Element kimik substanca të thjeshta dhe komplekse. Substanca të thjeshta dhe komplekse

Nën element kimik të kuptojë një grup atomesh me të njëjtën ngarkesë pozitive të bërthamës dhe me një grup të caktuar vetive. Atomet e të njëjtit element kimik bashkohen për të formuar substancë e thjeshtë. Kur atomet e elementeve të ndryshëm kimikë kombinohen, substanca komplekse (komponimet kimike) ose përzierjet. ndryshim komponimet kimike nga përzierjet është se:

Ata kanë prona të reja që nuk ishin brenda substanca të thjeshta nga e cila rrjedhin;

Ato nuk mund të ndahen mekanikisht në pjesët përbërëse të tyre;

Elementet kimike në përbërjen e tyre mund të jenë vetëm në raporte sasiore të përcaktuara rreptësisht.

Disa elementet kimike(karboni, oksigjeni, fosfori, squfuri) mund të ekzistojnë në formën e disa substancave të thjeshta. Ky fenomen quhet alotropia, dhe varietetet e substancave të thjeshta të të njëjtit element kimik quhen të saj modifikimet alotropike(modifikime).

Detyrat

1.1. Çfarë ekziston më shumë në natyrë: elemente kimike apo substanca të thjeshta? Pse?

1.2. A është e vërtetë që squfuri dhe hekuri përfshihen në përbërjen e sulfurit të hekurit si substanca? Nëse jo, cila është përgjigjja e saktë?

1.3. Emërtoni modifikimet alotropike të oksigjenit. A ndryshojnë në vetitë e tyre? Nëse po, si?

1.4. Cili nga modifikimet alotropike të oksigjenit është kimikisht më aktiv dhe pse?

1.5. Substancat e thjeshta ose elementet kimike janë zinku, squfuri dhe oksigjeni në reaksionet e mëposhtme:

1) СuSO 4 + Zn = ZnSO 4 + Cu;

2) S + O 2 \u003d SO 2;

3) Zn + 2HC1 = ZnCl 2 + H 2 ;

4) Zn + S = ZnS;

5) 2H 2 0 \u003d 2H 2  + O 2 .

1.6. A është e mundur të merret një substancë tjetër e thjeshtë nga një substancë e thjeshtë? Jep një përgjigje të arsyetuar.

1.7. Kur një substancë e caktuar digjet në oksigjen, fitohet oksidi i squfurit (IV), azoti dhe uji. Cilat elemente kimike formojnë substancën origjinale?

1.8. Tregoni nëse substancat e thjeshta apo komplekse përfshijnë: H 2 O, C1 2, NaOH, O 2, HNO 3, Fe, S, ZnSO 4, N 2, AgCl, I 2, A1 2 O 3, O 3?

1.9. Për cilët elementë kimikë njihen modifikimet alotropike? Emërtoni këto modifikime.

1.10. A është e mundur që një element kimik të ndryshojë nga një modifikim alotropik në tjetrin? Jep shembuj.

1.11. Cilat elemente kimike nënkuptojnë kur flasin për diamantin, ozonin?

1.12. Cilat nga substancat janë komponime kimike dhe cilat janë përzierje:

2) ajri;

4) acid sulfurik;

1.13. Si të vërtetohet se kloruri i natriumit është një substancë komplekse?

1.14. Emërtoni tre modifikime alotropike të karbonit.

1.15. Si quhen modifikimet alotropike të fosforit dhe si ndryshojnë ato nga njëra-tjetra?

1.16. Si quhen modifikimet alotropike të squfurit dhe si ndryshojnë ato nga njëra-tjetra?

1.17. Tregoni se cila nga pohimet është e vërtetë dhe pse - përbërja e sulfatit të bariumit përfshin:

1) substanca të thjeshta barium, squfur, oksigjen;

2) elementet kimike barium, squfur, oksigjen.

1.18. Sa litra amoniak mund të përftohen nga një përzierje prej 10 litrash azoti dhe 30 litrave hidrogjen?

1.19. Sa litra avull uji krijohen nga përzierja e 10 litrave hidrogjen dhe 4 litrave oksigjen? Cili gaz dhe në çfarë vëllimi do të mbetet i tepërt?

