مواد بسيطة ومعقدة - هايبر ماركت المعرفة. مواد بسيطة ومعقدة. التسمية. الحصول على الخصائص

عضوي وليس المواد العضوية;
> التعرف على المعادن واللافلزات ؛
> تحديد العناصر المعدنية وغير المعدنية من خلال موقعها في النظام الدوري لـ D. I. Mendeleev ؛ فهم سبب تشابه جميع المعادن في الخصائص.

الذرات في ظل الظروف العادية لا يمكن أن توجد بمفردها لفترة طويلة. فهي قادرة على الاندماج مع نفس الذرات أو غيرها من الذرات ، مما يؤدي إلى تنوع كبير في عالم المواد.

المادة المكونة من عنصر كيميائي واحد تسمى بسيطة ، والمادة المكونة من عدة عناصر تسمى المركب أو المركب الكيميائي.

مواد بسيطة

المواد البسيطة مقسمة إلى المعادنوغير المعادن. مثل هذا التصنيف مواد بسيطةاقترحه العالم الفرنسي البارز أ. لافوازييه في نهاية القرن الثامن عشر. تسمى العناصر الكيميائية التي تُشتق منها المعادن بالمعدن ، وتسمى العناصر التي تشكل غير فلزات
غير معدني. في النسخة الطويلة من نظام D. I. Mendeleev (Endpaper II) ، يتم تحديدها بخط متقطع. فلز عناصرعلى يساره. هناك الكثير منهم أكثر من غير المعدنية.

إنه ممتع

مواد بسيطة من 13 عنصرًا - Au و Ag و Cu و Hg و Pb و Fe و Sn و Pt و S و C و Zn و Sb و As كانت معروفة في العصور القديمة.

يمكن لكل واحد منكم ، دون تردد ، تسمية عدة معادن (الشكل 36). وهي تختلف عن غيرها من المواد في لمعان "معدني" خاص. هذه المواد لها الكثير الخصائص المشتركة.

أرز. 36. المعادن

في ظل الظروف العادية ، تكون المعادن صلبة (الزئبق فقط هو سائل) ، وتوصيل الكهرباء والحرارة بشكل جيد ، وتكون مرتفعة في الغالب درجة الحرارةذوبان (أكثر من 500 درجة مئوية).

أرز. 37. نموذج مبسط الهيكل الداخليفلز

هم من البلاستيك يمكن أن تكون مزورة ، يتم سحب الأسلاك منها.

بسبب خصائصها ، دخلت المعادن بثقة في حياة الناس. تتجلى أهميتها الكبيرة من خلال أسماء الحقب التاريخية: العصر النحاسي ، والعصر البرونزي ، والعصر الحديدي.

يرجع تشابه المعادن إلى هيكلها الداخلي.

هيكل المعادن. المعادن - المواد البلورية. البلورات في المعادن أصغر بكثير من بلورات السكر أو الملح العادي ولا يمكن رؤيتها بالعين المجردة.

جزيء - جسيم متعادل كهربائيًا ، يتكون من اثنين أو أكثرذرات متصلة.

في كل جزيء ، الذرات مترابطة بشكل كبير ، والجزيئات الموجودة في المادة مرتبطة ببعضها البعض بشكل ضعيف للغاية. لذلك ، لا تحتوي مواد التركيب الجزيئي درجات حرارة عاليةالذوبان والغليان.

الأكسجين والأوزون من المواد الجزيئية. 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 مواد بسيطة أكثر من عدة مرات العناصر الكيميائية.

أسماء المواد البسيطة.

تتم تسمية معظم المواد البسيطة على اسم العناصر المقابلة. إذا كانت الأسماء مختلفة ، فسيتم تقديمها في النظام الدوري ، ويوجد اسم مادة بسيطة أسفل الاسم
عنصر (الشكل 40).

قم بتسمية المواد البسيطة للعناصر: الهيدروجين والليثيوم والمغنيسيوم والنيتروجين.

1 مصطلح "جزيء" يأتي من كلمة لاتينية moles (الكتلة) ، اللاحقة الضئيلة cula وترجمتها تعني "كتلة صغيرة".

تتم كتابة أسماء المواد البسيطة داخل الجملة بحرف صغير.

أرز. 40. خلية النظام الدوري

المواد المعقدة (المركبات الكيميائية)

ينتج عن الجمع بين ذرات العناصر الكيميائية المختلفة مجموعة مواد معقدة(هناك عشرات الآلاف من المرات أكثر من تلك البسيطة).

يوجد مواد معقدةمع التركيب الجزيئي والذري والأيوني. لذلك ، فإن خصائصهم مختلفة جدًا.

