Какие признаки можно использовать для различения простых веществ от химических элементов?
Вопрос
Как я могу определить, является ли данное вещество простым или химическим элементом? Может быть, есть какие-то характеристики или методы, которые я могу использовать для распознавания этих различий?
Ответы ( 1 )
Когда учитель на уроке химии задает вопрос о разнице между простым веществом и химическим элементом, некоторые студенты начинают сомневаться, хотя ответ на самом деле довольно прост. Все, что нужно знать, это то, чем отличается вещество от химического элемента. Если речь идет о физических или химических свойствах — цвете, запахе, состоянии вещества (газ, твердое тело, жидкость), теплопроводности, электропроводности, горении, окислении, взаимодействии с другими веществами, растворимости — то это простое вещество. Если же речь идет о валентности, электронах, изотопах, нейтронах, о том, что элемент входит в состав живых или неживых организмов, клеток, удобрений, почвы, лекарств — это химический элемент. Давайте рассмотрим классический пример — кислород. Есть химический элемент, называемый кислородом (обозначается буквой О), который присутствует в воздухе, воде и всех живых организмах. А также есть простое вещество — газообразный кислород (обозначается О2), который поддерживает горение, образует воду при соединении с водородом и окисляет металлы.
Для ответа на вопрос о различии химического элемента и простого вещества следует провести сравнение этих понятий, дав определение каждого из них. Химический элемент представляет собой совокупность одинаковых атомов с одинаковым зарядом ядра, согласно таблице Менделеева. В таблице Менделеева 117 химических элементов разделены на металлы (98 элементов) и неметаллы (19 элементов). Каждый химический элемент имеет символ и атомную массу, измеряемую в углеродных единицах. Заряд ядра положителен и равен порядковому номеру элемента. Заряд ядра также равен количеству протонов в атоме химического элемента. Заряд ядра также равен количеству протонов и электронов в атоме химического элемента. Каждому химическому элементу соответствует определенное место в таблице Менделеева. Свойства химических элементов зависят от их порядкового номера и атомной массы. Атомы химических элементов служат строительным материалом для молекул простых и сложных веществ. Простые и сложные химические вещества представляют собой различные формы существования химических элементов. Образование различных простых и сложных веществ возможно благодаря межмолекулярным взаимодействиям и способности атомов и молекул исходных веществ вступать в химические реакции, образуя новые вещества с отличными свойствами. Образование и стабильность химических связей в молекулах зависят от валентности химического элемента. Понятие валентности применимо только к химическим элементам, при этом один и тот же химический элемент может иметь различную валентность. Атомы, молекулы и химические элементы — это термины, придуманные химиками. Простые и сложные вещества — это реальные объекты материального мира, которыми мы окружены. Все материальные тела состоят из простых или сложных веществ, которые в свою очередь состоят из различных химических элементов. Простое вещество состоит из атомов одного химического элемента, а сложное вещество состоит из атомов нескольких химических элементов. Например, химический элемент кислород может образовывать два простых вещества: газообразный кислород с молекулярной формулой О2 и озон, молекула которого состоит из трех атомов кислорода (О3). Химический элемент углерод может образовывать такие простые вещества, как уголь, графит и алмаз. Когда говорят о массе атома кислорода, равной 16 единицам, речь идет о химическом элементе. В то же время, когда говорят о молекулярной массе кислорода, равной 32 единицам, речь идет о простом веществе. Состав сложных веществ определяется элементами в соответствии с их свойствами, и таблица Менделеева позволяет рассчитать элементный состав вещества.
Для различения простых веществ от химических элементов можно использовать несколько признаков.
Первый признак — состав вещества. Химический элемент состоит из атомов одного и того же вида, в то время как простое вещество может состоять из атомов разных элементов, связанных друг с другом. Если вещество состоит только из одного вида атомов, то это химический элемент, например, кислород или железо. Если вещество состоит из атомов разных элементов, то это простое вещество, например, вода (H2O) или аммиак (NH3).
Второй признак — физические свойства. Химические элементы имеют свои уникальные физические свойства, такие как точка плавления и кипения, плотность, цвет и т. д. У каждого элемента есть своя специфическая комбинация этих свойств. Простые вещества, с другой стороны, могут иметь различные физические свойства в зависимости от их состава. Например, различные простые вещества могут иметь разные значения точек плавления и кипения.
