Простые и сложные вещества. Синтез и анализ веществ.

Среди чистых веществ принято различать простые и сложные вещества. Простые вещества состоят из атомов одного вида элемента, то есть они одноэлементные. Сложные вещества состоят из атомов разных элементов, то есть они многоэлементные.

К простым веществам относят молекулярные азот N₂, водород Н₂, хлор Cl₂, натрий Na состоят из элементов одного вида – соответственно азота N, водорода Н, хлора Cl, натрия Na. Сложные вещества, например, аммиак NH₃ включает элементы азот N и водород H, хлорид натрия NaCl – элементы натрий Na и хлор Cl.

Простые вещества следует отличать от понятий «атом» и «химический элемент». Простые вещества представляют собой формы существования элементов в свободном виде; каждому элементу соответствует, как правило, несколько простых веществ (аллотропых форм), которые могут различаться по составу, например, атомный кислород О, кислород О₂, озон О₃, или по кристаллической решетке, например, алмаз и графит для элемента углерод С. Очевидно, что простые вещества могут быть одно- и многоатомными.

Сложные вещества иначе называются химическими соединениями. Этот термин означает, что вещества могут быть получены с помощью химических реакций соединения из простых веществ – химического синтеза или разделены на элементы в свободном виде (простые вещества) с помощью химических реакций разложения – химического анализа.

Примеры:

Простые вещества представляют собой конечные формы химического разложения сложных веществ. Сложные вещества, образующиеся из простых веществ, не сохраняют химические свойства составляющих веществ.

Пример:

Хлорид натрия NaCl обладает набором собственных свойств и не реагирует интенсивно с водой, как простое вещество натрий Na и не является ядовитым, как простое вещество Cl₂.

Различия между смесями веществ и сложными веществами указаны в таблице 3.

Таблица 3.

Различия между смесями веществ и сложными веществами

Суммируя вышесказанное, можно записать:

Таким образом, если простые вещества участвуют в химической реакции как реагенты, то они всегда будут переведены в сложные вещества. При этом масса образующегося химического соединения всегда больше, чем масса исходного элемента в свободном виде, так как в последней добавляется как минимум масса другого элемента.

Пример:

Если во второй реакции взять 63,55 г меди Cu, то масса продукта – сульфида меди (II) CuS окажется равной 95,55 г, поскольку к 63,55 г Cu добавляется 32,00 г второго реагента – серы S.

В настоящее время понятия «синтез» и «анализ» химических веществ используются в более широком смысле. К синтезу относят любой химический процесс, который приводит к получению необходимого вещества и при этом существует возможность его выделения из реакционной смеси. Анализом считается любой химический процесс, позволяющий определить качественный и количественный состав вещества или смеси веществ, то есть установить, из каких элементов оставлено данное вещество и каково содержание каждого элемента в этом веществе. Соответственно, различают качественный и количественный анализ – две составные части одной из химических наук – аналитической химии.

Контрольные вопросы:

1. Из приведенных ниже смесей веществ выберите гомогенные: а) растворы солей в воде; б) раствор диоксида углерода в воде; в) частицы глины в воде; г) частицы пыли в воздухе.

2. Группой веществ, содержащей только простые вещества является: а) CO₂, O₂, N₂, NH₄Cl; б) O₂, C, NaCl, CO; в) Fe, N₂, O₂, O₃; г) O₃, O₂, CO, CO₂.

3. Приведите примеры аллотропных форм углерода, кислорода.

4. Укажите отличие сложного вещества от смеси веществ.

5. Из приведенных веществ выберите сложные: Cl₂, Na, Br₂, NaBr, Na[Al(OH)₄], H₂O/

6. Сложное вещество образуется: а) при смешении железных опилок с серой; б) при добавлении в расплав железа серы