المركبات الجزيئية في الغالب متطايرة وغالبًا ما يكون لها رائحة. تكون نقاط انصهارها وغليانها أقل بكثير من تلك الموجودة في المركبات ذات التركيب الذري أو الأيوني.

المادة الجزيئية هي الماء. يتكون جزيء الماء من ذرتين من الهيدروجين وذرة أكسجين واحدة (الشكل 41).

أرز. 41. نموذج جزيء الماء

التركيب الجزيئي لأول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون غازاتوالسكر والنشا والكحول وحمض الخليك ، إلخ. يمكن أن يختلف عدد الذرات في جزيئات المواد المعقدة - من ذرتين إلى مئات وحتى آلاف.

بعض المركبات لها بنية ذرية.

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

أرز. 42. نموذج اتصال التركيب الذري (الكوارتز)

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

أرز. 43. نموذج مركب أيوني (ملح عادي)

إنه ممتع

تحتوي جزيئات المركبات العضوية ، بالإضافة إلى ذرات الكربون ، عادةً على ذرات الهيدروجين ، وغالبًا ما تحتوي على ذرات الأكسجين ، وأحيانًا بعض العناصر الأخرى.

يحدد التجاذب المتبادل للعديد من الأيونات المشحونة بشكل معاكس وجود المركبات الأيونية.

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

توجد أيونات بسيطة مشحونة إيجابيا ل العناصر المعدنية، وشحنة سالبة - للعناصر غير المعدنية.

أسماء المواد المعقدة.

الكتاب المدرسي قدم حتى الآن التقنية أو أسماء المألوفمواد معقدة. بالإضافة إلى ذلك ، المواد لها أسماء كيميائية. على سبيل المثال ، الاسم الكيميائي لملح الطعام هو كلوريد الصوديوم والطباشير هو كربونات الكالسيوم. كل اسم من هذا القبيل يتكون 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 تسمى المواد العضوية تلك المواد الموجودة في الكائنات الحية. هذه هي البروتينات والدهون والسكر والنشا ، الفيتامينات، والمركبات التي تعطي اللون والرائحة والمذاق للخضروات والفواكه ، وما إلى ذلك. وبمرور الوقت ، بدأ العلماء في الحصول في المختبرات على مواد متشابهة في التركيب والخصائص لا توجد في الطبيعة. تسمى الآن مركبات الكربون بالمواد العضوية (باستثناء أول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون والطباشير والصودا وبعض المواد الأخرى).

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

المواد المعقدة الأخرى ، وكذلك جميع المواد البسيطة ، تنتمي إلى مواد غير عضوية. هم يشكلون الأساس عالم معدني، أي الموجودة في التربة والمعادن ، الصخوروالهواء والمياه الطبيعية. بالإضافة إلى ذلك ، توجد أيضًا المواد غير العضوية في الكائنات الحية.

تم تلخيص مادة الفقرة في المخطط 6.

التجربة المعملية رقم 2

مقدمة في المواد أنواع مختلفة

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

الخيار الأول - السكر وكربونات الكالسيوم (الطباشير) والجرافيت والنحاس ؛
الخيار الثاني - البارافين والألمنيوم والكبريت وكلوريد الصوديوم (ملح الطعام).

المواد في مرطبانات مع ملصقات.

ضع في اعتبارك المواد بعناية ، وانتبه لأسمائها. حدد فيما بينها المواد البسيطة (المعادن ، غير الفلزية) والمعقدة ، وكذلك العضوية وغير العضوية.

أدخل اسم كل مادة في الجدول وحدد نوعها بكتابة علامة "+" في الأعمدة المناسبة.

الاستنتاجات

المواد بسيطة ومعقدة وعضوية وغير عضوية.

تنقسم المواد البسيطة إلى معادن وغير فلزية ، وعناصر كيميائية - إلى فلزية وغير معدنية.

المعادن لها العديد من الخصائص المشتركة بسبب تشابه بنيتها الداخلية.

تتكون اللافلزات من ذرات أو جزيئات وتختلف في خصائصها عن المعادن.

المواد المعقدة (المركبات الكيميائية) لها بنية ذرية أو جزيئية أو أيونية.

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

?
56. ما يسمى الجوهر البسيط ، وما هو المعقد؟ ما هي أنواع المواد البسيطة الموجودة وما هي أسماء العناصر المقابلة؟

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

58. تحديد الجزيء. ما الفرق بين جزيء مادة بسيطة وجزيء مادة معقدة؟
59- سد الثغرات بإدخال كلمتي "نيتروجين" أو "نيتروجين" في الحالات المناسبة واشرح اختيارك:
أ) ... - الغاز ، الذي يحتوي على أكبر كمية في الهواء ؛
ب) جزيء ... يتكون من ذرتين ... ؛
ج) المركبات ... تدخل النباتات من التربة ؛
د) ... ضعيف الذوبان في الماء.

