Alle Substanzen, über die wir im Schulchemiekurs sprechen, werden normalerweise in einfache und komplexe unterteilt. Einfache Substanzen sind solche Substanzen, deren Moleküle Atome desselben Elements enthalten. Atomarer Sauerstoff (O), molekularer Sauerstoff (O2) oder einfach Sauerstoff, Ozon (O3), Graphit, Diamant sind Beispiele für einfache Substanzen, die die chemischen Elemente Sauerstoff und Kohlenstoff bilden. Verbindungen werden in organische und anorganische unterteilt. Bei den anorganischen Stoffen werden vor allem die folgenden vier Klassen unterschieden: Oxide (bzw. Oxide), Säuren (sauerstoffhaltig und sauerstofffrei), Basen (wasserlösliche Basen nennt man Laugen) und Salze. Verbindungen von Nichtmetallen (außer Sauerstoff und Wasserstoff) sind in diesen vier Klassen nicht enthalten, wir nennen sie bedingt "und andere komplexe Substanzen".

Einfache Stoffe werden üblicherweise in Metalle, Nichtmetalle und Edelgase eingeteilt. Zu den Metallen zählen alle chemischen Elemente, deren d- und f-Unterebenen aufgefüllt werden, das sind Elemente in der 4. Periode: Sc - Zn, in der 5. Periode: Y - Cd, in der 6. Periode: La - Hg, Ce - Lu, in der 7. Stunde Ac - Do - Lr. Wenn wir nun unter den restlichen Elementen eine Linie von Be nach At ziehen, dann befinden sich links und darunter Metalle und rechts und oben Nichtmetalle. Gruppe 8 des Periodensystems enthält Inertgase. Auf der Diagonale befindliche Elemente: Al, Ge, Sb, Po (und einige andere. Zum Beispiel Zn) im freien Zustand haben die Eigenschaften von Metallen, und Hydroxide haben die Eigenschaften sowohl von Basen als auch von Säuren, d.h. sind amphotere Hydroxide. Daher können diese Elemente als Metall-Nichtmetalle betrachtet werden und nehmen eine Zwischenposition zwischen Metallen und Nichtmetallen ein. Daher hängt die Klassifizierung chemischer Elemente davon ab, welche Eigenschaften ihre Hydroxide haben werden: basisch - es bedeutet Metall, sauer - Nichtmetall und beides (je nach Bedingungen) - Metall-Nichtmetall. Dasselbe chemische Element zeigt in Verbindungen mit der niedrigsten positiven Oxidationsstufe (Mn + 2, Cr + 2) ausgeprägte "metallische" Eigenschaften, und in Verbindungen mit der maximalen positiven Oxidationsstufe (Mn + 7, Cr + 6) zeigt es die Eigenschaften eines typischen Nichtmetalls. Um die Beziehung einfacher Substanzen, Oxide, Hydroxide und Salze zu sehen, präsentieren wir eine zusammenfassende Tabelle.

Alles, was uns umgibt, hat seine eigene physikalische und chemische Natur. Was wird als Substanz bezeichnet und welche Arten davon gibt es? Es ist eine physikalische Substanz mit einer bestimmten chemischen Zusammensetzung. Im Lateinischen wird das Wort „Substanz“ mit dem Begriff Substantia bezeichnet, der auch von Wissenschaftlern häufig verwendet wird. Was stellt es dar?

Bis heute sind mehr als 20 Millionen verschiedene Substanzen bekannt. Es gibt alle Arten von Gasen in der Luft, im Ozean, in Meeren und Flüssen - Wasser mit Mineralien und Salzen. Die feste Oberflächenschicht unseres Planeten besteht aus zahlreichen Gesteinen. In jedem lebenden Organismus ist eine Vielzahl unterschiedlicher Substanzen vorhanden.

Allgemeine Konzepte

In der modernen Chemie ein Stoff, dessen Definition so verstanden wird, dass er eine Ruhemasse hat. Es besteht aus Elementarteilchen oder Quasiteilchen. Ein wesentliches Merkmal jeder Substanz ist ihre Masse. In der Regel werden bei relativ niedrigen Dichten und Temperaturen Elementarteilchen wie Elektronen, Neutronen und Protonen am häufigsten in seiner Zusammensetzung gefunden. Die beiden letzteren bilden Atomkerne. Alle diese Elementarteilchen bilden Substanzen wie Moleküle und Kristalle. Ihre atomare Substanz (Atome) besteht im Wesentlichen aus Elektronen, Protonen und Neutronen.

Aus biologischer Sicht ist "Substanz" der Begriff der Materie, die das Gewebe aller Organismen bildet. Es ist Teil der Organellen, die in Zellen vorkommen. Im allgemeinen Sinne ist "Substanz" eine Form von Materie, aus der alle physischen Körper bestehen.

Materie Eigenschaften

Die Eigenschaften einer Substanz werden als eine Reihe von objektiven Merkmalen bezeichnet, die die Individualität bestimmen. Sie ermöglichen es Ihnen, eine Substanz von einer anderen zu unterscheiden. Die charakteristischsten physikalischen und chemischen Eigenschaften eines Stoffes:

Dichte;

Siede- und Schmelzpunkte;

Thermodynamische Eigenschaften;

Chemische Eigenschaften;

Kristallstrukturwerte.

