Wat men eenvoudige stoffen noemt. Eenvoudige en complexe stoffen - Kennishypermarkt

Op basis van de basisbepalingen van de atoom- en moleculaire theorie is het mogelijk om definities te geven eenvoudige en complexe materie.

eenvoudige stoffen Stoffen die zijn opgebouwd uit atomen van één chemisch element worden genoemd.

Bijvoorbeeld:

O 2 , N 2 , S 8 .

complexe stoffenStoffen die zijn opgebouwd uit verschillende atomen heten chemische elementen.

Bijvoorbeeld:

H 2 O, H 2 SO 4, CuCl 2.

Opgemerkt moet worden dat een dergelijke complexe stof, zoals bijvoorbeeld water H 2 O, niet bestaat uit waterstof en zuurstof (dit zijn de namen van eenvoudige stoffen - waterstof - H 2 en zuurstof - O 2), maar uit atomen van het element waterstof - H en atomen van het element zuurstof - O.

Sommige chemische elementen kunnen verschillende eenvoudige stoffen vormen die qua structuur en eigenschappen van elkaar verschillen. Momenteel zijn er meer dan 400 eenvoudige stoffen bekend. Het element koolstof vormt dus eenvoudige stoffen: grafiet, diamant, carbine en fullereen. Bij de verbranding van elk van deze stoffen wordt alleen koolmonoxide (IV) CO 2 gevormd. Dit bevestigt dat deze eenvoudige stoffen zijn samengesteld uit atomen van hetzelfde element. VAN koolstof.

Het fenomeen waarbij hetzelfde element verschillende eenvoudige stoffen kan vormen, wordt genoemd allotropie, en de resulterende eenvoudige stoffen - allotrope modificaties.

Een voorbeeld van allotrope modificaties kunnen eenvoudige stoffen zijn - zuurstof OVER 2 en ozon OVER 3 , gevormd door atomen hetzelfde element, zuurstof.

Het fenomeen allotropie wordt veroorzaakt door twee redenen:

 een ander aantal atomen in een molecuul, bijvoorbeeld zuurstof O 2 en ozon O 3,

 verschillende structuur van het kristalrooster en de vorming van verschillende kristallijne vormen, bijvoorbeeld diamant, grafiet, karabijn en fullereen.

Het vermogen van een stof om deel te nemen aan bepaalde chemische reacties kenmerkt Chemische eigenschappen stoffen.

Chemische verschijnselen (processen) – Dit zijn de processen waarbij andere stoffen uit één stof worden gevormd.

Als als gevolg van het proces de chemische aard van de stof niet verandert, worden dergelijke processen in overweging genomen fysiek.

Veranderingen in de geaggregeerde toestand van een stof worden traditioneel beschouwd als voorbeelden van fysische processen: het smelten van ionische kristallen van sommige zouten, het smelten van metalen, de verdamping van water en andere vloeistoffen, enz.

Opgemerkt moet worden dat een dergelijk proces als ontbinding wordt overwogen fysiek en chemisch, en in dit geval zijn de grenzen tussen chemische en fysische verschijnselen nogal willekeurig.

Het is gebruikelijk om onderscheid te maken schoon ( chemisch zuivere) stoffen en mengsels stoffen.

Zuivere of individuele stoffen stoffen genoemd die bestaan ​​uit deeltjes van hetzelfde type (die dezelfde structurele eenheden bevatten).

Voorbeelden zijn zilver (met alleen zilveratomen), zwavelzuur en koolmonoxide (IV) (met alleen moleculen van de overeenkomstige stoffen).

Zuivere stoffen worden gekenmerkt door constantheid fysieke eigenschappen, bijvoorbeeld het smeltpunt ( t pl) en kookpunt ( t kip).

Een stof is niet zuiver als deze een hoeveelheid van een of meer andere stoffen bevat - onzuiverheden.

Als een systeem wordt gevormd door verschillende zuivere stoffen te mengen, en hun eigenschappen zijn niet veranderd, en het kan met behulp van fysieke methoden worden gescheiden in de oorspronkelijke stoffen, dan wordt zo'n systeem genoemd mengsel. Bodem, zeewater, lucht zijn allemaal voorbeelden van verschillende mengsels. Stoffen in een mengsel heten componenten. Het gehalte van de componenten in het mengsel kan binnen ruime grenzen variëren.

Veel mengsels kunnen worden gescheiden in samenstellende delen - componenten - op basis van het verschil in hun fysieke eigenschappen. Onder het grote aantal methoden dat wordt gebruikt om stoffen te scheiden en te zuiveren, zijn:

 filteren,

 bezinken gevolgd door decanteren,

 scheiden met behulp van een scheitrechter,

centrifugeren,

 Verdamping

 kristallisatie,

distillatie (inclusief gefractioneerde distillatie),

 chromatografie,

 sublimatie en anderen.

Opgemerkt moet worden dat in de praktijk de stoffen die "puur" worden genoemd, dit slechts voorwaardelijk zijn. Het zuiveren van stoffen is een moeilijke taak en het is praktisch onmogelijk om absoluut zuivere stoffen te verkrijgen die structurele eenheden van slechts één type bevatten.

§ 9. Eenvoudige en complexe stoffen

Door dit onderwerp onder de knie te krijgen, kunt u:

Maak onderscheid tussen de begrippen "eenvoudige stof" en "complexe stof", formules van eenvoudige en complexe stoffen;

Begrijp het concept van "chemische verbinding";

Geef voorbeelden van eenvoudige en complexe stoffen;

Beschrijf eenvoudig en complexe stoffen bij u bekend uit dagelijks gebruik;

Oordelen over een verscheidenheid aan stoffen.

De meeste atomen van chemische elementen hebben het vermogen om met elkaar of met atomen van andere chemische elementen te combineren. Als gevolg hiervan worden chemische verbindingen gevormd. Ongeacht de samenstelling van hun structurele deeltjes, zowel eenvoudige als complexe stoffen zijn chemische verbindingen, omdat er chemische bindingen tussen ontstaan.

