Élément chimique. Substances simples et complexes

Substances organiques et inorganiques ;
> reconnaître les métaux et les non-métaux ;
> identifier les éléments métalliques et non métalliques par leur emplacement dans le tableau périodique de 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 les métaux et les non-métaux. Cette classification des substances simples a été proposée par l'éminent scientifique français A.L. Lavoisier à la fin du XVIIIe siècle. 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 de nombreuses propriétés communes.

Riz. 36. Métaux

Dans des conditions normales, les métaux sont des solides (seul le mercure est un liquide), conduisent bien l'électricité et la chaleur et ont généralement des propriétés thermiques élevées. température fusion (plus de 500 °C).

Riz. 37. Modèle simplifié de la structure interne du 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. Leur énorme importance est attestée par les noms des époques historiques : l'âge du cuivre, l'âge du bronze, l'âge du fer.

La similitude des métaux est due à leur structure interne.

Structure des métaux. Les métaux sont des substances cristallines. Les cristaux présents dans les métaux sont beaucoup plus petits que les cristaux de sucre ou de sel de table et ne sont pas visibles à l'œil nu.

Une molécule est une particule électriquement neutre constituée de deux ou plusieurs atomes connectés.

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

L'oxygène et l'ozone sont des 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 du mot latin moles (masse), du 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 dotées de structures moléculaires, atomiques et ioniques. 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. des gaz, sucre, amidon, alcool, acide acétique, etc. Le nombre d'atomes dans les molécules de substances complexes peut varier - 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

Les molécules de composés organiques, en plus des atomes de carbone, contiennent 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 les éléments métalliques et des ions simples chargés négativement existent pour les éléments non métalliques.

Noms de substances complexes.

Jusqu’à présent, le manuel a donné des noms techniques ou courants aux substances complexes. De plus, les substances ont également des noms chimiques. Par exemple, le nom chimique du sel de table est chlorure de sodium et la craie est 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).

D'autres substances complexes, ainsi que toutes les substances simples, appartiennent aux substances inorganiques. Ils constituent la base du monde minéral, c'est-à-dire qu'ils se trouvent dans le sol, les minéraux, les roches, l'air et l'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 :
a)... le phosphore blanc contient quatre... Phosphore ;
b) il y a... du dioxyde de carbone dans l'air ;
c) l'or est une substance simple... Aurum.

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.

Les substances simples sont des 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 "Matière 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 ce cas, l’élément chimique (carbone) et la 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 on dit que l’oxygène fait partie de l’eau, nous parlons 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 différents dans leurs propriétés physiques. Tous les métaux sont des substances solides dans des conditions normales, 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 la version courte du tableau périodique, il y a des éléments non métalliques en dessous de cette ligne, et 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 arbitraire, puisque tous les éléments présentent d'une manière ou d'une autre des propriétés métalliques et non métalliques, mais dans la plupart des cas, cette répartition correspond à la réalité.

Substances complexes et leur classification

Si la composition de substances simples comprend des atomes d'un seul type, il est facile de deviner que la composition de substances complexes comprendra plusieurs types d'atomes différents, 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 des propriétés des substances de départ - le soufre et le zinc.

Les substances complexes sont généralement divisées en deux groupes : substances inorganiques et leurs dérivés et substances organiques et leurs dérivés. Par exemple, le 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 structure moléculaire et non 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 des propriétés différentes.

Substances de structure atomique

Un exemple de substances de structure atomique sont les substances formées 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 du graphite et du diamant se rejoignent de différentes manières. Les substances de structure atomique ont des points d’ébullition et de fusion élevés, sont généralement insolubles dans l’eau et non volatiles.

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

Substances de structure moléculaire

Substances de structure moléculaire– Il s’agit presque tous de liquides et de la plupart des 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 l’eau liquide, elle 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. Un exemple de substance composée ionique est le 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"– une notion spécifique, puisque les atomes existent réellement.
• "Élément chimique"– il s’agit d’un concept collectif et abstrait ; Dans la nature, un élément chimique existe sous forme d’atomes libres ou liés chimiquement, c’est-à-dire de 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 ballon est rempli de chlore gazeux, d'une solution aqueuse de 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 d'un certain type), voir le tableau ci-dessous :

Les substances complexes doivent être distinguées des mélanges, qui sont également constitués de différents éléments.