Alle aufgeführten Parameter sind unveränderliche Konstanten. Da sich alle Stoffe voneinander unterscheiden, haben sie bestimmte Eigenschaften.Was versteht man unter diesem Begriff? Die Eigenschaften eines Stoffes sind seine Merkmale, die durch Messung oder Beobachtung bestimmt werden, ohne ihn in einen anderen Stoff umzuwandeln. Die wichtigsten davon sind:

Aggregatzustand;

Farbe und Glanz;

Das Vorhandensein eines Geruchs;

Unlöslichkeit oder Löslichkeit in Wasser;

Schmelz- und Siedepunkt;

Dichte;

elektrische Leitfähigkeit;

Wärmeleitfähigkeit;

Härte;

Zerbrechlichkeit;

Kunststoff.

Es ist auch durch eine physikalische Eigenschaft wie Form gekennzeichnet. Farbe, Geschmack, Geruch werden visuell und mit Hilfe der Sinne bestimmt. Physikalische Parameter wie Dichte, Schmelz- und Siedepunkt, elektrische Leitfähigkeit werden anhand verschiedener Messungen berechnet. Informationen zu den physikalischen Eigenschaften der meisten Substanzen sind in speziellen Nachschlagewerken enthalten. Sie hängen vom Aggregatzustand des Stoffes ab. Die Dichte von Wasser, Eis und Dampf ist also völlig unterschiedlich. Sauerstoff ist im gasförmigen Zustand farblos, im flüssigen Zustand jedoch blau. Aufgrund der Unterschiede in den physikalischen Eigenschaften können viele Substanzen unterschieden werden. Kupfer ist also das einzige Metall, das einen rötlichen Farbton hat. Es schmeckt einfach salzig. In den meisten Fällen müssen zur Definition eines Stoffes mehrere seiner bekannten Eigenschaften berücksichtigt werden.

Beziehung von Begriffen

Viele Menschen verwechseln die Begriffe "chemisches Element", "Atom", "einfache Substanz". Tatsächlich unterscheiden sie sich voneinander. Ein Atom ist also ein konkretes Konzept, da es wirklich existiert. Chemisches Element - abstrakte (kollektive) Definition. In der Natur kommt es nur in Form von gebundenen oder freien Atomen vor. Mit anderen Worten, es ist eine einfache oder komplexe Substanz. Jedes chemische Element hat sein eigenes Symbol - ein Zeichen (Symbol). In einigen Fällen drückt es auch die Zusammensetzung eines einfachen Stoffes aus (B, C, Zn). Aber oft bezeichnet dieses Symbol nur ein chemisches Element. Dies wird deutlich durch die Formel des Sauerstoffs demonstriert. O ist also nur ein chemisches Element, und die einfache Substanz Sauerstoff wird mit der Formel O 2 bezeichnet.

Es gibt weitere Unterschiede zwischen diesen Konzepten. Es ist notwendig, zwischen den Merkmalen (Eigenschaften) einfacher Substanzen, bei denen es sich um eine Ansammlung von Teilchen handelt, und einem chemischen Element, bei dem es sich um ein Atom einer bestimmten Art handelt, zu unterscheiden. Auch bei den Namen gibt es einige Unterschiede. Meistens ist die Bezeichnung eines chemischen Elements und einer einfachen Substanz dieselbe. Es gibt jedoch Ausnahmen von dieser Regel.

Stoffklassifizierung

Was nennt man aus wissenschaftlicher Sicht eine Substanz? Die Zahl der verschiedenen Substanzen ist sehr groß. Ein Naturstoff, dessen Definition sich auf seinen natürlichen Ursprung bezieht, kann organisch oder anorganisch sein. Der Mensch hat gelernt, viele Verbindungen künstlich herzustellen. Die Definition von „Stoff“ impliziert die Unterteilung in einfache (Einzel-)Stoffe und Gemische. Die Einstellung zur Klassifizierung hängt davon ab, wie viele von ihnen darin enthalten sind.

Die Definition einer einfachen Substanz versteht ein abstraktes Konzept, das eine Reihe von Atomen bedeutet, die nach bestimmten physikalischen und chemischen Gesetzen miteinander verbunden sind. Trotzdem ist die Grenze zwischen ihm und dem Gemisch sehr vage, da einige Stoffe eine variable Zusammensetzung haben. Für sie wird noch nicht einmal die genaue Formel angeboten. Aufgrund der Tatsache, dass für einen einfachen Stoff nur seine endgültige Reinheit erreichbar ist, bleibt dieser Begriff eine Abstraktion. Mit anderen Worten, in jedem von ihnen gibt es eine Mischung chemischer Elemente, in denen eines überwiegt. Oft wirkt sich die Reinheit einer Substanz direkt auf ihre Eigenschaften aus. Im Allgemeinen wird eine einfache Substanz aus den Atomen eines chemischen Elements aufgebaut. Beispielsweise enthält ein Sauerstoffgasmolekül 2 identische Atome (O 2).

Was ist ein zusammengesetzter Stoff? Eine solche chemische Verbindung umfasst verschiedene Atome, aus denen das Molekül besteht. Es wird manchmal als gemischte chemische Substanz bezeichnet. Komplexe Substanzen sind Gemische, deren Moleküle aus Atomen zweier oder mehrerer Elemente gebildet werden. So gibt es beispielsweise in einem Wassermolekül ein Sauerstoffatom und 2 Wasserstoffatome (H 2 O). Der Begriff einer komplexen Substanz entspricht einem Molekül, das verschiedene chemische Elemente enthält. Es gibt viel mehr solcher Substanzen als einfache. Sie können natürlich und künstlich sein.

