jedno agregatno stanje - plazma (na primjer, postoji plazma u grmljavini i kuglastoj munji), ali se kemija plazme gotovo ne razmatra u školskom tečaju.

Tvari mogu biti čiste, vrlo čiste (potrebne, na primjer, za stvaranje optičkih vlakana), mogu sadržavati primjetne količine nečistoća, mogu biti mješavine.

Sve tvari sastoje se od sićušnih čestica koje se nazivaju atomi. Tvari sastavljene od atoma iste vrste(od atoma jednog elementa), nazivaju jednostavnim(Na primjer, drveni ugljen, kisik, dušik, srebro itd.). Tvari koje sadrže međusobno povezane atome različitih elemenata nazivamo složenima.

Ako tvar (na primjer, u zraku) sadrži dvije ili više jednostavnih tvari, a njihovi atomi nisu međusobno povezani, tada se ne naziva složenom, već mješavinom jednostavnih tvari. Broj jednostavnih tvari relativno je mali (oko pet stotina), dok je broj složenih tvari ogroman. Do danas su poznati deseci milijuna različitih složenih tvari.

Kemijske transformacije

Tvari mogu međusobno djelovati i nastaju nove tvari. Takve se transformacije nazivaju kemijski. Na primjer, jednostavna tvar ugljen stupa u interakciju (kemičari kažu - reagira) s drugom jednostavnom tvari - kisikom, što rezultira stvaranjem složene tvari - ugljičnog dioksida, u kojoj su vezani atomi ugljika i kisika. Takve transformacije jedne tvari u drugu nazivamo kemijskim. Kemijske transformacije su kemijske reakcije. Dakle, kada se šećer zagrijava na zraku, složena slatka tvar - saharoza (od koje se sastoji šećer) - pretvara se u jednostavnu tvar - ugljen i složenu tvar - vodu.

Kemija je znanost o transformaciji jedne tvari u drugu. Zadatak kemije je otkriti s kojim tvarima ova ili ona tvar može komunicirati (reagirati) pod određenim uvjetima, što se u ovom slučaju formira. Osim toga, važno je saznati pod kojim uvjetima se može odvijati ova ili ona transformacija i dobiti željena tvar.

Fizikalna svojstva tvari

Svaku tvar karakterizira kombinacija fizikalnih i kemijskih svojstava. Fizička svojstva su svojstva koja se mogu karakterizirati pomoću fizičkih instrumenata.. Na primjer, pomoću termometra možete odrediti talište i vrelište vode. Fizikalnim metodama može se karakterizirati sposobnost tvari da provodi električnu struju, odrediti gustoća tvari, njezina tvrdoća itd. Tijekom fizikalnih procesa tvari ostaju nepromijenjenog sastava.

Fizikalna svojstva tvari dijele se na prebrojiva (ona koja se pomoću određenih fizikalnih uređaja mogu okarakterizirati brojem, npr. koji označavaju gustoću, talište i vrelište, topljivost u vodi itd.) i nebrojiva (ona koja se ne mogu okarakterizirati broj ili vrlo teško kao što su boja, miris, okus itd.).

Kemijska svojstva tvari

Kemijska svojstva tvari su skup informacija o tome koje druge tvari i pod kojim uvjetima određena tvar ulazi u kemijske interakcije.. Najvažniji zadatak kemije je prepoznavanje kemijskih svojstava tvari.

U kemijskim pretvorbama sudjeluju najsitnije čestice tvari – atomi. Tijekom kemijskih pretvorbi iz jednih tvari nastaju druge tvari, a izvorne tvari nestaju, a umjesto njih nastaju nove tvari (produkti reakcije). A atomi pri svi kemijske transformacije su sačuvane. Dolazi do njihovog preuređivanja, tijekom kemijskih transformacija stare veze između atoma se uništavaju i nastaju nove veze.

Kemijski element

Broj različitih tvari je ogroman (a svaka od njih ima svoj skup fizičkih i kemijskih svojstava). Atomi, koji se međusobno razlikuju po najvažnijim karakteristikama, u okruženju oko nas materijalni svijet relativno mali - oko stotinu. Svaka vrsta atoma ima svoj kemijski element. Kemijski element je skup atoma s istim ili sličnim karakteristikama.. U prirodi se nalazi oko 90 različitih kemijskih elemenata. Do danas su fizičari naučili kako stvoriti nove vrste atoma kojih nema na Zemlji. Takvi atomi (i, sukladno tome, takvi kemijski elementi) nazivaju se umjetni (na engleskom - man-made elements). Do danas je sintetizirano više od dvadesetak umjetno dobivenih elemenata.

Svaki element ima latinski naziv i simbol od jednog ili dva slova. U kemijskoj literaturi na ruskom jeziku nema jasnih pravila za izgovor simbola kemijskih elemenata. Neki to izgovaraju ovako: nazivaju element na ruskom (simboli natrija, magnezija itd.), Drugi - latiničnim slovima (simboli ugljika, fosfora, sumpora), treći - kako naziv elementa zvuči na latinskom ( željezo, srebro, zlato, živa). Uobičajeno je da se simbol vodikovog elementa H izgovara na isti način kao što se ovo slovo izgovara na francuskom.