1.20. Sa gram sulfur zinku (ZnS) mund të formohet nga një përzierje prej 130 g zinku dhe 48 g squfuri?

1.22. Çfarë është një zgjidhje e alkoolit në ujë - një përzierje apo një përbërje kimike?

1.23. A mund të përbëhet një substancë komplekse nga atome të të njëjtit lloj?

1.24. Cilat nga substancat e mëposhtme janë përzierje dhe cilat përbërje kimike:

1) bronzi;

2) nikrom;

3) vajguri;

4) nitrati i kaliumit:

5) kolofon;

6) superfosfat.

1.25. Jepet një përzierje e Cl 2 + HCl + CaCl 2 + H 2 O.

1) Sa është në përzierje substancave të ndryshme;

2) Sa molekula klori ka në përzierje;

3) Sa atome klori ka në përzierje;

4) Sa molekula të substancave të ndryshme përmbahen në përzierje.

Të gjitha substancat ndahen në të thjeshta dhe komplekse.

Substanca të thjeshta janë substanca që përbëhen nga atomet e një elementi.

Në disa substanca të thjeshta, atomet e një elementi bashkohen me njëri-tjetrin dhe formojnë molekula. Substanca të tilla të thjeshta janë struktura molekulare . Kjo perfshin: , . Të gjitha këto substanca përbëhen nga molekula diatomike. (Vini re se emrat e substancave të thjeshta janë të njëjta me emrat e elementeve!)

Substanca të tjera të thjeshta kanë struktura atomike , d.m.th., ato përbëhen nga atome, midis të cilave ka lidhje të caktuara. Shembuj të substancave të tilla të thjeshta janë të gjitha ( , etj.) dhe disa ( , etj.). Jo vetëm emrat, por edhe formulat e këtyre substancave të thjeshta përkojnë me simbolet e elementeve.

Ekziston edhe një grup substancash të thjeshta të quajtura. Këto përfshijnë: helium He, neoni Ne, argon Ar, krypton Kr, ksenon Xe, radon Rn. Këto substanca të thjeshta përbëhen nga mik i lidhur me atome të tjera.

Çdo element formon të paktën një substancë të thjeshtë. Disa elementë mund të formojnë jo një, por dy ose më shumë substanca të thjeshta. Ky fenomen quhet alotropi.

Alotropia- Ky është fenomeni i formimit të disa substancave të thjeshta nga një element.

Substancat e ndryshme të thjeshta që formohen nga i njëjti element kimik quhen modifikime alotropike (modifikime).

Modifikimet alotropike mund të ndryshojnë nga njëra-tjetra në përbërjen e molekulave. Për shembull, elementi oksigjen formon dy substanca të thjeshta. Njëri prej tyre përbëhet nga molekula diatomike O 2 dhe ka të njëjtin emër si elementi -. Një substancë tjetër e thjeshtë përbëhet nga molekula triatomike O 3 dhe ka emrin e vet- ozoni.

Oksigjeni O 2 dhe ozoni O 3 kanë të ndryshme fizike dhe Vetitë kimike.

Modifikimet alotropike mund të jenë trupa të ngurtë që kanë struktura të ndryshme kristalore. Një shembull janë modifikimet alotropike të karbonit C - diamanti dhe grafiti.

Numri i substancave të thjeshta të njohura (rreth 400) është shumë më i madh se numri i elementeve kimike, pasi shumë elementë mund të formojnë dy ose më shumë modifikime alotropike.

Substancat komplekse janë substanca që përbëhen nga atome elemente të ndryshme.

Shembuj të substancave komplekse: HCl, H 2 O, NaCl, CO 2, H 2 SO 4, etj.

Substancat komplekse shpesh quhen komponime kimike. Në përbërjet kimike, vetitë e substancave të thjeshta nga të cilat formohen këto përbërje nuk ruhen. Vetitë e një substance komplekse ndryshojnë nga vetitë e substancave të thjeshta nga të cilat është formuar.

Për shembull, kloruri i natriumit NaCl mund të formohet nga substanca të thjeshta - metali i natriumit Na dhe gazi i klorit Cl. Vetitë fizike dhe kimike të NaCl ndryshojnë nga ato të Na dhe Cl 2.