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

حول الذرات والعناصر الكيميائية

لا يوجد شيء آخر في الطبيعة

لا هنا ولا هناك في اعماق الفضاء.

كل شيء - من حبيبات الرمل الصغيرة إلى الكواكب -

من العناصر يتكون من واحد.

S. P. Shchipachev ، "قراءة Mendeleev."

في الكيمياء ، بصرف النظر عن المصطلحات "ذرة"و "مركب"غالبًا ما يستخدم المفهوم "عنصر". ما هو الشائع وكيف تختلف هذه المفاهيم؟

عنصر كيميائي – هم ذرات من نفس النوع . لذلك ، على سبيل المثال ، كل ذرات الهيدروجين هي عنصر الهيدروجين. جميع ذرات الأكسجين والزئبق هي عناصر الأكسجين والزئبق ، على التوالي.

يوجد حاليًا أكثر من 107 نوعًا من الذرات ، أي أكثر من 107 عنصرًا كيميائيًا معروفًا. من الضروري التمييز بين مفاهيم "العنصر الكيميائي" و "الذرة" و "المادة البسيطة"

مواد بسيطة ومعقدة

وفقا لتكوين العناصر ، فهي متميزة مواد بسيطة، تتكون من ذرات عنصر واحد (H 2 ، O 2 ، Cl 2 ، P 4 ، Na ، Cu ، Au) ، و مواد معقدة، تتكون من ذرات من عناصر مختلفة (H 2 O ، NH 3 ، OF 2 ، H 2 SO 4 ، MgCl 2 ، K 2 SO 4).

يوجد حاليًا 115 عنصرًا كيميائيًا معروفًا ، والتي تشكل حوالي 500 مادة بسيطة.

الذهب الأصلي هو مادة بسيطة.

تسمى قدرة عنصر واحد على الوجود في شكل مواد بسيطة مختلفة تختلف في الخصائص التآصلعلى سبيل المثال ، يحتوي عنصر الأكسجين O على شكلين متآصلين - dioxygen O 2 والأوزون O 3 مع عدد مختلف من الذرات في الجزيئات.

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

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

لذلك دعونا نلخص ما ورد أعلاه. جزيئات المادة نوعان:

1. بسيطتتكون جزيئات هذه المواد من ذرات من نفس النوع. في التفاعلات الكيميائية ، لا يمكن أن تتحلل بتكوين عدة مواد أبسط.

2. معقد- تتكون جزيئات هذه المواد من ذرات نوع مختلف. في التفاعلات الكيميائية ، يمكن أن تتحلل لتشكيل مواد أبسط.

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

مفاهيم مميزة "عنصر كيميائي"و "مادة بسيطة"عند مقارنة خصائص المواد البسيطة والمعقدة. على سبيل المثال ، مادة بسيطة الأكسجين- غاز عديم اللون ضروري للتنفس ودعم الاحتراق. أصغر جسيم من مادة بسيطة أكسجين هو جزيء يتكون من ذرتين. يتم تضمين الأكسجين أيضًا في أول أكسيد الكربون ( أول أكسيد الكربون) و الماء. ومع ذلك ، فإن تكوين الماء وأول أكسيد الكربون يشمل الأكسجين المرتبط كيميائيًا ، والذي لا يمتلك خصائص مادة بسيطة ، على وجه الخصوص ، لا يمكن استخدامه للتنفس. فالأسماك ، على سبيل المثال ، لا تتنفس الأكسجين المرتبط كيميائيًا ، وهو جزء من جزيء الماء ، ولكنه حر ، مذاب فيه. لذلك ، عندما يتعلق الأمر بتكوين أي مركبات كيميائية ، يجب أن يكون مفهوماً أن هذه المركبات لا تحتوي على مواد بسيطة ، بل ذرات. نوع معين، أي العناصر المقابلة.

عندما تتحلل المواد المعقدة ، يمكن إطلاق الذرات في حالة حرة ودمجها لتكوين مواد بسيطة. تتكون المواد البسيطة من ذرات عنصر واحد. يتم تأكيد الاختلاف بين مفهومي "العنصر الكيميائي" و "المادة البسيطة" أيضًا من خلال حقيقة أن عنصرًا واحدًا ونفسه يمكن أن يشكل عدة مواد بسيطة. على سبيل المثال ، يمكن أن تشكل ذرات عنصر الأكسجين جزيئات الأكسجين ثنائي الذرة وجزيئات الأوزون ثلاثية الذرات. الأكسجين والأوزون مادتان بسيطتان مختلفتان تمامًا. وهذا يفسر حقيقة أن المواد الأكثر بساطة معروفة بكثير من العناصر الكيميائية.