Usporedba najvažnije karakteristike kemijski elementi i jednostavne tvari dani su u donjoj tablici. Nekoliko jednostavnih tvari može odgovarati jednom elementu (fenomen alotropije: ugljik, kisik itd.), ili možda jednom (argon i drugi inertni plinovi).

Sve što nas okružuje ima svoju fizikalnu i kemijsku prirodu. Što se naziva tvar i koje vrste postoje? To je fizikalna tvar specifičnog kemijskog sastava. Na latinskom se riječ "tvar" označava pojmom Substantia, koji također često koriste znanstvenici. Što to predstavlja?

Do danas je poznato više od 20 milijuna različitih tvari. U zraku, u oceanima, morima i rijekama ima svih vrsta plinova - vode s mineralima i solima. Čvrsti površinski sloj našeg planeta sastoji se od brojnih stijena. Ogroman broj različitih tvari prisutan je u bilo kojem živom organizmu.

Opći pojmovi

U modernoj kemiji, tvar čija se definicija shvaća kao da ima masu mirovanja. Sastoji se od elementarnih čestica ili kvazičestica. Sastavni dio svake tvari je njezina masa. U pravilu se pri relativno niskim gustoćama i temperaturama u njegovom sastavu najčešće nalaze elementarne čestice poput elektrona, neutrona i protona. Posljednje dvije čine atomske jezgre. Sve te elementarne čestice tvore takve tvari kao što su molekule i kristali. U biti, njihova atomska supstanca (atomi) sastoji se od elektrona, protona i neutrona.

Sa stajališta biologije, "tvar" je pojam materije koja tvori tkiva bilo kojeg organizma. Dio je organela koji se nalaze u stanicama. U općem smislu, "supstanca" je oblik materije od kojeg su sastavljena sva fizička tijela.

Svojstva materije

Svojstva tvari nazivaju se skup objektivnih karakteristika koje određuju individualnost. Omogućuju vam razlikovanje jedne tvari od druge. Najkarakterističniji tjelesni Kemijska svojstva tvari:

Gustoća;

Vrelište i talište;

Termodinamičke karakteristike;

Kemijska svojstva;

Vrijednosti kristalne strukture.

Svi navedeni parametri su nepromjenjive konstante. Budući da se sve tvari razlikuju jedna od druge, imaju određene karakteristike. Što se podrazumijeva pod tim pojmom? Svojstva tvari su njezine značajke, određene mjerenjem ili opažanjem, bez pretvaranja u drugu tvar. Najvažniji od njih su:

agregatno stanje;

Boja i sjaj;

Prisutnost mirisa;

Netopljivost ili topljivost u vodi;

talište i vrelište;

Gustoća;

električna provodljivost;

Toplinska vodljivost;

Tvrdoća;

krhkost;

Plastični.

Također ga karakterizira takvo fizičko svojstvo kao oblik. Boja, okus, miris određuju se vizualno i uz pomoć osjetila. Fizikalni parametri kao što su gustoća, talište i vrelište, električna vodljivost izračunavaju se različitim mjerenjima. Podaci o fizikalnim svojstvima većine tvari prikazani su u posebnim priručnicima. Oni ovise o agregatnom stanju tvari. Dakle, gustoća vode, leda i pare je potpuno različita. Kisik je bezbojan u plinovitom stanju, ali plav u tekućem stanju. Zbog razlika u fizikalnim svojstvima mogu se razlikovati mnoge tvari. Dakle, bakar je jedini metal koji ima crvenkastu nijansu. Samo ima slan okus. U većini slučajeva, da bi se definirala tvar, potrebno je uzeti u obzir nekoliko njezinih poznatih svojstava.

Odnos pojmova

Mnogi ljudi brkaju pojmove "kemijski element", "atom", "jednostavna tvar". Zapravo, međusobno se razlikuju. Dakle, atom je konkretan pojam, budući da stvarno postoji. Kemijski element - apstraktna (zbirna) definicija. U prirodi postoji samo u obliku vezanih ili slobodnih atoma. Drugim riječima, to je jednostavna ili složena tvar. Svaki kemijski element ima svoj simbol – znak (simbol). U nekim slučajevima izražava i sastav jednostavne tvari (B, C, Zn). Ali često ovaj simbol označava samo kemijski element. To jasno pokazuje formula kisika. Dakle, O je samo kemijski element, a jednostavna tvar kisik označava se formulom O 2.

Postoje i druge razlike između ovih pojmova. Potrebno je razlikovati karakteristike (svojstva) jednostavnih tvari, koje su skup čestica, i kemijskog elementa, koji je atom određene vrste. Postoje i neke razlike u imenima. Najčešće je oznaka kemijskog elementa i jednostavne tvari ista. Međutim, postoje iznimke od ovog pravila.

