CI

Простые и сложные вещества

Другого ничего в природе нет
ни здесь, ни там, в космических глубинах:
все — от песчинок малых до планет —
из элементов состоит единых.
С.П. Щипачев, «Читая Менделеева»

Все вещества делятся на простые вещества, состоящие из атомов одного элемента (H2, O2, Cl2, P4, Na, Cu, Au), и сложные вещества, состоящие из атомов разных элементов (H2O, NH3, OF2, H2SO4, MgCl2, K2SO4).

# Простые вещества

Простые вещества — это вещества, состоящие из атомов одного элемента.

Простые вещества могут иметь молекулярное строение, когда атомы одного элемента (в некоторых простых веществах) соединяются друг с другом. Например:

  • водород H2;
  • кислород O2;
  • азот N2;
  • фтор F2;
  • хлор Cl2;
  • бром O2;
  • йод I2.

Все вышеперечисленные вещества состоят из двухатомных молекул. 

Внимание! Названия простых веществ совпадают с названиями элементов.

Другие простые вещества обладают атомным строением — состоят из атомов, имеющих определенные связи. Например, такие простые вещества как металлы (железо Fe, медь Cu, натрий Na и др.) и определенные неметаллы (углерод C, кремний Si и др.).

Также есть благородные газы — это простые вещества, состоящие из химически не связанных друг с другом атомов. К ним относятся гелий He, неон Ne, аргон Ar, криптон Kr, ксенон Xe, радон Rn.

# Аллотропия

Один элемент образовывает как минимум одно простое вещество. Способностью образовывать два и более простых веществ обладают некоторые элементы. Такое явление называют аллотропией. 

Аллотропия — это явление образования нескольких простых веществ одним элементом.

Способность одного элемента существовать в виде различных простых веществ, отличающихся по свойствам, называется аллотропией.

Простые вещества, образованные одним и тем же химическим элементом называются аллотропными видоизменениями (модификациями). Аллотропные модификации могут отличаться между собой составом молекул. Так, например, элемент кислород образует два простых вещества: 

  1. O2 — имеет такое же название кислород и состоит из двухатомных молекул;
  2. O3 — имеет собственное название озон и состоит из трехатомных молекул.
eielement-kislorod_w371.png

Важно! Кислород O2 и озоно O3 обладают различными физическими и химическими свойствами.

Аллотропные модификации могут быть и у твердых веществ, имеющих различные строения кристаллов. Например, аллотропные модификации углерода C — графит и алмаз.

Название элемента Аллотропная
форма		Пример простого вещества
Углерод С
строение графита
Графит
Углерод С
строение алмаза
алмаз

Многие химические элементы могут образовывать две и более аллотропные модификации, поэтому число известных простых веществ (около 400) значительно больше элементов из периодической системы Д.И. Менделеева.

# Сложные вещества

Сложные вещества — это вещества, состоящие из атомов разных элементов.

Примеров сложных веществ можно привести много: HCl, H2O, NaCl, CO2, H2SO4, Cu(NO3)2, C6H12O6 и т.д.

Другое название сложных веществ — химическое соединение. 

Важно! В химических соединениях свойства простых веществ из которых образуются эти соединения, не сохраняются. Свойства сложного вещества отличаются от свойств простых веществ, из которых оно образуется.

Возьмем к примеру NaCl (хлорид натрия). Это сложное вещество образовано из металлического натрия Na и газообразного хлора Cl2. Физические и химические свойства NaCl отличаются от свойств Na и Cl2.

Простые и сложные вещества

 

Итак, подытожим вышесказанное. Молекулы вещества бывают двух видов:

  1. Простые — молекулы таких веществ состоят из атомов одного вида. В химических реакциях не могут разлагаться с образованием нескольких более простых веществ.
  2. Сложные — молекулы таких веществ состоят из атомов разного вида. В химических реакциях могут разлагаться с образованием более простых веществ.

 

# Различие понятий «химический элемент» и «простое вещество»

Отличить понятия «химический элемент» и «простое вещество» можно при сравнении свойств простых и сложных веществ. Например, простое вещество — кислород — бесцветный газ, необходимый для дыхания, поддерживающий горение. Мельчайшая частица простого вещества кислорода — молекула, которая состоит из двух атомов. Кислород входит также в состав оксида углерода (угарный газ) и воды. Однако, в состав воды и оксида углерода входит химически связанный кислород, который не обладает свойствами простого вещества, в частности он не может быть использован для дыхания. Рыбы, например, дышат не химически связанным кислородом, входящим в состав молекулы воды, а свободным, растворенным в ней. Поэтому, когда речь идет о составе каких-либо химических соединений, следует понимать, что в эти соединения входят не простые вещества, а атомы определенного вида, то есть соответствующие элементы.

При разложении сложных веществ, атомы могут выделяться в свободном состоянии и соединяясь, образовывать простые вещества. Простые вещества состоят из атомов одного элемента. Различие понятий «химический элемент» и «простое вещество» подтверждается и тем, что один и тот же элемент может образовывать несколько простых веществ. Например, атомы элемента кислорода могут образовать двухатомные молекулы кислорода и трехатомные — озона. Кислород и озон — совершенно различные простые вещества. Этим объясняется тот факт, что простых веществ известно гораздо больше, чем химических элементов.

Пользуясь понятием «химический элемент», можно дать такое определение простым и сложным веществам:

Простыми называют такие вещества, которые состоят из атомов одного химического элемента.

Сложными называют такие вещества, которые состоят из атомов разных химических элементов.