Je hebt jezelf al vertrouwd gemaakt met de structuur van atomen van chemische elementen. Stoffen waarvan de bestanddelen atomen zijn, worden atomair genoemd.

Onder de hele verscheidenheid aan chemische verbindingen zijn er echter ook moleculaire stoffen. Integraal deel het zijn moleculen.

Moleculen zijn de kleinste deeltjes van een stof die zijn chemische eigenschappen behouden.

Een molecuul wordt beschouwd als de deelbaarheidsgrens van een stof. Als het wordt vernietigd, wordt de stof vernietigd. Kenmerkend voor moleculen is continue beweging.

Onthoud uit de cursus over natuurlijke historie welk fenomeen diffusie wordt genoemd.

Elk molecuul bestaat uit een bepaald aantal atomen van één of verschillende chemische elementen.

Onthoud uit de loop van de natuurlijke historie hoe stoffen zijn verdeeld naar samenstelling en herkomst.

Welke stoffen heten: a) eenvoudig; b) moeilijk? Geef enkele voorbeelden van eenvoudige en complexe stoffen die u in het dagelijks leven het meest gebruikt.

Eenvoudige stoffen zijn stoffen gevormd door één chemisch element.

Bijvoorbeeld, eenvoudige stoffen waterstof, zuurstof, stikstof gevormd in overeenstemming met de chemische elementen Waterstof, Zuurstof, Stikstof. De samenstelling van hun moleculen omvat twee onderling verbonden atomen van deze elementen (Fig. 41 a, 6, c).

Het element Zuurstof vormt onder bepaalde omstandigheden een andere eenvoudige stof - ozon, waarvan het molecuul drie atomen bevat (Fig. 41 d).

Rijst. 41. Modellen van moleculen van eenvoudige stoffen: a - waterstof; b - zuurstof; c - ozon; g - stikstof

Samengestelde stoffen zijn stoffen gevormd door twee of meer chemische elementen.

Complexe stoffen omvatten; water, suiker, zeep, zout, krijt, methaan (component natuurlijk gas), kooldioxide. De stoffen waaruit de cellen van levende organismen bestaan ​​(eiwitten, vetten en koolhydraten) zijn complex en bevatten voornamelijk koolstof-, zuurstof-, waterstof-, stikstof-, zwavel- en fosforatomen en hebben een moleculaire structuur.

Onthoud hoe u kunt bewijzen dat water een complexe stof is. Welke onderzoeksmethoden hebben wetenschappers gebruikt om de samenstelling van water te bepalen?

Figuur 42 toont modellen van methaan-, kooldioxide- en watermoleculen. Een methaanmolecuul bestaat uit één koolstofatoom en vier waterstofatomen, een koolstofdioxidemolecuul bestaat uit één koolstofatoom en twee zuurstofatomen, een watermolecuul bestaat uit één zuurstofatoom en twee waterstofatomen.

Rijst. 42. Modellen van moleculen van complexe stoffen: a - methaan; b - kooldioxide; c - water

Dus, afhankelijk van de samenstelling, worden stoffen ingedeeld in eenvoudig en complex. Het indelingsschema voor stoffen is weergegeven in figuur 43.

Rijst. 43. Indeling van stoffen

Eenvoudige stoffen: metalen en niet-metalen. Eenvoudige stoffen zijn verdeeld in twee groepen. Metalen elementen vormen metalen, niet-metalen elementen - niet-metalen. Ze onderscheiden zich door hun fysieke eigenschappen.

Onthoud met welke fysieke eigenschappen van stoffen u al vertrouwd bent geraakt. Noem ze.

Laten we naar de demonstraties gaan en monsters bekijken van eenvoudige stoffen van metalen en niet-metalen. Van de meest voorkomende metalen in de techniek, verschillende industrieën productie, het dagelijks leven met ijzer, zink, aluminium, koper, zilver, goud; van niet-metalen in het laboratorium zijn er zwavel, koolstof, rode fosfor, broom, jodium.

Besteed aandacht aan de aggregatietoestand van metalen en niet-metalen. Waarom denk je dat broom wordt bewaard in verzegelde ampullen?

De indeling van eenvoudige stoffen in metalen en niet-metalen is gebaseerd op hun fysische eigenschappen (tabel 2).

tafel 2

Fysische eigenschappen van eenvoudige stoffen

Niet-metalen zijn stoffen die voor het grootste deel uit moleculen bestaan. Moleculen van veel van hen zijn diatomisch. Er zijn echter ook polyatomaire moleculen: de al genoemde ozon, kristallijne zwavel - bevat acht atomen zwavel, witte fosfor- vier atomen van dit element. In eenvoudige stoffen gevormd door het element koolstof combineren de atomen in een bepaalde volgorde zonder moleculen te vormen.

Metalen zijn opgebouwd uit atomen van de corresponderende elementen. De namen van metalen vallen vaak samen met de namen van de metalen elementen waaruit ze bestaan. Bijvoorbeeld stoffen aluminium, zink, nikkel, chroom, magnesium gevormd door de overeenkomstige chemische elementen. De stof koper bestaat echter uit atomen van het element Cuprum, zilver - Argentum, goud - Aurum, kwik - Mercurius, ijzer - IJzer. De namen van niet-metalen, elementen en enkelvoudige stoffen vallen voor een klein aantal stoffen samen (tabel 3).

Tabel C

Namen van chemische elementen en eenvoudige stoffen

Labervaring 2

Kennismaking met monsters van eenvoudige en complexe stoffen

Opdracht 1. Denk goed na over de stoffen die je in banken krijgt. Lees de etiketten: H 2 O (water), S (zwavel), P (fosfor), Mg (magnesium), NaOH (natriumhydroxide), C (koolstof), Fe 3 O 4 (ferum (II, III) oxide) , Fe (ijzer), ZnO (zinkoxide), CaCO 3 (calciumcarbonaat), Al (aluminium), Zn (zink), CaO (calciumoxide), Na 2 CO 3 (natriumcarbonaat).

