المواد البسيطة والمعقدة - المعرفة هايبر ماركت. المواد البسيطة والمعقدة. التسميات. الحصول على والخصائص

العضوية وليس المواد العضوية;
> التعرف على المعادن وغير المعادن.
> التعرف على العناصر المعدنية وغير المعدنية حسب موقعها في الجدول الدوري لـ D.I. Mendeleev؛ فهم لماذا جميع المعادن لها خصائص مماثلة.

لا يمكن للذرات في الظروف العادية أن توجد بمفردها لفترة طويلة. إنهم قادرون على الاندماج مع نفس الذرات أو الذرات الأخرى، مما يسبب مجموعة واسعة من المواد في العالم.

المادة التي تتكون من عنصر كيميائي واحد تسمى بسيطة، والمادة التي تتكون من عدة عناصر تسمى مركب أو مركب كيميائي.

مواد بسيطة

تنقسم المواد البسيطة إلى المعادنوغير المعادن. هذا التصنيف مواد بسيطةاقترحه العالم الفرنسي المتميز أ.ل. لافوازييه في نهاية القرن الثامن عشر. تسمى العناصر الكيميائية التي تأتي منها المعادن فلزية، وتلك التي تكون اللافلزات تسمى
غير معدني. في النسخة الطويلة من نظام دي آي مندلييف (الورقة النهائية الثانية)، تم تحديدهما بخط متقطع. معدن عناصرعلى يساره. هناك عدد أكبر بكثير من تلك غير المعدنية.

هذا مثير للاهتمام

مواد بسيطة مكونة من 13 عنصرًا - Au وAg وCu وHg وPb وFe وSn وPt وS وC وZn وSb وAs كانت معروفة في العصور القديمة.

يمكن لكل واحد منكم دون تردد تسمية العديد من المعادن (الشكل 36). وهي تختلف عن المواد الأخرى في بريق "معدني" خاص. هذه المواد لديها الكثير الخصائص العامة.

أرز. 36. المعادن

تكون المعادن في الظروف العادية مواد صلبة (فقط الزئبق هو سائل)، وهي موصلة للكهرباء والحرارة بشكل جيد، ولها عمومًا نسبة عالية من درجة حرارةذوبان (أكثر من 500 درجة مئوية).

أرز. 37. نموذج مبسط الهيكل الداخليمعدن

إنها بلاستيكية. يمكن تزويرها وسحب الأسلاك منها.

بفضل خصائصها، دخلت المعادن بثقة حياة الناس. وتدل على أهميتها الهائلة أسماء العصور التاريخية: العصر النحاسي، العصر البرونزي، العصر الحديدي.

يرجع تشابه المعادن إلى بنيتها الداخلية.

هيكل المعادن. المعادن - المواد البلورية. وتكون البلورات الموجودة في المعادن أصغر بكثير من بلورات السكر أو ملح الطعام، ولا يمكن رؤيتها بالعين المجردة.

الجزيء - جسيم متعادل كهربائياً يتكون من جسيمين أو أكثرالذرات المتصلة.

في كل جزيء، ترتبط الذرات ببعضها البعض بشكل قوي، ولكن الجزيئات ترتبط ببعضها البعض في المادة بشكل ضعيف جدًا. لذلك، لا تملك مواد التركيب الجزيئي درجات حرارة عاليةذوبان وغليان.

الأكسجين والأوزون مواد جزيئية. هذه مواد أكسجين بسيطة. يحتوي جزيء الأكسجين على ذرتين من الأكسجين، ويحتوي جزيء الأوزون على ثلاث ذرات (الشكل 39).

أرز. 39. نماذج الجزيئات

ليس الأكسجين فقط، ولكن أيضًا العديد من العناصر الأخرى تشكل مادتين بسيطتين أو أكثر. لذلك، هناك عدة مرات مواد بسيطة أكثر من العناصر الكيميائية.

اسماء المواد البسيطة.

تتم تسمية معظم المواد البسيطة بأسماء العناصر المقابلة لها. إذا كانت الأسماء مختلفة، فإنها ترد في الجدول الدوري، مع اسم المادة البسيطة الموجودة أسفل الاسم
العنصر (الشكل 40).

تسمية المواد البسيطة لعناصر الهيدروجين والليثيوم والمغنيسيوم والنيتروجين.

1 مصطلح "جزيء" يأتي من كلمة لاتينيةالشامات (الكتلة)، وهي لاحقة ضآلة cula وتعني "كتلة صغيرة".

أسماء المواد البسيطة تكتب داخل الجملة بحرف صغير .

أرز. 40. خلية الجدول الدوري

المواد المعقدة (المركبات الكيميائية)

مزيج ذرات العناصر الكيميائية المختلفة يؤدي إلى ظهور الكثير المواد المعقدة(عددها أكبر بعشرات الآلاف من المرات من تلك البسيطة).

يخرج المواد المعقدةمع التركيب الجزيئي والذري والأيوني. ولذلك، خصائصها مختلفة جدا.

المركبات الجزيئية هي في الغالب متطايرة، وغالبا ما يكون لها رائحة. تكون درجات انصهارها وغليانها أقل بكثير من تلك الخاصة بالمركبات ذات التركيب الذري أو الأيوني.

المادة الجزيئية هي الماء. يتكون جزيء الماء من ذرتي هيدروجين وذرة أكسجين واحدة (الشكل 41).