Razvrstavanje tvari

Što se sa stajališta znanosti naziva supstancom? Broj različitih tvari je vrlo velik. Prirodna tvar, čija je definicija povezana s njezinim prirodnim podrijetlom, može biti organska i anorganska. Čovjek je mnoge spojeve naučio sintetizirati umjetno. Definicija "tvari" podrazumijeva podjelu na jednostavne (pojedinačne) tvari i smjese. Stav prema klasifikaciji ovisi o tome koliko ih je u nju uključeno.

Definicija jednostavne tvari podrazumijeva apstraktni pojam, koji označava skup atoma međusobno povezanih prema određenim fizikalnim i kemijskim zakonima. Unatoč tome, granica između njega i smjese je vrlo nejasna, jer neke tvari imaju promjenjiv sastav. Za njih još nije ponuđena ni točna formula. Zbog činjenice da je za jednostavnu tvar moguća samo njezina konačna čistoća, ovaj koncept ostaje apstrakcija. Drugim riječima, u bilo kojem od njih postoji mješavina kemijskih elemenata u kojoj jedan prevladava. Često čistoća tvari izravno utječe na njezina svojstva. U općem smislu, jednostavna tvar građena je od atoma jednog kemijskog elementa. Na primjer, molekula plinovitog kisika sadrži 2 identična atoma (O 2).

Što je složena tvar? Takav kemijski spoj uključuje različite atome koji čine molekulu. Ponekad se naziva i miješana kemijska tvar. Složene tvari su smjese čije su molekule sastavljene od atoma dvaju ili više elemenata. Tako, na primjer, u molekuli vode postoji jedan atom kisika i 2 vodika (H 2 O). Pojam složene tvari odgovara molekuli koja sadrži različite kemijske elemente. Postoji mnogo više takvih tvari nego jednostavnih. Mogu biti prirodne i umjetne.

Jednostavni i čiji je koncept donekle uvjetovan, razlikuju se po svojim svojstvima. Tako, na primjer, titan postaje čvrst tek kada se oslobodi atoma kisika na manje od stotinke postotka. Složena i jednostavna tvar, čiju je kemijsku definiciju pomalo teško razumjeti, može biti dvije vrste: anorganska i organska.

anorganske tvari

Svi su anorganski kemijski spojevi koji ne sadrži ugljik. U ovu skupinu spadaju i neke tvari koje sadrže ovaj element (cijanidi, karbonati, karbidi, ugljikovi oksidi i nekoliko drugih tvari). Nemaju kostur karakterističan za organske tvari. Svatko može imenovati tvar prema formuli zahvaljujući periodnom sustavu Mendelejeva i školskom tečaju kemije. Svi su označeni latiničnim slovima. Što se u ovom slučaju naziva supstancom? Sve anorganske tvari dijele se u sljedeće skupine:

Jednostavne tvari: metali (Mg, Na, Ca); nemetali (P, S); plemeniti plinovi (He, Ar, Xe); amfoterne tvari (Al, Zn, Fe);

Kompleks: soli, oksidi, kiseline, hidroksidi.

organska tvar

Definicija organske tvari vrlo je jednostavna. Te tvari uključuju kemijske spojeve koji sadrže ugljik. Ova klasa tvari je najopsežnija. Istina, postoje iznimke od ovog pravila. Dakle, u organske tvari ne spadaju: ugljikovi oksidi, karbidi, karbonati, ugljična kiselina, cijanidi i tiocijanati.

Odgovor na pitanje "ime uključuje cijela linija složene veze. Tu spadaju: amini, amidi, ketoni, anhidridi, aldehidi, nitrili, karboksilne kiseline, organosumporni spojevi, ugljikovodici, alkoholi, eteri i esteri, aminokiseline.

Glavne klase bioloških organskih tvari uključuju lipide, proteine, nukleinske kiseline, ugljikohidrati. Oni, osim ugljika, u svom sastavu imaju vodik, kisik, fosfor, sumpor, dušik. Koji karakterne osobine u organskoj tvari? Njihova raznolikost i raznolikost strukture objašnjavaju se osobitostima atoma ugljika, koji su sposobni formirati jake veze kada su povezani u lance. To rezultira vrlo stabilnim molekulama. Atomi ugljika tvore cik-cak lanac koji je karakteristična značajka organske tvari. U ovom slučaju struktura molekula izravno utječe na kemijska svojstva. Ugljik u organskim tvarima može se kombinirati u otvorene i cikličke (zatvorene) lance.

Agregatna stanja

Definicija "tvari" u kemiji ne daje detaljan koncept njezinog agregacijskog stanja. Razlikuju se po ulozi koju interakcija molekula ima u njihovom postojanju. Postoje 3 agregatna stanja:

Krutina u kojoj su molekule čvrsto povezane. Između njih postoji jaka privlačnost. U čvrstom stanju molekule tvari ne mogu se slobodno kretati. Mogu činiti samo oscilatorne pokrete. Zahvaljujući tome, čvrste tvari savršeno zadržavaju svoj oblik i volumen.

