Basit ve karmaşık maddeler. Kimyasal element
Atomlar ve kimyasal elementler hakkında
Kimyada “atom” ve “molekül” terimlerinin yanı sıra “element” kavramı da sıklıkla kullanılır. Bu kavramların ortak noktaları nelerdir ve aralarındaki farklar nelerdir?
Kimyasal element aynı türden atomlardır. Yani örneğin tüm hidrojen atomları hidrojen elementidir; tüm oksijen ve cıva atomları sırasıyla oksijen ve cıva elementleridir.
Şu anda 107'den fazla atom türü, yani 107'den fazla kimyasal element bilinmektedir. “Kimyasal element”, “atom” ve “basit madde” kavramlarını birbirinden ayırmak gerekir.
Basit ve karmaşık maddeler
Elementel bileşimlerine göre, bir elementin atomlarından (H2, O2,Cl2, P4, Na, Cu, Au) oluşan basit maddeler ile farklı elementlerin atomlarından (H2O, NH3, OF2, H2SO4) oluşan karmaşık maddeler arasında ayrım yaparlar. , MgCl2, K2SO4) .
Şu anda yaklaşık 500 basit maddeyi oluşturan 115 kimyasal element bilinmektedir.
Yerli altın basit bir maddedir.
Bir elementin özellikleri farklı olan çeşitli basit maddeler formunda var olma yeteneğine allotropi denir. Örneğin, oksijen O elementinin iki allotropik formu vardır: dioksijen O2 ve ozon O3, moleküllerde farklı sayıda atom bulunur.
Karbon C elementinin allotropik formları - elmas ve grafit - kristallerinin yapısında farklılık gösterir. Allotropinin başka nedenleri de vardır.
Allotropik karbon formları:
grafit:
elmas:
Karmaşık maddelere genellikle kimyasal bileşikler denir, örneğin cıva(II) oksit HgO (basit maddelerin atomlarının birleştirilmesiyle elde edilir - cıva Hg ve oksijen O2), sodyum bromür (basit maddelerin atomlarının birleştirilmesiyle elde edilir - sodyum Na ve brom Br2) .
O halde yukarıdakileri özetleyelim. İki tür madde molekülü vardır:
1. Basit– Bu tür maddelerin molekülleri aynı türden atomlardan oluşur. Kimyasal reaksiyonlarda daha basit birkaç madde oluşturacak şekilde ayrışamazlar.
2.Karmaşık– bu tür maddelerin molekülleri farklı türdeki atomlardan oluşur. Kimyasal reaksiyonlarda daha basit maddeler oluşturmak üzere ayrışabilirler.
“Kimyasal element” ve “basit madde” kavramları arasındaki fark
Basit ve karmaşık maddelerin özellikleri karşılaştırılarak “kimyasal element” ve “basit madde” kavramları ayırt edilebilir. Örneğin basit bir madde olan oksijen, nefes almak ve yanmayı desteklemek için gerekli olan renksiz bir gazdır. Basit oksijen maddesinin en küçük parçacığı iki atomdan oluşan bir moleküldür. Oksijen ayrıca karbon monoksit (karbon monoksit) ve suya da dahildir. Ancak su ve karbon monoksit kimyasal olarak bağlı oksijen içerir ve bu oksijen özellikle basit bir maddenin özelliklerine sahip değildir, solunum için kullanılamaz; Örneğin balıklar, su molekülünün bir parçası olan kimyasal olarak bağlı oksijeni solumaz, ancak içinde çözünmüş serbest oksijeni solur. Bu nedenle herhangi bir kimyasal bileşiğin bileşiminden bahsettiğimizde, bu bileşiklerin basit maddeler değil, belirli türden atomlar, yani karşılık gelen elementler içerdiği anlaşılmalıdır.
Karmaşık maddeler ayrıştığında, atomlar serbest halde salınabilir ve birleşerek basit maddeler oluşturabilir. Basit maddeler bir elementin atomlarından oluşur. “Kimyasal element” ve “basit madde” kavramları arasındaki fark, aynı elementin birden fazla basit madde oluşturabilmesiyle de doğrulanmaktadır. Örneğin oksijen elementinin atomları diatomik oksijen molekülleri ve triatomik ozon molekülleri oluşturabilir. Oksijen ve ozon tamamen farklı basit maddelerdir. Bu, kimyasal elementlerden çok daha basit maddelerin bilindiği gerçeğini açıklıyor.
“Kimyasal element” kavramını kullanarak basit ve karmaşık maddelere şu tanımı verebiliriz:
Basit bir kimyasal elementin atomlarından oluşan maddelere denir.
Karmaşık farklı kimyasal elementlerin atomlarından oluşan maddelere denir.
“Karışım” ve “kimyasal bileşik” kavramları arasındaki fark
Karmaşık maddelere genellikle kimyasal bileşikler denir.
Bağlantıyı takip edin ve basit maddeler demir ve kükürtün etkileşimi deneyimini görüntüleyin.