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

المواد البسيطة هي مواد تتكون من ذرات عنصر كيميائي واحد.

المواد التي تتكون من ذرات من عناصر كيميائية مختلفة تسمى معقدة.

الفرق بين مفهومي "الخليط" و "المركب الكيميائي"

غالبًا ما تسمى المركبات مركبات كيميائية.

حاول الإجابة على الأسئلة:

1. ما هو الفرق في تكوين الخليط من مركبات كيميائية?

2. قارن خصائص المخاليط والمركبات الكيميائية؟

3. ما هي الطرق التي يمكن بها تقسيم خليط ومركب كيميائي إلى مكونات مكونة؟

4. هل من الممكن أن نحكم علامات خارجيةحول تكوين خليط ومركب كيميائي؟

الخصائص المقارنة للخلائط والكيميائية

مهام لتحديد

أولا العمل مع الآلات

II. حل المهمة

№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

كلتا المادتين معقدتان:

أ) ج (الفحم) و S (الكبريت) ؛
ب) ثاني أكسيد الكربون (ثاني أكسيد الكربون) و H 2 O (الماء) ؛
ب) الحديد (الحديد) والميثان (الميثان) ؛
د) H 2 SO 4 (حامض الكبريتيك) و H 2 (هيدروجين).

№3

اختر البيان الصحيح:
المواد البسيطة تتكون من ذرات من نفس النوع.

أ) حق

ب) خطأ

№4

تتميز المخاليط بـ
أ) لديهم تكوين ثابت ؛
ب) المواد في "الخليط" لا تحتفظ بخصائصها الفردية ؛
ج) يمكن فصل المواد في "المخاليط" بخواص فيزيائية ؛
د) يمكن فصل المواد في "المخاليط" عن طريق تفاعل كيميائي.

№5

بالنسبة "للمركبات الكيميائية" ، فإن ما يلي هو خاصية:
أ) تكوين متغير.
ب) يمكن فصل المواد الموجودة في تكوين "مركب كيميائي" بوسائل فيزيائية ؛
ج) يمكن الحكم على تكوين مركب كيميائي من خلال علامات التفاعلات الكيميائية ؛
د) التكوين الدائم.

№6

في أي حال هو حول السدادةماذا عن عنصر كيميائي?
أ) الحديد معدن يجذبه المغناطيس.
ب) الحديد جزء من تكوين الصدأ.
ج) للحديد بريق معدني.
د) يحتوي كبريتيد الحديد على ذرة حديد واحدة.

№7

في أي حال يتعلق بالأكسجين كمادة بسيطة؟
أ) الأكسجين غاز يدعم التنفس والاحتراق ؛
ب) الأسماك تتنفس الأكسجين المذاب في الماء ؛
ج) ذرة الأكسجين جزء من جزيء الماء ؛
د) الأكسجين موجود في الهواء.

عند دراسة مادة الفقرات السابقة ، تكون قد تعرفت بالفعل على بعض المواد. لذلك ، على سبيل المثال ، يتكون جزيء غاز الهيدروجين من ذرتين من العنصر الكيميائي الهيدروجين - H + H = H2.

المواد البسيطة هي مواد تحتوي على ذرات من نفس النوع.

المواد البسيطة ، من بين المواد المعروفة لديك ، تشمل: الأكسجين ، والجرافيت ، والكبريت ، والنيتروجين ، وجميع المعادن: الحديد ، والنحاس ، والألمنيوم ، والذهب ، إلخ. يتكون الكبريت من ذرات عنصر الكبريت الكيميائي فقط ، بينما يتكون الجرافيت من ذرات عنصر الكربون الكيميائي.

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

من الضروري أن نتعلم التمييز بين المكان الذي نتحدث فيه عن عنصر وأين نتحدث عن مادة! 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 بسيطة هي الأكسجين.

تنقسم المواد البسيطة للعناصر الكيميائية إلى مجموعتين - المعادن واللافلزات.

المعادن واللافلزاتتختلف اختلافًا جوهريًا في خصائصها الفيزيائية. جميع المعادن صلبة في الظروف العادية باستثناء الزئبق - المعدن السائل الوحيد. المعادن غير شفافة ولها لمعان معدني مميز. المعادن مطيلة وتوصل الحرارة والكهرباء بشكل جيد.

