Элементы и вещества — простые и сложные

Элементы и вещества - простые и сложныеЧасто путают понятие элемента и простого вещества. Эти понятия близки, но не одинаковы. Элемент — это совокупность атомов одного сорта, а простое вещество — то, что можно «подержать в руках» или, по крайней мере, наблюдать с помощью приборов.

Элемент — отвлечённое понятие, простое вещество — конкретное. Одиночные атомы не образуют вещества, для этого они должны собраться вместе в большом количестве.

Но способов соединения друг с другом атомов даже одного сорта может быть несколько. И тогда образуются разные простые вещества.

И отличаться друг от друга они могут очень сильно. Например, атомы углерода, собравшись в правильные соединённые друг с другом шестиугольники, образуют мягкий чёрный графит.

При других способах соединения из атомов углерода получаются очень твёрдые прозрачные кристаллы алмаза или его разновидности — лонсдейлита. Если те же атомы углерода соберутся в пустой внутри шарик, поверхность которого образована 20 шестиугольниками и 12 пятиугольниками, перед нами возникнут недавно открытые молекулы бакминстерфуллерена.

Из этих молекул получается ещё одно простое вещество элемента углерода в виде мягких жёлтых кристаллов, легко растворяющихся в бензоле.

Кроме графита, алмаза, лонсдейлита и бакминстерфуллерена существует множество других простых веществ, построенных из атомов углерода.

И углерод — не исключение, а скорее правило. Раньше уже приводились примеры олова и фосфора, которые могут существовать в виде разных простых веществ.

Несколько разновидностей (модификаций) образует элемент сера, и все они обладают разными свойствами. Некоторые из них имеют вид кристаллов разного цвета и с разной температурой плавления.

А так называемая пластическая сера представляет собой вязкую резиноподобную массу. При определённых условиях разные модификации серы довольно легко переходят друг в друга.

Но превращение разных модификаций одного и того же элемента редко происходит при удобных для наблюдения температурах. Например, для железа известно четыре модификации, но переход одной в другую происходит только при очень высоких температурах (769, 912 и 1394 °С). Поэтому в повседневной жизни мы имеем дело только с одной модификацией железа.

Рекорд же среди металлов по числу разновидностей принадлежит плутонию: у него шесть разных модификаций, переход между которыми происходит в интервале от 122 до 472 °С. Они отличаются плотностью и формой кристаллов. Если вещество состоит из атомов разного вида (то есть разных элементов), то это сложное вещество.

Например, в простом веществе железе (любой его разновидности) все атомы одинаковые — это атомы железа.

То же можно сказать и о простом веществе сере: разные модификации серы состоят из атомов только одного вида — атомов серы.

А вот сложное вещество сернистое железо (сульфид железа) состоит из атомов двух сортов — железа и серы, причём сульфид железа совершенно не похож ни на железо, ни на серу. Число окружающих нас в быту сравнительно чистых простых веществ невелико: это алюминий и медь в проводах; металлы вольфрам и молибден и газ криптон в электрических лампочках; водород и гелий в воздушных шариках; серебро, золото, платина, палладий в высокопробных ювелирных изделиях и памятных монетах; ртуть в термометре; олово на консервной банке; хром и никель на хромированных и никелированных металлических изделиях; цинк в электрических батарейках и на поверхности оцинкованного ведра (на новом ведре видны красивые цинковые кристаллы); порошок серы для борьбы с вредителями растений.

К этому можно с некоторой натяжкой добавить йод (всё же мы видим его не в чистом виде, а в растворе), кремний и германий в полупроводниковых приборах (а их мы вообще не видим)… Алмаз и графит состоят из одного элемента — углерода, но имеют разные решётки и разные свойства.

Комментарии запрещены.

О химии и химиках
  • Репетитор – это не обязательно

    06.09.2017

    Очень примечательным и ободряющим для российских граждан является тот факт, что во всем мире репетиторство развивается не менее бурными темпами, чем в России. Ведь когда на законодательном уровне было закреплено единый... 
    Читать полностью

  • Чудеса для разминки

    02.02.2017

    Если чего-нибудь не раздобудешь, неважно. Пропусти опыт и переходи к следующему. Но описание пропущенного опыта прочитай: когда-нибудь, при удобном случае, к нему можно и вернуться. Для первого опыта нужны два вещества, которые,... 
    Читать полностью

  • Варим яйцо в бумажной кастрюле

    02.02.2017

    Возьмите лист плотной бумаги, сверните из него колпачок. Стыки проклейте быстросохнущим клеем и скрепите скобами степлера. В эту бумажную емкость налейте воды, положите сырое яйцо. Согните из проволоки держатель (его можно... 
    Читать полностью

  • Свеча из мыла

    02.02.2017

    Когда мы рассуждали о том, почему мыло моет, то упоминали особое устройство его молекулы: «голова» и длинный «хвост», причем «голова» стремится к воде, а «хвост», напротив, от воды отталкивается… Рассмотрим... 
    Читать полностью

  • Главные принципы домашнего физика

    01.02.2017

    Правило первое (самое главное). Сначала демонстрация опыта, потом – его объяснение и применение закона! Именно такая последовательность привлекает максимальное внимание, и вызывает главный вопрос исследователя – «Почему?» Правило... 
    Читать полностью