Soruları cevaplamaya çalışın:
1. Karışımlar bileşim açısından kimyasal bileşiklerden nasıl farklıdır?
2. Karışımların ve kimyasal bileşiklerin özelliklerini karşılaştırır mısınız?
3. Bir karışımın ve bir kimyasal bileşiğin bileşenlerini hangi yollarla ayırabilirsiniz?
4. Bir karışımın veya kimyasal bileşiğin oluşumunu dış işaretlerle yargılamak mümkün müdür?
Karışımların ve kimyasalların karşılaştırmalı özellikleri
bağlantılar
|
Karışımları kimyasal bileşiklerle eşleştirmeye yönelik sorular | Karşılaştırmak |
|
Karışımlar | Kimyasal bileşikler |
|
Karışımlar bileşim açısından kimyasal bileşiklerden nasıl farklıdır? | Maddeler herhangi bir oranda karıştırılabilir; karışımların değişken bileşimi | Kimyasal bileşiklerin bileşimi sabittir. |
Karışımların ve kimyasal bileşiklerin özelliklerini karşılaştırır mısınız? | Karışımdaki maddeler özelliklerini korur | Bileşik oluşturan maddeler, başka özelliklere sahip kimyasal bileşikler oluştuğundan özelliklerini korumazlar. |
Bir karışım ve bir kimyasal bileşik kendisini oluşturan bileşenlere hangi yollarla ayrılabilir? | Maddeler fiziksel yollarla ayrılabilir | Kimyasal bileşikler ancak kimyasal reaksiyonlarla parçalanabilir |
Bir karışımın ve kimyasal bir bileşiğin oluşumunu dış işaretlerle yargılamak mümkün müdür? | Mekanik karıştırmaya ısı açığa çıkması veya diğer kimyasal reaksiyon belirtileri eşlik etmez | Kimyasal bir bileşiğin oluşumu, kimyasal reaksiyonların belirtileriyle değerlendirilebilir. |
Konsolidasyon görevleri
I. Simülatörlerle çalışma
Simülatör No.1
Simülatör No.2
Simülatör No.3
II. Problemi çöz
Önerilen madde listesinden basit ve karmaşık maddeleri ayrı ayrı yazın:
NaCl, H2SO4, K, S8, CO2, O3, H3PO4, N2, Fe.
Her durumda seçiminizi açıklayın.
III. Soruları cevapla
№1
Bir dizi formülde kaç tane basit madde yazılmıştır:
H2O, N2, O3, HNO3, P2O5, S, Fe, CO2, KOH.
№2
Her iki madde de karmaşıktır:
A) C (kömür) ve S (kükürt);
B) CO2 (karbon dioksit) ve H2O (su);
B) Fe (demir) ve CH4 (metan);
D) H2SO4 (sülfürik asit) ve H2 (hidrojen).
№3
Doğru ifadeyi seçin:
Basit maddeler aynı cins atomlardan oluşur.
Doğru
B) Yanlış
№4
Karışımlar için tipik olan şey şudur:
A) Sabit bir bileşime sahiptirler;
B) “Karışım”daki maddeler bireysel özelliklerini korumaz;
C) “Karışımlardaki” maddeler fiziksel özelliklerine göre ayrılabilir;
D) “Karışımlardaki” maddeler kimyasal reaksiyon kullanılarak ayrılabilir.
№5
Aşağıdakiler “kimyasal bileşikler” için tipiktir:
A) Değişken bileşim;
B) “Kimyasal bileşik”in içerdiği maddeler fiziksel yollarla ayrılabilir;
C) Kimyasal bir bileşiğin oluşumu, kimyasal reaksiyonların belirtileriyle değerlendirilebilir;
D) Kalıcı kompozisyon.
№6
Hangi durumda kimyasal element olarak demirden bahsediyoruz?
A) Demir, mıknatıs tarafından çekilen bir metaldir;
B) Demir pasın bir parçasıdır;
C) Demir, metalik bir parlaklıkla karakterize edilir;
D) Demir sülfür bir demir atomu içerir.
№7
Hangi durumda basit bir madde olarak oksijenden bahsediyoruz?
A) Oksijen, solunumu ve yanmayı destekleyen bir gazdır;
B) Balıklar suda çözünmüş oksijeni solur;
C) Oksijen atomu su molekülünün bir parçasıdır;
D) Oksijen havanın bir parçasıdır.
§ 9. Basit ve karmaşık maddeler
Bu konuya hakim olduğunuzda şunları yapabileceksiniz:
“Basit madde” ve “karmaşık madde” kavramlarını, basit ve karmaşık maddelerin formüllerini ayırt eder;
“Kimyasal bileşik” kavramını anlayın;
Basit ve karmaşık maddelere örnekler verin;
Günlük kullanımdan bildiğiniz basit ve karmaşık maddeleri tanımlayın;
Çeşitli maddeler hakkında yargılarda bulunun.
Kimyasal elementlerin çoğu atomu birbirleriyle veya diğer kimyasal elementlerin atomlarıyla birleşme yeteneğine sahiptir. Bunun sonucunda kimyasal bileşikler oluşur. Yapısal parçacıklarının bileşimi ne olursa olsun, hem basit hem de karmaşık maddeler aralarında kimyasal bağlar oluştuğu için kimyasal bileşiklerdir.
Kimyasal elementlerin atomlarının yapısına zaten aşina oldunuz. Bileşenleri atom olan maddelere atom denir.
Bununla birlikte, tüm kimyasal bileşiklerin çeşitliliği arasında moleküler maddeler de vardır. Onları oluşturan parçalar moleküllerdir.
Moleküller, bir maddenin kimyasal özelliklerini koruyan en küçük parçacıklarıdır.
Bir molekül, bir maddenin bölünebilme sınırı olarak kabul edilir. Eğer yok edilirse, o zaman madde yok olur. Moleküllerin karakteristik bir özelliği sürekli harekettir.
Doğa tarihi dersinizden, yayılma olarak adlandırılan olguyu hatırlayın.
Her molekül, bir veya farklı kimyasal elementlerin belirli sayıda atomundan oluşur.