لا تتشابه اللافلزات مع بعضها البعض في الخصائص الفيزيائية. لذا ، الهيدروجين والأكسجين والنيتروجين غازات ، والسيليكون ، والكبريت ، والفوسفور مواد صلبة. السائل الوحيد غير المعدني ، البروم ، هو سائل بني-أحمر.

إذا رسمنا خطًا شرطيًا من العنصر الكيميائي البورون إلى العنصر الكيميائي أستاتين ، ثم في النسخة الطويلة النظام الدوريفوق الخط توجد عناصر غير معدنية ، وأسفلها - فلز. في النسخة المختصرة من الجدول الدوري ، تقع العناصر غير المعدنية أسفل هذا الخط ، وتوجد فوقه العناصر المعدنية وغير المعدنية. هذا يعني أنه من الأنسب تحديد ما إذا كان العنصر معدنيًا أم غير معدني باستخدام الإصدار الطويل من النظام الدوري. هذا التقسيم شرطي ، لأن جميع العناصر تظهر بطريقة أو بأخرى خصائص معدنية وغير معدنية ، ولكن في معظم الحالات يكون هذا التوزيع صحيحًا.

المواد المركبة وتصنيفها

إذا كان تكوين المواد البسيطة يشتمل على ذرات من نوع واحد فقط ، فمن السهل تخمين أن تكوين المواد المعقدة سيشمل عدة أنواع من الذرات المختلفة ، اثنان على الأقل. مثال على مادة معقدة هو الماء ، أنت تعرف صيغتها الكيميائية - H2O. تتكون جزيئات الماء من نوعين من الذرات: الهيدروجين والأكسجين.

المواد المعقدةالمواد التي تتكون من أنواع مختلفة من الذرات

لنقم بالتجربة التالية.اخلطي مساحيق الكبريت والزنك. نضع الخليط على لوح معدني ونشعله بشعلة خشبية. يشتعل الخليط ويحترق بسرعة بلهب ساطع. بعد اكتمال التفاعل الكيميائي ، تم تكوين مادة جديدة تشمل ذرات الكبريت والزنك. تختلف خصائص هذه المادة تمامًا عن خصائص المواد الأصلية - الكبريت والزنك.

تنقسم المواد المعقدة عادة إلى مجموعتين: المواد غير العضوية ومشتقاتها ، والمواد العضوية ومشتقاتها.فمثلا، الملح الصخريمادة غير عضوية ، والنشا الموجود في البطاطس مادة عضوية.

أنواع هيكل المواد

وفقًا لنوع الجسيمات التي تتكون منها المواد ، يتم تقسيم المواد إلى مواد التركيب الجزيئي وغير الجزيئي.

يمكن أن يشمل تكوين المادة جزيئات هيكلية مختلفة ، مثل الذرات والجزيئات والأيونات.لذلك ، هناك ثلاثة أنواع من المواد: المواد ذات التركيب الذري والأيوني والجزيئي. المواد من أنواع مختلفة من الهياكل لها خصائص مختلفة.

مواد التركيب الذري

مثال على مواد ذات بنية ذرية يمكن أن تكون مواد مكونة من عنصر الكربون: الجرافيت والماس. يتضمن تكوين هذه المواد ذرات كربون فقط ، لكن خصائص هذه المواد مختلفة تمامًا. الجرافيت- مادة هشة وسهلة التقشير من اللون الرمادي والأسود. الماس- شفاف ، وهو من أقسى المعادن على وجه الأرض. لماذا المواد المكونة من نفس النوع من الذرات لها خصائص مختلفة؟ الأمر كله يتعلق ببنية هذه المواد. ذرات الكربون في رابطة الجرافيت والماس بطريقة أخرى. مواد التركيب الذري لها نقاط غليان وانصهار عالية ، كقاعدة عامة ، فهي غير قابلة للذوبان في الماء وغير متطايرة.

شبكة بلورية - صورة هندسية مساعدة يتم تقديمها لتحليل بنية البلورة

مواد التركيب الجزيئي

مواد التركيب الجزيئي- هذه تقريبا جميع السوائل ومعظم المواد الغازية. هناك أيضًا مواد بلورية ، يشتمل تكوين الشبكة البلورية على جزيئات. الماء مادة في التركيب الجزيئي. الجليد أيضا التركيب الجزيئي، ولكن على عكس الماء السائل ، فإنه يحتوي على شبكة بلورية ، حيث يتم ترتيب جميع الجزيئات بدقة. تحتوي مواد التركيب الجزيئي على نقاط غليان وانصهار منخفضة ، وعادة ما تكون هشة ، ولا توصل تيارًا كهربائيًا.