أرز. 41. نموذج جزيء الماء

التركيب الجزيئي هو أول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون. غازاتوالسكر والنشا والكحول وحمض الأسيتيك وما إلى ذلك. يمكن أن يختلف عدد الذرات في جزيئات المواد المعقدة - من ذرتين إلى المئات وحتى الآلاف.

بعض المركبات لها بنية ذرية.

واحد منهم هو الكوارتز المعدني، المكون الرئيسي للرمل. يحتوي على ذرات السيليسيوم والأكسجين (الشكل 42).

أرز. 42. نموذج المركب ذو التركيب الذري (الكوارتز)

هناك أيضًا مركبات أيونية. هذه هي ملح الطعام والطباشير والصودا والجير والجبس وغيرها الكثير. تتكون بلورات ملح الطعام من أيونات الصوديوم موجبة الشحنة وأيونات الكلور سالبة الشحنة (الشكل 43). ويتكون كل أيون من الذرة المقابلة (الفقرة 6).

أرز. 43. نموذج للمركب الأيوني (ملح الطعام)

هذا مثير للاهتمام

تحتوي جزيئات المركبات العضوية، بالإضافة إلى ذرات الكربون، عادة على ذرات الهيدروجين، وغالباً ذرات الأكسجين، وأحياناً بعض العناصر الأخرى.

يؤدي التجاذب المتبادل بين العديد من الأيونات المشحونة بشكل معاكس إلى وجود المركبات الأيونية.

الأيون المتكون من ذرة واحدة يسمى بسيط، والأيون المتكون من عدة ذرات يسمى معقد.

توجد أيونات بسيطة موجبة الشحنة العناصر المعدنيةوشحنة سالبة - للعناصر غير المعدنية.

أسماء المواد المعقدة.

وقد قدم الكتاب المدرسي حتى الآن التقنية أو أسماء منزليةالمواد المعقدة. وبالإضافة إلى ذلك، فإن المواد لها أيضًا أسماء كيميائية. على سبيل المثال، الاسم الكيميائي لملح الطعام هو كلوريد الصوديوم، والطباشير هو كربونات الكالسيوم. يتكون كل اسم من كلمتين. الكلمة الأولى هي اسم أحد العناصر المكونة للمادة (تكتب بحرف صغير)، والثانية تأتي من اسم عنصر آخر.

المواد العضوية وغير العضوية.

في السابق، كانت المواد العضوية هي تلك المواد الموجودة في الكائنات الحية. وهي البروتينات، والدهون، والسكر، والنشا، الفيتاميناتوالمركبات التي تعطي اللون والرائحة والطعم للخضروات والفواكه وما إلى ذلك. وبمرور الوقت بدأ العلماء يحصلون في المختبرات على مواد مشابهة في التركيب والخصائص غير موجودة في الطبيعة. في الوقت الحاضر، تسمى المواد العضوية مركبات الكربون (باستثناء ثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون والطباشير والصودا وبعض المواد الأخرى).

معظم المركبات العضوية قادرة على الاحتراق، وعند تسخينها في غياب الهواء تصبح متفحمة (يتكون الفحم بالكامل تقريبًا من ذرات الكربون).

تنتمي المواد المعقدة الأخرى، وكذلك جميع المواد البسيطة، إلى مواد غير عضوية. أنها تشكل الأساس العالم المعدني، أي الموجودة في التربة والمعادن، الصخورالهواء والماء الطبيعي. بالإضافة إلى ذلك، توجد أيضًا مواد غير عضوية في الكائنات الحية.

تم تلخيص المواد الواردة في هذه الفقرة في الرسم البياني 6.

التجربة المعملية رقم 2

مقدمة للمواد أنواع مختلفة

لقد تم إعطاؤك المواد التالية (سيشير المعلم إلى الخيار):

الخيار الأول - السكر، كربونات الكالسيوم (الطباشير)، الجرافيت، النحاس؛
الخيار الثاني - البارافين والألمنيوم والكبريت وكلوريد الصوديوم (ملح الطعام).

المواد موجودة في مرطبانات عليها ملصقات.

فحص المواد بعناية، والانتباه إلى أسمائهم. حدد من بينها المواد البسيطة (المعادن، غير المعدنية) والمواد المعقدة، وكذلك العضوية وغير العضوية.

أدخل اسم كل مادة في الجدول مع الإشارة إلى نوعها من خلال كتابة إشارة "+" في الأعمدة المناسبة.

الاستنتاجات

يمكن أن تكون المواد بسيطة ومعقدة، عضوية وغير عضوية.

تنقسم المواد البسيطة إلى فلزات وغير فلزات، وتنقسم العناصر الكيميائية إلى فلزية وغير فلزية.

تشترك المعادن في العديد من الخصائص المشتركة بسبب تشابه بنيتها الداخلية.

تتكون اللافلزات من ذرات أو جزيئات ولها خصائص مختلفة عن المعادن.

المواد المعقدة (المركبات الكيميائية) لها تركيب ذري أو جزيئي أو أيوني.

تنتمي جميع مركبات الكربون تقريبًا إلى مواد عضوية، أما المركبات المتبقية والمواد البسيطة فتنتمي إلى مواد غير عضوية.