Verdeel deze stoffen in twee groepen: eenvoudig en complex. Eenvoudig stoffen indelen in metalen en niet-metalen.

Taak 2. Beschrijf: a) hoe eenvoudige en complexe stoffen verschillen in samenstelling; 6) op welke gronden heeft u ingedeeld.

Opdracht 3. Beschrijf de fysische eigenschappen van stoffen op basis van je waarnemingen.

Schrijf na het voltooien van de taak de gegevens in de werkmap op in de vorm van een tabel. Formuleer aan het einde van het werk conclusies.

Verscheidenheid aan stoffen. De verscheidenheid aan stoffen wordt verklaard door het vermogen van de atomen van elementen om met elkaar te combineren. Afhankelijk van welke atomen, in welke hoeveelheid en hoe ze zich combineren, ontstaan ​​er veel eenvoudige en complexe stoffen (Fig. 44).

Rijst. 44. Eenvoudige stof zwavel (a) en complexe stof amethist (b)

Er zijn iets meer eenvoudige stoffen dan chemische elementen - 400, omdat, zoals u al weet, hetzelfde element (zuurstof, koolstof, fosfor, zwavel) twee of meer stoffen kan vormen.

Er zijn veel complexere stoffen bekend (bijna 20 mil). Dit is water, waarvan de samenstelling van het molecuul waterstof en zuurstof, koolstofdioxide - koolstof en zuurstof, keukenzout - natrium en chloor omvat. De samenstelling van deze stoffen bevat slechts twee elementen - dit zijn binaire verbindingen. Een aanzienlijk aantal stoffen bestaat echter uit drie of meer elementen. Glucose bevat dus drie elementen: koolstof, waterstof en zuurstof, en frisdrank bevat vier elementen: natrium, waterstof, koolstof en zuurstof.

Verbindingen omvatten alle organische verbindingen. Bovendien is er een hele industrie voor de winning van synthetische en kunstmatige verbindingen, die een enorm industrieel en huishoudelijk doel hebben.

Onthoud uit de loop van de natuurlijke historie welke stoffen anorganisch, organisch worden genoemd. Geef voorbeelden van anorganische en organische verbindingen.

Bij normale omstandigheden(temperatuur 0 ° C, druk 101,3 kPa) stoffen zijn in drie aggregatietoestanden: vloeibaar (water, olie, alcohol), vast (zink, ijzer, zwavel, fosfor, koolstof, koper) en gasvormig (waterstof, zuurstof, ozon, stikstof, kooldioxide, inerte gassen).

SAMENVATTING GELEERD

Stoffen zijn onderverdeeld in eenvoudig en complex.

Verbindingen worden gevormd uit twee of meer chemische elementen. er zijn er veel meer dan simpele.

Elke eenvoudige en complexe stof wordt gekenmerkt door bepaalde eigenschappen, dat wil zeggen tekens waarmee men hun overeenkomsten en verschillen kan identificeren.

Verbindingen zijn van organische en anorganische oorsprong.

De verscheidenheid aan stoffen wordt verklaard door het vermogen van de atomen van elementen om met elkaar te combineren.

TAKEN VOOR KENNISCONTROLE

1. Leg uit wat de begrippen “molecuul”, “eenvoudige stof”, “complexe stof”, “chemische verbinding” betekenen.

2. Geef voorbeelden: a) eenvoudige en complexe stoffen; b) biologisch en anorganische stoffen.

3. Geef aan of de begrippen "chemische verbinding" en "mengsel van stoffen" identiek zijn.

4. Beschrijf de fysische eigenschappen van: a) suiker; b) water; wikkelen.

5. Leg uit waarom er complexere stoffen zijn dan eenvoudige.

6. Geef uw eigen mening over het belang van stoffen voor het leven en de gezondheid van de mens.

INTERESSANT OM TE WETEN

De Engelse chemicus G. Davy isoleerde voor het eerst in vrije toestand, door elektrolyse, de metalen natrium, kalium, calcium, strontium, barium en magnesium. Deze werken markeerden het begin van de fabricage van sterke lampen voor zoeklichten, vuurtorens, enz. Vervolgens creëerde de wetenschapper een veilige mijnlamp, die over de hele wereld werd gebruikt totdat deze werd vervangen door een gloeilamp met een batterij.

Sklodowska-Curie Maria (1867-1934) - Franse natuurkundige en scheikundige, leraar, publiek figuur. De wetenschap is hem de ontdekking en studie van twee verschuldigd radioactieve elementen- Polonia en Radium. De ontdekking van het element Radium begon zijn methode voor de behandeling van huidkanker. Voor haar werk kreeg ze twee Nobelprijzen, die ze schonk voor de bouw van een sanatorium in Zakopane en het Radiologisch Instituut in Warschau (Polen).

Alles om ons heen heeft zijn fysieke en Chemische aard. Wat wordt een stof genoemd en welke soorten zijn er? Het is een fysieke substantie met een specifieke chemische samenstelling. In het Latijn wordt het woord "substantie" aangeduid met de term Substantia, die ook vaak door wetenschappers wordt gebruikt. Waar staat het voor?

Tot op heden zijn er meer dan 20 miljoen verschillende stoffen bekend. Er zijn allerlei soorten gassen in de lucht, in de oceaan, zeeën en rivieren - water met mineralen en zouten. De vaste oppervlaktelaag van onze planeet bestaat uit talrijke rotsen. Een groot aantal verschillende stoffen is aanwezig in elk levend organisme.