Einfach und konzeptionell teilweise bedingt, unterscheiden sich in ihren Eigenschaften. So wird beispielsweise Titan erst dann fest, wenn es auf weniger als ein Hundertstel Prozent von Sauerstoffatomen befreit wird. Eine komplexe und einfache Substanz, deren chemische Definition etwas schwierig zu verstehen ist, kann zwei Arten haben: anorganisch und organisch.

anorganische Stoffe

Anorganisch sind alle chemischen Verbindungen, die keinen Kohlenstoff enthalten. Zu dieser Gruppe gehören auch einige Substanzen, die dieses Element enthalten (Cyanide, Carbonate, Carbide, Kohlenstoffoxide und einige andere Substanzen). Sie haben kein für organische Substanzen charakteristisches Skelett. Dank des Periodensystems von Mendeleev und des Schulchemiekurses kann jeder eine Substanz nach der Formel benennen. Alle sind mit lateinischen Buchstaben gekennzeichnet. Wie heißt die Substanz in diesem Fall? Alle anorganischen Stoffe werden in folgende Gruppen eingeteilt:

Einfache Substanzen: Metalle (Mg, Na, Ca); Nichtmetalle (P, S); Edelgase (He, Ar, Xe); amphotere Substanzen (Al, Zn, Fe);

Komplex: Salze, Oxide, Säuren, Hydroxide.

organische Materie

Die Definition von organischem Material ist recht einfach. Zu diesen Stoffen gehören chemische Verbindungen, die Kohlenstoff enthalten. Diese Substanzklasse ist die umfangreichste. Es stimmt, es gibt Ausnahmen von dieser Regel. Zu den organischen Substanzen gehören also nicht: Kohlenoxide, Karbide, Carbonate, Kohlensäure, Cyanide und Thiocyanate.

Die Antwort auf die Frage "Name" umfasst eine Reihe komplexer Verbindungen. Dazu gehören: Amine, Amide, Ketone, Anhydride, Aldehyde, Nitrile, Carbonsäuren, Organoschwefelverbindungen, Kohlenwasserstoffe, Alkohole, Ether und Ester, Aminosäuren.

Zu den Hauptklassen biologischer organischer Substanzen gehören Lipide, Proteine, Nukleinsäuren, Kohlenhydrate. Sie haben neben Kohlenstoff in ihrer Zusammensetzung Wasserstoff, Sauerstoff, Phosphor, Schwefel, Stickstoff. Welche Eigenschaften hat organisches Material? Ihre Vielfalt und Strukturvielfalt erklärt sich aus den Besonderheiten der Kohlenstoffatome, die in der Lage sind, in Ketten verbunden starke Bindungen zu bilden. Dadurch entstehen sehr stabile Moleküle. Kohlenstoffatome bilden eine Zickzackkette, die ein charakteristisches Merkmal organischer Substanzen ist. In diesem Fall beeinflusst die Struktur von Molekülen direkt die chemischen Eigenschaften. Kohlenstoff in organischen Substanzen kann zu offenen und zyklischen (geschlossenen) Ketten kombiniert werden.

Aggregatzustände

Die Definition von "Stoff" in der Chemie gibt kein detailliertes Konzept seines Aggregatzustands. Sie unterscheiden sich in der Rolle, die die Wechselwirkung von Molekülen in ihrer Existenz spielt. Es gibt 3 Aggregatzustände:

Ein Festkörper, in dem die Moleküle fest miteinander verbunden sind. Zwischen ihnen besteht eine starke Anziehungskraft. Im festen Zustand können sich die Moleküle eines Stoffes nicht frei bewegen. Sie können nur oszillierende Bewegungen ausführen. Dadurch behalten Feststoffe ihre Form und ihr Volumen perfekt bei.

Flüssigkeit, in der die Moleküle freier sind und sich von einem Ort zum anderen bewegen können. Dank dieser Eigenschaften kann jede Flüssigkeit die Form eines Gefäßes annehmen und fließen.

Gasförmig, in dem sich die Elementarteilchen der Materie frei und zufällig bewegen. Molekulare Bindungen in diesem Zustand sind so schwach, dass sie weit voneinander entfernt sein können. Im gasförmigen Zustand ist die Substanz in der Lage, große Volumina zu füllen.

Am Beispiel Wasser ist der Unterschied zwischen Eis, Flüssigkeit und Dampf sehr einfach zu verstehen. Alle diese Aggregatzustände gehören nicht zu den individuellen Eigenschaften einer chemischen Substanz. Sie entsprechen nur den Existenzzuständen einer Substanz, die von äußeren physikalischen Bedingungen abhängen. Deshalb ist es unmöglich, dem Wasser eindeutig die Eigenschaft Flüssigkeit zuzuschreiben. Wenn sich die äußeren Bedingungen ändern, gehen viele Chemikalien von einem Aggregatzustand in einen anderen über. Während dieses Prozesses werden Zwischentypen (Grenztypen) entdeckt. Der bekannteste davon ist der amorphe Zustand, der als glasig bezeichnet wird. Eine solche Definition von "Substanz" in der Chemie ist mit ihrer Struktur verbunden (übersetzt aus dem Griechischen amorphos - formlos).