Në natyrë, si rregull, nuk ka substanca të pastra, por përzierje substancash. AT aktivitete praktike zakonisht përdorim edhe përzierje substancash. Çdo përzierje përbëhet nga dy ose më shumë substancat e quajtura përbërësit e përzierjes.

Për shembull, ajri është një përzierje e disa substancave të gazta: oksigjen O 2 (21% në vëllim), (78%) etj. Përzierjet janë tretësira të shumë substancave, lidhjet e disa metaleve etj.

Përzierjet e substancave janë homogjene (homogjene) dhe heterogjene (heterogjene).

Përzierje homogjene janë përzierje në të cilat nuk ka ndërfaqe ndërmjet komponentëve.

Përzierjet e gazeve (në veçanti, ajri), tretësira të lëngshme (për shembull, një zgjidhje e sheqerit në ujë) janë homogjene.

Përzierje heterogjene janë përzierje në të cilat komponentët ndahen nga një ndërfaqe.

Përzierjet e lëndëve të ngurta (rërë + pluhur shkumës), përzierjet e lëngjeve të patretshme në njëra-tjetrën (ujë + vaj), përzierjet e lëngjeve dhe lëndëve të ngurta të pazgjidhshme në të (ujë + shkumës) janë heterogjene.

Dallimet më të rëndësishme midis përzierjeve dhe përbërjeve kimike:

1. Në përzierje ruhen vetitë e substancave (përbërësve) individuale.
2. Përbërja e përzierjeve nuk është konstante.

Të gjitha substancat për të cilat po flasim kursi shkollor Kimia zakonisht ndahet në të thjeshta dhe komplekse. Substanca të thjeshta janë ato substanca molekulat e të cilave përmbajnë atome të të njëjtit element. Oksigjeni atomik (O), oksigjen molekular(O2) ose thjesht oksigjeni, ozoni (O3), grafiti, diamanti janë shembuj të substancave të thjeshta që formojnë elementet kimike oksigjen dhe karbon. Komponimet ndahen në organike dhe inorganike. Ndër substancave inorganike, para së gjithash, dallohen katër klasat e mëposhtme: oksidet (ose oksidet), acidet (oksigjene dhe pa oksigjen), bazat (bazat e tretshme në ujë quhen alkalet) dhe kripërat. Komponimet e jometaleve (me përjashtim të oksigjenit dhe hidrogjenit) nuk përfshihen në këto katër klasa, ne do t'i quajmë ato me kusht "dhe substanca të tjera komplekse".

Substancat e thjeshta zakonisht ndahen në metale, jometale dhe gaze inerte. Metalet përfshijnë të gjithë elementët kimikë, nënnivelet d dhe f të të cilëve janë duke u mbushur, këto janë elemente në periudhën e 4: Sc - Zn, në periudhën e 5: Y - Cd, në periudhën e 6: La - Hg, Ce - Lu, në periudhën e 7-të Ac - Th - Lr. Nëse tani vizatojmë një vijë nga Be në At midis elementeve të mbetura, atëherë metalet do të vendosen majtas dhe poshtë saj, dhe jometalet në të djathtë dhe lart. Në grupin 8 Sistemi periodik ndodhen gazrat inerte. Elementet që ndodhen në diagonale: Al, Ge, Sb, Po (dhe disa të tjerë. Për shembull, Zn) në gjendje të lirë kanë vetitë e metaleve, kurse hidroksidet kanë vetitë e bazave dhe të acideve, d.m.th. janë hidrokside amfoterike. Prandaj, këta elementë mund të konsiderohen metal-jometalë, duke zënë një pozicion të ndërmjetëm midis metaleve dhe jometaleve. Kështu, klasifikimi i elementeve kimike varet nga vetitë që do të kenë hidroksidet e tyre: bazë - do të thotë metal, acid - jometal dhe të dyja (në varësi të kushteve) - metal-jometal. I njëjti element kimik në komponimet me një më të ulët shkallë pozitive oksidimi (Mn + 2, Cr + 2) shfaq veti të theksuara "metalike" dhe në përbërjet me gjendje maksimale pozitive oksidimi (Mn + 7, Cr + 6) shfaq vetitë e një jometali tipik. Për të parë lidhjen e substancave të thjeshta, oksideve, hidroksideve dhe kripërave, paraqesim një tabelë përmbledhëse.

