鉄原子は、単純または複雑な物質です。 単純な物質と複雑な物質

すべての物質は単純なものと複雑なものに分けられます。

単体物質 - これらは 1 つの元素の原子から構成される物質です。

一部の単体物質では、同じ元素の原子が結合して分子を形成します。 このような単純な物質は、 分子構造。 これらには、 、 が含まれます。 これらすべての物質は二原子分子で構成されています。 (単体の名前は元素の名前と同じであることに注意してください。)

他の単体物質には、 原子構造、つまり、それらは特定の結合が存在する原子で構成されています。 このような単体の例としては、すべて (、など) および一部 (、など) があります。 これらの単体物質は、名前だけでなく式も元素記号と一致します。

という単体物質のグループもあります。 これらには、ヘリウム He、ネオン Ne、アルゴン Ar、クリプトン Kr、キセノン Xe、ラドン Rn が含まれます。 これらの単純な物質は、互いに結合していない原子で構成されています。

各元素は少なくとも 1 つの単体を形成します。 一部の元素は、1 つではなく 2 つ以上の単体を形成することがあります。 この現象は同素性と呼ばれます。

同素性 1つの元素によって複数の単体物質が形成される現象です。

同じ化学元素によって形成される異なる単体物質を同素体修飾と呼びます。

同素体修飾は、分子組成が互いに異なる場合があります。 たとえば、酸素という元素は 2 つの単体を形成します。 そのうちの 1 つは二原子分子 O 2 で構成されており、元素と同じ名前が付けられています。 別の単体物質は三原子の O 3 分子から構成されており、 固有名詞- オゾン。

酸素O 2 とオゾンO 3 は物理的性質が異なります。 化学的特性.

同素体修飾は、異なる結晶構造を持つ固体である可能性があります。 例としては、 同素体修飾カーボンC - ダイヤモンドとグラファイト。

多くの元素は 2 つ以上の同素体修飾を形成できるため、既知の単体物質の数 (約 400) は化学元素の数よりも大幅に多くなります。

複合物質- これらは、さまざまな元素の原子から構成される物質です。

複合物質の例: HCl、H 2 O、NaCl、CO 2、H 2 SO 4 など。

複雑な物質は、多くの場合、化合物と呼ばれます。 化合物では、これらの化合物が形成される単体の特性は保存されません。 複合物質の特性は、それが形成される単体物質の特性とは異なります。

たとえば、塩化ナトリウム NaCl は、金属ナトリウム Na と塩素ガス Cl という単純な物質から生成されます。NaCl の物理的および化学的特性は、Na および Cl 2 の特性とは異なります。

自然界には、原則として、純粋な物質は存在せず、物質の混合物が存在します。 で 実践的な活動通常、物質の混合物も使用します。 あらゆる混合物は 2 つまたは もっとと呼ばれる物質 混合成分.

たとえば、空気はいくつかの混合物です。 ガス状物質: 酸素 O 2 (21 体積%)、(78%) など。混合物は、多くの物質の溶液、いくつかの金属の合金などです。

物質の混合物には均質（均質）と不均質（異質）があります。

均一な混合物- これらは、成分間に界面が存在しない混合物です。

ガスの混合物 (特に空気) は均一です。 液体溶液(たとえば、砂糖を水に溶かした溶液)。

不均一混合物- これらは、成分が界面によって分離されている混合物です。

不均一には、固体の混合物（砂 + チョーク粉末）、互いに不溶な液体の混合物（水 + 油）、液体とそれに不溶な固体の混合物（水 + チョーク）が含まれます。

混合物と化合物の最も重要な違いは次のとおりです。

1. 混合物特性で 個々の物質（コンポーネント）は保持されます。
2. 混合物の組成は一定ではありません。

学校の化学の授業で扱うすべての物質は、通常、単純なものと複雑なものに分けられます。 単体物質とは、分子内に同じ元素の原子が含まれている物質のことです。原子状酸素 (O)、分子状酸素 (O2)、または単に酸素、オゾン (O3)、グラファイト、ダイヤモンドは、化学元素酸素と炭素を形成する単体の物質の例です。 複雑な物質は有機物と無機物に分けられます。 無機物質の中では、主に酸化物（または酸化物）、酸（酸素と酸素を含まない）、塩基（水溶性塩基はアルカリと呼ばれます）、塩の 4 つのクラスに分類されます。 非金属の化合物（酸素と水素を除く）は、これら 4 つのクラスには含まれません。これらを従来どおり「およびその他の複合物質」と呼びます。