In der Physik wird ein weiterer Aggregatzustand, Plasma genannt, betrachtet. Es ist ganz oder teilweise ionisiert und zeichnet sich durch die gleiche Dichte negativer und positiver Ladungen aus. Mit anderen Worten: Plasma ist elektrisch neutral. Dieser Aggregatzustand tritt nur bei extrem hohen Temperaturen auf. Teilweise erreichen sie Tausende von Kelvin. Plasma ist in einigen seiner Eigenschaften das Gegenteil von Gas. Letzteres hat eine geringe elektrische Leitfähigkeit. Ein Gas besteht aus einander ähnlichen Teilchen. Sie treffen sich jedoch selten. Plasma hat eine hohe elektrische Leitfähigkeit. Es besteht aus Elementarteilchen, die sich in ihrer elektrischen Ladung unterscheiden. Sie interagieren ständig miteinander.

Es gibt auch solche Zwischenzustände der Materie als Polymer (hochelastisch). Im Zusammenhang mit dem Vorhandensein dieser Übergangsformen verwenden Fachleute den Begriff "Phase" oft weiter. Manche Stoffe gehen unter ganz anderen als den üblichen Bedingungen in besondere Zustände über, zum Beispiel supraleitend und supraflüssig.

Kristalle

Kristalle sind Festkörper, die die natürliche Form regelmäßiger Polyeder haben. Sie basiert auf ihrer inneren Struktur und hängt von der Anordnung ihrer konstituierenden Atome, Moleküle und Ionen ab. In der Chemie wird es als Kristallgitter bezeichnet. Eine solche Struktur ist für jede Substanz individuell und daher einer der wichtigsten physikalisch-chemischen Parameter.

Die Abstände zwischen den Teilchen, aus denen die Kristalle bestehen, werden als Gitterparameter bezeichnet. Sie werden mit physikalischen Methoden der Strukturanalyse bestimmt. Es ist nicht ungewöhnlich, dass Festkörper mehr als eine Kristallgitterform aufweisen. Solche Strukturen werden als polymorphe Modifikationen bezeichnet. Unter einfachen Substanzen sind rhombische und monokline Formen üblich. Solche Substanzen umfassen Graphit, Diamant, Schwefel, die hexagonale und kubische Modifikationen von Kohlenstoff sind. Diese Form wird auch in komplexen Substanzen wie Quarz, Cristobalit, Tridymit festgestellt, die Modifikationen von Siliziumdioxid sind.

Substanz als Form von Materie

Trotz der Tatsache, dass die Begriffe "Substanz" und "Materie" in ihrer Bedeutung sehr nahe beieinander liegen, sind sie nicht vollständig gleichwertig. Dies wird von vielen Wissenschaftlern behauptet. Wenn also der Begriff „Materie“ erwähnt wird, meinen sie meistens eine raue, träge und tote Realität, die der Herrschaft mechanischer Gesetze unterliegt. Die Definition von „Substanz“ wird eher als ein Material verstanden, das aufgrund seiner Form die Vorstellung von Lebenstauglichkeit und Form heraufbeschwört.

Heute betrachten Wissenschaftler Materie als eine objektive Realität, die im Raum existiert und sich mit der Zeit verändert. Es kann in zwei Formen dargestellt werden:

Die erste hat eine Wellennatur. Dazu gehören Schwerelosigkeit, Durchlässigkeit, Kontinuität. Es kann sich mit Lichtgeschwindigkeit fortbewegen.

Die zweite ist korpuskular und hat eine Ruhemasse. Es besteht aus Elementarteilchen, die sich in ihrer Lokalisation unterscheiden. Es ist kaum durchlässig oder undurchdringlich und kann sich nicht mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten.

Die erste Form der Existenz von Materie wird Feld genannt und die zweite - Substanz. Sie haben viel gemeinsam, denn auch Elektronen haben die Eigenschaften eines Teilchens und einer Welle. Sie erscheinen auf der Ebene des Mikrokosmos. Deshalb ist die Aufteilung in Feld und Substanz sehr praktisch.

Einheit von Materie und Feld

Wissenschaftler haben längst festgestellt, dass je massiver und größer das Elementarteilchen der Materie ist, desto schärfer kommt seine Individualität und Abgrenzung zum Ausdruck. Gleichzeitig wird der durch Kontinuität gekennzeichnete Kontrast zwischen Materie und Feld deutlicher sichtbar. Je kleiner die Elementarteilchen eines Stoffes sind, desto kleiner ist seine Masse. In diesem Fall wird es schwieriger, es mit dem Feld zu kontrastieren. In verschiedenen Mikrowellen verliert es im Allgemeinen seine Bedeutung, da verschiedene Elementarteilchen Quanten sind, die durch die Zustände verschiedener Felder (elektromagnetisch - Photonen, Kern - Mesonen) angeregt werden.

Die Einheit von Materie und Feld und das Fehlen einer klaren Grenze zwischen ihnen drückt sich darin aus, dass unter bestimmten Bedingungen Teilchen aufgrund des Feldes entstehen und in anderen Fällen umgekehrt. Ein anschauliches Beispiel dafür ist ein solches Phänomen wie die Vernichtung (das Phänomen der Umwandlung von Elementarteilchen). Jeder materielle Körper ist ein stabiles Ganzes, möglich durch die Verbindung seiner Elemente durch Felder.

Stoffe können aus Atomen gleicher oder verschiedener chemischer Elemente bestehen. Auf dieser Grundlage werden alle Substanzen in einfache und komplexe unterteilt.