Doğa tarihi dersinizden maddelerin bileşimlerine ve kökenlerine göre nasıl bölündüğünü hatırlayın.
Hangi maddelere denir: a) basit; b) zor mu? Günlük yaşamda en sık kullandığınız basit ve karmaşık maddelere bazı örnekler verin.
Basit maddeler, bir kimyasal elementin oluşturduğu maddelerdir.
Örneğin basit maddeler hidrojen, oksijen, nitrojen, Hidrojen, Oksijen, Azot kimyasal elementlerine göre oluşur. Molekülleri bu elementlerin birbirine bağlı iki atomunu içerir (Şekil 41 a, 6, c).
Belirli koşullar altında Oksijen elementi, molekülü üç atom içeren başka bir basit madde olan ozon oluşturur (Şekil 41 d).
Pirinç. 41. Basit maddelerin moleküllerinin modelleri: a - hidrojen; b - oksijen; c - ozon; g - nitrojen
Kompleks maddeler iki veya daha fazla kimyasal elementin oluşturduğu maddelerdir.
Kompleks maddeler arasında; su, şeker, sabun, sofra tuzu, tebeşir, metan (doğal gazın bir bileşeni), karbondioksit. Canlı organizmaların hücrelerini oluşturan maddeler (proteinler, yağlar ve karbonhidratlar) karmaşıktır ve esas olarak Karbon, Oksijen, Hidrojen, Azot, Kükürt, Fosfor atomlarını içerir ve moleküler bir yapıya sahiptir.
Suyun karmaşık bir madde olduğunu nasıl kanıtlayacağınızı unutmayın. Bilim adamları suyun bileşimini belirlemek için hangi araştırma yöntemlerini kullandılar?
Şekil 42 metan, karbon dioksit ve su moleküllerinin modellerini göstermektedir. Bir metan molekülü, bir Karbon atomu ve dört Hidrojen atomundan, bir Karbon atomu ve iki Oksijen atomundan oluşan bir karbondioksit molekülünden, bir Oksijen atomundan ve iki Hidrojen atomundan oluşan bir su molekülünden oluşur.
Pirinç. 42. Karmaşık maddelerin moleküllerinin modelleri: a - metan; b - karbondioksit; c - su
Yani maddeler bileşimlerine göre basit ve karmaşık olarak sınıflandırılır. Maddelerin sınıflandırma şeması Şekil 43'te gösterilmektedir.
Pirinç. 43. Maddelerin sınıflandırılması
Basit maddeler: metaller ve metal olmayanlar. Basit maddeler iki gruba ayrılır. Metalik elementler metalleri, metalik olmayan elementler ametalleri oluşturur. Fiziksel özellikleriyle ayırt edilirler.
Zaten aşina olduğunuz maddelerin hangi fiziksel özelliklerine sahip olduğunuzu hatırlayın. Onlara isim verin.
Gösterilere dönelim ve basit metal ve metal olmayan madde örneklerine bakalım. Teknolojide, çeşitli endüstrilerde ve günlük yaşamda en yaygın olan metaller arasında demir, çinko, alüminyum, bakır, gümüş, altın; Laboratuvardaki metal olmayanlar arasında kükürt, karbon, kırmızı fosfor, brom ve iyot bulunur.
Metallerin ve metal olmayanların toplanma durumuna dikkat edin. Bromun neden kapalı ampullerde saklandığını düşünüyorsunuz?
Basit maddelerin metallere ve metal olmayanlara bölünmesi fiziksel özelliklerine dayanmaktadır (Tablo 2).
Tablo 2
Basit maddelerin fiziksel özellikleri
Ametaller çoğunlukla moleküllerden oluşan maddelerdir. Birçoğunun molekülleri diyatomiktir. Bununla birlikte, çok atomlu moleküller de vardır: daha önce bahsedilen ozon, kristal kükürt - sekiz Kükürt atomu içerir, beyaz fosfor - bu elementin dört atomu. Karbon elementinin oluşturduğu basit maddelerde atomlar molekül oluşturmadan belli bir düzende birleşirler.
Metaller karşılık gelen elementlerin atomlarından oluşur. Metallerin isimleri genellikle onları oluşturan metalik elementlerin isimleriyle örtüşmektedir. Örneğin maddeler alüminyum, çinko, nikel, krom, magnezyuma karşılık gelen kimyasal elementlerden oluşur. Bununla birlikte, bakır maddesi Cuprum, gümüş - Argentum, altın - Aurum, cıva - Cıva, demir - Demir elementinin atomlarından oluşur. Az sayıda madde için ametallerin, elementlerin ve basit maddelerin adları örtüşmektedir (Tablo 3).
Tablo C
Kimyasal elementlerin ve basit maddelerin adları
|
Metal |
Metal olmayan |
||
|
Kimyasal element |
Basit madde |
Kimyasal element |
Basit madde |
|
Alüminyum |
alüminyum |
||
|
Arjantin |
|||
|
Merkür |
oksijen |
||
Laboratuvar deneyimi 2
Basit ve karmaşık madde örneklerine aşinalık
Görev 1. Bankalarda size verilen maddelere dikkatlice bakın. Etiketleri okuyun: H 2 O (su), S (sülfür), P (fosfor), Mg (magnezyum), NaOH (sodyum hidroksit), C (karbon), Fe 3 O 4 (ferum (II, III) oksit) , Fe (demir), ZnO (çinko oksit), CaCO3 (kalsiyum karbonat), Al (alüminyum), Zn (çinko), CaO (kalsiyum oksit), Na2C03 (sodyum karbonat).