単体物質は通常、金属、非金属、不活性ガスに分類されます。 金属には、d および f サブレベルが満たされているすべての化学元素が含まれます。これらは、第 4 周期の元素: Sc - Zn、第 5 周期の元素: Y - Cd、第 6 周期の元素: La - Hg、Ce です。 - Lu、第 7 ピリオドの Ac - Th - Lr。 残りの要素の中で Be から At まで線を引くと、左側と下には金属が、右側と上には非金属が存在します。 不活性ガスは周期表の第 8 族に位置します。 対角線上にある元素: Al、Ge、Sb、Po (およびその他のいくつか。Zn など) は、遊離状態では金属の特性を持ち、水酸化物は塩基と酸の両方の特性を持ちます。 両性水酸化物です。 したがって、これらの元素は金属と非金属の中間的な位置を占める金属-非金属と考えることができます。 したがって、化学元素の分類は、その水酸化物がどのような性質を持つかによって異なります。塩基性 - 金属であることを意味し、酸性 - 非金属、および両方 (条件に応じて) - 金属 - 非金属です。 正の酸化状態が最も低い化合物 (Mn+2、Cr+2) の同じ化学元素は顕著な「金属」特性を示し、正の酸化状態が最大の化合物 (Mn+7、Cr+6) は次のような特性を示します。典型的な非金属。 単体物質、酸化物、水酸化物、塩の関係をまとめた表を示します。

単純な物質と複雑な物質。 化学元素

原子と化学元素について

化学では「原子」や「分子」のほかに「元素」という概念がよく使われますが、これらの概念にはどのような共通点があり、どのように異なるのでしょうか。

化学元素 同じ種類の原子です。 したがって、たとえば、すべての水素原子は元素水素です。 すべての酸素原子と水銀原子は、それぞれ酸素と水銀の元素です。

現在、107 種類以上の原子、つまり 107 以上の化学元素が知られています。 「化学元素」「原子」「単体」という概念を区別する必要がある

単純な物質と複雑な物質

元素組成に応じて、1 つの元素の原子からなる単純物質 (H2、O2、Cl2、P4、Na、Cu、Au) と、異なる元素の原子からなる複合物質 (H2O、NH3、OF2、H2SO4) が区別されます。 、MgCl2、K2SO4)。

現在、115 の化学元素が知られており、それらは約 500 の単体物質を形成します。

自然金は単体です。

1 つの元素が性質の異なるさまざまな単体物質の形で存在できることを同素性といいます。 たとえば、元素酸素 O には、二酸素 O2 とオゾン O3c という 2 つの同素体形があります。 違う番号分子の中の原子。

元素炭素 C の同素体形態、つまりダイヤモンドとグラファイトは、結晶の構造が異なります。同素体には他にも理由があります。

炭素の同素体形態:

黒鉛：

ダイヤモンド：

複雑な物質は、化合物と呼ばれることがよくあります。たとえば、酸化水銀(II) HgO (単体の原子である水銀 Hg と酸素 O2 を結合することによって得られます)、臭化ナトリウム (単体の物質であるナトリウム Na と臭素 Br2 の原子を結合することによって得られます) などです。 。