?
56. ما هي المادة التي تسمى بسيطة وما هي المادة التي تسمى معقدة؟ ما أنواع المواد البسيطة الموجودة وما أسماء العناصر المقابلة لها؟

57. على حسب ماذا الخصائص الفيزيائيةهل يمكن تمييز المعدن عن غير المعدن؟

58. تعريف الجزيء. كيف يختلف جزيء المادة البسيطة عن جزيء المادة المعقدة؟
59. املأ الفراغات بإدخال كلمتي "نيتروجين" أو "نيتروجين" في الحالات المناسبة واشرح اختيارك:
أ) ... - الغاز الذي يحتوي على أكبر كمية في الهواء؛
ب) الجزيء... يتكون من ذرتين...؛
ج) المركبات... تدخل النباتات من التربة؛
د)...قليل الذوبان في الماء.

60. املأ الفراغات بإدخال الكلمات "عنصر" أو "ذرة" أو "جزيء" في الحالة والرقم المناسبين:
أ)... يحتوي الفوسفور الأبيض على أربعة... الفوسفور؛
ب) يوجد... ثاني أكسيد الكربون في الهواء؛
ج) الذهب مادة بسيطة... أوروم.

عن الذرات والعناصر الكيميائية

لا يوجد شيء آخر في الطبيعة

لا هنا ولا هناك، في أعماق الفضاء:

كل شيء - من حبيبات الرمل الصغيرة إلى الكواكب -

يتكون من عناصر موحدة

إس بي شيباتشيف، "قراءة مندليف".

في الكيمياء باستثناء المصطلحات "ذرة"و "مركب"غالبا ما يستخدم هذا المفهوم "عنصر". ما المشترك بين هذه المفاهيم وكيف تختلف؟

عنصر كيميائي – هذه ذرات من نفس النوع . على سبيل المثال، جميع ذرات الهيدروجين هي عنصر الهيدروجين؛ جميع ذرات الأكسجين والزئبق هي عناصر الأكسجين والزئبق، على التوالي.

حاليًا، يُعرف أكثر من 107 أنواع من الذرات، أي أكثر من 107 عناصر كيميائية. لا بد من التمييز بين مفاهيم "العنصر الكيميائي" و"الذرة" و"المادة البسيطة"

المواد البسيطة والمعقدة

وفقا لتكوينها العنصري فهي تتميز مواد بسيطة، تتكون من ذرات عنصر واحد (H 2، O 2، Cl 2، P 4، Na، Cu، Au)، و المواد المعقدة، تتكون من ذرات عناصر مختلفة (H 2 O، NH 3، OF 2، H 2 SO 4، MgCl 2، K 2 SO 4).

حاليا، من المعروف 115 عنصرا كيميائيا، والتي تشكل حوالي 500 مادة بسيطة.

الذهب الأصلي مادة بسيطة.

تسمى قدرة عنصر واحد على الوجود على شكل مواد بسيطة مختلفة تختلف في خواصها التآصلعلى سبيل المثال، يحتوي عنصر الأكسجين O على شكلين متآصلين - ديوكسجين O 2 والأوزون O 3 بأعداد مختلفة من الذرات في الجزيئات.

تختلف الأشكال المتآصلة لعنصر الكربون C - الماس والجرافيت - في بنية بلوراتها، وهناك أسباب أخرى للتآصل.

مركبات كيميائيةعلى سبيل المثال، أكسيد الزئبق (II) HgO (يتم الحصول عليه عن طريق الجمع بين ذرات المواد البسيطة - الزئبق الزئبق والأكسجين O 2)، وبروميد الصوديوم (يتم الحصول عليه عن طريق الجمع بين ذرات المواد البسيطة - الصوديوم Na والبروم Br 2).

لذا، دعونا نلخص ما سبق. هناك نوعان من جزيئات المادة:

1. بسيط– تتكون جزيئات هذه المواد من ذرات من نفس النوع. وفي التفاعلات الكيميائية لا يمكنها أن تتحلل لتشكل عدة مواد أبسط.

2. معقد- جزيئات هذه المواد تتكون من ذرات أنواع مختلفة. وفي التفاعلات الكيميائية يمكن أن تتحلل لتشكل مواد أبسط.

الفرق بين مفهومي "العنصر الكيميائي" و"المادة البسيطة"

التمييز بين المفاهيم "عنصر كيميائي"و "مادة بسيطة"ممكن من خلال مقارنة خصائص المواد البسيطة والمعقدة. على سبيل المثال، مادة بسيطة - الأكسجين– غاز عديم اللون ضروري للتنفس ودعم الاحتراق. أصغر جسيم من مادة الأكسجين البسيطة هو جزيء يتكون من ذرتين. يوجد الأكسجين أيضًا في أول أكسيد الكربون ( أول أكسيد الكربون) و الماء. ومع ذلك، يحتوي الماء وأول أكسيد الكربون على أكسجين مرتبط كيميائيًا، والذي لا يمتلك خصائص مادة بسيطة، وعلى وجه الخصوص، لا يمكن استخدامه للتنفس. فالأسماك، على سبيل المثال، لا تتنفس الأكسجين المرتبط كيميائيا، وهو جزء من جزيء الماء، بل الأكسجين الحر المذاب فيه. لذلك عندما نتحدث عن تركيب أي مركبات كيميائية يجب أن نفهم أن هذه المركبات لا تشمل مواد بسيطة بل ذرات نوع معينأي العناصر المقابلة.

عندما تتحلل المواد المعقدة، يمكن للذرات أن تتحرر في حالة حرة وتتحد لتشكل مواد بسيطة. المواد البسيطة تتكون من ذرات عنصر واحد. يتم تأكيد الفرق بين مفهومي "العنصر الكيميائي" و "المادة البسيطة" أيضًا من خلال حقيقة أن نفس العنصر يمكن أن يشكل عدة مواد بسيطة. على سبيل المثال، يمكن لذرات عنصر الأكسجين أن تشكل جزيئات أكسجين ثنائية الذرة وجزيئات أوزون ثلاثية الذرة. الأكسجين والأوزون مادتان بسيطتان مختلفتان تمامًا. وهذا ما يفسر حقيقة أن المواد المعروفة أكثر بساطة من العناصر الكيميائية.