Bu maddeleri iki gruba ayırın: basit ve karmaşık. Maddeleri metaller ve metal olmayanlar olarak basit bir şekilde sınıflandırın.
Görev 2. Aşağıdakileri açıklayın: a) basit ve karmaşık maddelerin bileşim açısından ne kadar farklı olduğu; 6) Sınıflandırmayı yaparken hangi kriterleri kullandınız?
Görev 3. Gözlemlerinize dayanarak maddelerin fiziksel özelliklerini tanımlayın.
Görevi tamamladıktan sonra çalışma kitabınızdaki verileri tablo şeklinde yazın. Çalışmanın sonunda sonuçları formüle edin.
|
maddeler |
maddeler |
Gözlemlere dayalı özelliklerin açıklaması |
|
|
Ametaller |
|||
Çeşitli maddeler. Maddelerin çeşitliliği, elementlerin atomlarının birbirleriyle birleşme yeteneği ile açıklanmaktadır. Hangi atomların, hangi miktarda ve nasıl birleştiklerine bağlı olarak birçok basit ve karmaşık madde oluşur (Şekil 44).
Pirinç. 44. Basit madde kükürt (a) ve karmaşık madde ametist (b)
Kimyasal elementlerden biraz daha basit maddeler vardır - 400, çünkü zaten bildiğiniz gibi aynı element (Oksijen, Karbon, Fosfor, Kükürt) iki veya daha fazla madde oluşturabilir.
Çok daha karmaşık maddeler bilinmektedir (neredeyse 20 milyon). Bu, molekülü Hidrojen ve Oksijen, karbondioksit - Karbon ve Oksijen, sofra tuzu - Sodyum ve Klor içeren sudur. Bu maddelerin bileşimi yalnızca iki element içerir - bunlar ikili bileşiklerdir. Ancak maddelerin önemli bir kısmı üç veya daha fazla elementten oluşur. Dolayısıyla glikoz üç element içerir: Karbon, Hidrojen ve Oksijen ve kabartma tozu dört element içerir: Sodyum, Hidrojen, Karbon ve Oksijen.
Tüm organik maddeler karmaşık olarak sınıflandırılır. Ek olarak, büyük endüstriyel ve evsel amaçlara sahip olan sentetik ve yapay bileşiklerin çıkarılmasına yönelik bir endüstri de bulunmaktadır.
Doğa tarihi dersinizden hangi maddelerin inorganik ve organik olarak adlandırıldığını hatırlayın. İnorganik ve organik bileşiklere örnekler veriniz.
Normal koşullar altında (sıcaklık 0 °C, basınç 101,3 kPa), maddeler üç toplanma halindedir: sıvı (su, yağ, alkol), katı (çinko, demir, kükürt, fosfor, karbon, bakır) ve gaz halinde (hidrojen, oksijen, ozon, nitrojen, karbon dioksit, inert gazlar).
ÖĞRENDİKLERİMİZİ ÖZETLEYELİM
Maddeler basit ve karmaşık olarak ikiye ayrılır.
Karmaşık maddeler iki veya daha fazla kimyasal elementten oluşur. Basit olanlardan çok daha fazlası var.
Her basit ve karmaşık madde belirli özelliklerle, yani benzerliklerinin ve farklılıklarının tanımlanabileceği işaretlerle karakterize edilir.
Karmaşık maddeler organik ve inorganik kökenlidir.
Maddelerin çeşitliliği, elementlerin atomlarının birbirleriyle birleşme yeteneği ile açıklanmaktadır.
BİLGİYİ KONTROL ETME GÖREVLERİ
1. “Molekül”, “basit madde”, “karmaşık madde”, “kimyasal bileşik” kavramlarının ne anlama geldiğini açıklayınız.
2. Örnekler verin: a) basit ve karmaşık maddeler; b) organik ve inorganik maddeler.
3. “Kimyasal bileşik” ve “maddelerin karışımı” kavramlarının aynı olup olmadığını gerekçelendirin.
4. Aşağıdakilerin fiziksel özelliklerini tanımlayın: a) şeker; b) su; c) yağlar.
5. Neden basit maddelerden daha karmaşık maddelerin bulunduğunu gerekçelendirin.
6. Maddelerin insan yaşamı ve sağlığı açısından önemi konusunda kendi düşüncenizi ifade edin.
BİLMEK İLGİNÇ
İngiliz kimyager G. Davy, elektroliz yoluyla sodyum, potasyum, kalsiyum, stronsiyum, baryum ve magnezyum metallerini serbest halde izole eden ilk kişiydi. Bu çalışmalar, projektörler, deniz fenerleri vb. için güçlü lambaların üretiminin temelini attı. Daha sonra bilim adamı, pille çalışan bir lambayla değiştirilene kadar tüm dünyada kullanılan güvenli bir madenci lambası yarattı.
Maria Sklodowska-Curie (1867-1934) - Fransız fizikçi ve kimyager, öğretmen, halk figürü. Bilim ona iki radyoaktif elementin (Polonyum ve Radyum) keşfini ve çalışmasını borçludur. Radyum elementinin keşfi cilt kanserini tedavi etmek için bir yöntem başlattı. Çalışmalarından dolayı, Zakopane'de bir sanatoryum ve Varşova'daki (Polonya) Radyoloji Enstitüsü'nün inşası için bağışladığı iki Nobel Ödülü'ne layık görüldü.