それでは、以上をまとめてみましょう。 物質の分子には 2 つのタイプがあります。

1. 単純– そのような物質の分子は同じ種類の原子で構成されています。 で 化学反応分解していくつかの単純な物質を形成することはできません。

2.複雑な- そのような物質の分子は原子で構成されています 他の種類。 化学反応では、それらは分解してより単純な物質を形成することがあります。

「元素」と「単体」の概念の違い

「化学元素」と「単体」の概念は、単体物質と複雑な物質の性質を比較することで区別できます。 たとえば、単体の物質である酸素は、呼吸と燃焼の促進に必要な無色の気体です。 酸素単体の最小粒子は 2 つの原子からなる分子です。 一酸化炭素には酸素も含まれています（ 一酸化炭素）と水。 しかし、水と一酸化炭素には化学的に結合した酸素が含まれており、特に単体としての性質を持っておらず、呼吸には使用できません。 たとえば、魚は水分子の一部である化学結合酸素を呼吸せず、その中に溶けている遊離酸素を呼吸します。 だからこそ、いつ 私たちが話しているのは化合物の組成については、これらの化合物には単純な物質が含まれているのではなく、特定の種類の原子、つまり対応する元素が含まれていることを理解する必要があります。

複雑な物質が分解すると、原子が遊離状態で放出され、結合して単純な物質を形成することがあります。 単体物質は 1 つの元素の原子から構成されます。 「化学元素」と「単体」の概念の違いは、同じ元素が複数の単体を形成できるという事実によっても確認されます。 たとえば、酸素元素の原子は二原子酸素分子や三原子オゾン分子を形成する可能性があります。 酸素とオゾンは全く異なる単体の物質です。 これは、化学元素よりもはるかに多くの単純な物質が知られているという事実を説明しています。

「化学元素」の概念を使用すると、単純な物質と複雑な物質に次の定義を与えることができます。

単純 1 つの化学元素の原子から構成される物質です。

複雑なさまざまな化学元素の原子から構成される物質と呼ばれます。

「混合物」と「化合物」の概念の違い

複雑な物質は、多くの場合、化合物と呼ばれます。

リンクをたどって、鉄と硫黄という単体物質の相互作用の体験をご覧ください。

次の質問に答えてみてください。

1. 混合物は組成において化合物とどのように異なりますか?

2. 混合物と化合物の特性を比較しますか?

3. 混合物と化合物の成分を分離するにはどのような方法がありますか?

4. 混合物または化合物の形成を外部の兆候によって判断することは可能ですか?

混合物と薬品の特性比較 接続

統合に向けた課題

I. シミュレーターを使用する

シミュレータNo.1

シミュレーター2号

シミュレータNo.3

II. タスクを解決する

提案された物質リストから、単純な物質と複雑な物質を別々に書き出します。

NaCl、H2SO4、K、S8、CO2、O3、H3PO4、N2、Fe。

それぞれのケースでの選択を説明してください。

Ⅲ． 質問に答える

№1

一連の式には単体物質がいくつ記述されますか:

H2O、N2、O3、HNO3、P2O5、S、Fe、CO2、KOH。

№2

どちらの物質も複雑です。

A) C (石炭) と S (硫黄)。

B) CO2 (二酸化炭素) と H2O (水)。

B) Fe (鉄) および CH4 (メタン)。

D) H2SO4 (硫酸) および H2 (水素)。

№3

正しい文を選択してください:

単体物質は同じ種類の原子から構成されます。

A) 正しい

B) 不正解

№4

混合物で典型的なのは、

A) それらは一定の組成を持っています。

B) 「混合物」内の物質は、個々の特性を保持していません。

C) 「混合物」中の物質は物理的特性によって分離できます。

D) 「混合物」中の物質は、化学反応を使用して分離できます。

№5

「化合物」の代表的なものは次のとおりです。

A) 可変組成。

B) 「化合物」に含まれる物質は物理的手段によって分離できる。

C) 化合物の形成は、化学反応の兆候によって判断できます。

D) 永久的な構成。

№6

どのような場合に、化学元素としての鉄について話しているのでしょうか?

A) 鉄は磁石に引き寄せられる金属です。

B) 鉄は錆の一部です。

C) 鉄は金属光沢を特徴とします。

D) 硫化鉄には鉄原子が 1 つ含まれています。

№7

単体の酸素について話しているのはどのような場合ですか?

