|
Прості речовини
Прóстá речови́на — хімічна речовина, структурні одиниці якої: або є представниками; або складаються з атомів, тільки одного хімічного елементу. Еталонний стан (хімічного елемента, простої речовини) (reference state (of an element)) — стан, в якому хімічний елемент (проста речовина) є стабільним при вибраних за стандартні умовах — тиску та температурі. Загальні відомостіНаприклад, до простих речовин належать: водень, азот, озон тощо, бо молекули водню H2 складаються тільки з атомів водню, молекули азоту N2 — тільки з атомів азоту, молекули озону O3 — тільки з атомів кисню. Деякі прості речовини складаються безпосередньо з атомів: так, газ гелій складається лише з атомів гелію He; газ аргон — лише з атомів аргону Ar. Всі інші благородні гази також складаються з атомів лише одного хімічного елементу. Простим речовинам протиставляються складні речовини, структурні одиниці (молекули або інші формульні одиниці (якщо речовина немолекулярна)) яких, на відміну від перших, складаються з хімічнопов'язаних атомів різних хімічних елементів. Прості речовини є формою існування хімічних елементів у вільному (чистому) вигляді, бо атоми всіх хімічних елементів в присутності інших атомів не можуть існувати ізольовано (інакше кажучи, елементи, не пов'язані хімічно ні з яким іншим елементом, утворюють прості речовини). За властивостями окремих простих речовин, класифікують відповідні хімічні елементи у періодичній системі хімічних елементів. Всі прості речовини є чистими речовинами. Число простих речовин значно перевищує число відомих хімічних елементів. Відомо близько 500 простих речовин[1][2]. КласифікаціяПрості речовини в залежності від наявності або ненаявності в них тих чи інших ознак, властивостей класифікують наступними методами: За типом хімічного зв'язкуВ залежності від типу хімічного зв'язку між атомами простих речовин, останні зазвичай розділяють на два класи:
Таку класифікацію простих речовин запропонував видатний французький вчений А.Л. Лавуазьє в кінці XVIII сторіччя[3]. Хімічні елементи, від яких походять метали, називають металічними, а ті, що утворюють неметали, — неметалічними. Чіткої межі між металами та неметалами не існує. Деякі неметали виявляють металічні властивості, а метали — неметалічні. Так, графіт проводить електричний струм, а олово — дуже крихкий метал. Незважаючи на умовність поділу простих речовин на метали і неметали, його вважають доволі зручним. За типом структурної одиниціВ залежності від того з яких структурних одиниць складаються ті чи інші прості речовини, останні зазвичай відносять до двох класів:
За наявністю хімічного зв'язкуПрості речовини в залежності від наявності або не наявності хімічного зв'язку між власними атомами, існують у двох варіантах:
Агрегатний станВсі прості речовини за звичайних умов знаходяться у певному для себе агрегатному стані:
Алотропія Прості речовини одного й того хімічного елементу, що різняться структурними одиницями (за будовою), а як наслідок і за властивостями, є алотропними модифікаціями цього ж хімічного елементу. Здатність деяких хімічних елементів існувати у вигляді двох або більше простих речовин називається алотропією. Явище алотропії може бути обумовлено або різним складом молекул цих простих речовин даного елемента (алотропія складу), або різною будовою молекул і способом розміщення молекул (атомів) в кристалах простої речовини (алотропія форми)[2]. Різні алотропні модифікації одного хімічного елемента можуть переходити одна в одну. Для кожного хімічного елемента його алотропні модифікації завжди розрізняються по фізичним властивостям та хімічній активності (так, озон активніше кисню, а температура плавлення алмаза більше, ніж у фулеренів).
НайменуванняНазви простих речовин майже в усіх випадках збігаються з назвами відповідних хімічних елементів. Проте через те що деякі елементи утворюють по декілька простих речовин, назви останніх можуть відрізнятись від назв відповідних хімічних елементів (або не повністю відповідати їм). В такому випадку назви алотропних видозмін зазвичай утворюються з назв елементів і відповідних їм прикметників, наприклад: білий фосфор, червоний фосфор, аморфний вуглець, і т.д. Тільки для алотропних модифікацій кисню та вуглецю існують власні назви — озон, графіт, алмаз, карбін, фулерен. Структура простої речовини позначається хімічною формулою. Так для кисню вона є O2, озону — O3, білого фосфору — P4, тощо. Для простих речовин немолекулярної будови число атомів у формулі не зазначається, тобто хімічна формула таких речовин за написанням збігається з символом хімічного елемента. Так, формула аргону — Ar, заліза — Fe, кремнію — Si, графіту та алмаза — C, міді — Cu, алюмінію — Al, тощо. Номер CASУсім хімічним речовинам, а, отже і всім простим речовинам, описаним у науковій літературі, присвоюється номер CAS, хімічної реферативної служби, за яким речовину можна ідентифікувати в базах даних, наприклад у PubChem. Порівняння понятьУ зв'язку з тим, що назви хімічних елементів і простих речовин здебільшого збігаються, поняття «атом», «хімічний елемент» та «проста речовина» не слід змішувати:
Також потрібно розрізняти властивості (характеристики) простої речовини (сукупності частинок) та властивості (характеристики) хімічного елемента (ізольованого атома певного виду) (див. таблицю нижче).
Мінерали-прості речовини Деякі прості речовини можуть самостійно утворювати окремі мінерали, які називають гомоатомними. Вони складаються з атомів лише одного елемента й можуть існувати в алотропних видозмінах та характеризуються головним чином або атомними структурами з металічним типом зв'язку (самородні метали), або молекулярними кристалічними ґратками (самородні неметали або металоїди). На їх частку припадає не більше 0,1% земної кори, але деякі з них відносно досить поширені й мають велике значення, наприклад, платина самородна, золото самородне, сірка самородна, алмаз та інші. Цікаві фактиВже в давнину були відомі прості речовини 13 елементів — Au, Ag, Cu, Hg, Pb, Fe, Sn, Pt, S, С, Zn, Sb та As[3]. Див. такожПримітки
ДжерелаЛітература
Посилання
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
