ในบทที่แล้วมีการกล่าวไว้ว่าไม่เพียงแต่อะตอมขององค์ประกอบทางเคมีเดียวกันเท่านั้นที่สามารถสร้างพันธะระหว่างกัน แต่ยังรวมถึงอะตอมของธาตุที่ต่างกันด้วย สารที่เกิดจากอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีชนิดเดียวเรียกว่าสารเชิงเดี่ยว และสารที่เกิดจากอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีต่างกันเรียกว่าสารเชิงซ้อน สารเชิงเดี่ยวบางชนิดมีโครงสร้างโมเลกุล เช่น ประกอบด้วยโมเลกุล ตัวอย่างเช่น สารต่างๆ เช่น ออกซิเจน ไนโตรเจน ไฮโดรเจน ฟลูออรีน คลอรีน โบรมีน ไอโอดีน มีโครงสร้างโมเลกุล สารแต่ละชนิดประกอบด้วยโมเลกุลไดอะตอมมิก ดังนั้นสูตรจึงสามารถเขียนเป็น O 2, N 2, H 2, F 2, Cl 2, Br 2 และ I 2 ตามลำดับ อย่างที่คุณเห็น สสารเชิงเดี่ยวสามารถมีชื่อเดียวกันกับองค์ประกอบที่ก่อตัวเป็นสารเหล่านั้นได้ ดังนั้นเราควรแยกความแตกต่างอย่างชัดเจนระหว่างสถานการณ์เมื่อเราพูดถึงองค์ประกอบทางเคมีและเมื่อเกี่ยวกับสารธรรมดา

สารเชิงเดี่ยวมักไม่มีโมเลกุล แต่เป็นโครงสร้างอะตอม ในสารดังกล่าว อะตอมสามารถสร้างพันธะประเภทต่างๆ ซึ่งกันและกันได้ ซึ่งจะกล่าวถึงรายละเอียดในภายหลังเล็กน้อย สารที่มีโครงสร้างคล้ายคลึงกันคือโลหะทั้งหมด เช่น เหล็ก ทองแดง นิกเกิล รวมถึงอโลหะบางชนิด เช่น เพชร ซิลิคอน กราไฟต์ เป็นต้น โดยทั่วไปแล้วสารเหล่านี้มีลักษณะไม่เพียงแต่โดยบังเอิญของชื่อขององค์ประกอบทางเคมีกับชื่อของสารที่เกิดขึ้นเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการบันทึกสูตรของสารที่เหมือนกันและการกำหนดองค์ประกอบทางเคมีด้วย ตัวอย่างเช่น องค์ประกอบทางเคมีเหล็ก ทองแดง และซิลิคอน ซึ่งเรียกว่า Fe, Cu และ Si ก่อให้เกิดสารอย่างง่ายซึ่งมีสูตรเป็น Fe, Cu และ Si ตามลำดับ นอกจากนี้ยังมีสสารง่าย ๆ กลุ่มเล็ก ๆ ที่ประกอบด้วยอะตอมที่แยกได้ซึ่งไม่ได้เชื่อมต่อกันในทางใดทางหนึ่ง สารดังกล่าวคือก๊าซซึ่งเรียกว่าก๊าซมีตระกูลเนื่องจากมีฤทธิ์ทางเคมีต่ำมาก เหล่านี้รวมถึงฮีเลียม (He) นีออน (Ne) อาร์กอน (Ar) คริปทอน (Kr) ซีนอน (Xe) เรดอน (Rn)

เนื่องจากมีสารเชิงเดี่ยวที่รู้จักเพียงประมาณ 500 ชนิด ข้อสรุปเชิงตรรกะจึงตามมาว่าองค์ประกอบทางเคมีจำนวนมากมีลักษณะเฉพาะด้วยปรากฏการณ์ที่เรียกว่า allotropy

Allotropy เป็นปรากฏการณ์ที่องค์ประกอบทางเคมีหนึ่งสามารถก่อให้เกิดสารง่ายๆ หลายชนิดได้ สารเคมีต่าง ๆ ที่เกิดจากองค์ประกอบทางเคมีชนิดเดียวเรียกว่าการดัดแปลงแบบอัลโลทรอปิกหรืออัลโลโทรป