Tekućina, u kojoj su molekule slobodnije i mogu se kretati s jednog mjesta na drugo. Zahvaljujući tim svojstvima svaka tekućina može poprimiti oblik posude i teći.

Plinovita, u kojoj se elementarne čestice tvari kreću slobodno i nasumično. Molekularne veze u ovom stanju su toliko slabe da mogu biti daleko jedna od druge. U plinovitom stanju tvar može ispuniti velike količine.

Koristeći vodu kao primjer, vrlo je lako razumjeti razliku između leda, tekućine i pare. Sva ova agregatna stanja ne spadaju u individualna svojstva kemijske tvari. Oni odgovaraju samo stanjima postojanja tvari koja ovise o vanjskim fizičkim uvjetima. Zato je nemoguće jednoznačno pripisati atribut tekućine vodi. Kako se vanjski uvjeti mijenjaju, mnogi kemijske tvari prelaze iz jednog agregatnog stanja u drugo. Tijekom ovog procesa otkrivaju se srednji (granični) tipovi. Najpoznatije od njih je amorfno stanje, koje se zove staklasto. Takva definicija "supstancije" u kemiji povezana je s njezinom strukturom (u prijevodu s grčkog amorphos - bezobličan).

U fizici se razmatra još jedno agregatno stanje, koje se naziva plazma. Potpuno je ili djelomično ioniziran i karakterizira ga ista gustoća negativnih i pozitivni naboji. Drugim riječima: plazma je električki neutralna. Ovo agregatno stanje javlja se samo pri ekstremno visokim temperaturama. Ponekad dosežu tisuće kelvina. Po nekim svojim svojstvima plazma je suprotna plinu. Potonji ima nisku električnu vodljivost. Plin se sastoji od čestica koje su međusobno slične. Međutim, rijetko se susreću. Plazma ima visoku električnu vodljivost. Sastoji se od elementarnih čestica koje se razlikuju po električnom naboju. Stalno su u interakciji jedni s drugima.

Postoje i takva srednja stanja tvari kao što je polimer (visoko elastičan). U vezi s prisutnošću ovih prijelaznih oblika, stručnjaci često šire koriste koncept "faze". Pod određenim uvjetima, sasvim drugačijim od uobičajenih, neke tvari prelaze u posebna stanja, na primjer, supravodljiva i supertekuća.

kristali

Kristali su čvrste tvari koje imaju prirodni oblik pravilni poliedri. Temelji se na njihovoj unutarnjoj strukturi i ovisi o rasporedu njegovih sastavnih atoma, molekula i iona. U kemiji se naziva kristalna rešetka. Takva struktura je individualna za svaku tvar, stoga je jedan od glavnih fizikalno-kemijskih parametara.

Udaljenosti između čestica koje čine kristale nazivaju se parametri rešetke. Određuju se fizikalnim metodama analize konstrukcija. Nije neuobičajeno da čvrste tvari imaju više od jednog oblika kristalna rešetka. Takve se strukture nazivaju polimorfne modifikacije. Među jednostavnim tvarima česti su rombični i monoklinski oblici. Takve tvari uključuju grafit, dijamant, sumpor, koji su heksagonalne i kubične modifikacije ugljika. Ovaj oblik je također zabilježen u složenim tvarima, kao što su kvarc, kristobalit, tridimit, koji su modifikacije silicijeva dioksida.

Supstanca kao oblik materije

Unatoč činjenici da su pojmovi "supstancija" i "materija" vrlo bliski u svom značenju, oni nisu potpuno ekvivalentni. To tvrde mnogi znanstvenici. Dakle, pod pojmom "materija" najčešće se misli na grubu, inertnu i mrtvu stvarnost, podložnu dominaciji mehaničkih zakona. Definicija "supstancije" više se shvaća kao materijal koji svojim oblikom evocira ideju o životnoj prikladnosti i obliku.

Danas znanstvenici materiju smatraju objektivnom stvarnošću koja postoji u prostoru i mijenja se u vremenu. Može se predstaviti u dva oblika:

Prvi ima valnu prirodu. Uključuje bestežinsko stanje, propusnost, kontinuitet. Može putovati brzinom svjetlosti.

Drugi je korpuskularni, ima masu mirovanja. Sastoji se od elementarnih čestica koje se razlikuju po svojoj lokalizaciji. Teško je propusna ili neprobojna i ne može se širiti brzinom svjetlosti.

Prvi oblik postojanja materije naziva se polje, a drugi - supstancija. Imaju mnogo toga zajedničkog, jer čak i elektroni imaju svojstva čestice i vala. Pojavljuju se na razini mikrokozmosa. Zato je podjela na polje i tvar vrlo zgodna.