Kimia i referohet shkencat natyrore. Ai studion përbërjen, strukturën, vetitë dhe shndërrimet e substancave, si dhe dukuritë që shoqërojnë këto shndërrime.

Substanca është një nga format kryesore të ekzistencës së materies. Substanca si formë e materies përbëhet nga grimca individuale me shkallë të ndryshme kompleksiteti dhe ka masën e vet, të ashtuquajturën

masë pushimi.

1. Substanca të thjeshta dhe komplekse. Alotropia.

Të gjitha substancat mund të ndahen në thjeshtë dhe komplekse .

Substanca të thjeshta përbëhen nga atome të të njëjtit element kimik komplekse - nga atomet e disa elementeve kimike.

Element kimik - kjo është lloj i caktuar atome me të njëjtën ngarkesë bërthamore. Rrjedhimisht, atom - kjo është grimca më e vogël element kimik.

koncept çështje e thjeshtë nuk mund të identifikohet me

element kimik . Një element kimik karakterizohet nga një ngarkesë e caktuar pozitive e bërthamës së një atomi, përbërje izotopike, vetitë kimike. Vetitë e elementeve i referohen atomeve të tij individuale. Një substancë e thjeshtë karakterizohet nga një densitet, tretshmëri, pika e shkrirjes dhe e vlimit, etj. Këto veti i referohen tërësisë së atomeve dhe janë të ndryshme për substanca të ndryshme të thjeshta.

substancë e thjeshtë është një formë e ekzistencës së një elementi kimik në gjendje të lirë. Shumë elementë kimikë formojnë disa substanca të thjeshta, të ndryshme në strukturë dhe veti. Ky fenomen quhet alotropia dhe substancat formuese - modifikimet alotropike . Kështu, elementi oksigjen formon dy modifikime alotropike - oksigjen dhe ozon, elementi karbon - diamant, grafit, karabinë, fullerene.

Fenomeni i alotropisë shkaktohet nga dy arsye: një numër i ndryshëm atomesh në një molekulë (për shembull, oksigjeni O 2 dhe azone O 3 ) ose formimi i formave të ndryshme kristalore (për shembull, karboni formon modifikimet e mëposhtme alotropike: diamant, grafit, karabinë, fullerene), karabina u zbulua në 1968 (A. Sladkov, Rusi), dhe fullereni në 1973 teorikisht (D. Bochvar , Rusi), dhe në 1985 - eksperimentalisht (G. Kroto dhe R. Smalley, SHBA).

Substancat komplekse përbëhet jo nga substanca të thjeshta, por nga elementë kimikë. Pra, hidrogjeni dhe oksigjeni, që janë pjesë e ujit, përmbahen në ujë jo në formën e hidrogjenit dhe oksigjenit të gaztë me vetitë e tyre karakteristike, por në formën elementet - hidrogjen dhe oksigjen.

Grimca më e vogël e substancave që kanë një strukturë molekulare është një molekulë që ruan vetitë kimike të një substance të caktuar. Sipas ideve moderne, molekulat përbëhen kryesisht nga substanca që janë në gjendje të lëngët dhe të gaztë. Shumica e substancave të ngurta (kryesisht inorganike) nuk përbëhen nga molekula, por nga grimca të tjera (jone, atome). Kripërat, oksidet e metaleve, diamanti, metalet etj nuk kanë strukturë molekulare.

1. Masa atomike relative

Metodat moderne të kërkimit bëjnë të mundur përcaktimin e masave jashtëzakonisht të vogla të atomeve me saktësi më të madhe. Për shembull, masa e një atomi hidrogjeni është 1,674  10 -27 kg, karbon - 1,993  10 -26 kg.

Në kimi, tradicionalisht nuk përdoren vlera absolute të masave atomike, por ato relative. Në vitin 1961 u mor njësia e masës atomike njësia e masës atomike (shkurtuar a.u.m.), që është 1/12 pjesë e masës së një atomi të një izotopi karboni 12 NGA.

Shumica e elementeve kimike kanë atome me masa të ndryshme (izotope). Kjo është arsyeja pse masë atomike relative (ose thjesht masa atomike) POR r element kimik quhet një vlerë e barabartë me raportin peshë të mesme element atom k 1/12 masat e një atomi karboni 12 NGA.