ตัวอย่างเช่น ออกซิเจนองค์ประกอบทางเคมีสามารถก่อตัวเป็นสารง่าย ๆ สองชนิดได้ ซึ่งหนึ่งในนั้นมีชื่อองค์ประกอบทางเคมี - ออกซิเจน ออกซิเจนเป็นสารประกอบด้วยโมเลกุลไดอะตอมมิกเช่น สูตรของมันคือ O 2 สารประกอบนี้เองที่เป็นส่วนหนึ่งของอากาศที่เราต้องการสำหรับชีวิต การดัดแปลงออกซิเจนแบบ allotropic อีกประการหนึ่งคือโอโซนของก๊าซไตรอะตอมซึ่งมีสูตรคือ O 3 . แม้ว่าทั้งโอโซนและออกซิเจนจะเกิดขึ้นจากองค์ประกอบทางเคมีเดียวกัน แต่พฤติกรรมทางเคมีของพวกมันก็แตกต่างกันมาก: โอโซนมีความกระตือรือร้นมากกว่าออกซิเจนในการทำปฏิกิริยากับสารชนิดเดียวกัน นอกจากนี้สารเหล่านี้ยังแตกต่างกันอีกด้วยค่ะ คุณสมบัติทางกายภาพอย่างน้อยก็เพราะความจริงที่ว่า มวลโมเลกุลโอโซนมากกว่าออกซิเจน 1.5 เท่า สิ่งนี้นำไปสู่ความจริงที่ว่าความหนาแน่นของมันในสถานะก๊าซนั้นเพิ่มขึ้น 1.5 เท่าเช่นกัน

องค์ประกอบทางเคมีหลายชนิดมีแนวโน้มที่จะก่อตัวขึ้น การปรับเปลี่ยนแบบ allotropicซึ่งมีความแตกต่างกันในเรื่องคุณสมบัติทางโครงสร้าง ตาข่ายคริสตัล- ตัวอย่างเช่น ในรูปที่ 5 คุณสามารถเห็นภาพแผนผังของชิ้นส่วนของโครงผลึกของเพชรและกราไฟต์ ซึ่งเป็นการดัดแปลงคาร์บอนแบบ allotropic

รูปที่ 5. ชิ้นส่วนของโครงผลึกของเพชร (a) และกราไฟท์ (b)

นอกจากนี้ คาร์บอนยังสามารถมีโครงสร้างโมเลกุลได้ โครงสร้างดังกล่าวพบได้ในสารประเภทหนึ่ง เช่น ฟูลเลอรีน สาร ประเภทนี้เกิดจากโมเลกุลคาร์บอนทรงกลม รูปที่ 6 แสดงแบบจำลอง 3 มิติของโมเลกุลฟูลเลอรีน c60 และลูกฟุตบอลสำหรับการเปรียบเทียบ สังเกตความคล้ายคลึงกันที่น่าสนใจของพวกเขา

รูปที่ 6 โมเลกุลฟูลเลอรีน C60 (a) และ ลูกฟุตบอล(ข)

สารเชิงซ้อนคือสารที่ประกอบด้วยอะตอมของธาตุต่างกัน เช่นเดียวกับสสารธรรมดาสามารถมีโครงสร้างโมเลกุลและไม่ใช่โมเลกุลได้ โครงสร้างที่ไม่ใช่โมเลกุลของสารเชิงซ้อนสามารถมีความหลากหลายมากกว่าโครงสร้างแบบธรรมดา สารเคมีที่ซับซ้อนใด ๆ สามารถได้รับจากปฏิกิริยาโดยตรงของสารอย่างง่ายหรือโดยลำดับของปฏิกิริยาระหว่างกัน สิ่งสำคัญคือต้องตระหนักถึงข้อเท็จจริงข้อหนึ่ง ซึ่งก็คือคุณสมบัติของสารเชิงซ้อนทั้งทางกายภาพและทางเคมีนั้นแตกต่างอย่างมากจากคุณสมบัติของสารเชิงเดี่ยวที่ได้รับมา ตัวอย่างเช่น เกลือแกงซึ่งมีฟอรั่ม NaCl และเป็นผลึกโปร่งใสไม่มีสี สามารถรับได้โดยการทำปฏิกิริยาโซเดียม ซึ่งเป็นโลหะที่มีคุณสมบัติเป็นโลหะ (ความสุกใสและการนำไฟฟ้า) กับคลอรีน Cl2 ซึ่งเป็นก๊าซสีเหลืองเขียว

กรดซัลฟิวริก H 2 SO 4 สามารถเกิดขึ้นได้จากการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องจากสารอย่างง่าย - ไฮโดรเจน H 2, ซัลเฟอร์ S และออกซิเจน O 2 ไฮโดรเจนเป็นก๊าซที่เบากว่าอากาศซึ่งก่อให้เกิดสารผสมที่ระเบิดได้กับอากาศ สีเหลืองสามารถเผาไหม้ได้ และออกซิเจนเป็นก๊าซที่หนักกว่าอากาศเล็กน้อยซึ่งสารหลายชนิดสามารถเผาไหม้ได้ กรดซัลฟูริกซึ่งสามารถหาได้จากสารธรรมดาๆ เหล่านี้เป็นของเหลวที่มีน้ำมันหนักซึ่งมีคุณสมบัติในการขจัดน้ำออกอย่างเข้มข้น เนื่องจากมีประจุไฟให้กับสารหลายชนิดที่มีต้นกำเนิดจากสารอินทรีย์