باستخدام مفهوم "العنصر الكيميائي" يمكننا إعطاء التعريف التالي للمواد البسيطة والمعقدة:

المواد البسيطة هي تلك التي تتكون من ذرات عنصر كيميائي واحد.

المواد المعقدة هي تلك التي تتكون من ذرات عناصر كيميائية مختلفة.

الفرق بين مفهومي "الخليط" و"المركب الكيميائي"

غالبًا ما تسمى المواد المعقدة مركبات كيميائية.

حاول الإجابة على الأسئلة:

1. ما الفرق في تركيب الخليط ؟ مركبات كيميائية?

2. قارن بين خصائص المخاليط والمركبات الكيميائية؟

3. ما هي الطرق التي يمكن من خلالها فصل مكونات المخلوط والمركب الكيميائي؟

4. هل من الممكن الحكم بها علامات خارجيةحول تكوين خليط ومركب كيميائي؟

الخصائص المقارنة للمخاليط والمواد الكيميائية

مهام للتوحيد

I. العمل مع أجهزة المحاكاة

ثانيا. حل المشكلة

№1

كم عدد المواد البسيطة المكتوبة في سلسلة من الصيغ:
H 2 O، N 2، O 3، HNO 3، P 2 O 5، S، Fe، CO 2، KOH.

№2

كلا المادتين معقدتان:

أ) ج (الفحم) و س (الكبريت)؛
ب) CO 2 (ثاني أكسيد الكربون) وH 2 O (الماء)؛
ب) الحديد (الحديد) وCH 4 (الميثان)؛
د) H2SO4 (حمض الكبريتيك) وH2 (الهيدروجين).

№3

اختر العبارة الصحيحة:
المواد البسيطة تتكون من ذرات من نفس النوع.

أ) صحيح

ب) غير صحيح

№4

ما هو نموذجي للمخاليط هو ذلك
أ) لديهم تكوين ثابت؛
ب) المواد الموجودة في "الخليط" لا تحتفظ بخصائصها الفردية؛
ج) يمكن فصل المواد الموجودة في "المخاليط" بالخصائص الفيزيائية؛
د) يمكن فصل المواد الموجودة في "المخاليط" باستخدام تفاعل كيميائي.

№5

ما يلي نموذجي لـ "المركبات الكيميائية":
أ) تكوين متغير.
ب) يمكن فصل المواد الموجودة في "المركب الكيميائي" بالوسائل الفيزيائية؛
ج) يمكن الحكم على تكوين مركب كيميائي من خلال علامات التفاعلات الكيميائية؛
د) التكوين الدائم.

№6

في أي حالة نتحدث عنها غدةماذا عن عنصر كيميائي?
أ) الحديد معدن يجذبه المغناطيس.
ب) الحديد جزء من الصدأ؛
ج) يتميز الحديد ببريق معدني؛
د) يحتوي كبريتيد الحديد على ذرة حديد واحدة.

№7

في أي حالة نتحدث عن الأكسجين كمادة بسيطة؟
أ) الأكسجين هو الغاز الذي يدعم التنفس والاحتراق؛
ب) تتنفس الأسماك الأكسجين المذاب في الماء؛
ج) ذرة الأكسجين جزء من جزيء الماء؛
د) الأكسجين جزء من الهواء.

عند دراسة المواد في الفقرات السابقة، تكون قد تعرفت بالفعل على بعض المواد. على سبيل المثال، يتكون جزيء غاز الهيدروجين من ذرتين من العنصر الكيميائي الهيدروجين - ح + ح = ح2.

المواد البسيطة هي المواد التي تحتوي على ذرات من نفس النوع

ومن المواد البسيطة التي تعرفها: الأكسجين، والجرافيت، والكبريت، والنيتروجين، وجميع المعادن: الحديد، والنحاس، والألومنيوم، والذهب، وغيرها. يتكون الكبريت فقط من ذرات العنصر الكيميائي الكبريت، بينما يتكون الجرافيت من ذرات العنصر الكيميائي الكربون.

من الضروري التمييز بوضوح بين المفاهيم "عنصر كيميائي"و "مسألة بسيطة". على سبيل المثال، الماس والكربون ليسا نفس الشيء. الكربون عنصر كيميائي، والماس مادة بسيطة تتكون من العنصر الكيميائي الكربون. وفي هذه الحالة يتم تسمية العنصر الكيميائي (الكربون) والمادة البسيطة (الماس) بشكل مختلف. في كثير من الأحيان يتم تسمية العنصر الكيميائي والمادة البسيطة المقابلة له بنفس الاسم. على سبيل المثال، يتوافق عنصر الأكسجين مع مادة بسيطة - الأكسجين.

من الضروري أن نتعلم كيفية التمييز بين المكان الذي نتحدث فيه عن العنصر والمكان الذي نتحدث فيه عن المادة! على سبيل المثال، عندما يقولون أن الأكسجين جزء من الماء، فإننا نتحدث عن عنصر الأكسجين. عندما يقولون أن الأكسجين غاز ضروري للتنفس، فإننا نتحدث عن مادة الأكسجين البسيطة.