مواد التركيب الأيوني

مواد التركيب الأيوني هي مواد بلورية صلبة. مثال على مادة مركبة أيونية هو ملح الطعام. صيغته الكيميائية هي NaCl. كما ترى ، يتكون كلوريد الصوديوم من أيونات Na + و Cl⎺ ،بالتناوب في أماكن معينة (عقد) من الشبكة البلورية. مواد البنية الأيونية لها نقاط انصهار وغليان عالية ، وهي هشة ، كقاعدة عامة ، قابلة للذوبان في الماء بدرجة عالية ، ولا تنقل تيارًا كهربائيًا.

يجب عدم الخلط بين مفاهيم "الذرة" و "العنصر الكيميائي" و "المادة البسيطة".

• "ذرة"- مفهوم ملموس ، لأن الذرات موجودة بالفعل.
• "عنصر كيميائي"هو مفهوم جماعي مجرد. في الطبيعة ، يوجد عنصر كيميائي في شكل ذرات حرة أو مرتبطة كيميائياً ، أي مواد بسيطة ومعقدة.

تتطابق أسماء العناصر الكيميائية والمواد البسيطة المقابلة لها في معظم الحالات.

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

من الضروري التمييز بين خصائص (خصائص) مادة بسيطة (مجموعات من الجسيمات) وخصائص (خصائص) عنصر كيميائي (ذرة معزولة من نوع معين) ، انظر الجدول أدناه:

يجب تمييز المركبات عن مخاليط، والتي تتكون أيضًا من عناصر مختلفة.

يمكن أن تكون النسبة الكمية لمكونات الخليط متغيرة ، والمركبات 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 و 22 ذرة هيدروجين و 11 ذرة أكسجين.

وهكذا ، يمكن وصف تركيبة المركبات بصيغة كيميائية واحدة ، والتركيب الخليط ليس كذلك.

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

إذا تفاعل الكبريت والحديد مع بعضهما البعض ، يتم تكوين مركب جديد بالصيغة فاس، التي لا تحتوي على خصائص أي من الحديد أو الكبريت ، ولكن لها مجموعة من خصائصها الخاصة. بالاقتران فاسيرتبط الحديد والكبريت ببعضهما البعض ولا يمكن فصلهما بطرق تفصل بين المخاليط.

وبالتالي ، يمكن تصنيف المواد وفقًا لعدة معايير:

استنتاجات من المقال حول هذا الموضوع مواد بسيطة ومعقدة

• مواد بسيطة- المواد التي تحتوي على ذرات من نفس النوع
• العناصر تنقسم إلى معادن وغير فلزية
• المواد المعقدةالمواد التي تتكون من أنواع مختلفة من الذرات
• تنقسم المركبات إلى عضوي وغير عضوي
• هناك مواد ذات بنية ذرية وجزيئية وأيونية ، وخصائصها مختلفة
• خلية بلوريةهي صورة هندسية مساعدة تم تقديمها لتحليل التركيب البلوري

الفرق الرئيسي بينهما هو في تكوينها. إذن ، المواد البسيطة تشمل ذرات عنصر واحد. يمكن تصنيع بلوراتهم (المواد البسيطة) في المختبر ، وأحيانًا في المنزل. ومع ذلك ، غالبًا ما يكون من الضروري تهيئة ظروف معينة لتخزين البلورات التي تم الحصول عليها.

هناك خمس فئات تقسم إليها المواد البسيطة: المعادن ، أشباه الفلزات ، اللافلزات ، المعادن البينية والهالوجينات (غير موجودة في الطبيعة). يمكن تمثيلها بغازات ذرية (Ar ، He) أو جزيئية (O2 ، H2 ، O3).

مثال على ذلك هو مادة بسيطة أكسجين. ويشمل جزيئات تتكون من ذرتين من عنصر الأكسجين. أو ، على سبيل المثال ، تتكون مادة الحديد من بلورات ، بما في ذلك ذرات عنصر الحديد فقط. تاريخيًا ، من المعتاد تسمية مادة بسيطة باسم العنصر ، والذرات التي تشكل جزءًا منه. يمكن أن يكون هيكل هذه المركبات جزيئيًا وغير جزيئي.

المركبات تشمل الذرات نوع مختلفوعند التحلل يمكن أن تشكل مركبين (أو أكثر). على سبيل المثال ، يتحلل الماء إلى أكسجين وهيدروجين. ومع ذلك ، لا يمكن أن يتحلل كل مركب إلى مواد بسيطة. على سبيل المثال ، لا يمكن تكسير كبريتيد الحديد ، الذي يتكون من ذرات الكبريت والحديد. في هذه الحالة ، من أجل إثبات أن المركب معقد ويتضمن ذرات غير متشابهة ، يتم تطبيق مبدأ التفاعل العكسي. بمعنى آخر ، يتم الحصول على كبريتيد الحديد باستخدام مكونات البداية.