A) 酸素は、呼吸と燃焼をサポートする気体です。

B) 魚は水に溶けた酸素を呼吸します。

C) 酸素原子は水分子の一部です。

D) 酸素は空気の一部です。

化学 を指します 自然科学。 彼女は物質の組成、構造、性質、変化、およびこれらの変化に伴う現象を研究しています。

物質 物質の主要な存在形態の 1 つです。 物質の形態としての物質は、さまざまな程度の複雑さを持つ個々の粒子で構成されており、独自の質量、いわゆる質量を持っています。

残りのミサ。

1. 単純な物質と複雑な物質。 同素性。

すべての物質は次のように分類できます。 単純 そして 複雑な .

単体物質 1つの化学元素の原子で構成されており、 複雑な - いくつかの化学元素の原子から。

化学元素 - これ ある種の同じ核電荷を持つ原子。 したがって、 原子 化学元素の最小の粒子です。

コンセプト 単体 概念と同一化できない

化学元素 。 化学元素は、原子核の特定の正電荷、同位体組成、および化学的性質によって特徴付けられます。 元素のプロパティは、その個々の原子を指します。 単体物質は、特定の密度、溶解度、融点、沸点などによって特徴付けられます。 これらの特性は原子の集合に関連しており、単体の物質ごとに異なります。

単体 - これは、化学元素が遊離状態で存在する形態です。 多くの化学元素は、構造や特性が異なるいくつかの単純な物質を形成します。 この現象はと呼ばれます 同素性 、形成物質は 同素体修飾 。 したがって、酸素元素は酸素とオゾンという2つの同素体修飾を形成し、炭素元素はダイヤモンド、グラファイト、カルビン、フラーレンを形成します。

同素性の現象は 2 つの理由によって引き起こされます: 分子内の原子の数が異なる (たとえば、酸素) について 2 そしてアゾン について 3 ）またはさまざまな結晶形の形成（たとえば、炭素は次の同素体修飾を形成します：ダイヤモンド、グラファイト、カービン、フラーレン）、カービンは 1968 年に発見され（A. スラドコフ、ロシア）、フラーレンは 1973 年に理論的に発見されました（D .Bochvar、ロシア）、そして1985年に実験的に（G. KrotoとR. Smalley、米国）。

複合物質 それらは単純な物質ではなく、化学元素で構成されています。 このように、水に含まれる水素や酸素は、その特性を持ったガス状の水素や酸素ではなく、水の中に含まれています。 要素 - 水素と酸素。

分子構造を持つ物質の最小粒子は、特定の物質の化学的特性を保持する分子です。 現代の概念によれば、分子は主に液体および気体の状態の物質で構成されています。 ほとんどの固体 (ほとんどが無機物) は分子ではなく、他の粒子 (イオン、原子) で構成されています。 塩、金属酸化物、ダイヤモンド、金属などは分子構造を持ちません。

1. 相対原子量

最新の研究方法により、非常に小さな原子質量をより正確に測定できるようになりました。 たとえば、水素原子の質量は次のようになります。 1,674  10 -27 kg、カーボン – 1,993  10 -26 kg。

化学では、伝統的に原子質量の絶対値ではなく、相対値が使用されます。 1961年に原子量の単位が採用されました 原子質量単位 (午前と省略)、つまり 1/12 炭素同位体原子の質量の一部 12 と.

ほとんどの化学元素には、異なる質量 (同位体) を持つ原子があります。 それが理由です 相対原子量 (または単に原子量) あ r化学元素の量は比率に等しい 平均体重元素kの原子 1/12 炭素原子の質量 12 と。

元素の原子質量は次のように表されます。 あ r、ここでインデックス r– 頭文字 英単語 相対的 - 相対的。 投稿 あ r (H)、A r (お) あ r (C)意味: 水素の相対原子量、酸素の相対原子量、炭素の相対原子量。

相対原子量は、化学元素の主な特性の 1 つです。

有機物質および無機物質。
> 金属と非金属を認識します。
> 金属元素と非金属元素を位置によって識別します。 周期表 D.I.メンデレーエフ。 すべての金属が同様の特性を持っている理由を理解します。