Masat atomike të elementeve tregojnë POR r, ku indeksi r- shkronja fillestare fjalë angleze i afërm - i afërm. Regjistrimet A r (H), A r (O) A r (C) do të thotë: i afërm masë atomike hidrogjeni, masa atomike relative e oksigjenit, masa atomike relative e karbonit.

Masa relative atomike është një nga karakteristikat kryesore të një elementi kimik.

AT kapitulli i mëparshëm thuhej se jo vetëm atomet e një elementi kimik, por edhe atomet e elementeve të ndryshëm mund të krijojnë lidhje me njëri-tjetrin. Substancat e formuara nga atomet e një elementi kimik quhen substanca të thjeshta, dhe substancat e formuara nga atomet e elementeve të ndryshëm kimikë quhen substanca komplekse. Disa substanca të thjeshta kanë strukturë molekulare, d.m.th. përbëhen nga molekula. Për shembull, substanca të tilla si oksigjeni, azoti, hidrogjeni, fluori, klori, bromi dhe jodi kanë një strukturë molekulare. Secila prej këtyre substancave formohet nga molekula diatomike, kështu që formulat e tyre mund të shkruhen përkatësisht si O 2, N 2, H 2, F 2, Cl 2, Br 2 dhe I 2. Siç mund ta shihni, substancat e thjeshta mund të kenë të njëjtin emër me elementët që i formojnë ato. Prandaj, është e rëndësishme të bëhet dallimi i qartë midis situatave ku po flasim për një element kimik dhe kur për një substancë të thjeshtë.

Shpesh, substancat e thjeshta nuk kanë një strukturë molekulare, por atomike. Në substanca të tilla, atomet mund të krijojnë lidhje me njëri-tjetrin lloje të ndryshme, e cila do të diskutohet në detaje pak më vonë. Substancat e kësaj strukture janë të gjitha metalet, për shembull, hekuri, bakri, nikeli, si dhe disa jometale - diamanti, silikoni, grafiti, etj. Këto substanca zakonisht karakterizohen jo vetëm nga koincidenca e emrit të elementit kimik me emrin e tij. substancë e formuar, por janë gjithashtu identike me formulën e një substance dhe emërtimin e një elementi kimik. Për shembull, elementët kimikë hekur, bakër dhe silic, të cilët kanë emërtimet Fe, Cu dhe Si, formojnë substanca të thjeshta, formulat e të cilave janë përkatësisht Fe, Cu dhe Si. Ekziston gjithashtu një grup i vogël substancash të thjeshta, të përbërë nga atome të ndryshme, të palidhura në asnjë mënyrë. Substanca të tilla janë gazet, të cilat quhen, për shkak të tyre jashtëzakonisht të ulët aktiviteti kimik, fisnik. Këto përfshijnë heliumin (He), neonin (Ne), argonin (Ar), kriptonin (Kr), ksenonin (Xe), radonin (Rn).

Meqenëse njihen vetëm rreth 500 substanca të thjeshta, rrjedh logjikisht që shumë elementë kimikë karakterizohen nga një fenomen i quajtur alotropi.

Alotropia është fenomeni kur një element kimik mund të formojë disa substanca të thjeshta. Substancat e ndryshme kimike të formuara nga një element kimik quhen modifikimet alotropike ose alotrope.

Kështu, për shembull, elementi kimik oksigjen mund të formojë dy substanca të thjeshta, njëra prej të cilave ka emrin e elementit kimik - oksigjen. Oksigjeni si substancë përbëhet nga molekula diatomike, d.m.th. formula e tij është O2. Pikërisht këtë përbërje pjesë e ajrit jetik që na nevojitet. Një tjetër modifikim alotropik i oksigjenit është ozoni i gazit triatomik, formula e të cilit është O3. Përkundër faktit se si ozoni ashtu edhe oksigjeni formohen nga i njëjti element kimik, ato sjellje kimike shumë të ndryshme: ozoni është shumë më aktiv se oksigjeni në reaksionet me të njëjtat substanca. Përveç kësaj, këto substanca ndryshojnë nga njëra-tjetra në vetitë fizike të paktën për faktin se masë molekulare Ozoni është 1.5 herë më shumë se oksigjeni. Kjo çon në faktin se dendësia e saj në gjendje e gaztë gjithashtu më shumë se 1.5 herë.

