Химия. 11 класс

Простые и сложные вещества

По элементному составу вещества делят на простые и сложные.

Простые вещества состоят из атомов одного элемента, сложные — из атомов нескольких элементов.

Из атомов одного и того же элемента может быть образовано несколько различных по свойствам простых веществ. Так, элемент фосфор образует вещества белый фосфор Р₄, красный Р_{красный} и чёрный Р_чёрный, кислород — собственно кислород О₂ и озон О₃. Простые вещества одного и того же химического элемента называют его аллотропными формами (модификациями).

Понятие «простое вещество» нельзя отождествлять с понятием «химический элемент». Свойства простого вещества — плотность, температуры плавления, кипения и др. — относятся к устойчивой системе или совокупности частиц вещества. Химический элемент имеет характеристики отдельного атома — заряд ядра, размеры атома, электроотрицательность, степени окисления и др. Из атомов химических элементов, а не из простых веществ состоят сложные вещества: глюкоза состоит из таких элементов, как водород, кислород, углерод.

Напомним, что и простые вещества, и отдельные атомы, как правило, называются и обозначаются символами так же, как и соответствующий химический элемент. Например, простое вещество медь, химический элемент медь и атом меди обозначаются символом Cu; простое вещество азот N₂, элемент азот N и атом азота N.

При наличии аллотропных модификаций простые вещества могут иметь разные названия. Например, элемент углерод С образует простые вещества с названиями: графит (С_графит), алмаз (С_алмаз), фуллерен (С₆₀).

Состав и простого, и сложного вещества отражает химическая формула — условная запись состава вещества с помощью химических символов и числовых индексов, показывающая качественный и количественный состав вещества. Качественный состав определяется видом атомов элементов, образующих данное вещество, а количественный состав показывает соотношение элементов по числу атомов. Например, химическая формула карбоната кальция СaСO₃ показывает, что вещество сложное, состоит из элементов кальций, углерод и кислород (качественный состав), а соотношение атомов кальция, углерода и кислорода в веществе 1 : 1 : 3 указывает количественный состав.

Количественное соотношение атомов в веществе можно установить различными методами. Так, соотношение атомов углерода и водорода в метане равно 1 : 4 и его химическая формула СН₄, в бензоле это соотношение равно 1 : 1, но, как вам известно, его химическая формула С₆Н₆. Правомерно задать вопрос: почему в химической формуле бензола индексы 6 и 6, а не 1 и 1? Почему в химической формуле простого вещества водород Н₂ индекс 2, а формула меди Сu индексов не содержит? Чтобы найти ответы на эти вопросы, повторим известные вам сведения о строении вещества.