تنقسم المواد البسيطة من العناصر الكيميائية إلى مجموعتين - المعادن وغير المعادن.

المعادن وغير المعادنمختلفة جذريا في خصائصها الفيزيائية. جميع المعادن هي مواد صلبة في الظروف العادية، باستثناء الزئبق - المعدن السائل الوحيد. المعادن غير شفافة ولها بريق معدني مميز. المعادن قابلة للسحب وتوصل الحرارة والكهرباء بشكل جيد.

اللافلزات ليست متشابهة مع بعضها البعض في الخصائص الفيزيائية. لذا فإن الهيدروجين والأكسجين والنيتروجين غازات والسيليكون والكبريت والفوسفور مواد صلبة. والسائل الوحيد غير المعدني هو البروم، وهو سائل أحمر اللون.

إذا رسمنا خطًا تقليديًا من العنصر الكيميائي البورون إلى العنصر الكيميائي الأستاتين، ففي النسخة الطويلة النظام الدوريفوق الخط عناصر غير معدنية، وتحته معدن. في النسخة المختصرة من الجدول الدوري، توجد عناصر غير معدنية أسفل هذا الخط، وعناصر معدنية وغير معدنية فوقه. وهذا يعني أنه من الأنسب تحديد ما إذا كان العنصر معدنيًا أم غير معدني باستخدام النسخة الطويلة من الجدول الدوري. هذا التقسيم تعسفي، حيث أن جميع العناصر بطريقة أو بأخرى تظهر خصائص معدنية وغير معدنية، ولكن في معظم الحالات يتوافق هذا التوزيع مع الواقع.

المواد المعقدة وتصنيفها

إذا كان تركيب المواد البسيطة يشتمل على ذرات من نوع واحد فقط، فمن السهل تخمين أن تركيب المواد المعقدة سيتضمن عدة أنواع من الذرات المختلفة، على الأقل اثنتين. مثال على المواد المعقدة هو الماء، وتعرف صيغته الكيميائية - ماء. تتكون جزيئات الماء من نوعين من الذرات: الهيدروجين والأكسجين.

المواد المعقدة- المواد التي تحتوي على ذرات بأنواعها المختلفة

لنقم بالتجربة التاليةمزيج مساحيق الكبريت والزنك. ضع الخليط على لوح معدني وأشعل النار فيه باستخدام شعلة خشبية. يشتعل الخليط ويحترق بسرعة بلهب ساطع. وبعد الانتهاء من التفاعل الكيميائي تكونت مادة جديدة شملت ذرات الكبريت والزنك. تختلف خصائص هذه المادة تمامًا عن خصائص المواد الأولية - الكبريت والزنك.

تنقسم المواد المعقدة عادة إلى مجموعتين: المواد غير العضوية ومشتقاتها والمواد العضوية ومشتقاتها.على سبيل المثال، الملح الصخريوهي مادة غير عضوية، والنشا الموجود في البطاطس هو مادة عضوية.

أنواع هيكل المواد

بناءً على نوع الجزيئات التي تتكون منها المواد، يتم تقسيم المواد إلى مواد التركيب الجزيئي وغير الجزيئي.

قد تحتوي المادة على جزيئات هيكلية مختلفة، مثل الذرات والجزيئات والأيونات.وبالتالي، هناك ثلاثة أنواع من المواد: مواد ذات بنية ذرية وأيونية وجزيئية. المواد ذات الأنواع المختلفة من البنية سيكون لها خصائص مختلفة.

مواد التركيب الذري

ومن أمثلة المواد ذات التركيب الذري المواد التي يتكونها عنصر الكربون: الجرافيت والماس. تحتوي هذه المواد على ذرات الكربون فقط، لكن خصائص هذه المواد مختلفة تمامًا. الجرافيت– مادة هشة وسهلة التقشير ذات لون رمادي-أسود. الماس- شفاف، وهو من أصلب المعادن على هذا الكوكب. لماذا المواد التي تتكون من نفس النوع من الذرة لها خصائص مختلفة؟ الأمر كله يتعلق ببنية هذه المواد. تتحد ذرات الكربون في الجرافيت مع الماس بطرق مختلفة. المواد ذات البنية الذرية لها نقاط غليان وانصهار عالية، وعادة ما تكون غير قابلة للذوبان في الماء، وغير متطايرة.

الشبكة البلورية – صورة هندسية مساعدة تم تقديمها لتحليل بنية البلورة

مواد التركيب الجزيئي

مواد التركيب الجزيئي– هذه كلها تقريبًا مواد سائلة ومعظمها غازية. هناك أيضًا مواد بلورية تشتمل شبكتها البلورية على جزيئات. الماء مادة ذات بنية جزيئية. الجليد لديه أيضا التركيب الجزيئي، ولكن على عكس الماء السائل، فهو يحتوي على شبكة بلورية حيث يتم ترتيب جميع الجزيئات بدقة. المواد ذات البنية الجزيئية لها نقاط غليان وانصهار منخفضة، وعادة ما تكون هشة، ولا توصل الكهرباء.

مواد التركيب الأيوني

المواد ذات التركيب الأيوني هي مواد بلورية صلبة. مثال على المواد المركبة الأيونية هو ملح الطعام. صيغته الكيميائية هي NaCl. كما نرى، يتكون NaCl من أيونات Na+ وCl⎺،بالتناوب في أماكن معينة (العقد) من الشبكة البلورية. المواد ذات البنية الأيونية لها نقاط انصهار وغليان عالية، وهي هشة، وعادة ما تكون شديدة الذوبان في الماء، ولا توصل التيار الكهربائي.