Jedinstvo materije i polja

Znanstvenici su odavno utvrdili da što je elementarna čestica materije masivnija i veća, to je njena individualnost i razgraničenje oštrije izraženo. Pritom je jasnije vidljiv kontrast između materije i polja koji karakterizira kontinuitet. Što su elementarne čestice neke tvari manje, to je njena masa manja. U ovom slučaju postaje teže kontrastirati ga s poljem. U raznim mikrovalovima uglavnom gubi smisao, jer su različite elementarne čestice kvanti pobuđeni stanjima raznih polja (elektromagnetskih - fotoni, nuklearnih - mezoni).

Jedinstvo materije i polja i nepostojanje jasne granice između njih izražava se u činjenici da pod određenim uvjetima čestice nastaju zbog polja, au drugim slučajevima - obrnuto. dobar primjer tome može poslužiti takav fenomen kao što je anihilacija (fenomen transformacije elementarnih čestica). Svako materijalno tijelo je stabilna cjelina, moguća zahvaljujući povezanosti njegovih elemenata kroz polja.

Na temelju osnovnih odredbi atomske i molekularne teorije moguće je dati definicije jednostavna i složena materija.

jednostavne tvari Tvari koje su građene od atoma jednog kemijskog elementa nazivaju se.

Na primjer:

O2, N2, S8.

složene tvarinazivaju tvari koje se sastoje od atoma raznih kemijskih elemenata.

Na primjer:

H2O, H2SO4, CuCl2.

Treba napomenuti da se tako složena tvar, kao što je, na primjer, voda H 2 O, ne sastoji od vodika i kisika (to su nazivi jednostavnih tvari - vodik - H 2 i kisik - O 2), već od atomi elementa vodika - H i atomi elementa kisika - O.

Neki kemijski elementi mogu tvoriti nekoliko jednostavnih tvari koje se međusobno razlikuju po strukturi i svojstvima. Trenutno je poznato više od 400 jednostavnih tvari. Dakle, element ugljik tvori jednostavne tvari: grafit, dijamant, karbin i fuleren. Pri izgaranju svake od ovih tvari nastaje samo ugljikov monoksid (IV) CO 2 . To potvrđuje da su te jednostavne tvari sastavljene od atoma istog elementa. S ugljik.

Pojava u kojoj isti element može tvoriti nekoliko jednostavnih tvari naziva se alotropija, a rezultirajuće jednostavne tvari - alotropske modifikacije.

Primjer alotropskih modifikacija mogu biti jednostavne tvari – kisik OKO 2 i ozona OKO 3 , formiran od atoma istog elementa - kisika.

Fenomen alotropije uzrokovan je dvama razlozima:

 različit broj atoma u molekuli, npr. kisik O 2 i ozon O 3,

 različita struktura kristalne rešetke i nastanak raznih kristalnih oblika, npr. dijamant, grafit, karbin i fuleren.

Karakterizira sposobnost tvari da sudjeluje u određenim kemijskim reakcijama Kemijska svojstva tvari.

Kemijske pojave (procesi) – To su procesi kojima iz jedne tvari nastaju druge tvari.

Ako se kao rezultat procesa kemijska priroda tvari ne mijenja, tada se takvi procesi razmatraju fizički.

Promjene agregatnog stanja tvari tradicionalno se smatraju primjerima fizikalnih procesa: taljenje ionskih kristala nekih soli, taljenje metala, isparavanje vode i drugih tekućina itd.

Treba napomenuti da se takav proces kao otapanje razmatra fizičke i kemijske, i u ovaj slučaj, granice između kemijskih i fizičkih pojava prilično su proizvoljne.

Uobičajeno je razlikovati čist ( kemijski čiste) tvari i smjese tvari.

Čiste ili pojedinačne tvari nazivaju se tvari koje se sastoje od čestica iste vrste (koje sadrže iste strukturne jedinice).

Primjeri su srebro (sadrži samo atome srebra), sumporne kiseline i ugljikov monoksid (IV) (sadrže samo molekule odgovarajućih tvari).

Čiste tvari karakteriziraju postojanost fizičkih svojstava, na primjer, točka taljenja ( T pl) i vrelište ( T kip).

Tvar nije čista ako sadrži bilo koju količinu jedne ili više drugih tvari - nečistoće.

Ako je sustav nastao miješanjem više čistih tvari, a njihova svojstva nisu promijenjena, a može se fizikalnim metodama razdvojiti na izvorne tvari, tada se takav sustav naziva smjesa. Tlo, morska voda, zrak su svi primjeri različitih smjesa. Tvari u smjesi nazivaju se komponente. Sadržaj komponenata u smjesi može varirati u širokim granicama.

Mnoge smjese mogu se razdvojiti na sastavne dijelove - komponente - na temelju razlika u njihovim fizikalnim svojstvima. Među velikim brojem metoda koje se koriste za odvajanje i pročišćavanje tvari su:

 filtriranje,

 taloženje nakon čega slijedi dekantiranje,

 odvajanje pomoću lijevka za odjeljivanje,

 centrifugiranje,

 Isparavanje

 kristalizacija,

destilacija (uključujući frakcijsku destilaciju),

 kromatografija,

 sublimacija i drugo.