Substanzen, die aus Atomen eines chemischen Elements bestehen, werden als einfach bezeichnet. Einfache Substanzen werden nach ihrer Zusammensetzung in Metalle (gebildet durch Metallatome: Na, K, Ca, Mg) und Nichtmetalle (gebildet durch Nichtmetallatome H2, N2, O2, Cl2, F2, S, P, Si) eingeteilt physikalische und chemische Eigenschaften.

Stoffe, die aus Atomen verschiedener chemischer Elemente bestehen, werden komplexe Stoffe genannt. Zu den Hauptklassen komplexer anorganischer Substanzen gehören Oxide, Basen, Säuren und Salze.

Oxide sind binäre Verbindungen (Verbindungen aus zwei chemischen Elementen), die das Element Sauerstoff in der Oxidationsstufe -2 enthalten.
Oxide werden in basische, amphotere, saure und nicht salzbildende Oxide unterteilt:
1. Basische Oxide werden durch typische Metallatome und Sauerstoffatome gebildet. Zum Beispiel Na2O, CaO, LiO. Sie entsprechen Hydroxiden - Basen.
2. Amphotere Oxide werden durch Übergangsmetallatome und Sauerstoffatome gebildet. Zum Beispiel BeO, ZnO, Al2O3. Sie entsprechen amphoteren Hydroxiden.
3. Säureoxide werden von Nichtmetallatomen und Sauerstoffatomen gebildet. Zum Beispiel CO2, SiO2, N2O3, NO2, N2O5, P2O3, P2O5, SO2, SO3, Cl2O7 usw. Sie entsprechen Hydroxiden - Säuren.
4. Nicht salzbildende Oxide werden durch Nichtmetallatome und Sauerstoff gebildet. Zu den nicht salzbildenden Oxiden gehören 4 Oxide: CO, SiO, N2O, NO.

Basen sind Verbindungen, die ein Metall- (oder Ammonium-) Kation und eine oder mehrere Hydroxylgruppen enthalten. Zum Beispiel NaOH, Ca(OH)2, KOH, NH4OH.
Besonders hervorzuheben sind lösliche Basen, die Alkalien genannt werden. Dazu gehören Hydroxide von Alkali- und Erdalkalimetallen.
Je nach Anzahl der Hydroxylgruppen werden Basen in Ein-, Zwei- und Dreisäuren eingeteilt.

Amphotere Hydroxide werden durch Beryllium-, Zink- oder Aluminiumkationen und Hydroxidanionen gebildet: Be(OH)2, Zn(OH)2, Al(OH)3.

Säuren sind Verbindungen, die Wasserstoffkationen und Anionen eines Säurerests enthalten. Säuren werden nach der Anzahl der Wasserstoffkationen in ein-, zwei- und dreibasige Säuren unterteilt. Entsprechend dem Vorhandensein von Sauerstoff im Säurerest werden Säuren in anoxische und sauerstoffhaltige Säuren eingeteilt.
HF - Flusssäure (oder Flusssäure).
HCl - Salzsäure (oder Salzsäure).
HBr - Bromwasserstoffsäure
HI - Jodwasserstoffsäure
H2S - Schwefelwasserstoffsäure
HNO3 - Salpetersäure (entspricht dem Säureoxid N2O5)
HNO2 - Salpetrige Säure (entspricht dem Säureoxid N2O3)
H2SO4 - Schwefelsäure (entspricht Säureoxid SO3)
H2SO3 - schweflige Säure (entspricht Säureoxid SO2)
H2CO3 - Kohlensäure (entspricht dem sauren Oxid CO2)
H2SiO3 - Kieselsäure (entspricht dem Säureoxid SiO2)
H3PO4 - Phosphorsäure (entspricht dem Säureoxid P2O5).

Salze sind Verbindungen, die ein Metall- (oder Ammonium-) Kation und ein Anion eines Säurerests enthalten.
Nach der Zusammensetzung der Säure werden unterteilt in:
1. Medium – besteht aus einem Metallkation und einem Säurerest – dies ist das Produkt des vollständigen Ersatzes von sauren Wasserstoffatomen durch Metall- (oder Ammonium-) Kationen. Zum Beispiel Na2SO4, K3PO4.
Salze der Flusssäure - Fluoride,
Salze der Salzsäure - Chloride,
Salze von Bromwasserstoffsäure - Bromide,
Salze der Jodwasserstoffsäure - Jodide,
Salze der Schwefelwasserstoffsäure - Sulfide,
Salze der Salpetersäure - Nitrate,
Salze der salpetrigen Säure - Nitrite,
Salze der Schwefelsäure - Sulfate,
Salze der schwefligen Säure - Sulfite,
Salze der Kohlensäure - Carbonate,
Kieselsäuresalze - Silikate,
Salze der Phosphorsäure - Phosphate.
2. Säuresalze – bestehen aus einem Metall- (oder Ammonium-)Kation, einem Wasserstoffkation(en) und einem Anion eines Säurerests – dies ist das Produkt des unvollständigen Ersatzes von sauren Wasserstoffatomen durch Metallkationen. Saure Salze können nur zweibasige und dreibasige Säuren bilden. Das Präfix hydro- (oder digdro) wird dem Namen des Salzes hinzugefügt. Zum Beispiel NaHSO4 (Natriumhydrogensulfat), KH2PO4 (Kaliumdihydrogenphosphat).
3. Basische Salze – bestehen aus einem Metall- (oder Ammonium-) Kation, einem Hydroxydanion und einem Anion eines Säurerests – dies ist das Produkt des unvollständigen Ersatzes der Hydroxylgruppen der Base durch Säurereste. Basische Salze können nur zwei- und dreisaure Basen bilden. Das Präfix hydroxo- wird dem Namen des Salzes hinzugefügt. Beispielsweise ist (CuOH)2CO3 Kupfer(II)hydroxocarbonat.