Algemene concepten

IN moderne scheikunde een stof waarvan de definitie wordt opgevat als een rustmassa. Het bestaat uit elementaire deeltjes of quasideeltjes. Een integraal kenmerk van elke stof is zijn massa. Bij relatief lage dichtheden en temperaturen komen in de regel elementaire deeltjes zoals elektronen, neutronen en protonen het vaakst voor in de samenstelling ervan. De laatste twee zijn atoomkernen. Al deze elementaire deeltjes vormen stoffen als moleculen en kristallen. In wezen bestaat hun atomaire substantie (atomen) uit elektronen, protonen en neutronen.

Vanuit het oogpunt van biologie is 'substantie' het concept van materie dat de weefsels van alle organismen vormt. Het maakt deel uit van de organellen die in cellen worden aangetroffen. In algemene zin is 'substantie' een vorm van materie waaruit alle fysieke lichamen zijn gevormd.

Materie eigenschappen

De eigenschappen van een stof worden een reeks objectieve kenmerken genoemd die de individualiteit bepalen. Hiermee kunt u de ene stof van de andere onderscheiden. De meest karakteristieke fysische en chemische eigenschappen van een stof:

Dikte;

Kook- en smeltpunten;

Thermodynamische kenmerken;

Chemische eigenschappen;

Kristalstructuur waarden.

Alle vermelde parameters zijn niet-veranderende constanten. Omdat alle stoffen van elkaar verschillen, hebben ze bepaalde kenmerken.Wat wordt bedoeld met dit concept? De eigenschappen van een stof zijn de kenmerken ervan, bepaald door meting of waarneming, zonder deze om te zetten in een andere stof. De belangrijkste daarvan zijn:

Staat van aggregatie;

Kleur en glans;

De aanwezigheid van een geur;

Onoplosbaarheid of oplosbaarheid in water;

smelt- en kookpunt;

Dikte;

elektrische geleiding;

Warmtegeleiding;

Hardheid;

breekbaarheid;

Plastic.

Het wordt ook gekenmerkt door een fysieke eigenschap als vorm. Kleur, smaak, geur worden visueel en met behulp van de zintuigen bepaald. Fysische parameters zoals dichtheid, smelt- en kookpunten, elektrische geleidbaarheid worden berekend met behulp van: verschillende metingen. Informatie over de fysische eigenschappen van de meeste stoffen wordt gepresenteerd in speciale naslagwerken. Ze zijn afhankelijk van de geaggregeerde toestand van de stof. De dichtheid van water, ijs en stoom is dus totaal anders. Zuurstof is kleurloos in gasvormige toestand, maar blauw in vloeibare toestand. Door de verschillen in fysische eigenschappen zijn er veel stoffen te onderscheiden. Koper is dus het enige metaal dat een roodachtige tint heeft. Het smaakt gewoon zout. Om een ​​stof te definiëren, moet in de meeste gevallen rekening worden gehouden met een aantal van zijn bekende eigenschappen.

Relatie van concepten

Veel mensen verwarren de begrippen "chemisch element", "atoom", "eenvoudige stof". In feite verschillen ze van elkaar. Een atoom is dus een concreet concept, omdat het echt bestaat. Scheikundig element - abstracte (collectieve) definitie. In de natuur bestaat het alleen in de vorm van gebonden of vrije atomen. Met andere woorden, het is een eenvoudige of complexe stof. Elk chemisch element heeft zijn eigen symbool- teken (symbool). In sommige gevallen drukt het ook de samenstelling uit van een enkelvoudige stof (B, C, Zn). Maar vaak duidt dit symbool alleen een scheikundig element aan. Dit wordt duidelijk aangetoond door de formule van zuurstof. Dus O is gewoon een chemisch element, en de eenvoudige stof zuurstof wordt aangegeven met de formule O 2.

Er zijn nog andere verschillen tussen deze concepten. Het is noodzakelijk om onderscheid te maken tussen de kenmerken (eigenschappen) van eenvoudige stoffen, die een verzameling deeltjes zijn, en een chemisch element, dat een atoom van een bepaald type is. Er zijn ook enkele verschillen in de namen. Meestal is de aanduiding van een chemisch element en een eenvoudige stof hetzelfde. Er zijn echter uitzonderingen op deze regel.

Stof classificatie

Wat wordt een stof genoemd vanuit het oogpunt van de wetenschap? Het aantal verschillende stoffen is erg groot. Een natuurlijke stof, waarvan de definitie verband houdt met zijn natuurlijke oorsprong, kan organisch of anorganisch zijn. De mens heeft geleerd veel verbindingen kunstmatig te synthetiseren. De definitie van "stof" impliceert de indeling in eenvoudige (afzonderlijke) stoffen en mengsels. De houding ten opzichte van classificatie hangt af van hoeveel van hen erin zijn opgenomen.

De definitie van een eenvoudige stof begrijpt een abstract concept, wat een reeks atomen betekent die met elkaar zijn verbonden volgens bepaalde fysische en chemische wetten. Desondanks is de grens tussen het en het mengsel erg vaag, omdat sommige stoffen een variabele samenstelling hebben. Nog niet eens aangeboden. exacte formule. Omdat voor een eenvoudige stof alleen de uiteindelijke zuiverheid haalbaar is, blijft dit concept een abstractie. Met andere woorden, in elk van hen is er een mengsel van chemische elementen waarin één overheerst. Vaak heeft de zuiverheid van een stof direct invloed op de eigenschappen ervan. In algemene zin is een eenvoudige stof opgebouwd uit de atomen van één chemisch element. Een zuurstofgasmolecuul bevat bijvoorbeeld 2 identieke atomen (O 2).

Wat is een samengestelde stof? Zo'n chemische verbinding omvat verschillende atomen waaruit het molecuul bestaat. Het wordt soms een gemengde chemische stof genoemd. Complexe stoffen zijn mengsels waarvan de moleculen zijn gevormd uit atomen van twee of meer elementen. Dus in een watermolecuul zit bijvoorbeeld één zuurstofatoom en 2 waterstof (H 2 O). Het concept van een complexe stof komt overeen met een molecuul dat verschillende chemische elementen bevat. Er zijn veel meer van dergelijke stoffen dan eenvoudige. Ze kunnen natuurlijk en kunstmatig zijn.