Treba napomenuti da su u praksi tvari koje se nazivaju "čistima" takve samo uvjetno. Pročišćavanje tvari je težak zadatak i praktički je nemoguće dobiti apsolutno čiste tvari koje sadrže strukturne jedinice samo jedne vrste.

Tvari mogu biti sastavljene od atoma istih ili različitih kemijskih elemenata. Na temelju toga sve se tvari dijele na jednostavne i složene.

Tvari koje se sastoje od atoma jednog kemijskog elementa nazivaju se jednostavnim. Jednostavne tvari dijele se na metale (tvore ih atomi metala: Na, K, Ca, Mg) i nemetale (tvore ih atomi nemetala H2, N2, O2, Cl2, F2, S, P, Si) prema njihovoj fizička i kemijska svojstva.

Tvari koje se sastoje od atoma različitih kemijskih elemenata nazivamo složenim tvarima. Glavne klase složenih anorganskih tvari uključuju okside, baze, kiseline i soli.

Oksidi su binarni spojevi (spojevi koji se sastoje od dva kemijska elementa), koji uključuju element kisik u oksidacijskom stupnju -2.
Oksidi se dijele na bazične, amfoterne, kisele i one koji ne tvore soli:
1. Bazične okside tvore tipični metalni atomi i atomi kisika. Na primjer, Na2O, CaO, LiO. Odgovaraju hidroksidima – bazama.
2. Amfoterne okside tvore atomi prijelaznih metala i atomi kisika. Na primjer, BeO, ZnO, Al2O3. Odgovaraju amfoternim hidroksidima.
3. Kiselinske okside tvore atomi nemetala i atomi kisika. Na primjer, CO2, SiO2, N2O3, NO2, N2O5, P2O3, P2O5, SO2, SO3, Cl2O7, itd. Odgovaraju hidroksidima – kiselinama.
4. Okside koji ne tvore soli tvore atomi nemetala i kisik. U okside koji ne tvore soli spadaju 4 oksida: CO, SiO, N2O, NO.

Baze su spojevi koji sadrže metalni (ili amonijev) kation i jednu ili više hidroksilnih skupina. Na primjer, NaOH, Ca(OH)2, KOH, NH4OH.
Posebno se ističu topljive baze, koje se nazivaju lužinama. To uključuje hidrokside alkalnih i zemnoalkalijskih metala.
Prema broju hidroksilnih skupina baze se dijele na jedno-, dvo- i trokisele.

Amfoterne hidrokside tvore kationi berilija, cinka ili aluminija i hidroksidni anioni: Be(OH)2, Zn(OH)2, Al(OH)3.

Kiseline su spojevi koji sadrže katione vodika i anione kiselinskog ostatka. Prema broju vodikovih kationa kiseline se dijele na jednobazne, dvobazne i trobazične. Prema prisutnosti kisika u kiselinskom ostatku kiseline se dijele na anoksične i one koje sadrže kisik.
HF - fluorovodična (ili fluorovodična) kiselina
HCl - klorovodična (ili klorovodična) kiselina
HBr - bromovodična kiselina
HI - jodovodična kiselina
H2S - sumporovodična kiselina
HNO3 - dušična kiselina (odgovara kiselinskom oksidu N2O5)
HNO2 - dušikova kiselina (odgovara kiselinskom oksidu N2O3)
H2SO4 - sumporna kiselina (odgovara kiselinskom oksidu SO3)
H2SO3 - sumporna kiselina (odgovara kiselinskom oksidu SO2)
H2CO3 - ugljična kiselina (odgovara kiselom oksidu CO2)
H2SiO3 - silicijeva kiselina (odgovara kiselinskom oksidu SiO2)
H3PO4 - fosforna kiselina (odgovara kiselinskom oksidu P2O5).