Le rapport quantitatif des composants du mélange peut être variable, mais les composés chimiques ont 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 une 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 les propriétés ni du fer ni du soufre, mais possède un ensemble de ses propres propriétés. En connection 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 Substances simples et 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
• Cellule de cristal– une image géométrique auxiliaire introduite pour analyser la structure cristalline

Dans le chapitre précédent, il a été dit que non seulement les atomes d’un 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 entre eux des liaisons de différents types, qui seront discutées 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, leur comportement chimique est 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 du fait que le poids moléculaire de l'ozone est 1,5 fois supérieur à celui de l'oxygène. Cela conduit au fait que sa densité à l'état gazeux est également 1,5 fois supérieure.

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 de réseaux cristallins de diamant et de 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. Les substances de ce type sont formées de molécules de carbone sphériques. La figure 6 montre des modèles 3D d'une molécule de fullerène c60 et d'un ballon de football à des fins de comparaison. Remarquez leurs similitudes intéressantes.

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

Les substances complexes sont des substances constituées d’atomes de différents éléments. Tout comme les substances simples, ils peuvent avoir une structure moléculaire et non moléculaire. Le type de structure non moléculaire des substances complexes peut être plus diversifié que celui des substances simples. Toute substance chimique complexe peut être obtenue soit par interaction directe de substances simples, soit par une séquence de leurs interactions les unes avec les autres. Il est important de comprendre un fait : les propriétés des substances complexes, tant physiques que chimiques, sont très différentes des propriétés des substances simples à partir desquelles elles sont obtenues. Par exemple, le sel de table, qui possède le forum NaCl et est constitué de cristaux transparents incolores, peut être obtenu en faisant réagir le sodium, qui est un métal aux propriétés caractéristiques des métaux (brillance et conductivité électrique), avec du chlore Cl2, un gaz jaune-vert.

L'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 qui peut 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.

Bien entendu, outre les produits chimiques individuels, il existe également des mélanges de ceux-ci. Ce sont avant tout des mélanges de substances diverses qui forment le monde qui nous entoure : alliages métalliques, aliments, boissons, matériaux divers qui composent les objets qui nous entourent.

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

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

Les substances qui composent les mélanges sont appelées composants.

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

Chimie appartient aux 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 est constituée de particules individuelles de divers degrés de complexité et possède sa propre masse, appelée

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 d'un élément font référence à ses 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. De nombreux éléments chimiques forment plusieurs substances simples qui diffèrent par leur structure et leurs propriétés. Ce phénomène est appelé allotropie , et les substances formatrices sont modifications allotropiques . Ainsi, l'élément oxygène forme deux modifications allotropiques - l'oxygène et l'ozone, l'élément carbone - diamant, graphite, carbyne, fullerène.

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

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

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

1. Masse atomique relative

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

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

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

Les masses atomiques des éléments sont UN r, où indice r– la lettre initiale d'un mot anglais relatif - relatif. Des postes UN r (H), A r (O) UN r (C) moyenne : masse atomique relative de l’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.

Toutes les substances dont nous parlons dans un cours de chimie scolaire sont généralement divisées en simples et complexes. Les substances simples sont les substances dont les molécules contiennent des atomes du même élément. L'oxygène atomique (O), l'oxygène moléculaire (O2) ou simplement l'oxygène, l'ozone (O3), le graphite, le diamant sont des exemples de substances simples qui forment les éléments chimiques oxygène et carbone. Les substances complexes sont divisées en substances organiques et inorganiques. Parmi les substances inorganiques, on distingue principalement quatre classes suivantes : les oxydes (ou oxydes), les acides (oxygénés et sans oxygène), les bases (les bases hydrosolubles sont appelées alcalis) et les sels. Les composés de non-métaux (hors oxygène et hydrogène) ne sont pas compris dans ces quatre classes ; nous les appellerons classiquement « et autres substances complexes ».

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