Eenvoudig en waarvan het concept tot op zekere hoogte voorwaardelijk is, verschillen in hun eigenschappen. Zo wordt titanium bijvoorbeeld pas sterk als het voor minder dan een honderdste procent is bevrijd van zuurstofatomen. Complexe en eenvoudige materie chemische definitie die een beetje moeilijk waar te nemen is, kan van twee soorten zijn: anorganisch en organisch.

anorganische stoffen

Anorganisch zijn alle chemische verbindingen die geen koolstof bevatten. Deze groep omvat ook enkele stoffen die dit element bevatten (cyaniden, carbonaten, carbiden, koolstofoxiden en verschillende andere stoffen). Ze hebben geen skelet dat kenmerkend is voor organische stoffen. Iedereen kan een stof noemen volgens de formule dankzij het periodiek systeem van Mendelejev en de school scheikundecursus. Ze zijn allemaal gemarkeerd met Latijnse letters. Hoe wordt in dit geval de stof genoemd? Alle anorganische stoffen zijn onderverdeeld in de volgende groepen:

Enkelvoudige stoffen: metalen (Mg, Na, Ca); niet-metalen (P, S); edelgassen (He, Ar, Xe); amfotere stoffen (Al, Zn, Fe);

Complex: zouten, oxiden, zuren, hydroxiden.

organisch materiaal

De definitie van organische stof is vrij eenvoudig. Deze stoffen omvatten chemische verbindingen die koolstof bevatten. Deze klasse van stoffen is de meest uitgebreide. Toegegeven, er zijn uitzonderingen op deze regel. Organische stoffen zijn dus niet: koolstofoxiden, carbiden, carbonaten, koolzuur, cyaniden en thiocyanaten.

Het antwoord op de vraag "naam omvat hele regel complexe verbindingen. Deze omvatten: aminen, amiden, ketonen, anhydriden, aldehyden, nitrillen, carbonzuren, organozwavelverbindingen, koolwaterstoffen, alcoholen, ethers en esters, aminozuren.

De belangrijkste klassen van biologische organische stoffen omvatten lipiden, eiwitten, nucleïnezuren, koolhydraten. Ze hebben, naast koolstof, in hun samenstelling waterstof, zuurstof, fosfor, zwavel, stikstof. Welk soort karaktereigenschappen in organische stof? Hun diversiteit en diversiteit van structuur wordt verklaard door de eigenaardigheden van koolstofatomen, die sterke bindingen kunnen vormen wanneer ze in ketens zijn verbonden. Dit resulteert in zeer stabiele moleculen. De koolstofatomen vormen een zigzagketen, dat is karakteristieke eigenschap organische stoffen. In dit geval heeft de structuur van moleculen rechtstreeks invloed op de chemische eigenschappen. Koolstof in organisch materiaal kunnen worden gecombineerd in open en cyclische (gesloten) circuits.

geaggregeerde staten

De definitie van "stof" in de chemie geeft geen gedetailleerd concept van zijn aggregatietoestand. Ze verschillen in de rol die de interactie van moleculen speelt in hun bestaan. Er zijn 3 toestanden van materie:

Een vaste stof waarin de moleculen nauw met elkaar verbonden zijn. Er is een sterke aantrekkingskracht tussen hen. In vaste toestand kunnen de moleculen van een stof niet vrij bewegen. Ze kunnen alleen oscillerende bewegingen maken. Hierdoor behouden vaste stoffen perfect hun vorm en volume.

Vloeistof, waarin de moleculen vrijer zijn en van de ene plaats naar de andere kunnen bewegen. Dankzij deze eigenschappen kan elke vloeistof de vorm aannemen van een vat en stromen.

Gasvormig, waarin de elementaire materiedeeltjes vrij en willekeurig bewegen. Moleculaire bindingen in deze toestand zijn zo zwak dat ze ver uit elkaar kunnen liggen. In gasvormige toestand kan de stof grote volumes vullen.

Met water als voorbeeld is het heel gemakkelijk om het verschil tussen ijs, vloeistof en damp te begrijpen. Al deze aggregatietoestanden behoren niet tot de individuele kenmerken van een chemische stof. Ze komen alleen overeen met de bestaanstoestanden van een stof die afhankelijk zijn van externe fysieke omstandigheden. Daarom is het onmogelijk om het attribuut vloeistof ondubbelzinnig toe te schrijven aan water. Wanneer externe omstandigheden veranderen, gaan veel chemicaliën van de ene aggregatietoestand naar de andere. Tijdens dit proces worden tussenliggende (grens)typen ontdekt. De bekendste hiervan is de amorfe toestand, glazig genoemd. Een dergelijke definitie van "substantie" in de chemie wordt geassocieerd met zijn structuur (vertaald uit het Grieks amorphos - vormloos).

In de natuurkunde wordt nog een aggregatietoestand beschouwd, plasma genaamd. Het is volledig of gedeeltelijk geïoniseerd en wordt gekenmerkt door dezelfde dichtheid van negatieve en positieve ladingen. Met andere woorden: plasma is elektrisch neutraal. Deze toestand van materie treedt alleen op bij extreem hoge temperaturen. Soms bereiken ze duizenden kelvin. In sommige van zijn eigenschappen is plasma het tegenovergestelde van gas. De laatste heeft een lage elektrische geleidbaarheid. Een gas bestaat uit deeltjes die op elkaar lijken. Ze ontmoeten elkaar echter zelden. Plasma heeft een hoge elektrische geleidbaarheid. Het bestaat uit elementaire deeltjes elektrische lading. Ze hebben voortdurend contact met elkaar.