المواد البسيطة هي أشكال من العناصر الكيميائية الموجودة في شكل حر. اليوم ، أكثر من أربعمائة نوع من هذه العناصر معروفة للعلم.

على عكس المواد المعقدة ، لا يمكن الحصول على مواد بسيطة من مواد بسيطة أخرى. كما لا يمكن تحللها إلى مركبات أخرى.

جميع التعديلات المتآصلة لها خاصية الانتقال إلى بعضها البعض. أنواع مختلفةقد تحتوي المواد البسيطة المكونة من عنصر كيميائي واحد على مستويات مختلفة ومختلفة من النشاط الكيميائي. لذلك ، على سبيل المثال ، يُظهر الأكسجين نشاطًا أقل من الأوزون ، ونقطة انصهار الفوليرين ، على سبيل المثال ، أقل من تلك الخاصة بالماس.

في ظل الظروف العادية ، بالنسبة لأحد عشر عنصرًا ، ستكون المواد البسيطة عبارة عن غازات (Ar ، Xe ، Rn ، N ، H ، Ne ، O ، F ، Kr ، Cl ، He ،) ، لسائلين (Br ، Hg) ، ولغيرها العناصر - أجسام صلبة.

عند درجات حرارة قريبة من درجة حرارة الغرفة ، ستفترض المعادن الخمسة في حالة سائلة أو شبه سائلة. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن نقطة انصهارها تكاد تكون مساوية لذلك ، يذوب 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" و "الذرة" و "المادة البسيطة". لذلك ، على سبيل المثال ، تمتلك الذرة معنى محددًا وملموسًا وهي موجودة في الواقع. تعريف "العنصر الكيميائي" تجريدي بشكل عام وجماعي. في الطبيعة ، توجد العناصر في شكل ذرات حرة أو مرتبطة كيميائيًا. في الوقت نفسه ، فإن خصائص المواد البسيطة (مجموعات الجسيمات) والعناصر الكيميائية (الذرات المعزولة من نوع معين) لها خصائصها الخاصة.

في الفصل السابق ، قيل إنه ليس فقط ذرات عنصر كيميائي واحد ، ولكن أيضًا ذرات العناصر المختلفة يمكنها تكوين روابط مع بعضها البعض. المواد المكونة من ذرات عنصر كيميائي واحد تسمى المواد البسيطة ، والمواد التي تتكون من ذرات من عناصر كيميائية مختلفة تسمى المواد المعقدة. تحتوي بعض المواد البسيطة على بنية جزيئية ، أي تتكون من جزيئات. على سبيل المثال ، مواد مثل الأكسجين والنيتروجين والهيدروجين والفلور والكلور والبروم واليود لها بنية جزيئية. تتكون كل مادة من هذه المواد من جزيئات ثنائية الذرة ، لذلك يمكن كتابة صيغها على النحو التالي: O 2 و N 2 و H 2 و F 2 و Cl 2 و Br 2 و I 2 على التوالي. كما ترى ، يمكن أن تحمل المواد البسيطة نفس الاسم مع العناصر المكونة لها. لذلك ، يجب على المرء أن يميز بوضوح بين المواقف عندما يتعلق الأمر بالعنصر الكيميائي ، وعندما يتعلق الأمر بمادة بسيطة.

في كثير من الأحيان ، لا تحتوي المواد البسيطة على بنية جزيئية ، بل بنية ذرية. في مثل هذه المواد ، يمكن للذرات أن تشكل أنواعًا مختلفة من الروابط مع بعضها البعض ، والتي ستتم مناقشتها بالتفصيل بعد ذلك بقليل. مواد هذا الهيكل هي جميع المعادن ، على سبيل المثال ، الحديد والنحاس والنيكل ، وكذلك بعض غير المعادن - الماس والسيليكون والجرافيت ، إلخ. عادة ما تتميز هذه المواد ليس فقط بمصادفة اسم العنصر الكيميائي مع اسمه مادة مشكلة، ولكنها أيضًا مطابقة لصيغة المادة وتعيين عنصر كيميائي. على سبيل المثال ، العناصر الكيميائية الحديد والنحاس والسيليكون ، التي لها تسميات Fe و Cu و Si ، تشكل مواد بسيطة ، صيغتها هي Fe و Cu و Si ، على التوالي. هناك أيضًا مجموعة صغيرة من المواد البسيطة ، تتكون من ذرات متباينة ، غير متصلة بأي شكل من الأشكال. هذه المواد هي غازات ، تسمى ، بسبب نشاطها الكيميائي المنخفض للغاية ، نبيلة. وتشمل هذه الهيليوم (He) ، النيون (Ne) ، الأرجون (Ar) ، الكريبتون (Kr) ، الزينون (Xe) ، الرادون (Rn).