Kimya doğa bilimlerine aittir. Maddelerin bileşimini, yapısını, özelliklerini ve dönüşümlerini ve bu dönüşümlere eşlik eden olayları inceliyor.
Madde maddenin temel varoluş biçimlerinden biridir. Maddenin bir biçimi olarak madde, değişen karmaşıklık derecelerine sahip bireysel parçacıklardan oluşur ve sözde kendi kütlesine sahiptir.
dinlenme kütlesi.
Basit ve karmaşık maddeler. Allotropi.
Tüm maddeler ikiye ayrılabilir basit Ve karmaşık .
Basit maddeler bir kimyasal elementin atomlarından oluşur, karmaşık - çeşitli kimyasal elementlerin atomlarından.
Kimyasal element - bu aynı nükleer yüke sahip belirli bir atom türüdür. Buradan, atom bir kimyasal elementin en küçük parçacığıdır.
Konsept basit madde kavramıyla özdeşleştirilemez.
kimyasal element . Bir kimyasal element, atom çekirdeğinin belirli bir pozitif yükü, izotopik bileşimi ve kimyasal özellikleri ile karakterize edilir. Bir elementin özellikleri onun bireysel atomlarına atıfta bulunur. Basit bir madde belirli bir yoğunluk, çözünürlük, erime ve kaynama noktaları vb. ile karakterize edilir. Bu özellikler bir atom topluluğuyla ilgilidir ve farklı basit maddeler için farklıdır.
Basit madde - bu, kimyasal bir elementin serbest halde bulunma şeklidir. Birçok kimyasal element, yapı ve özellik bakımından farklılık gösteren birkaç basit madde oluşturur. Bu fenomene denir allotropi ve oluşturucu maddeler allotropik modifikasyonlar . Böylece, oksijen elementi iki allotropik modifikasyon oluşturur - oksijen ve ozon, karbon elementi - elmas, grafit, karbin, fulleren.
Allotropi fenomeni iki nedenden kaynaklanır: moleküldeki farklı sayıda atom (örneğin oksijen). HAKKINDA 2 ve azon HAKKINDA 3 ) veya çeşitli kristal formların oluşumu (örneğin, karbon aşağıdaki allotropik modifikasyonları oluşturur: elmas, grafit, karabina, fulleren), karabina 1968'de keşfedildi (A. Sladkov, Rusya) ve fulleren teorik olarak 1973'te keşfedildi (D) . Bochvar, Rusya) ve 1985'te - deneysel olarak (G. Kroto ve R. Smalley, ABD).
Karmaşık maddeler Basit maddelerden değil kimyasal elementlerden oluşurlar. Böylece suyun bir parçası olan hidrojen ve oksijen, karakteristik özellikleriyle gaz halindeki hidrojen ve oksijen formunda değil, formda bulunur. elementler - hidrojen ve oksijen.
Moleküler yapıya sahip maddelerin en küçük parçacığı, belirli bir maddenin kimyasal özelliklerini koruyan bir moleküldür. Modern kavramlara göre moleküller esas olarak sıvı ve gaz halindeki maddelerden oluşur. Çoğu katı (çoğunlukla inorganik) moleküllerden değil, diğer parçacıklardan (iyonlar, atomlar) oluşur. Tuzlar, metal oksitler, elmas, metaller vb. moleküler bir yapıya sahip değildir.
Göreceli atomik kütle
Modern araştırma yöntemleri, son derece küçük atom kütlelerinin daha yüksek doğrulukla belirlenmesini mümkün kılar. Örneğin bir hidrojen atomunun kütlesi 1,674 10 -27 kg, karbon – 1,993 10 -26 kilogram.
Kimyada geleneksel olarak atom kütlelerinin mutlak değerleri değil, göreceli değerleri kullanılır. 1961'de atom kütlesi birimi kabul edildi Atomik kütle birimi (kısaltılmış a.u.m.), yani 1/12 bir karbon izotop atomunun kütlesinin bir kısmı 12 İLE.
Çoğu kimyasal elementin farklı kütlelere (izotoplara) sahip atomları vardır. Bu yüzden Göreceli atomik kütle (veya sadece atom kütlesi) A R Bir kimyasal elementin değeri, elementin bir atomunun ortalama kütlesinin oranına eşit bir değerdir. 1/12 karbon atomu kütlesi 12 İLE.
Elementlerin atom kütleleri şu şekilde gösterilir: A R, nerede indeks R– İngilizce bir kelimenin baş harfi akraba - akraba. Gönderiler A R (H), bir R (Ö) A R (C) ortalama: hidrojenin bağıl atom kütlesi, oksijenin bağıl atom kütlesi, karbonun bağıl atom kütlesi.
Bağıl atom kütlesi, bir kimyasal elementin temel özelliklerinden biridir.