Er zijn ook zulke tussenliggende toestanden van materie als een polymeer (zeer elastisch). In verband met de aanwezigheid van deze overgangsvormen gebruiken specialisten het begrip "fase" vaak ruimer. Onder bepaalde omstandigheden, heel anders dan de gebruikelijke, gaan sommige stoffen over in speciale toestanden, bijvoorbeeld supergeleidend en supervloeibaar.

Kristallen

Kristallen zijn vaste stoffen die de natuurlijke vorm van regelmatige veelvlakken hebben. Het is gebaseerd op hun interne structuur en hangt af van de rangschikking van de samenstellende atomen, moleculen en ionen. In de scheikunde wordt het een kristalrooster genoemd. Een dergelijke structuur is individueel voor elke stof, daarom is het een van de belangrijkste fysisch-chemische parameters.

De afstanden tussen de deeltjes waaruit de kristallen bestaan, worden roosterparameters genoemd. Ze worden bepaald met behulp van fysieke methoden van structurele analyse. Het is niet ongebruikelijk dat vaste stoffen meer dan één vorm van kristalrooster hebben. Dergelijke structuren worden polymorfe modificaties genoemd. Onder eenvoudige stoffen komen ruitvormige en monokliene vormen veel voor. Dergelijke stoffen omvatten grafiet, diamant, zwavel, die hexagonale en kubische modificaties van koolstof zijn. Deze vorm wordt ook opgemerkt in complexe stoffen, zoals kwarts, cristobaliet, tridymiet, die modificaties zijn van siliciumdioxide.

Stof als een vorm van materie

Ondanks het feit dat de begrippen "substantie" en "materie" qua betekenis heel dicht bij elkaar liggen, zijn ze niet volledig gelijkwaardig. Dit wordt door veel wetenschappers beweerd. Dus als ze de term 'materie' gebruiken, bedoelen ze meestal een ruwe, inerte en dode realiteit, onderworpen aan de overheersing van mechanische wetten. De definitie van "substantie" wordt meer begrepen als een materiaal dat door zijn vorm het idee van levensgeschiktheid en vorm oproept.

Tegenwoordig beschouwen wetenschappers materie als een objectieve realiteit die in de ruimte bestaat en in de tijd verandert. Het kan in twee vormen worden gepresenteerd:

De eerste heeft een golvend karakter. Het omvat gewichtloosheid, doorlaatbaarheid, continuïteit. Het kan met de snelheid van het licht reizen.

De tweede is corpusculair, met een rustmassa. Het bestaat uit elementaire deeltjes die verschillen in hun lokalisatie. Het is nauwelijks doorlatend of ondoordringbaar en kan zich niet voortplanten met de snelheid van het licht.

De eerste vorm van het bestaan ​​van materie wordt een veld genoemd, en de tweede - substantie. Ze hebben veel gemeen, want zelfs elektronen hebben de eigenschappen van een deeltje en een golf. Ze verschijnen op het niveau van de microkosmos. Daarom is de indeling in veld en stof erg handig.

Eenheid van materie en veld

Wetenschappers hebben lang vastgesteld dat hoe massiever en groter het elementaire deeltje materie, hoe scherper zijn individualiteit en afbakening wordt uitgedrukt. Tegelijkertijd is het contrast tussen materie en het veld, dat wordt gekenmerkt door continuïteit, duidelijker zichtbaar. Hoe kleiner de elementaire deeltjes van een stof, hoe kleiner de massa. In dit geval wordt het moeilijker om het te contrasteren met het veld. In verschillende microgolven verliest het over het algemeen zijn betekenis, omdat verschillende elementaire deeltjes quanta worden geëxciteerd door de toestanden van verschillende velden (elektromagnetisch - fotonen, nucleair - mesonen).

De eenheid van materie en veld en het ontbreken van een duidelijke grens daartussen komt tot uiting in het feit dat onder bepaalde omstandigheden deeltjes ontstaan ​​door het veld, en in andere gevallen omgekeerd. goed voorbeeld dit kan worden gediend door een fenomeen als annihilatie (het fenomeen van transformatie van elementaire deeltjes). Elk stoffelijk lichaam is een stabiel geheel, mogelijk door de verbinding van zijn elementen door velden.

Alles om ons heen bestaat uit een soort substantie. Afhankelijk van hun samenstelling kunnen ze eenvoudig of complex zijn. Maar wat betekent dit? Wat zijn eenvoudige stoffen? Welke eigenschappen hebben ze? Laten wij het uitzoeken.

Wat is een eenvoudige stof?

Verklaringen over stoffen kunnen het beste beginnen met het begrip "atoom". Dit is een microscopisch deeltje met een bepaalde grootte, massa en andere eigenschappen. Elk type atoom vertegenwoordigt een specifiek chemisch element. Maar op zichzelf kunnen ze niet in de natuur bestaan ​​en noodzakelijkerwijs combineren met andere atomen en stoffen vormen.

Wat zijn eenvoudige stoffen? Dit zijn structuren gevormd door atomen van één soort element. Onder normale omstandigheden zijn ze meestal vast, maar 11 ervan bevinden zich in gasvormige toestand en twee in vloeibare toestand. Afhankelijk van het type binding dat tussen atomen is gevormd, worden ze in tweeën verdeeld: grote groepen: metalen en niet-metalen.

Het is soms moeilijk te begrijpen wat eenvoudige stoffen zijn, omdat hun namen kunnen samenvallen met de namen van chemische elementen. Evenzo aangeduid als: zuurstof, ijzer, koper, zwavel, fosfor en anderen.

Eigenschappen van eenvoudige stoffen

De belangrijkste eigenschappen waarmee stoffen worden gekenmerkt:

• kleur;
• geur;
• hardheid/zachtheid;
• viscositeit;
• oplosbaarheid;
• thermische en elektrische geleidbaarheid;
• magnetische eigenschappen;
• smelt- en kookpunten, enz.