Der Hauptunterschied zwischen ihnen liegt in ihrer Zusammensetzung. Einfache Substanzen enthalten also Atome eines Elements. Ihre (einfachen Substanzen) Kristalle können im Labor und manchmal auch zu Hause synthetisiert werden. Es ist jedoch oft notwendig, bestimmte Bedingungen für die Lagerung der erhaltenen Kristalle zu schaffen.

Es gibt fünf Klassen, in die einfache Substanzen eingeteilt werden: Metalle, Halbmetalle, Nichtmetalle, intermetallische Verbindungen und Halogene (in der Natur nicht vorhanden). Sie können durch atomare (Ar, He) oder molekulare (O2, H2, O3) Gase dargestellt werden.

Ein Beispiel ist die einfache Substanz Sauerstoff. Es enthält Moleküle, die aus zwei Atomen des Elements Sauerstoff bestehen. Oder zum Beispiel der Stoff Eisen besteht aus Kristallen, darunter nur Atome des Elements Eisen. Historisch gesehen ist es üblich, eine einfache Substanz mit dem Namen des Elements zu bezeichnen, dessen Atome ein Teil davon sind. Die Struktur dieser Verbindungen kann molekular und nichtmolekular sein.

Verbindungen umfassen Atome verschiedener Art und können, wenn sie zerlegt werden, zwei (oder mehr) Verbindungen bilden. Beispielsweise zerfällt Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff. Allerdings lässt sich nicht jede Verbindung in einfache Substanzen zerlegen. Beispielsweise kann Eisensulfid, gebildet aus Schwefel- und Eisenatomen, nicht abgebaut werden. Um zu beweisen, dass die Verbindung komplex ist und unterschiedliche Atome enthält, wird in diesem Fall das Prinzip der Umkehrreaktion angewendet. Mit anderen Worten wird unter Verwendung der Ausgangskomponenten Eisensulfid erhalten.

Einfache Substanzen sind Formen chemischer Elemente, die in freier Form vorliegen. Heute sind der Wissenschaft mehr als vierhundert Arten dieser Elemente bekannt.

Im Gegensatz zu komplexen Substanzen können einfache Substanzen nicht aus anderen einfachen Substanzen gewonnen werden. Sie können auch nicht in andere Verbindungen zerlegt werden.

Alle allotropen Modifikationen haben die Eigenschaft, ineinander überzugehen. Verschiedene Arten einfacher Substanzen, die von einem chemischen Element gebildet werden, können unterschiedliche und unterschiedliche chemische Aktivitätsgrade aufweisen. So zeigt beispielsweise Sauerstoff eine geringere Aktivität als Ozon und der Schmelzpunkt von beispielsweise Fulleren ist niedriger als der von Diamant.

Unter normalen Bedingungen sind für elf Elemente einfache Substanzen Gase (Ar, Xe, Rn, N, H, Ne, O, F, Kr, Cl, He), für zwei Flüssigkeiten (Br, Hg) und für andere Elemente - feste Körper.

Bei Temperaturen nahe Raumtemperatur nehmen die fünf Metalle einen flüssigen oder halbflüssigen Zustand an. Dies liegt an der Tatsache, dass ihr Schmelzpunkt fast gleich So ist, Quecksilber und Rubidium schmelzen bei 39 Grad, Francium bei 27, Cäsium bei 28 und Gallium bei 30 Grad.

Es sollte beachtet werden, dass die Begriffe "chemisches Element", "Atom", "einfache Substanz" nicht verwechselt werden sollten. So hat zum Beispiel ein Atom eine bestimmte, konkrete Bedeutung und existiert in der Realität. Die Definition von „chemischem Element“ ist im Allgemeinen abstrakt, kollektiv. In der Natur liegen Elemente in Form freier oder chemisch gebundener Atome vor. Gleichzeitig haben die Eigenschaften einfacher Substanzen (Teilchensätze) und chemischer Elemente (isolierte Atome einer bestimmten Art) ihre eigenen Eigenschaften.

Organische und anorganische Stoffe;
> Metalle und Nichtmetalle erkennen;
> Metallische und nichtmetallische Elemente anhand ihrer Position im Periodensystem von D. I. Mendeleev bestimmen; verstehen, warum alle Metalle ähnliche Eigenschaften haben.

Atome können unter normalen Bedingungen nicht lange alleine existieren. Sie können sich mit gleichen oder anderen Atomen verbinden, was zu einer großen Vielfalt in der Stoffwelt führt.

Eine Substanz, die aus einem chemischen Element besteht, wird als einfach bezeichnet, und eine Substanz, die aus mehreren Elementen besteht, wird als Komplex oder chemische Verbindung bezeichnet.