Basit maddeler ve sınıflandırılması Önceki paragraflardaki materyali incelerken bazı maddelerle zaten tanıştınız. Örneğin, bir hidrojen gazı molekülü, hidrojen kimyasal elementinin iki atomundan oluşur - H + H = H2. Basit maddeler aynı cins atomları içeren maddelerdir Bildiğiniz basit maddeler şunları içerir: oksijen, grafit, kükürt, nitrojen, tüm metaller: demir, bakır, alüminyum, altın vb. Kükürt yalnızca kükürt kimyasal elementinin atomlarından oluşurken, grafit karbon kimyasal elementinin atomlarından oluşur. Kavramlar arasında net bir ayrım yapmak gerekiyor "kimyasal element" Ve "Basit mesele". Örneğin elmas ve karbon aynı şey değildir. Karbon kimyasal bir elementtir ve elmas, karbon kimyasal elementinin oluşturduğu basit bir maddedir. Bu durumda kimyasal element (karbon) ile basit madde (elmas) farklı şekilde adlandırılır. Genellikle bir kimyasal element ve ona karşılık gelen basit madde aynı şekilde adlandırılır. Örneğin, oksijen elementi basit bir madde olan oksijene karşılık gelir. Bir elementten nerede bahsettiğimizi ve bir maddeden nerede bahsettiğimizi ayırt etmeyi öğrenmek gerekir! Mesela oksijenin suyun bir parçası olduğunu söylediklerinde oksijen elementinden bahsediyoruz. Oksijenin nefes almak için gerekli bir gaz olduğunu söylediklerinde basit bir madde olan oksijenden bahsediyoruz. Kimyasal elementlerin basit maddeleri iki gruba ayrılır - metaller ve metal olmayanlar. Metaller ve metal olmayanlar fiziksel özellikleri bakımından radikal biçimde farklıdır. Cıva hariç tüm metaller normal koşullar altında katı maddelerdir. tek sıvı metal. Metaller opaktır ve karakteristik bir metalik parlaklığa sahiptir. Metaller sünektir ve ısıyı ve elektriği iyi iletir. Ametaller fiziksel özellikleri bakımından birbirine benzemez. Yani hidrojen, oksijen, nitrojen gaz, silikon, kükürt, fosfor katıdır. Metal olmayan tek sıvı, kahverengimsi kırmızı bir sıvı olan bromdur. Bor kimyasal elementinden astatin kimyasal elementine geleneksel bir çizgi çizerseniz, Periyodik Sistemin uzun versiyonunda çizginin üstünde ve altında metalik olmayan elementler vardır - metal. Periyodik Tablonun kısa versiyonunda bu çizginin altında metalik olmayan elementler, üstünde ise hem metalik hem de metalik olmayan elementler bulunmaktadır. Bu, Periyodik Tablonun uzun versiyonunu kullanarak bir elementin metalik mi yoksa metalik olmayan mı olduğunu belirlemenin daha uygun olduğu anlamına gelir. Bu ayrım keyfidir, çünkü tüm elementler şu veya bu şekilde hem metalik hem de metalik olmayan özellikler sergiler, ancak çoğu durumda bu dağılım gerçeğe karşılık gelir.
Karmaşık maddeler ve sınıflandırılması
Basit maddelerin bileşimi yalnızca bir tür atom içeriyorsa, karmaşık maddelerin bileşiminin en az iki olmak üzere birçok farklı türde atom içereceğini tahmin etmek kolaydır. Karmaşık bir maddeye örnek, kimyasal formülünü bildiğiniz sudur; H2O. Su molekülleri iki tür atomdan oluşur: hidrojen ve oksijen. Karmaşık maddeler- çeşitli türde atomlar içeren maddeler Aşağıdaki deneyi yapalım. Kükürt ve çinko tozlarını karıştırın. Karışımı metal bir levha üzerine yerleştirin ve tahta bir meşale kullanarak ateşe verin. Karışım tutuşur ve parlak bir alevle hızla yanar. Kimyasal reaksiyonun tamamlanmasından sonra kükürt ve çinko atomlarını içeren yeni bir madde oluştu. Bu maddenin özellikleri, başlangıç maddelerinin (kükürt ve çinko) özelliklerinden tamamen farklıdır. Karmaşık maddeler genellikle iki gruba ayrılır: inorganik maddeler ve türevleri ile organik maddeler ve türevleri.Örneğin kaya tuzu inorganik bir maddedir, patatesin içerdiği nişasta ise organik bir maddedir.Maddelerin yapı türleri
Maddeleri oluşturan taneciklerin türüne göre maddeler maddelere ayrılır. Moleküler ve moleküler olmayan yapı. Madde çeşitli yapısal parçacıklar içerebilir, atomlar, moleküller, iyonlar gibi. Sonuç olarak üç tür madde vardır: atomik, iyonik ve moleküler yapıya sahip maddeler. Farklı yapıdaki maddeler farklı özelliklere sahip olacaktır.Atomik yapıya sahip maddeler
Atomik yapıdaki maddelere bir örnek, karbon elementinin oluşturduğu maddelerdir: grafit ve elmas. Bu maddeler yalnızca karbon atomları içerir ancak bu maddelerin özellikleri çok farklıdır. Grafit– gri-siyah renkli, kırılgan, kolayca eksfoliye olan bir madde. Elmas– şeffaf, gezegendeki en sert minerallerden biri. Aynı cins atomdan oluşan maddeler neden farklı özelliklere sahiptir? Her şey bu maddelerin yapısıyla ilgili. Grafit ve elmastaki karbon atomları farklı şekillerde bir araya gelir. Atomik yapıya sahip maddeler yüksek kaynama ve erime noktalarına sahiptirler, genellikle suda çözünmezler ve uçucu değildirler. Kristal kafes - bir kristalin yapısını analiz etmek için sunulan yardımcı bir geometrik görüntüMoleküler yapının maddeleri
Moleküler yapının maddeleri– Bunların neredeyse tamamı sıvı ve çoğu gaz halindeki maddelerdir. Kristal kafesi moleküller içeren kristal maddeler de vardır. Su moleküler yapıya sahip bir maddedir. Buzun da moleküler bir yapısı vardır, ancak sıvı sudan farklı olarak tüm moleküllerin kesin bir şekilde düzenlendiği kristal bir kafese sahiptir. Moleküler yapıya sahip maddeler düşük kaynama ve erime noktalarına sahiptir, genellikle kırılgandır ve elektriği iletmezler.İyonik yapının maddeleri
İyonik yapıya sahip maddeler katı kristalli maddelerdir. İyonik bileşik maddenin bir örneği sofra tuzudur. Kimyasal formülü NaCl'dir. Gördüğümüz gibi NaCl iyonlardan oluşuyor Na+ ve Cl⎺, kristal kafesin belirli yerlerinde (düğümlerinde) dönüşümlü olarak. İyonik yapıya sahip maddeler yüksek erime ve kaynama noktalarına sahiptir, kırılgandır, genellikle suda yüksek oranda çözünür ve elektrik akımını iletmez. “Atom”, “kimyasal element” ve “basit madde” kavramlarını birbirine karıştırmamak gerekir.- "Atom"– belirli bir kavram, çünkü atomlar gerçekten var.