Shumë elementë kimikë priren të formojnë modifikime alotropike që ndryshojnë nga njëri-tjetri në tiparet strukturore të rrjetës kristalore. Kështu, për shembull, në figurën 5, mund të shihni imazhe skematike të fragmenteve grila kristalore diamanti dhe grafiti, të cilët janë modifikime alotropike të karbonit.

Figura 5. Fragmente të rrjetave kristalore të diamantit (a) dhe grafitit (b)

Përveç kësaj, karboni mund të ketë gjithashtu një strukturë molekulare: një strukturë e tillë vërehet në një lloj të tillë substancash si fullerenet. Substancat të këtij lloji të formuara nga molekula sferike të karbonit. Figura 6 tregon modelet 3D të molekulës së fullerenit c60 dhe një top futbolli për krahasim. Vini re ngjashmërinë e tyre interesante.

Figura 6. Molekula e fullerenit C60 (a) dhe topi i futbollit (b)

Komponimet janë substanca që përbëhen nga atome të elementeve të ndryshëm. Ato, si substancat e thjeshta, mund të kenë një strukturë molekulare dhe jo molekulare. Lloji jo-molekular i strukturës së substancave komplekse mund të jetë më i larmishëm se ai i atyre të thjeshta. Çdo substancë kimike komplekse mund të merret ose nga bashkëveprimi i drejtpërdrejtë i substancave të thjeshta, ose nga një sekuencë e ndërveprimeve të tyre me njëra-tjetrën. Është e rëndësishme të jemi të vetëdijshëm për një fakt, që është se vetitë e substancave komplekse, si fizike ashtu edhe kimike, janë shumë të ndryshme nga vetitë e substancave të thjeshta nga të cilat ato rrjedhin. Për shembull, kripë, i cili ka forumin NaCl dhe është një kristal transparent pa ngjyrë, mund të merret duke reaguar natriumin, i cili është një metal me veti karakteristike të metaleve (shkëlqim dhe përçueshmëri elektrike), me klorin Cl 2, një gaz i verdhë-jeshile.

Acidi sulfurik H 2 SO 4 mund të formohet nga një seri transformimesh të njëpasnjëshme nga substanca të thjeshta - hidrogjen H 2 , squfuri S dhe oksigjen O 2 . Hidrogjeni është një gaz më i lehtë se ajri, duke formuar përzierje shpërthyese me ajrin, squfuri është të ngurta ngjyrë të verdhë, i aftë për të djegur dhe oksigjen, një gaz pak më i rëndë se ajri, në të cilin mund të digjen shumë substanca. Acidi sulfurik, i cili mund të merret nga këto substanca të thjeshta, është një lëng i rëndë vajor me veti të forta larguese të ujit, për shkak të të cilit karbon shumë substanca me origjinë organike.

Natyrisht, përveç individuale substancave kimike, ka edhe përzierje të tyre. Janë kryesisht përzierje të substancave të ndryshme që formojnë botën rreth nesh: lidhjet metalike, ushqimet, pijet, materiale të ndryshme që përbëjnë objektet rreth nesh.

Për shembull, ajri që thithim përbëhet kryesisht nga azoti N 2 (78%), oksigjen që është jetik për ne (21%), ndërsa 1% e mbetur është për shkak të papastërtive të gazrave të tjerë. dioksid karboni, gaze fisnike, etj.).

Përzierjet e substancave ndahen në homogjene dhe heterogjene. Përzierje homogjene janë ato përzierje që nuk kanë kufij fazor. Përzierjet homogjene janë një përzierje e alkoolit dhe ujit, lidhjeve metalike, një tretësirë ​​e kripës dhe sheqerit në ujë, përzierje e gazrave etj. Përzierje heterogjene janë ato përzierje që kanë një kufi fazor. Përzierjet e këtij lloji përfshijnë një përzierje të rërës dhe ujit, sheqerit dhe kripës, një përzierje vaji dhe uji, etj.

Substancat që përbëjnë përzierjet quhen përbërës.

Përzierjet e substancave të thjeshta, ndryshe nga përbërjet kimike që mund të përftohen nga këto substanca të thjeshta, ruajnë vetitë e secilit përbërës.