Прості та складні речовини

Тема 1 Початкові хімічні поняття

& 9. Прості та складні речовини

Опанувавши цю тему, ви зможете:

– розрізняти поняття “проста речовина” і “складна речовина”, формули простих і складних речовин;

– розуміти поняття “хімічна сполука”;

– наводити приклади простих і складних речовин;

– описувати прості й складні речовини, відомі вам з повсякденного вжитку;

– висловлювати судження про багатоманітність речовин.

Більшість атомів хімічних елементів мають здатність сполучатися один з

одним або з атомами інших хімічних елементів. Унаслідок цього утворюються хімічні сполуки. Незалежно від складу їх структурних частинок і прості, і складні речовини є хімічними сполуками, бо між ними виникають хімічні зв’язки.

Ви вже ознайомилися з будовою атомів хімічних елементів. Речовини, складовими яких є атоми, називають атомними.

Однак серед усього розмаїття хімічних сполук існують і молекулярні речовини. Складовою частинкою їх є молекули.

Молекули – не найдрібніші частинки речовини, що зберігають її хімічні властивості.

Молекулу вважають межею подільності речовини. Якщо

вона руйнується, то руйнується й речовина. Характерною особливістю молекул є безперервний рух.

– Пригадайте з курсу природознавства, яке явище називається дифузією.

Кожна молекула складається з певної кількості атомів одного й того самого або різних хімічних елементів.

– Пригадайте з курсу природознавства, як поділяють речовини за складом і походженням.

Які речовини називають: а) простими; б) складними? Наведіть декілька прикладів простих і складних речовин, якими ви найчастіше користуєтеся в побуті.

Прості речовини – це речовини, утворені одним хімічним елементом.

Наприклад, прості речовини водень, кисень, азот утворені відповідно хімічними елементами Гідрогеном, Оксигеном, Нітрогеном. До складу їх молекул входять по два сполучені між собою атоми цих елементів (рис. 41 а, 6, в).

Елемент Оксиген за певних умов утворює ще одну просту речовину – озон, молекула якого містить три атоми (рис. 41 г).

Рис. 41. Моделі молекул простих речовин: а – водню; б – кисню; в – озону; г – азоту

Складні речовини – це речовини, утворені двома або більше хімічними елементами.

До складних речовин належать; вода, цукор, мило, кухонна сіль, крейда, метан (складова природного газу), вуглекислий газ. Речовини, що входять до складу клітин живих організмів (білки, жири й вуглеводи), є складними й містять переважно атоми Карбону, Оксигену, Гідрогену, Нітрогену, Сульфуру, Фосфору та мають молекулярну будову.

– Пригадайте, як довести, що вода є складною речовиною. Які методи дослідження використовували вчені, щоб визначити склад води?

На рисунку 42 зображено моделі молекул метану, вуглекислого газу й води. Молекула метану складається з одного атома Карбону й чотирьох атомів Гідрогену, молекула вуглекислого газу – з одного атома Карбону та двох атомів Оксигену, молекула води – з одного атома Оксигену та двох атомів Гідрогену.

Рис. 42. Моделі молекул складних речовин: а – метану; б – вуглекислого газу; в – води

Отже, залежно від складу, речовини класифікують на прості та складні. Схему класифікації речовин зображено на рисунку 43.

Рис. 43. Класифікація речовин

Прості речовини: метали й неметали. Прості речовини поділяють па дві групи. Металічні елементи утворюють метали, неметалічні – неметали. Їх розрізняють за фізичними властивостями.

– Пригадайте, з якими фізичними властивостями речовин ви вже ознайомилися. Назвіть їх.

Звернемося до демонстрацій і розглянемо зразки простих речовин металів і неметалів. З металів найпоширенішими в техніці, різних галузях виробництв, побуті с залізо, цинк, алюміній, мідь, срібло, золото; з неметалів у лабораторії наявні сірка, вуглець, червоний фосфор, бром, йод.

– Зверніть увагу на агрегатний стан металів і неметалів. Чому, на вашу думку, бром зберігають у запаяних ампулах?

За основу поділу простих речовин па метали й неметали взято їх фізичні властивості (табл. 2).

Таблиця 2

Фізичні властивості простих речовин

Метали	Неметали
Металічний блиск	Не мають металічного блиску
Електропровідні	Неелектропровідні
Теплопровідні	Нетеплопровідні
Високі температури плавлення	Низькі температури плавлення
Пластичні, ковкі	Крихкі
Нелеткі	Леткі Деякі з них мають характерний запах

Неметали – це речовини, що здебільшого складаються з молекул. Молекули багатьох з них двоатомні. Однак зустрічаються й багатоатомні молекули: уже згадуваний озон, кристалічна сірка – містить вісім атомів Сульфуру, білий фосфор – чотири атоми цього елемента. У простих речовинах, утворених елементом Карбоном, атоми сполучаються в певному порядку, не утворюючи молекул.

Метали складаються з атомів відповідних елементів. Назви металів часто збігаються з назвами металічних елементів, що їх утворюють. Наприклад, речовини алюміній, цинк, нікель, хром, магній утворені відповідними хімічними елементами. Однак речовина мідь складається з атомів елемента Купруму, срібло – Аргентуму, золото – Ауруму, ртуть – Меркурію, залізо – Феруму. У неметалів назви елементів і простих речовин збігаються для незначної кількості речовин (табл. 3).