- "Kimyasal element"– bu kolektif, soyut bir kavramdır; Doğada bir kimyasal element, serbest veya kimyasal olarak bağlı atomlar, yani basit ve karmaşık maddeler şeklinde bulunur.
Karmaşık maddeler ayırt edilmelidir karışımlar aynı zamanda farklı unsurlardan oluşan. Karışımın bileşenlerinin niceliksel oranı değişken olabilir, ancak kimyasal bileşikler sabit bir bileşime sahiptir. Örneğin, bir bardak çaya bir veya birkaç kaşık şeker ve sakaroz molekülleri ekleyebilirsiniz. С12Н22О11 tam olarak içerir 12 karbon atomu, 22 hidrojen atomu ve 11 oksijen atomu. Böylece bileşiklerin bileşimi tek bir kimyasal formülle açıklanabilir ve bileşim karışım yok. Karışımın bileşenleri fiziksel ve kimyasal özelliklerini korur. Örneğin demir tozunu kükürtle karıştırırsanız iki maddenin karışımı oluşur. Bu karışımdaki hem kükürt hem de demir özelliklerini korur: demir bir mıknatıs tarafından çekilir ve kükürt su tarafından ıslanmaz ve yüzeyinde yüzer. Kükürt ve demir birbiriyle reaksiyona girerse aşağıdaki formüle sahip yeni bir bileşik oluşur: FeS demir veya kükürt özelliklerine sahip olmayan, ancak kendine has özelliklere sahip olan. Bağlantıda FeS demir ve kükürt birbirine bağlı olduğundan, karışımları ayırmak için kullanılan yöntemlerle bunları ayırmak mümkün değildir. Böylece maddeler çeşitli parametrelere göre sınıflandırılabilir: Konuyla ilgili bir makaleden sonuçlar Basit ve karmaşık maddeler
- Basit maddeler- Aynı türden atomlar içeren maddeler
- Basit maddeler metaller ve metal olmayanlar olarak ikiye ayrılır
- Karmaşık maddeler- çeşitli türde atomlar içeren maddeler
- Karmaşık maddeler ikiye ayrılır organik ve inorganik
- Atomik, moleküler ve iyonik yapıya sahip maddeler vardır, özellikleri farklıdır
- Kristal hücre– kristal yapıyı analiz etmek için tanıtılan yardımcı bir geometrik görüntü
Önceki bölümde yalnızca aynı kimyasal elementin atomlarının değil, farklı elementlerin atomlarının da birbirleriyle bağ oluşturabileceği söylenmişti. Bir kimyasal elementin atomlarından oluşan maddelere basit maddeler, farklı kimyasal elementlerin atomlarından oluşan maddelere ise karmaşık maddeler denir. Bazı basit maddeler moleküler bir yapıya sahiptir; moleküllerden oluşur. Örneğin oksijen, azot, hidrojen, flor, klor, brom, iyot gibi maddeler moleküler bir yapıya sahiptir. Bu maddelerin her biri diatomik moleküllerden oluştuğu için formülleri sırasıyla O 2, N 2, H 2, F 2, Cl 2, Br 2 ve I 2 şeklinde yazılabilir. Gördüğünüz gibi basit maddeler kendilerini oluşturan elementlerle aynı adı taşıyabilir. Bu nedenle, kimyasal bir elementten bahsettiğimiz durumlar ile basit bir maddeden bahsettiğimiz durumlar arasında net bir ayrım yapılmalıdır.
Çoğu zaman basit maddeler moleküler değil atomik bir yapıya sahiptir. Bu tür maddelerde atomlar birbirleriyle çeşitli türlerde bağlar oluşturabilir, bu konu biraz sonra ayrıntılı olarak tartışılacaktır. Benzer bir yapıya sahip maddeler, örneğin demir, bakır, nikel gibi tüm metallerin yanı sıra bazı metal olmayanlardır - elmas, silikon, grafit vb. Bu maddeler genellikle yalnızca kimyasal elementin adının onun oluşturduğu maddenin adıyla çakışması ile değil, aynı zamanda maddenin formülünün aynı kaydı ve kimyasal elementin belirtilmesiyle de karakterize edilir. Örneğin Fe, Cu ve Si olarak adlandırılan demir, bakır ve silikon kimyasal elementleri, formülleri sırasıyla Fe, Cu ve Si olan basit maddeler oluşturur. Ayrıca hiçbir şekilde birbirine bağlı olmayan izole atomlardan oluşan küçük bir grup basit madde de vardır. Bu tür maddeler, son derece düşük kimyasal aktivitelerinden dolayı soy gazlar olarak adlandırılan gazlardır. Bunlar arasında helyum (He), neon (Ne), argon (Ar), kripton (Kr), ksenon (Xe), radon (Rn) bulunur.