ولا ينبغي الخلط بين مفاهيم "الذرة" و"العنصر الكيميائي" و"المادة البسيطة".

• "ذرة"- مفهوم محدد، لأن الذرات موجودة بالفعل.
• "عنصر كيميائي"- هذا مفهوم جماعي مجرد؛ يوجد العنصر الكيميائي في الطبيعة على شكل ذرات حرة أو مرتبطة كيميائيا، أي مواد بسيطة ومعقدة.

أسماء العناصر الكيميائية والمواد البسيطة المقابلة لها هي نفسها في معظم الحالات.

عندما نتحدث عن مادة أو مكون من خليط - على سبيل المثال، دورق مملوء بغاز الكلور، المحلول المائيالبروم، لنأخذ قطعة من الفوسفور - نحن نتحدث عن مادة بسيطة. فإذا قلنا أن ذرة الكلور تحتوي على 17 إلكترونًا، فإن المادة تحتوي على الفسفور، والجزيء يتكون من ذرتين من البروم، فنحن نعني عنصرًا كيميائيًا.

من الضروري التمييز بين خصائص (خصائص) المادة البسيطة (مجموعة من الجزيئات) وبين خصائص (خصائص) العنصر الكيميائي (ذرة معزولة من نوع معين)، انظر الجدول أدناه:

يجب التمييز بين المواد المعقدة مخاليطوالتي تتكون أيضًا من عناصر مختلفة.

يمكن أن تكون النسبة الكمية لمكونات الخليط متغيرة، ولكن المركبات الكيميائية لها تركيبة ثابتة.

على سبيل المثال، في كوب من الشاي يمكنك إضافة ملعقة واحدة من السكر، أو عدة، وجزيئات السكروز С12Н22О11يحتوي بالضبط 12 ذرة كربون، 22 ذرة هيدروجين، 11 ذرة أكسجين.

وهكذا يمكن وصف تركيب المركبات بصيغة كيميائية واحدة، وهي تركيبها لا خليط.

تحتفظ مكونات الخليط بخصائصها الفيزيائية و الخواص الكيميائية. على سبيل المثال، إذا قمت بخلط مسحوق الحديد مع الكبريت، يتكون خليط من مادتين. يحتفظ كل من الكبريت والحديد في هذا الخليط بخصائصهما: فالحديد ينجذب إلى المغناطيس، والكبريت لا يبلل بالماء ويطفو على سطحه.

إذا تفاعل الكبريت والحديد مع بعضهما البعض، يتكون مركب جديد بالصيغة فاسالذي لا يمتلك خواص الحديد ولا الكبريت، بل له مجموعة من الخواص الخاصة به. في اتصال فاسيرتبط الحديد والكبريت ببعضهما البعض، ومن المستحيل فصلهما باستخدام الطرق المستخدمة لفصل المخاليط.

وبالتالي، يمكن تصنيف المواد وفقا لعدة معايير:

استنتاجات من مقال حول هذا الموضوع المواد البسيطة والمعقدة

• مواد بسيطة- المواد التي تحتوي على ذرات من نفس النوع
• تنقسم المواد البسيطة إلى فلزات وغير فلزات
• المواد المعقدة- المواد التي تحتوي على ذرات بأنواعها المختلفة
• تنقسم المواد المعقدة إلى العضوية وغير العضوية
• هناك مواد ذات بنية ذرية وجزيئية وأيونية، وخصائصها مختلفة
• خلية بلورية- صورة هندسية مساعدة مقدمة لتحليل التركيب البلوري

والفرق الرئيسي بينهما هو تكوينها. وهكذا فإن المواد البسيطة تشتمل على ذرات عنصر واحد. يمكن تصنيع بلوراتها (المواد البسيطة) في المختبر، وأحيانًا في المنزل. ومع ذلك، غالبا ما يكون من الضروري خلق شروط معينة لتخزين البلورات الناتجة.

هناك خمس فئات تنقسم إليها المواد البسيطة: المعادن، أشباه المعادن، اللافلزات، المركبات بين الفلزات، والهالوجينات (غير موجودة في الطبيعة). ويمكن تمثيلها بالغازات الذرية (Ar، He) أو الجزيئية (O2، H2، O3).

على سبيل المثال، يمكننا أن نأخذ مادة الأكسجين البسيطة. ويشمل جزيئات تتكون من ذرتين من عنصر الأكسجين. أو على سبيل المثال، تتكون مادة الحديد من بلورات تحتوي فقط على ذرات عنصر الحديد. تاريخياً، جرت العادة على تسمية المادة البسيطة باسم العنصر الذي تدخل ذراته في تركيبها. يمكن أن يكون هيكل هذه المركبات جزيئيًا أو غير جزيئي.

المواد المعقدة تشمل الذرات أنواع مختلفةوعند التحلل يمكن أن يشكل مركبين (أو أكثر). على سبيل المثال، عندما ينقسم الماء، فإنه يشكل الأكسجين والهيدروجين. ومع ذلك، لا يمكن تقسيم كل مركب إلى مواد بسيطة. على سبيل المثال، لا يمكن تحلل كبريتيد الحديد، المتكون من ذرات الكبريت والحديد. في هذه الحالة، من أجل إثبات أن المركب معقد ويحتوي على ذرات متباينة، يتم استخدام مبدأ التفاعل العكسي. وبعبارة أخرى، يتم الحصول على كبريتيد الحديد باستخدام مكونات البداية.