เห็นได้ชัดว่านอกจากตัวบุคคลแล้ว สารเคมีก็ยังมีส่วนผสมอยู่ด้วย โลกรอบตัวเราส่วนใหญ่เกิดจากส่วนผสมของสารต่างๆ ได้แก่ โลหะผสม ผลิตภัณฑ์อาหาร เครื่องดื่ม วัสดุต่างๆซึ่งวัตถุต่างๆ รอบตัวเราถูกสร้างขึ้นมา

ตัวอย่างเช่น อากาศที่เราหายใจส่วนใหญ่ประกอบด้วยไนโตรเจน N2 (78%) ออกซิเจน (21%) ซึ่งมีความสำคัญสำหรับเรา และอีก 1% ที่เหลือประกอบด้วยสิ่งเจือปนของก๊าซอื่น ๆ ( คาร์บอนไดออกไซด์, ก๊าซมีตระกูล ฯลฯ)

ส่วนผสมของสารแบ่งออกเป็นเนื้อเดียวกันและต่างกัน สารผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันคือสารผสมที่ไม่มีขอบเขตเฟส ส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันคือส่วนผสมของแอลกอฮอล์และน้ำ โลหะผสม สารละลายเกลือและน้ำตาลในน้ำ ส่วนผสมของก๊าซ ฯลฯ สารผสมที่ไม่เหมือนกันคือสารผสมที่มีขอบเขตเฟส ส่วนผสมประเภทนี้ได้แก่ ส่วนผสมของทรายและน้ำ น้ำตาลและเกลือ ส่วนผสมของน้ำมันและน้ำ เป็นต้น

สารที่ประกอบเป็นสารผสมเรียกว่าส่วนประกอบ

ส่วนผสมของสารเชิงเดี่ยวต่างจากสารประกอบทางเคมีที่สามารถได้จากสารเชิงเดี่ยวเหล่านี้ โดยจะคงคุณสมบัติของแต่ละส่วนประกอบไว้

สารทั้งหมดที่เราพูดถึงในหลักสูตรเคมีของโรงเรียนมักจะแบ่งออกเป็นเรื่องง่ายและซับซ้อน สารเชิงเดี่ยวคือสารที่โมเลกุลประกอบด้วยอะตอมของธาตุเดียวกันออกซิเจนอะตอมมิก (O) ออกซิเจนโมเลกุล (O2) หรือเพียงแค่ออกซิเจน โอโซน (O3) กราไฟท์ เพชรเป็นตัวอย่างของสารธรรมดาที่ก่อให้เกิดองค์ประกอบทางเคมีคือออกซิเจนและคาร์บอน สารที่ซับซ้อนแบ่งออกเป็นอินทรีย์และอนินทรีย์ ในบรรดาสารอนินทรีย์ มีสี่ประเภทต่อไปนี้ที่มีความโดดเด่นเป็นหลัก: ออกไซด์ (หรือออกไซด์), กรด (ออกซิเจนและปราศจากออกซิเจน), เบส (เบสที่ละลายน้ำได้เรียกว่าด่าง) และเกลือ สารประกอบของอโลหะ (ไม่รวมออกซิเจนและไฮโดรเจน) ไม่รวมอยู่ในสี่ประเภทนี้ เราจะเรียกพวกมันตามอัตภาพว่า "และสารเชิงซ้อนอื่นๆ"

สารเชิงเดี่ยวมักแบ่งออกเป็นโลหะ อโลหะ และก๊าซเฉื่อย โลหะรวมถึงองค์ประกอบทางเคมีทั้งหมดที่มีการเติมระดับย่อย d- และ f ซึ่งเป็นองค์ประกอบในช่วงที่ 4: Sc - Zn ในช่วงที่ 5: Y - Cd ในช่วงที่ 6: La - Hg, Ce - ลู ในสมัยที่ 7 อค - ธ - ล. หากตอนนี้เราลากเส้นจาก Be ถึง At ท่ามกลางองค์ประกอบที่เหลือ จากนั้นทางด้านซ้ายและด้านล่างก็จะมีโลหะ และทางด้านขวาและด้านบน - ไม่ใช่โลหะ ก๊าซเฉื่อยอยู่ในหมู่ 8 ของตารางธาตุ องค์ประกอบที่อยู่บนเส้นทแยงมุม: Al, Ge, Sb, Po (และอื่น ๆ เช่น Zn) ในสถานะอิสระมีคุณสมบัติของโลหะและไฮดรอกไซด์มีคุณสมบัติของทั้งเบสและกรดเช่น คือแอมโฟเทอริกไฮดรอกไซด์ ดังนั้นองค์ประกอบเหล่านี้จึงถือได้ว่าเป็นโลหะที่ไม่ใช่โลหะซึ่งมีตำแหน่งตรงกลางระหว่างโลหะและอโลหะ ดังนั้น การจำแนกองค์ประกอบทางเคมีขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของไฮดรอกไซด์: พื้นฐาน - ซึ่งหมายความว่าเป็นโลหะ เป็นกรด - อโลหะ และทั้งสองอย่าง (ขึ้นอยู่กับเงื่อนไข) - โลหะ-ไม่ใช่โลหะ องค์ประกอบทางเคมีชนิดเดียวกันในสารประกอบที่มีสถานะออกซิเดชันเชิงบวกต่ำสุด (Mn+2, Cr+2) จะแสดงคุณสมบัติ "โลหะ" ที่เด่นชัด และในสารประกอบที่มีสถานะออกซิเดชันเชิงบวกสูงสุด (Mn+7, Cr+6) จะแสดงคุณสมบัติของ อโลหะทั่วไป หากต้องการดูความสัมพันธ์ระหว่างสารเชิงเดี่ยว ออกไซด์ ไฮดรอกไซด์ และเกลือ เราจะนำเสนอตารางสรุป