Bilinen yalnızca 500 kadar basit madde olduğundan, mantıksal sonuç, birçok kimyasal elementin allotropi adı verilen bir olguyla karakterize edildiğidir.
Allotropi, bir kimyasal elementin birkaç basit madde oluşturabildiği bir olgudur. Bir kimyasal elementin oluşturduğu farklı kimyasal maddelere allotropik modifikasyonlar veya allotroplar denir.
Yani, örneğin, kimyasal element oksijen, biri kimyasal elementin adını taşıyan iki basit maddeyi oluşturabilir - oksijen. Bir madde olarak oksijen iki atomlu moleküllerden oluşur, yani. formülü O 2'dir. Yaşam için ihtiyaç duyduğumuz havanın bir parçası olan bu bileşiktir. Oksijenin başka bir allotropik modifikasyonu, formülü O3 olan triatomik gaz ozonudur. Hem ozon hem de oksijen aynı kimyasal elementten oluşmasına rağmen kimyasal davranışları çok farklıdır: ozon, aynı maddelerle reaksiyonlarda oksijenden çok daha aktiftir. Ayrıca bu maddeler, en azından ozonun moleküler ağırlığının oksijeninkinden 1,5 kat daha fazla olması nedeniyle fiziksel özellikler açısından birbirlerinden farklılık gösterir. Bu, gaz halindeki yoğunluğunun da 1,5 kat daha fazla olmasına yol açar.
Birçok kimyasal element, kristal kafesin yapısal özelliklerinde birbirinden farklı olan allotropik modifikasyonlar oluşturma eğilimindedir. Örneğin, Şekil 5'te, karbonun allotropik modifikasyonları olan elmas ve grafitin kristal kafeslerinin parçalarının şematik görüntülerini görebilirsiniz.
Şekil 5. Elmas (a) ve grafit (b) kristal kafeslerinin parçaları
Ayrıca karbonun moleküler bir yapısı da olabilir: Böyle bir yapı, fullerenler gibi bir madde türünde de gözlenir. Bu tür maddeler küresel karbon moleküllerinden oluşur. Şekil 6, karşılaştırma amacıyla bir c60 fulleren molekülünün ve bir futbol topunun 3 boyutlu modellerini göstermektedir. İlginç benzerliklerine dikkat edin.
Şekil 6. C60 fulleren molekülü (a) ve futbol topu (b)
Karmaşık maddeler, farklı elementlerin atomlarından oluşan maddelerdir. Tıpkı basit maddeler gibi moleküler ve moleküler olmayan bir yapıya sahip olabilirler. Karmaşık maddelerin moleküler olmayan yapısı, basit olanlardan daha çeşitli olabilir. Herhangi bir karmaşık kimyasal madde, basit maddelerin doğrudan etkileşimi veya bunların birbirleriyle etkileşimlerinin bir dizisi yoluyla elde edilebilir. Bir gerçeğin farkına varmak önemlidir: Hem fiziksel hem de kimyasal olarak karmaşık maddelerin özelliklerinin, elde edildikleri basit maddelerin özelliklerinden çok farklı olduğu. Örneğin, NaCl forumu içeren ve renksiz şeffaf kristaller olan sofra tuzu, metallerin karakteristik özelliklerine (parlaklık ve elektriksel iletkenlik) sahip bir metal olan sodyumun, sarı-yeşil bir gaz olan klor Cl2 ile reaksiyona sokulmasıyla elde edilebilir.
Sülfürik asit H2S04, basit maddelerden (hidrojen H2, kükürt S ve oksijen O2) bir dizi ardışık dönüşümle oluşturulabilir. Hidrojen, hava ile patlayıcı karışımlar oluşturan havadan hafif bir gazdır, kükürt yanabilen sarı bir katıdır ve oksijen, içinde birçok maddenin yanabileceği, havadan biraz daha ağır bir gazdır. Bu basit maddelerden elde edilebilen sülfürik asit, güçlü su uzaklaştırma özelliklerine sahip, ağır yağlı bir sıvıdır ve bu nedenle organik kökenli birçok maddeyi kömürleştirir.
Açıkçası, bireysel kimyasalların yanı sıra bunların karışımları da vardır. Çevremizdeki dünya öncelikle çeşitli maddelerin karışımlarından oluşur: metal alaşımları, yiyecekler, içecekler, etrafımızdaki nesneleri oluşturan çeşitli malzemeler.
Örneğin soluduğumuz havanın büyük bir kısmı bizim için hayati önem taşıyan nitrojen N2 (%78), oksijen (%21) ve geri kalan %1'lik kısım ise diğer gazların safsızlıklarından (karbon dioksit, soy gazlar vb.) .
Madde karışımları homojen ve heterojen olarak ikiye ayrılır. Homojen karışımlar, faz sınırları olmayan karışımlardır. Homojen karışımlar, alkol ve su karışımı, metal alaşımları, sudaki tuz ve şeker çözeltisi, gaz karışımları vb.'dir. Heterojen karışımlar, faz sınırına sahip olan karışımlardır. Bu tür karışımlar arasında kum ve su, şeker ve tuz karışımı, yağ ve su karışımı vb. yer alır.
Karışımları oluşturan maddelere bileşenler denir.
Basit maddelerin karışımları, bu basit maddelerden elde edilebilecek kimyasal bileşiklerin aksine, her bir bileşenin özelliklerini korur.