العناصر هي أشكال من العناصر الكيميائية الموجودة في صورة حرة. يعرف العلم اليوم أكثر من أربعمائة نوع من هذه العناصر.

على عكس المواد المعقدة، لا يمكن الحصول على المواد البسيطة من مواد بسيطة أخرى. كما أنها لا يمكن أن تتحلل إلى مركبات أخرى.

جميع التعديلات المتآصلة لها خاصية التحول إلى بعضها البعض. أنواع مختلفةيمكن للمواد البسيطة التي يتكونها عنصر كيميائي واحد أن يكون لها مستويات مختلفة ومختلفة من النشاط الكيميائي. على سبيل المثال، يُظهر الأكسجين نشاطًا أقل من الأوزون، ونقطة انصهار الفوليرين، على سبيل المثال، أقل من درجة انصهار الماس.

في الظروف العادية، بالنسبة لأحد عشر عنصرًا، تكون المواد البسيطة غازات (Ar، Xe، Rn، N، H، Ne، O، F، Kr، Cl، He،)، وفي سائلين (Br، Hg)، وفي حالة أخرى العناصر - المواد الصلبة.

عند درجات حرارة قريبة من درجة حرارة الغرفة، ستتخذ المعادن الخمسة حالة سائلة أو شبه سائلة. ويرجع ذلك إلى أن درجة انصهارهما متساوية تقريبًا، وبالتالي ينصهر الزئبق والروبيديوم عند 39 درجة، والفرانسيوم عند 27، والسيزيوم عند 28، والغاليوم عند 30 درجة.

وتجدر الإشارة إلى أنه لا ينبغي الخلط بين مفاهيم "العنصر الكيميائي"، "الذرة"، "المادة البسيطة". لذلك، على سبيل المثال، الذرة لها معنى محدد ومحدد وهي موجودة بالفعل. تعريف "العنصر الكيميائي" هو تعريف تجريدي وجماعي بشكل عام. توجد العناصر في الطبيعة على شكل ذرات حرة أو مرتبطة كيميائيا. وفي الوقت نفسه، فإن خصائص المواد البسيطة (مجموعات الجزيئات) والعناصر الكيميائية (الذرات المعزولة من نوع معين) لها خصائصها الخاصة.

لقد قيل في الفصل السابق أنه ليس فقط ذرات نفس العنصر الكيميائي يمكنها تكوين روابط مع بعضها البعض، ولكن أيضًا ذرات العناصر المختلفة. تسمى المواد التي تتكون من ذرات عنصر كيميائي واحد مواد بسيطة، والمواد التي تتكون من ذرات عناصر كيميائية مختلفة تسمى مواد معقدة. بعض المواد البسيطة لها بنية جزيئية، أي. تتكون من جزيئات. على سبيل المثال، مواد مثل الأكسجين والنيتروجين والهيدروجين والفلور والكلور والبروم واليود لها بنية جزيئية. تتكون كل من هذه المواد من جزيئات ثنائية الذرة، لذلك يمكن كتابة صيغها على النحو O 2، N 2، H 2، F 2، Cl 2، Br 2 وI 2، على التوالي. كما ترون، المواد البسيطة يمكن أن يكون لها نفس اسم العناصر التي تشكلها. ولذلك ينبغي التمييز بوضوح بين المواقف عندما نتحدث عن عنصر كيميائي وعندما نتحدث عن مادة بسيطة.

في كثير من الأحيان، لا تحتوي المواد البسيطة على بنية جزيئية، بل ذرية. في مثل هذه المواد، يمكن للذرات أن تشكل روابط من أنواع مختلفة مع بعضها البعض، والتي سيتم مناقشتها بالتفصيل بعد ذلك بقليل. المواد ذات البنية المماثلة هي جميع المعادن، على سبيل المثال، الحديد والنحاس والنيكل، وكذلك بعض اللافلزات - الماس والسيليكون والجرافيت، وما إلى ذلك. وتتميز هذه المواد عادة ليس فقط بتزامن اسم العنصر الكيميائي مع اسمه المادة المشكلةلكن تسجيل صيغة المادة وتسمية العنصر الكيميائي متطابقان أيضًا. على سبيل المثال، تشكل العناصر الكيميائية الحديد والنحاس والسيليكون، المسماة Fe وCu وSi، مواد بسيطة صيغها Fe وCu وSi على التوالي. كما أن هناك مجموعة صغيرة من المواد البسيطة تتكون من ذرات معزولة غير متصلة بأي شكل من الأشكال. هذه المواد هي الغازات، والتي تسمى الغازات النبيلة بسبب نشاطها الكيميائي المنخفض للغاية. وتشمل هذه الهيليوم (He)، والنيون (Ne)، والأرجون (Ar)، والكريبتون (Kr)، والزينون (Xe)، والرادون (Rn).

نظرًا لوجود حوالي 500 مادة بسيطة معروفة فقط، فإن الاستنتاج المنطقي يتبع أن العديد من العناصر الكيميائية تتميز بظاهرة تسمى التآصل.

التآصل هو ظاهرة عندما يمكن لعنصر كيميائي واحد أن يشكل عدة مواد بسيطة. تسمى المواد الكيميائية المختلفة التي يتكونها عنصر كيميائي واحد بالتعديلات المتآصلة أو المتآصلة.

