§ 2. Простые и сложные вещества. Вещества молекулярного и немолекулярного строения
Вещества молекулярного и немолекулярного строения
Различают вещества молекулярного и немолекулярного строения. Вещества молекулярного строения состоят из молекул, немолекулярного — из ионов или атомов.
Молекула — наименьшая электронейтральная частица вещества, состоящая из химически связанных атомов, способная существовать самостоятельно и сохранять химические свойства всего вещества.
Число атомов в молекуле каждого определённого вещества строго постоянно. Так, различные методы исследования показывают, что в молекуле бензола 12 атомов — 6 углерода и 6 водорода, значит, и химическая формула С6Н6. Химическую формулу вещества молекулярного строения называют молекулярной формулой.
Отдельная молекула проявляет определённые химические свойства, то есть способна вступать в химические реакции с образованием других веществ. Молекулы сложных веществ могут распадаться с образованием других молекул. Например, из молекулы этана С2Н6 могут образоваться две иные молекулы — водорода Н2 и этилена С2Н4. Но молекула не имеет цвета, температур плавления, кипения и иных физических свойств вещества как устойчивой системы молекул. Вещества молекулярного строения отличаются, как правило, невысокими температурами плавления и кипения. К веществам молекулярного строения относятся все газообразные и жидкие при комнатной температуре неорганические вещества (за исключением ртути), некоторые твёрдые неорганические вещества (например, йод I2, фосфорная кислота Н3РО4) и подавляющее число органических соединений.
Вещества молекулярного строения составляют более 90 % от общего числа известных веществ.
Стоит запомнить химические формулы простых веществ молекулярного строения:
- • с одноатомными молекулами (благородные газы) — He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn;
- • двухатомными молекулами — H2, N2, O2, F2, Cl2, Br2, I2;
- • бо́льшим числом атомов — O3, Р4, S8.
Вещества немолекулярного строения состоят из химически связанных атомов (алмаз, кварц) либо заряженных ионов (соли, щёлочи). При комнатной температуре они обычно представляют собой твёрдые нелетучие вещества с высокими температурами кипения и плавления. В их составе условно можно выделить многократно повторяющуюся группу атомов или ионов, соответствующую простейшей формуле. Её называют формульной единицей.
Формульная единица — группа атомов или ионов, состав которой соответствует химической (простейшей) формуле вещества немолекулярного строения.
Например, химическая формула хлорида кальция CaCl2 — вещества немолекулярного строения — показывает как состав формульной единицы, так и простейшее соотношение числа атомов химических элементов в веществе в целом (1 : 2).
Химические формулы простых веществ немолекулярного строения выражаются знаками соответствующих элементов без числовых индексов — Fe, Мg, B, C, Si.
Более детально вопросы строения вещества мы рассмотрим в главе «Химическая связь и строение вещества».