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

Allotropy هي الظاهرة عندما يمكن لعنصر كيميائي واحد أن يشكل عدة مواد بسيطة. تسمى المواد الكيميائية المختلفة المكونة من عنصر كيميائي واحد التعديلات المتآصلة أو المتآصلة.

لذلك ، على سبيل المثال ، يمكن أن يشكل عنصر الأكسجين الكيميائي مادتين بسيطتين ، أحدهما له اسم العنصر الكيميائي - الأكسجين. يتكون الأكسجين كمادة من جزيئات ثنائية الذرة ، أي صيغتها هي O 2. هذا المركب هو جزء من الهواء الحيوي الذي نحتاجه. تعديل آخر متآصل للأكسجين هو غاز الأوزون ثلاثي الذرات ، الذي تكون صيغته O 3. على الرغم من حقيقة أن كلاً من 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. هذا يؤدي إلى حقيقة أن كثافته في الحالة الغازية هي أيضًا أكبر بمقدار 1.5 مرة.

تميل العديد من العناصر الكيميائية إلى تشكيل تعديلات متآصلة تختلف عن بعضها البعض في السمات الهيكلية للشبكة البلورية. لذلك ، على سبيل المثال ، في الشكل 5 ، يمكنك أن ترى تمثيلات تخطيطية لشظايا المشابك البلورية للماس والجرافيت ، والتي تعد تعديلات متآصلة للكربون.

الشكل 5. شظايا من المشابك البلورية من الماس (أ) والجرافيت (ب)

بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يكون للكربون أيضًا بنية جزيئية: لوحظ مثل هذا الهيكل في نوع من المواد مثل الفوليرينات. تتشكل المواد من هذا النوع بواسطة جزيئات الكربون الكروية. يوضح الشكل 6 نماذج ثلاثية الأبعاد لجزيء الفوليرين c60 وكرة قدم للمقارنة. لاحظ التشابه المثير للاهتمام.

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

المركبات هي مواد تتكون من ذرات من عناصر مختلفة. يمكن أن يكون لها ، مثل المواد البسيطة ، بنية جزيئية وغير جزيئية. يمكن أن يكون النوع غير الجزيئي لبنية المواد المعقدة أكثر تنوعًا من تلك البسيطة. يمكن الحصول على أي مواد كيميائية معقدة إما عن طريق التفاعل المباشر للمواد البسيطة ، أو عن طريق سلسلة من تفاعلاتها مع بعضها البعض. من المهم أن تدرك حقيقة واحدة ، وهي أن خصائص المواد المعقدة ، الفيزيائية والكيميائية ، تختلف تمامًا عن خصائص المواد البسيطة التي اشتُقت منها. على سبيل المثال ، يمكن الحصول على ملح الطعام ، الذي يحتوي على منتدى NaCl وهو بلور شفاف عديم اللون ، عن طريق تفاعل الصوديوم ، وهو معدن له خصائص مميزة للمعادن (اللمعان والتوصيل الكهربائي) ، مع الكلور Cl 2 ، وهو أصفر-أخضر غاز.

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

من الواضح أنه بالإضافة إلى المواد الكيميائية الفردية ، هناك أيضًا مخاليط منها. في الغالب مخاليط مواد مختلفةشكلت العالم من حولنا: سبائك معدنية ، طعام ، مشروبات ، مواد متعددةالتي تشكل الأشياء من حولنا.

على سبيل المثال ، يتكون الهواء الذي نتنفسه أساسًا من النيتروجين N 2 (78٪) ، والأكسجين الذي يعد حيويًا بالنسبة لنا (21٪) ، بينما النسبة المتبقية 1٪ عبارة عن شوائب من الغازات الأخرى (ثاني أكسيد الكربون ، والغازات النبيلة ، وما إلى ذلك).

تنقسم مخاليط المواد إلى متجانسة وغير متجانسة. المخاليط المتجانسة هي تلك المخاليط التي ليس لها حدود طور. المخاليط المتجانسة هي خليط من الكحول والماء ، وسبائك معدنية ، ومحلول ملح وسكر في الماء ، ومخاليط من الغازات ، إلخ. المخاليط غير المتجانسة هي تلك المخاليط التي لها حدود طور. تشتمل المخاليط من هذا النوع على خليط من الرمل والماء والسكر والملح ومزيج من الزيت والماء ، إلخ.

المواد التي تتكون منها المخاليط تسمى المكونات.

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