لذلك، على سبيل المثال، يمكن للعنصر الكيميائي الأكسجين أن يشكل مادتين بسيطتين، إحداهما تحمل اسم العنصر الكيميائي - الأكسجين. يتكون الأكسجين كمادة من جزيئات ثنائية الذرة، أي. صيغته هي O2. وهذا المركب هو جزء من الهواء الذي نحتاجه للحياة. تعديل تآصلي آخر للأكسجين هو الأوزون الغازي ثلاثي الذرة، الذي صيغته O 3 . على الرغم من أن الأوزون والأكسجين يتكونان من نفس العنصر الكيميائي، فإن سلوكهما الكيميائي مختلف تمامًا: الأوزون أكثر نشاطًا من الأكسجين في التفاعلات مع نفس المواد. بالإضافة إلى ذلك، تختلف هذه المواد عن بعضها البعض في الخصائص الفيزيائية، على الأقل بسبب حقيقة أن الوزن الجزيئي للأوزون أكبر بمقدار 1.5 مرة من وزن الأكسجين. وهذا يؤدي إلى حقيقة أن كثافته في الحالة الغازية أكبر أيضًا بمقدار 1.5 مرة.

تميل العديد من العناصر الكيميائية إلى تكوين تعديلات متآصلة تختلف عن بعضها البعض في السمات الهيكلية للشبكة البلورية. لذلك، على سبيل المثال، في الشكل 5، يمكنك رؤية صور تخطيطية لأجزاء من الشبكات البلورية للماس والجرافيت، وهي تعديلات متآصلة للكربون.

الشكل 5. أجزاء من الشبكات البلورية للألماس (أ) والجرافيت (ب)

بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يكون للكربون أيضًا بنية جزيئية: يتم ملاحظة مثل هذا الهيكل في نوع من المواد مثل الفوليرين. وتتكون المواد من هذا النوع بواسطة جزيئات الكربون الكروية. يوضح الشكل 6 نماذج ثلاثية الأبعاد لجزيء الفوليرين c60 وكرة القدم للمقارنة. لاحظ أوجه التشابه المثيرة للاهتمام بينهما.

الشكل 6. جزيء الفوليرين C60 (أ) و كرة القدم(ب)

المواد المعقدة هي المواد التي تتكون من ذرات عناصر مختلفة. فهي، تمامًا مثل المواد البسيطة، يمكن أن يكون لها بنية جزيئية وغير جزيئية. يمكن أن يكون النوع غير الجزيئي من بنية المواد المعقدة أكثر تنوعًا من تلك البسيطة. يمكن الحصول على أي مواد كيميائية معقدة إما عن طريق التفاعل المباشر للمواد البسيطة أو عن طريق تسلسل تفاعلاتها مع بعضها البعض. ومن المهم أن ندرك حقيقة واحدة، وهي أن خواص المواد المعقدة، الفيزيائية والكيميائية، تختلف كثيرًا عن خواص المواد البسيطة التي يتم الحصول عليها منها. على سبيل المثال، يمكن الحصول على ملح الطعام الذي يحتوي على منتدى NaCl وهو عبارة عن بلورات شفافة عديمة اللون، عن طريق تفاعل الصوديوم، وهو معدن له خصائص مميزة للمعادن (التألق والتوصيل الكهربائي)، مع الكلور Cl2، وهو غاز أصفر مخضر.

يمكن تكوين حمض الكبريتيك H 2 SO 4 من خلال سلسلة من التحولات المتعاقبة من مواد بسيطة - الهيدروجين H 2 والكبريت S والأكسجين O 2. الهيدروجين هو غاز أخف من الهواء ويشكل مخاليط متفجرة مع الهواء، أما الكبريت فهو مادة صلبة. اللون الأصفر، وهو قادر على الاحتراق، والأكسجين هو غاز أثقل قليلاً من الهواء ويمكن أن تحترق فيه العديد من المواد. وحمض الكبريتيك، الذي يمكن الحصول عليه من هذه المواد البسيطة، هو سائل زيتي ثقيل ذو خصائص قوية لإزالة الماء، مما يؤدي إلى حرق العديد من المواد ذات الأصل العضوي.

من الواضح، بالإضافة إلى المواد الكيميائية الفردية، هناك أيضا مخاليط منها. مخاليط بشكل رئيسي مواد مختلفةيتكون العالم من حولنا: سبائك معدنية، وأطعمة، ومشروبات، مواد متعددةوالتي تتكون منها الأشياء من حولنا.

على سبيل المثال، يتكون الهواء الذي نتنفسه بشكل أساسي من النيتروجين N2 (78%)، والأكسجين (21%)، وهو أمر حيوي بالنسبة لنا، والـ 1% المتبقية تتكون من شوائب غازات أخرى (ثاني أكسيد الكربون، والغازات النبيلة، وغيرها). .

تنقسم مخاليط المواد إلى متجانسة وغير متجانسة. المخاليط المتجانسة هي تلك المخاليط التي ليس لها حدود الطور. المخاليط المتجانسة هي خليط من الكحول والماء، وسبائك معدنية، ومحلول الملح والسكر في الماء، ومخاليط الغازات، وما إلى ذلك. المخاليط غير المتجانسة هي تلك المخاليط التي لها حدود الطور. وتشمل المخاليط من هذا النوع خليطًا من الرمل والماء، وخليطًا من السكر والملح، وخليطًا من الزيت والماء، وغيرها.

تسمى المواد التي تشكل المخاليط المكونات.

مخاليط المواد البسيطة، على عكس المركبات الكيميائية التي يمكن الحصول عليها من هذه المواد البسيطة، تحتفظ بخصائص كل مكون.