Einfache Substanzen

Einfache Substanzen werden unterteilt in Metalle und Nichtmetalle. Eine solche Klassifizierung einfacher Substanzen wurde von dem herausragenden französischen Wissenschaftler A.L. Lavoisier Ende des 18. Jahrhunderts. Die chemischen Elemente, aus denen sich Metalle ableiten, werden metallisch genannt, und diejenigen, die Nichtmetalle bilden, werden genannt
nichtmetallisch. In der Langfassung des Systems von D. I. Mendeleev (Vorsatz II) sind sie durch eine unterbrochene Linie begrenzt. Metall Elemente sind links davon; Es gibt viel mehr davon als nichtmetallische.

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Einfache Substanzen aus 13 Elementen - Au, Ag, Cu, Hg, Pb, Fe, Sn, Pt, S, C, Zn, Sb und As waren in der Antike bekannt.

Jeder von Ihnen kann bedenkenlos mehrere Metalle nennen (Abb. 36). Sie unterscheiden sich von anderen Stoffen durch einen besonderen „metallischen“ Glanz. Diese Substanzen haben viele Eigenschaften gemeinsam.

Reis. 36. Metalle

Unter normalen Bedingungen sind Metalle Feststoffe (nur Quecksilber ist eine Flüssigkeit), sie leiten elektrischen Strom und Wärme gut, sie haben meistens eine hohe Temperatur Temperatur Schmelzen (über 500 °C).

Reis. 37. Vereinfachtes Modell der inneren Struktur des Metalls

Sie sind aus Plastik; Sie können geschmiedet und aus ihnen Draht gezogen werden.

Aufgrund ihrer Eigenschaften haben Metalle selbstbewusst Einzug in das Leben der Menschen gehalten. Ihre große Bedeutung wird durch die Namen historischer Epochen belegt: Kupferzeit, Bronzezeit, Eisenzeit.

Die Ähnlichkeit von Metallen beruht auf ihrer inneren Struktur.

Die Struktur von Metallen. Metalle sind kristalline Stoffe. Kristalle in Metallen sind viel kleiner als Zucker- oder Kochsalzkristalle und können mit bloßem Auge nicht gesehen werden.

Ein Molekül ist ein elektrisch neutrales Teilchen, das aus zwei oder mehr verbundenen Atomen besteht.

In jedem Molekül sind die Atome ziemlich fest miteinander verbunden, und die Moleküle in der Substanz sind sehr schwach miteinander verbunden. Daher haben Substanzen mit molekularer Struktur niedrige Schmelz- und Siedepunkte.

Sauerstoff und Ozon sind molekulare Substanzen. Dies sind einfache Sauerstoffsubstanzen. Ein Sauerstoffmolekül enthält zwei Sauerstoffatome und ein Ozonmolekül enthält drei (Abb. 39).

Reis. 39. Modelle von Molekülen

Nicht nur Sauerstoff, sondern auch viele andere Elemente bilden zwei oder mehr einfache Substanzen. Daher gibt es um ein Vielfaches einfachere Substanzen als chemische Elemente.

Namen einfacher Substanzen.

Die meisten einfachen Substanzen werden nach den entsprechenden Elementen benannt. Wenn die Namen unterschiedlich sind, werden sie im Periodensystem angegeben, und der Name einer einfachen Substanz befindet sich unter dem Namen
Element (Abb. 40).

Nennen Sie die einfachen Stoffe der Elemente Wasserstoff, Lithium, Magnesium, Stickstoff.

1 Der Begriff „Molekül“ kommt vom lateinischen Wort moles (Masse), Verkleinerungssuffix cula und bedeutet „kleine Masse“.

Die Namen einfacher Substanzen werden mit einem kleinen Buchstaben in den Satz geschrieben.

Reis. 40. Zelle des Periodensystems

Komplexe Substanzen (chemische Verbindungen)

Die Kombination von Atomen verschiedener chemischer Elemente erzeugt eine Menge komplexe Substanzen(es gibt Zehntausende Male mehr als einfache).

Es gibt komplexe Substanzen mit molekularer, atomarer und ionischer Struktur. Daher sind ihre Eigenschaften sehr unterschiedlich.

Molekulare Verbindungen sind meist flüchtig und haben oft einen Geruch. Ihre Schmelz- und Siedepunkte sind viel niedriger als die von Verbindungen mit atomarer oder ionischer Struktur.

Die molekulare Substanz ist Wasser. Das Wassermolekül besteht aus zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom (Abb. 41).

Reis. 41. Wassermolekülmodell

Die molekulare Struktur von Kohlenmonoxid und Kohlendioxid Gase, Zucker, Stärke, Alkohol, Essigsäure usw. Die Anzahl der Atome in den Molekülen komplexer Substanzen kann unterschiedlich sein - von zwei Atomen bis zu Hunderten und sogar Tausenden.

Einige Verbindungen haben eine atomare Struktur.

Eines davon ist das Mineral Quarz, der Hauptbestandteil von Sand. Es enthält Silizium- und Sauerstoffatome (Abb. 42).

Reis. 42. Modell der Verbindung der Atomstruktur (Quarz)

Es gibt auch ionische Verbindungen. Dies sind Kochsalz, Kreide, Soda, Kalk, Gips und viele andere. Salzkristalle bestehen aus positiv geladenen Natrium-Ionen und negativ geladenen Chlor-Ionen (Abb. 43). Jedes solche Ion wird aus dem entsprechenden Atom gebildet (§ 6).