Veel eigenschappen van stoffen zijn afhankelijk van hoe en in welke hoeveelheid hun atomen zijn verbonden. In dit geval kan allotropie optreden. Dit is een fenomeen waarbij een simpele Chemische substantie bestaat in verschillende vormen of wijzigingen. Dus zuurstofatomen (O), die zich in een paar verenigen, vormen O 2 of zuurstofsubstantie - een transparante kleur, geurloos en smaakloos. Als drie atomen zich verenigen, wordt ozon of O 3 verkregen - een blauw gas met een scherpe specifieke geur.

Selenium, fosfor, waterstof, silicium, antimoon, tin, ijzer en andere stoffen hebben allotrope modificaties. Vormen kunnen in elkaar veranderen wanneer temperatuur of druk verandert. In dit geval zijn er omkeerbare overgangen, waarbij de stof kan terugkeren naar de vorige toestand, en onomkeerbare, waarbij terugkeer niet meer mogelijk is.

metalen

Eenvoudige stoffen metalen worden gekenmerkt door een aantal: gemeenschappelijke eigenschappen. Ze zijn min of meer van plastic, wat betekent dat ze kunnen worden gesmeed, uitgerekt en gebogen zonder te scheuren en te breken. De meeste plastic zijn goud, koper, zilver. Maar mangaan, zink of bismut breken onmiddellijk af onder mechanische belasting.

Metalen geleiden warmte en elektriciteit goed. Zilver is het beste in dit gebied, kwik en bismut zijn het slechtst. Overigens is kwik het enige metaal dat onder normale omstandigheden niet vast is. Het bevriest alleen bij een temperatuur van -39 ° C.

Andere vertegenwoordigers van deze groep van eenvoudige stoffen zijn aanvankelijk vast. Ze gaan in een vloeibare toestand (smelten) wanneer bepaalde temperaturen zijn meestal hoog. Dus francium smelt bij 27 ° C, lood - bij 1170 ° C, aluminium - bij 1554 ° C, indium - bij 156,6 ° C, en wolfraam heeft maar liefst 3410 ° C nodig.

Bijna alle metalen hebben een glans en een grijze kleur. Alleen hun tinten verschillen: in sommige is het donker en bijna mat, in andere is het zilverwit en erg glanzend. Er zijn natuurlijk uitzonderingen. Goud en cesium zijn bijvoorbeeld geel gekleurd, koper is roodachtig.

niet-metalen

Er zijn veel minder eenvoudige niet-metalen stoffen. Van de 118 bekende elementen vormen er slechts 22. Ook zijn er weinig overeenkomsten tussen deze stoffen. Ze zijn vooral verenigd door het feit dat ze niet tot metalen behoren en niet hun karakteristieke glans hebben (behalve jodium en grafiet).

Ze hebben allemaal moleculaire of atoom structuur. In het eerste geval kunnen niet-metalen gassen zijn (chloor, stikstof, waterstof, zuurstof), vaste lichamen(zwavel, fosfor, jodium) of vloeistoffen (broom). Hun atomen zijn stevig gebonden, maar hun moleculen niet. Daarom zijn dergelijke stoffen vluchtig, in vaste toestand smelten ze gemakkelijk en verkruimelen ze.

In het tweede geval worden ze gevormd door lange ketens van atomen. Hun deeltjes zijn zeer nauw met elkaar verbonden, dus de stof heeft hardheid, lage plasticiteit en vluchtigheid, hoge smelt- en kookpunten. Grafiet smelt bijvoorbeeld pas bij 3800°C, wat hoger is dan het vuurvaste metaal zelf.

Fluor

Fluor is een chemisch element op nummer 9. Als een eenvoudige stof is het een diatomisch gas (F 2) met een gelige tint. Het heeft een uitgesproken geur, die een beetje op chloor lijkt.

Fluor is het meest actieve niet-metaal. Het reageert met alle elementen behalve neon en helium. Het reageert ook met de meeste bestaande stoffen, die daarbij ontbranden of exploderen. Zelfs water in een met fluor gevulde atmosfeer begint te branden. Waterstof, gecombineerd met fluor, explodeert zelfs bij temperaturen onder het vriespunt.

Het element fluor komt voor in tandglazuur en botten van ons lichaam. We hebben het dagelijks nodig in een hoeveelheid van 2,5-3,5 mg. Fluorgas is echter zeer giftig en corrosief. Het kan irritatie van de slijmvliezen en tweedegraads brandwonden veroorzaken.

Zwavel

Het chemische element zwavel vertoont als eenvoudige stof ook niet-metalen eigenschappen. Het vormt een groot aantal allotrope modificaties, waarvan de belangrijkste zijn: monokliene, rhombische, plastic.

In de natuur komt het in een vrije vorm voor, dus een persoon is er al lang mee bekend. In deze staat vormt het zich vaak op plaatsen van vulkaanuitbarstingen en geothermische bronnen. Bovendien maakt het deel uit van veel mineralen, zoals pyriet.

Zwavel staat bij velen bekend als een lichtgele stof met een vettige glans en een hoge broosheid. Dit is monokliene zwavel, die vaak in poedervorm wordt geproduceerd. Wanneer dit poeder wordt verwarmd tot 160 °C, smelt het en krijgt het een donkerbruine kleur. Als het afkoelt, wordt het weer geel.

Als de gesmolten bruine massa in water wordt neergelaten, wordt plastische zwavel gevormd. Het ziet eruit als rubber of plasticine. In deze vorm is het perfect uitgerekt en gevormd. Na een paar dagen verandert het echter weer in monokliene zwavel, die broos is.

Bij hoge vulkanische temperaturen vormt de stof prachtige doorschijnende kristallen. Hun vorming duurt enkele duizenden jaren, dus ze worden zelden in de natuur gevonden.