通常の状態では、原子は単独で長く存在することはできません。 それらは同じ原子または他の原子と結合することができ、それにより世界中にさまざまな物質が生じます。

1つの化学元素から構成される物質を単純といい、複数の元素から構成される物質を複合体または化合物といいます。

単体物質

単体物質は次のように分けられます。 金属そして非金属。 この単純物質の分類は、フランスの傑出した科学者 A.L. によって提案されました。 ラヴォアジエ XVIII後期 V. 金属の元となる化学元素は金属と呼ばれ、非金属を形成する元素は金属と呼ばれます。
非金属。 で ロングバージョン D.I. メンデレーエフのシステム (見返し II) それらは破線で区切られています。 金属 要素その左側にあります。 非金属のものよりもはるかに多く存在します。

これは面白い

Au、Ag、Cu、Hg、Pb、Fe、Sn、Pt、S、C、Zn、Sb、Asの13元素の単体物質は古くから知られていました。

皆さんは、ためらうことなく、いくつかの金属の名前を挙げることができます (図 36)。 他の物質と異なるのは、特殊な「金属的」光沢です。 これらの物質にはたくさんの成分が含まれています 一般的なプロパティ.

米。 36. 金属

通常の状態では金属は固体であり (水銀のみが液体です)、電気と熱をよく伝え、一般に高い熱伝導率を持っています。 温度融解（500℃以上）。

米。 37. 簡略化モデル 内部構造金属

それらはプラスチックです。 それらは鍛造したり、そこから線引きしたりすることができます。

その特性のおかげで、金属は自信を持って人々の生活に入り込んできました。 それらの非常に重要性は、銅器時代、青銅器時代、鉄器時代などの歴史的時代の名前によって証明されています。

金属の類似性は、その内部構造によるものです。

金属の構造。 金属は結晶質の物質です。 金属の結晶は砂糖の結晶よりもはるかに小さいです。 食卓塩、肉眼で見ることは不可能です。

分子は、2 つ以上の結合した原子から構成される電気的に中性の粒子です。

それぞれの分子では原子どうしが非常に強く結びついていますが、物質中の分子どうしの結びつきは非常に弱いのです。 したがって、物質には分子構造がありません。 高温溶けて沸騰する。

酸素とオゾンは分子物質です。 これらは単純な酸素物質です。 酸素分子には 2 つの酸素原子が含まれ、オゾン分子には 3 つの酸素原子が含まれます (図 39)。

米。 39. 分子のモデル

酸素だけでなく、他の多くの元素は 2 つ以上の単体物質を形成します。 したがって、単体の物質は、 化学元素.

単体の物質の名前。

ほとんどの単体物質は、対応する元素にちなんで命名されます。 名前が異なる場合は、周期表にその名前の下に単体の名前が記載されています。
要素 (図 40)。

元素の単体の名前を水素、リチウム、マグネシウム、窒素と名付けます。

1 「分子」という用語は、ラテン語のmols（質量）、指小辞接尾語culaに由来し、翻訳すると「小さな質量」を意味します。

単体の物質名は文中に小さな文字で記載されています。

米。 40. 周期表のセル

複合物質 ( 化学物質)

異なる化学元素の原子の組み合わせにより、多くの化学元素が生じます。 複雑な物質(単純なものよりも数万倍多くのものが存在します)。

分子、原子、イオン構造を持つ複雑な物質があります。 したがって、それらの特性は大きく異なります。

分子化合物のほとんどは揮発性であり、多くの場合臭気があります。 それらの融点と沸点は、原子またはイオン構造を持つ化合物の融点と沸点よりも大幅に低くなります。

分子物質は水です。 水分子は 2 つの水素原子と 1 つの酸素原子から構成されます (図 41)。

米。 41.水分子モデル

分子構造は一酸化炭素と二酸化炭素です。 ガス、砂糖、デンプン、アルコール、酢酸など。複雑な物質の分子内の原子の数は、2 原子から数百、さらには数千まで変化します。

一部の化合物は原子構造を持っています。

そのうちの 1 つは、砂の主成分である鉱物石英です。 これにはケイ素原子と酸素原子が含まれています (図 42)。

米。 42. 原子構造の化合物の模型（石英）

イオン性化合物もあります。 これらは、食卓塩、チョーク、ソーダ、石灰、石膏などです。 食塩の結晶は、正に帯電したナトリウムイオンと負に帯電した塩素イオンから構成されます（図43）。 このような各イオンは、対応する原子から形成されます (§ 6)。