Таблиця З

Назви хімічних елементів і простих речовин

Металічні	Неметалічні
Хімічний елемент	Проста речовина	Хімічний елемент	Проста речовина
Алюміній	Алюміній	Арсен	Арсен
Аргентум	Срібло	Бром	Бром
Аурум	Золото	Гідроген	Водень
Купрум	Мідь	Йод	Йод
Магній	Магній	Карбон	Вуглець
Манган	Манган	Нітроген	Азот
Меркурій	Ртуть	Оксиген	Кисень
Платина	Платина	Силіцій	Силіцій
Плюмбум	Свинець	Сульфур	Сірка
Станум	Олово	Флуор	Фтор
Ферум	Залізо	Фосфор	Фосфор
Хром	Хром	Хлор	Хлор

Лабораторний дослід 2

Ознайомлення зі зразками простих і складних речовин

Завдання 1. Розгляньте уважно речовини, видані вам у банках. Прочитайте написи на етикетках: Н2О (вода), S (сірка), Р (фосфор), Mg (магній), NaOH (натрій гідроксид), С (вуглець), Fe3O4 (ферум(ІІ, III) оксид), Fе (залізо), ZnO (цинк оксид), СаСО3 (кальцій карбонат), Аl (алюміній), Zn (цинк), СаО (кальцій оксид), Nа2СО3 (натрій карбонат).

Розподіліть ці речовини на дві групи: прості й складні. Прості речовини класифікуйте на метали й неметали.

Завдання 2. Опишіть: а) чим відрізняються за складом прості й складні речовини; 6) за якими ознаками ви здійснили класифікацію.

Завдання 3. Опишіть фізичні властивості речовин на основі ваших спостережень.

Виконавши завдання, запишіть дані в робочий зошит у вигляді таблиці. У кінці роботи сформулюйте висновки.

Прості Речовини	Опис властивостей за спостереженнями	Складні Речовини	Опис властивостей за спостереженнями
Метали
Неметали

Багатоманітність речовин. Багатоманітність речовин пояснюється здатністю атомів елементів сполучатися між собою. Залежно від того, які атоми, у якій кількості та як сполучаються, утворюється багато простих і складних речовин (рис. 44).

Рис. 44. Проста речовина сірка (а) і складна речовина аметист (б)

Простих речовин існує трохи більше, ніж хімічних елементів, – 400, бо, як ви вже знаєте, один і той же елемент (Оксиген, Карбон, Фосфор, Сульфур) може утворювати дві або більше речовин.

Складних речовин відомо набагато більше (майже 20 мли). Це вода, до складу молекули якої входять Гідроген і Оксиген, вуглекислий газ – Карбон і Оксиген, кухонна сіль – Натрій і Хлор. До складу названих речовин входять лише по два елементи – це бінарні сполуки. Проте значна кількість речовин складається з трьох і більше елементів. Так, до складу глюкози входять три елементи: Карбон, Гідроген і Оксиген, а питна сода містить чотири елементи: Натрій, Гідроген, Карбон і Оксиген.

До складних належать усі органічні речовини. Крім того, існує ціла індустрія з добування синтетичних і штучних сполук, які мають величезне виробниче й побутове призначення.

– Пригадайте з курсу природознавства, які речовини називають неорганічними, а які – органічними. Наведіть приклади неорганічних і органічних сполук.

За нормальних умов (температура 0 °С, тиск 101,3 кПа) речовини перебувають у трьох агрегатних станах: рідкому (вода, олія, спирт), твердому (цинк, залізо, сірка, фосфор, вуглець, мідь) і газуватому (водень, кисень, озон, азот, вуглекислий газ, інертні гази).

ПІДСУМОВУЄМО ВИВЧЕНЕ

– Речовини поділяють на прості й складні.

– Складні речовини утворюються з двох і більше хімічних елементів. їх значно більше, ніж простих.

– Кожна проста й складна речовина характеризується певними властивостями, тобто ознаками, за якими можна виявити їх подібність і відмінність.

– Складні речовини бувають органічного й неорганічного походження.

– Багатоманітність речовин пояснюється здатністю атомів елементів сполучатися між собою.

ЗАВДАННЯ ДЛЯ КОНТРОЛЮ ЗНАНЬ

1. Поясніть, що означають поняття “молекула”, “проста речовина”, “складна речовина”, “хімічна сполука”.

2. Наведіть приклади: а) простих і складних речовин; б) органічних і неорганічних речовин.

3. Обгрунтуйте, чи є ідентичними поняття “хімічна сполука” і “суміш речовин”.

4. Охарактеризуйте фізичні властивості: а) цукру; б) води; в) олії.

5. Обгрунтуйте, чому складних речовин більше, ніж простих.

6. Висловіть власне судження про важливість речовин для життя та здоров’я людини.

ЦІКАВО ЗНАТИ

Англійський хімік Г. Деві вперше виділив у вільному стані, методом електролізу, метали натрій, калій, кальцій, стронцій, барій, магній. Ці роботи започаткували виготовлення сильних ламп для рефлекторів, маяків і т. ін. Згодом учений створив безпечну шахтарську лампу, яка використовувалася в усьому світі, поки не була замінена лампочкою з акумулятором.

Склодовська-Кюрі Марія (1867-1934) – французький фізик і хімік, педагог, громадський діяч. Наука завдячує їй відкриттям і дослідженням двох радіоактивних елементів – Полонію та Радію. Відкриття елемента Радію започаткувало метод лікування ним раку шкіри. За свою працю була нагороджена двома Нобелівськими преміями, які пожертвувала на будівництво санаторію в м. Закопане та Радіологічного інституту в м. Варшаві (Польща).