Третий признак — реакционная способность. Химические элементы обладают своей характерной реакционной способностью, то есть способностью образовывать химические соединения и участвовать в химических реакциях. Простые вещества, с другой стороны, могут обладать своей уникальной реакционной способностью в зависимости от их состава. Например, кислород может реагировать с другими элементами и образовывать оксиды.
Для определения, является ли данное вещество простым или химическим элементом, вы можете использовать эти признаки. Изучите состав вещества, исследуйте его физические свойства и реакционную способность. Если вещество состоит только из атомов одного элемента и имеет характерные свойства для этого элемента, то оно является химическим элементом. Если вещество состоит из атомов разных элементов или имеет уникальные физические свойства и реакционную способность, то оно является простым веществом.
Химический элемент — это атомы с одинаковым зарядом ядра. Мы используем химические элементы, чтобы облегчить запись. В реальном мире вещества редко находятся в виде атомов, чаще присутствуют молекулы, состоящие из одинаковых или разных атомов. Если молекула состоит из атомов с одинаковым зарядом ядра, мы говорим о простом веществе. Например, азот в периодической таблице обозначается как N. В реальном мире он существует в виде N2, представляя собой двухатомный газ. Однако, если мы возьмем аргон, его обозначение в периодической таблице будет Ar. Аргон относится к инертным газам, его орбитали полностью заполнены электронами, поэтому он является одноатомным газом и записывается как Ar. Если мы рассмотрим оксид азота NO, то в его структуре присутствуют два химических элемента, поэтому мы говорим о сложном веществе.
Простое вещество и химический элемент — это разные понятия, которые имеют существенные отличия. Вещество представляет собой все то, из чего состоят объекты и является одной из форм материи. Простое вещество, в свою очередь, состоит только из атомов одного вида. Например, газ озон состоит из атомов кислорода, следовательно, он является простым веществом. Однако, газ метан состоит из атомов двух разных видов — углерода и водорода, поэтому он не может считаться простым веществом и относится к категории сложных веществ. Химический элемент, в свою очередь, представляет собой конкретный вид атомов с одинаковым зарядом ядра. Таким образом, существенная разница заключается в том, что простое вещество является типом материи, а химический элемент — это определенный тип атомов с постоянным зарядом ядра. Возникает путаница, так как многие химические элементы имеют те же названия, что и простые вещества. Например, слова «кислород», «водород», «железо», «цинк» и др. могут относиться и к веществу, и к элементу. Для определения значения этих слов в предложении необходимо внимательно анализировать то, что автор говорит. Например, когда говорят о «кислороде как газе», очевидно, что речь идет о простом веществе, поскольку элементы не могут быть газами. Если говорят о «дыхании кислорода животными», здесь также речь идет о веществе, поскольку невозможно дышать элементом. Однако, когда говорят о «кислороде, входящем в состав этилового спирта», в данном случае речь идет о химическом элементе. Аналогично, когда говорят о «меди как материале для электрических проводов», медь относится к простому веществу. Если говорят о «необходимости меди для функционирования человеческого мозга», имеются в виду мельчайшие количества меди в качестве элемента. Когда говорят о «меди в таблице Менделеева», очевидно, что речь идет о химическом элементе, а точнее о символе химического элемента Cu. Иногда нам помогает то, что простое вещество и соответствующий химический элемент могут иметь разные названия. Например, химический элемент называется «углеродом», а простые вещества, связанные с ним, включают в себя алмазы, графит, карбины, фуллерены. Однако, к сожалению, такие подсказки, кажется, присутствуют только в случае углерода.
Химический элемент и простое вещество обычно имеют одинаковое название, но их можно отличить. Химический элемент — это группа атомов с одинаковым положительным зарядом ядра. Простое вещество — это вещество, состоящее из атомов одного химического элемента. Например, кислород обозначается символом «О» как химический элемент, в то время как кислород в составе молекулы воды обозначается символом «О2» как простое вещество. Хорошим примером различия между химическим элементом и простым веществом является молекула воды (Н2О), которая состоит из водорода (обозначается «Н») и кислорода (обозначается «О») — это химические элементы. Воздух, необходимый для дыхания всех живых существ, содержит простое вещество кислород (обозначение «О2»).