米。 43. イオン性化合物のモデル（食塩）

これは面白い

有機化合物の分子には、炭素原子に加えて、通常、水素原子、多くの場合酸素原子、そして場合によっては他の元素が含まれています。

逆に荷電した多くのイオンの相互引力により、イオン性化合物の存在が生じます。

1 つの原子から形成されるイオンを単純イオン、複数の原子から形成されるイオンを複合イオンといいます。

正に荷電した単純イオンは次のように存在します。 金属元素、およびマイナスに帯電 - 非金属元素の場合。

複雑な物質の名前。

教科書ではこれまで、複雑な物質に専門的または日常的な名前が付けられてきました。 さらに、物質には化学名もあります。 たとえば、食塩の化学名は塩化ナトリウム、チョークは炭酸カルシウムです。 このような名前はそれぞれ 2 つの単語で構成されます。 最初の単語はその物質を構成する元素の名前（小さな文字で書かれています）で、2番目の単語は別の元素の名前から来ています。

有機物質と無機物質。

以前は、有機物質は生物の中に見られる物質でした。 これらはタンパク質、脂肪、砂糖、でんぷん、 ビタミン、野菜や果物などに色、匂い、味を与える化合物。時間が経つにつれて、科学者は自然界に存在しない組成と特性が似た物質を研究室で入手し始めました。 現在、有機物は炭素化合物と呼ばれています（二酸化炭素、二酸化炭素、チョーク、ソーダなどの一部を除く）。

ほとんどの有機化合物は燃焼することができ、空気のない状態で加熱すると炭化します（石炭はほぼ炭素原子で構成されています）。

他の複雑な物質は、すべての単純な物質と同様に、無機物質に属します。 それらは鉱物世界の基礎を形成します。つまり、それらは土壌、鉱物、 岩、 空気、 天然水。 また、生物の中には無機物も存在します。

この段落の内容を図 6 にまとめます。

室内実験その２

さまざまな種類の物質の紹介

以下の物質が与えられています (オプションは教師によって指示されます)。

オプション I - 砂糖、炭酸カルシウム（チョーク）、グラファイト、銅。
オプション II - パラフィン、アルミニウム、硫黄、塩化ナトリウム (食塩)。

物質はラベルの付いた瓶に入っています。

物質を注意深く調べ、その名前に注意してください。 それらの中から、単純な物質（金属、非金属）と複雑な物質、および有機と無機を識別します。

表に各物質の名前を入力し、該当する列に「+」記号を記入してその種類を示します。

結論

物質には、単純なものと複雑なもの、有機物と無機物があります。

単体物質は金属と非金属に分けられ、化学元素は金属と非金属に分けられます。

金属は、内部構造が類似しているため、多くの共通の特性を持っています。

非金属は原子または分子から構成されており、金属とは異なる性質を持っています。

複雑な物質 (化合物) は、原子、分子、またはイオン構造を持っています。

炭素化合物のほとんどは有機物に属し、残りの化合物や単体は無機物に属します。

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56. どの物質が単純と呼ばれ、どの物質が複雑と呼ばれますか? 単体物質にはどのような種類があり、対応する元素の名前は何ですか?

57. 何によると 物理的特性金属と非金属を区別できますか?

58. 分子を定義します。 単一物質の分子は複雑な物質の分子とどう違うのでしょうか?
59. 適切な場合に「窒素」または「窒素」という単語を挿入して空白を埋め、選択を説明してください。
a) ... - 空気中に最も多く含まれるガス。
b) 分子は... 2 つの原子から構成されます...;
c) 化合物…土壌から植物に侵入します。
d)...水に溶けにくい。

60. 「元素」、「原子」、または「分子」という単語を大文字と小文字を区別して数字で挿入して空白を埋めます。
あ）... 白リンリンが4つ含まれています。
b) 空気中には…二酸化炭素が存在します。
c) 金は単体です...オーラム。