Soli su spojevi koji uključuju metalni (ili amonijev) kation i anion kiselinskog ostatka.
Prema sastavu kiseline se dijele na:
1. Srednje - sastoje se od metalnog kationa i kiselinskog ostatka - ovo je proizvod potpune zamjene atoma vodika kiseline metalnim (ili amonijevim) kationima. Na primjer, Na2SO4, K3PO4.
Soli fluorovodične kiseline - fluoridi,
soli klorovodične kiseline - kloridi,
soli bromovodične kiseline - bromidi,
soli jodovodične kiseline - jodidi,
soli sumporovodične kiseline - sulfidi,
soli dušične kiseline - nitrati,
soli dušične kiseline - nitriti,
soli sumporne kiseline - sulfati,
soli sumporaste kiseline - sulfiti,
soli ugljične kiseline - karbonati,
soli silicijeve kiseline - silikati,
soli fosforne kiseline – fosfati.
2. Kisele soli - sastoje se od metalnog (ili amonijevog) kationa, kationa vodika i aniona kiselinskog ostatka - to je proizvod nepotpune zamjene atoma vodika kiseline metalnim kationima. Kisele soli mogu tvoriti samo dibazične i trobazične kiseline. Nazivu soli dodaje se prefiks hidro- (ili digdro). Na primjer, NaHSO4 (natrijev hidrogensulfat), KH2PO4 (kalijev dihidrogenfosfat).
3. Bazične soli - sastoje se od metalnog (ili amonijevog) kationa, hidroksidaniona i aniona kiselinskog ostatka - to je produkt nepotpune zamjene hidroksilnih skupina baze kiselinskim ostacima. Bazične soli mogu tvoriti samo dvo- i trokisele baze. Nazivu soli dodaje se prefiks hidrokso-. Na primjer, (CuOH)2CO3 je bakrov (II) hidroksokarbonat.

Proučavajući materijal iz prethodnih odlomaka, već ste se upoznali s nekim tvarima. Tako se, na primjer, molekula plinovitog vodika sastoji od dva atoma kemijskog elementa vodika - H + H = H2.

Jednostavne tvari su tvari koje sadrže atome iste vrste.

Jednostavne tvari, od vama poznatih tvari, uključuju: kisik, grafit, sumpor, dušik, sve metale: željezo, bakar, aluminij, zlato itd. Sumpor se sastoji samo od atoma kemijskog elementa sumpora, dok se grafit sastoji od atoma kemijskog elementa ugljika.

Potrebno je jasno razlikovati pojmove "kemijski element" I "jednostavna tvar". Na primjer, dijamant i ugljik nisu ista stvar. Ugljik je kemijski element, a dijamant je jednostavna tvar koju čini kemijski element ugljik. U ovom slučaju, kemijski element (ugljik) i jednostavna tvar (dijamant) nazivaju se drugačije. Često se kemijski element i jednostavna tvar koja mu odgovara nazivaju istim. Na primjer, element kisik odgovara jednostavnoj tvari - kisiku.

Razlikovati gdje u pitanju o elementu, a gdje o tvari, treba naučiti! Na primjer, kada kažu da je kisik dio vode, govorimo o elementu kisiku. Kada kažu da je kisik plin neophodan za disanje, govorimo o jednostavnoj tvari, kisiku.

Jednostavne tvari kemijskih elemenata dijele se u dvije skupine - metali i nemetali.

Metali i nemetali radikalno različiti u svojim fizička svojstva. Svi su metali u normalnim uvjetima čvrste tvari, osim žive - jedini tekući metal. Metali su neprozirni, imaju karakterističan metalni sjaj. Metali su duktilni i dobro provode toplinu i elektricitet.

Nemetali nisu slični jedni drugima po fizičkim svojstvima. Dakle, vodik, kisik, dušik su plinovi, silicij, sumpor, fosfor su krute tvari. Jedini tekući nemetal, brom, je smeđe-crvena tekućina.

Ako povučemo uvjetnu liniju od kemijskog elementa bora do kemijskog elementa astatina, tada se u dugoj verziji periodnog sustava nemetalni elementi nalaze iznad linije, a ispod nje - metal. U skraćenoj verziji periodnog sustava nemetalni elementi nalaze se ispod ove linije, a i metalni i nemetalni elementi iznad nje. To znači da je prikladnije odrediti je li element metalan ili nemetalni pomoću duge verzije periodnog sustava. Ova je podjela uvjetna, budući da svi elementi na ovaj ili onaj način pokazuju i metalna i nemetalna svojstva, ali u većini slučajeva takva je raspodjela istinita.

Složene tvari i njihova klasifikacija

Ako sastav jednostavnih tvari uključuje atome samo jedne vrste, lako je pretpostaviti da će sastav složenih tvari uključivati ​​nekoliko vrsta različitih atoma, najmanje dva. Primjer složene tvari je voda, znate njezinu kemijsku formulu - H2O. Molekule vode sastoje se od dvije vrste atoma: vodika i kisika.

Složene tvari Tvari koje se sastoje od različitih vrsta atoma

Napravimo sljedeći pokus. Pomiješajte prah sumpora i cinka. Smjesu stavimo na lim i zapalimo drvenom bakljom. Smjesa se zapali i brzo izgori jakim plamenom. Nakon završetka kemijska reakcija nastala je nova tvar koja uključuje atome sumpora i cinka. Svojstva ove tvari potpuno su drugačija od svojstava izvornih tvari - sumpora i cinka.

Složene tvari obično se dijele u dvije skupine: Ne organska tvar i njihovi derivati ​​i organske tvari i njihovi derivati. Na primjer, kamena sol je anorganska tvar, dok je škrob koji se nalazi u krumpiru organska tvar.

Strukturne vrste tvari

Prema vrsti čestica koje izgrađuju tvari, tvari se dijele na tvari molekularna i nemolekularna struktura.