Bij een hoge luchtvochtigheid kan gemalen zwavel spontaan ontbranden. Met chloraten, nitraten, oliën en vetten reageert het zeer heftig, ontbrandend of exploderend. Zwavel brandt goed in lucht en vormt een kleurloos zwaveldioxidegas met een scherpe geur.

Stoffen kunnen zijn samengesteld uit atomen van dezelfde of verschillende chemische elementen. Op basis hiervan zijn alle stoffen onderverdeeld in eenvoudig en complex.

Stoffen die uit atomen van één chemisch element bestaan, worden eenvoudig genoemd. Eenvoudige stoffen worden onderverdeeld in metalen (gevormd door metaalatomen: Na, K, Ca, Mg) en niet-metalen (gevormd door niet-metaalatomen H2, N2, O2, Cl2, F2, S, P, Si) volgens hun fysische en chemische eigenschappen.

Stoffen die bestaan ​​uit atomen van verschillende chemische elementen worden complexe stoffen genoemd. De belangrijkste klassen van complexe anorganische stoffen omvatten oxiden, basen, zuren en zouten.

Oxiden zijn binaire verbindingen (verbindingen bestaande uit twee chemische elementen), waaronder het element zuurstof in de oxidatietoestand -2.
Oxiden zijn onderverdeeld in basisch, amfoteer, zuur en niet-zoutvormend:
1. Basische oxiden worden gevormd door typische metaalatomen en zuurstofatomen. Bijvoorbeeld Na2O, CaO, LiO. Ze komen overeen met hydroxiden - basen.
2. Amfotere oxiden worden gevormd door overgangsmetaalatomen en zuurstofatomen. Bijvoorbeeld BeO, ZnO, Al2O3. Ze komen overeen met amfotere hydroxiden.
3. Zuuroxiden worden gevormd door niet-metaalatomen en zuurstofatomen. Bijvoorbeeld CO2, SiO2, N2O3, NO2, N2O5, P2O3, P2O5, SO2, SO3, Cl2O7, enz. Ze komen overeen met hydroxiden - zuren.
4. Niet-zoutvormende oxiden worden gevormd door niet-metaalatomen en zuurstof. Niet-zoutvormende oxiden omvatten 4 oxiden: CO, SiO, N2O, NO.

Basen zijn verbindingen die een metaal (of ammonium) kation en een of meer hydroxylgroepen bevatten. Bijvoorbeeld NaOH, Ca(OH)2, KOH, NH4OH.
Vooral oplosbare basen, die alkaliën worden genoemd, worden onderscheiden. Deze omvatten hydroxiden van alkali- en aardalkalimetalen.
Volgens het aantal hydroxylgroepen worden basen verdeeld in één-, twee- en driezure.

Amfotere hydroxiden worden gevormd door beryllium-, zink- of aluminiumkationen en hydroxide-anionen: Be(OH)2, Zn(OH)2, Al(OH)3.

Zuren zijn verbindingen die waterstofkationen en anionen van een zuur residu bevatten. Afhankelijk van het aantal waterstofkationen, worden zuren verdeeld in een-, twee- en driebasisch. Afhankelijk van de aanwezigheid van zuurstof in het zuurresidu worden zuren onderverdeeld in anoxisch en zuurstofhoudend.
HF - fluorwaterstofzuur (of fluorwaterstofzuur)
HCl - zoutzuur (of zoutzuur)
HBr - waterstofbromide
HI - joodwaterstof
H2S - zwavelzuur
HNO3 - salpeterzuur (komt overeen met het zuuroxide N2O5)
HNO2 - salpeterigzuur (komt overeen met het zuuroxide N2O3)
H2SO4 - zwavelzuur (komt overeen met zuuroxide SO3)
H2SO3 - zwaveligzuur (komt overeen met zuuroxide SO2)
H2CO3 - koolzuur (komt overeen met het zure oxide CO2)
H2SiO3 - kiezelzuur (komt overeen met het zuuroxide SiO2)
H3PO4 - fosforzuur (komt overeen met het zuuroxide P2O5).

Zouten zijn verbindingen die een metaal (of ammonium) kation en een anion van een zuurresidu bevatten.
Volgens de samenstelling van het zuur zijn onderverdeeld in:
1. Medium - bestaat uit een metaalkation en een zuurresidu - dit is het product van de volledige vervanging van zure waterstofatomen door metaal- (of ammonium)kationen. Bijvoorbeeld Na2SO4, K3PO4.
Zouten van fluorwaterstofzuur - fluoriden,
zouten van zoutzuur - chloriden,
zouten van waterstofbromide - bromiden,
zouten van joodwaterstof - jodiden,
zouten van waterstofzwavelzuur - sulfiden,
zouten van salpeterzuur - nitraten,
zouten van salpeterigzuur - nitrieten,
zouten van zwavelzuur - sulfaten,
zouten van zwaveligzuur - sulfieten,
zouten van koolzuur - carbonaten,
kiezelzuurzouten - silicaten,
zouten van fosforzuur - fosfaten.
2. Zure zouten - bestaan ​​uit een metaal (of ammonium) kation, een waterstofkation(en) en een anion van een zuurresidu - dit is het product van onvolledige vervanging van zure waterstofatomen door metaalkationen. Zure zouten kunnen alleen dibasische en tribasische zuren vormen. Het voorvoegsel hydro- (of digdigro) wordt toegevoegd aan de naam van het zout. Bijvoorbeeld NaHSO4 (natriumwaterstofsulfaat), KH2PO4 (kaliumdiwaterstoffosfaat).
3. Basische zouten - bestaan ​​uit een metaal (of ammonium) kation, hydroxydanion en een anion van een zuurresidu - dit is het product van onvolledige vervanging van de hydroxylgroepen van de base door zuurresiduen. Basische zouten kunnen slechts twee- en driezure basen vormen. Het voorvoegsel hydroxo- wordt toegevoegd aan de naam van het zout. (CuOH)2CO3 is bijvoorbeeld koper (II) hydroxocarbonaat.