Reis. 43. Modell einer ionischen Verbindung (Kochsalz)

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Die Moleküle organischer Verbindungen enthalten neben Kohlenstoffatomen normalerweise Wasserstoffatome, oft Sauerstoffatome und manchmal einige andere Elemente.

Die gegenseitige Anziehung vieler entgegengesetzt geladener Ionen bestimmt die Existenz ionischer Verbindungen.

Ein Ion, das aus einem Atom gebildet wird, wird einfach genannt, und ein Ion, das aus mehreren Atomen gebildet wird, wird komplex genannt.

Positiv geladene einfache Ionen existieren für metallische Elemente, während negativ geladene einfache Ionen für nichtmetallische Elemente existieren.

Namen komplexer Substanzen.

Das Lehrbuch hat bisher die technischen oder alltäglichen Namen komplexer Substanzen angegeben. Außerdem haben Stoffe chemische Namen. Zum Beispiel ist der chemische Name von Speisesalz Natriumchlorid und Kreide ist Calciumcarbonat. Jeder dieser Namen besteht aus zwei Wörtern. Das erste Wort ist der Name eines der Elemente, die die Substanz bilden (es wird mit einem kleinen Buchstaben geschrieben), und das zweite kommt vom Namen eines anderen Elements.

organische und anorganische Stoffe.

Früher wurden als organische Substanzen solche Substanzen bezeichnet, die in lebenden Organismen enthalten sind. Dies sind Proteine, Fette, Zucker, Stärke, Vitamine, Verbindungen, die Gemüse und Früchten Farbe, Geruch, Geschmack usw. verleihen. Im Laufe der Zeit begannen Wissenschaftler, in Labors Substanzen zu erhalten, die in Zusammensetzung und Eigenschaften ähnlich sind und in der Natur nicht vorkommen. Jetzt werden Kohlenstoffverbindungen als organische Substanzen bezeichnet (mit Ausnahme von Kohlenmonoxid und Kohlendioxid, Kreide, Soda und einigen anderen).

Die meisten organischen Verbindungen sind brennbar und verkohlen, wenn sie ohne Luft erhitzt werden (Kohle besteht fast ausschließlich aus Kohlenstoffatomen).

Andere komplexe Stoffe, sowie alle einfachen, gehören zu den anorganischen Stoffen. Sie bilden die Grundlage der Mineralwelt, dh sie sind in Böden, Mineralien, Gesteinen, Luft, natürlichem Wasser enthalten. Darüber hinaus kommen anorganische Stoffe auch in lebenden Organismen vor.

Das Material des Absatzes ist in Schema 6 zusammengefasst.

Laborexperiment Nr. 2

Kennenlernen von Substanzen verschiedener Art

Sie haben die folgenden Substanzen erhalten (der Lehrer zeigt die Option an):

Option I - Zucker, Calciumcarbonat (Kreide), Graphit, Kupfer;
Option II - Paraffin, Aluminium, Schwefel, Natriumchlorid (Speisesalz).

Substanzen sind in Gläsern mit Etiketten.

Betrachten Sie die Substanzen sorgfältig, achten Sie auf ihre Namen. Identifizieren Sie darunter einfache (Metalle, Nichtmetalle) und komplexe Stoffe, sowie organische und anorganische.

Tragen Sie den Namen jedes Stoffes in die Tabelle ein und geben Sie seinen Typ an, indem Sie ein „+“-Zeichen in die entsprechenden Spalten schreiben.

Ergebnisse

Stoffe sind einfach und komplex, organisch und anorganisch.

Einfache Substanzen werden in Metalle und Nichtmetalle sowie chemische Elemente in metallische und nichtmetallische Elemente unterteilt.

Metalle haben aufgrund der Ähnlichkeit ihrer inneren Struktur viele gemeinsame Eigenschaften.

Nichtmetalle bestehen aus Atomen oder Molekülen und unterscheiden sich in ihren Eigenschaften von Metallen.

Komplexe Substanzen (chemische Verbindungen) haben eine atomare, molekulare oder ionische Struktur.

Fast alle Kohlenstoffverbindungen gehören zu organischen Substanzen, und die übrigen Verbindungen und einfachen Substanzen gehören zu anorganischen Substanzen.

?
56. Welche Substanz wird einfach genannt und was ist komplex? Welche Arten von einfachen Substanzen gibt es und wie heißen die entsprechenden Elemente?

57. Durch welche physikalischen Eigenschaften kann ein Metall von einem Nichtmetall unterschieden werden?

58. Definiere ein Molekül. Was ist der Unterschied zwischen einem Molekül einer einfachen Substanz und einem Molekül einer komplexen Substanz?
59. Füllen Sie die Lücken aus, indem Sie die Wörter „Stickstoff“ oder „Stickstoff“ in die entsprechenden Fälle einfügen, und begründen Sie Ihre Wahl:
a) ... - Gas, das die größte Menge in der Luft enthält;
b) ein Molekül ... besteht aus zwei Atomen ...;
c) Verbindungen ... gelangen aus dem Boden in die Pflanzen;
d) ... schlecht wasserlöslich.

60. Füllen Sie die Lücken aus, indem Sie die Wörter „Element“, „Atom“ oder „Molekül“ in der entsprechenden Schreibweise und Zahl einfügen:
a) ... weißer Phosphor enthält vier ... Phosphor;
b) es gibt ... Kohlendioxid in der Luft;
c) Gold ist eine einfache Substanz ... Aurum.