Sastav tvari može uključivati ​​različite strukturne čestice, kao što su atomi, molekule, ioni. Prema tome, postoje tri vrste tvari: tvari atomske, ionske i molekularne strukture. Tvari različitih vrsta strukture imat će različita svojstva.

Tvari atomske strukture

Primjer tvari atomska struktura mogu biti tvari sastavljene od elementa ugljika: grafit i dijamant. Sastav ovih tvari uključuje samo atome ugljika, ali svojstva tih tvari su vrlo različita. Grafit- krhka, lako piling supstanca sivo-crne boje. Dijamant- proziran, jedan od najtvrđih minerala na planeti. Zašto tvari sastavljene od iste vrste atoma imaju različita svojstva? Sve je u strukturi tih tvari. Atomi ugljika u vezi grafita i dijamanta na drugačiji način. Tvari atomske strukture imaju visoka vrelišta i tališta, u pravilu su netopljive u vodi, nehlapljive.

Kristalna rešetka - pomoćna geometrijska slika koja se uvodi za analizu strukture kristala

Tvari molekularne strukture

Tvari molekularne strukture- To su gotovo sve tekućine i većina plinovitih tvari. Postoje i kristalne tvari čiji sastav kristalne rešetke uključuje molekule. Voda je tvar molekularne strukture. Led također ima molekularnu strukturu, ali za razliku od tekuće vode, ima kristalnu rešetku, gdje su sve molekule strogo poredane. Tvari molekularne strukture imaju niska vrelišta i tališta, obično su krte i ne provode električnu struju.

Tvari ionske strukture

Tvari ionske strukture su čvrste kristalne tvari. Primjer ionske složene tvari je kuhinjska sol. Njegova kemijska formula je NaCl. Kao što vidite, NaCl se sastoji od iona Na+ i Cl⎺, izmjenjujući se na određenim mjestima (čvorovima) kristalne rešetke. Tvari ionske strukture imaju visoka tališta i vrelišta, u pravilu su krhke, dobro su topljive u vodi i ne provode električnu struju.

Ne treba brkati pojmove "atom", "kemijski element" i "jednostavna tvar".

• "Atom"- konkretan koncept, budući da atomi stvarno postoje.
• "Kemijski element" je skupni, apstraktni pojam; u prirodi kemijski element postoji u obliku slobodnih ili kemijski vezanih atoma, odnosno jednostavnih i složenih tvari.

Imena kemijskih elemenata i odgovarajućih jednostavnih tvari u većini slučajeva podudaraju se.

Kada govorimo o materijalu ili komponenti smjese - na primjer, tikvici napunjenoj plinovitim klorom, vodenom otopinom broma, uzmimo komad fosfora - govorimo o jednostavnoj tvari. Ako kažemo da atom klora sadrži 17 elektrona, tvar sadrži fosfor, molekula se sastoji od dva atoma broma, tada mislimo na kemijski element.

Potrebno je razlikovati svojstva (karakteristike) jednostavne tvari (skupovi čestica) od svojstava (karakteristike) kemijskog elementa (izolirani atom određene vrste), pogledajte tablicu u nastavku:

Složenice se moraju razlikovati od smjese, koji se također sastoje od različitih elemenata.

Kvantitativni omjer komponenata smjese može biti promjenjiv, a kemijski spojevi imaju stalan sastav.

Na primjer, u čašu čaja možete dodati jednu žlicu šećera ili više njih i molekule saharoze. S12N22O11 sadrži točno 12 atoma ugljika, 22 atoma vodika i 11 atoma kisika.

Dakle, sastav spojeva može se opisati jednim kemijska formula, i sastav smjesa nije.

Komponente smjese zadržavaju svoja fizikalna i kemijska svojstva. Na primjer, ako pomiješate željezni prah sa sumporom, tada nastaje mješavina dviju tvari. I sumpor i željezo u ovoj smjesi zadržavaju svoja svojstva: željezo privlači magnet, a sumpor se ne kvasi vodom i pluta na njegovoj površini.

Ako sumpor i željezo međusobno reagiraju, nastaje novi spoj s formulom FeS, koji nema svojstva ni željeza ni sumpora, ali ima skup vlastitih svojstava. U spoju FeSželjezo i sumpor su međusobno povezani i ne mogu se odvojiti metodama koje razdvajaju smjese.

Dakle, tvari se mogu klasificirati prema nekoliko parametara:

Zaključci iz članka na temu Jednostavne i složene tvari

• Jednostavne tvari- tvari koje sadrže atome iste vrste
• Elementi se dijele na metale i nemetale
• Složene tvari Tvari koje se sastoje od različitih vrsta atoma
• Složenice se dijele na organski i anorganski
• Postoje tvari atomske, molekularne i ionske strukture, njihova svojstva su različita
• Kristalna ćelija je pomoćna geometrijska slika uvedena za analizu kristalne strukture