ภายใต้ องค์ประกอบทางเคมีเข้าใจกลุ่มอะตอมที่มีประจุนิวเคลียร์เป็นบวกเท่ากันและมีคุณสมบัติบางอย่าง อะตอมของธาตุเคมีชนิดเดียวกันรวมตัวกันก่อตัวเป็น สารง่ายๆ- เมื่ออะตอมของธาตุเคมีต่างๆ มารวมกัน สารที่ซับซ้อน (สารประกอบเคมี)หรือ สารผสม- ความแตกต่างระหว่างสารประกอบเคมีและสารผสมคือ:

พวกเขามีคุณสมบัติใหม่ที่ไม่มีสารธรรมดาที่ได้รับ

ไม่สามารถแบ่งกลไกออกเป็นส่วนประกอบต่างๆ ได้

องค์ประกอบทางเคมีในองค์ประกอบสามารถอยู่ในอัตราส่วนเชิงปริมาณที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัดเท่านั้น

องค์ประกอบทางเคมีบางชนิด (คาร์บอน ออกซิเจน ฟอสฟอรัส ซัลเฟอร์) สามารถมีอยู่ได้ในรูปของสารง่ายๆ หลายชนิด ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า การจัดสรรและสารเชิงเดี่ยวที่มีองค์ประกอบทางเคมีชนิดเดียวกันหลายชนิดเรียกว่า การปรับเปลี่ยนแบบ allotropic(การปรับเปลี่ยน)

งาน

1.1. มีอะไรอีกในธรรมชาติ: องค์ประกอบทางเคมีหรือสารธรรมดา? ทำไม

1.2. จริงหรือไม่ที่ซัลเฟอร์และเหล็กรวมอยู่ในองค์ประกอบของเหล็กซัลไฟด์เป็นสาร? ถ้าไม่เช่นนั้นคำตอบที่ถูกต้องคืออะไร?

1.3. ตั้งชื่อการดัดแปลงออกซิเจนแบบ allotropic มีคุณสมบัติต่างกันหรือไม่? ถ้าเป็นเช่นนั้นอย่างไร?

1.4. การดัดแปลงออกซิเจนแบบ allotropic ข้อใดมีฤทธิ์ทางเคมีมากกว่า และเพราะเหตุใด

1.5. สารหรือองค์ประกอบทางเคมีอย่างง่าย ได้แก่ สังกะสี ซัลเฟอร์ และออกซิเจน ในปฏิกิริยาต่อไปนี้:

1) CuSO 4 + Zn = ZnSO 4 + Cu;

2) ส + โอ 2 = ดังนั้น 2;

3) สังกะสี + 2HC1 = สังกะสี 2 + H 2 ;

4) สังกะสี + S = สังกะสี;

5) 2H 2 0 = 2H 2  + O 2 

1.6. เป็นไปได้ไหมที่จะได้สารเชิงเดี่ยวอื่นจากสารเชิงเดี่ยวหนึ่ง? ให้คำตอบที่มีเหตุผล

1.7. เมื่อสารบางชนิดถูกเผาในออกซิเจน จะได้ซัลเฟอร์ (IV) ออกไซด์ ไนโตรเจน และน้ำ ธาตุเคมีใดที่ก่อให้เกิดสารตั้งต้น

1.8. ระบุว่าสารธรรมดาหรือสารเชิงซ้อน ได้แก่ H 2 O, C1 2, NaOH, O 2, HNO 3, Fe, S, ZnSO 4, N 2, AgCl, I 2, A1 2 O 3, O 3?

1.9. องค์ประกอบทางเคมีใดบ้างที่ทราบถึงการดัดแปลงแบบ allotropic? ตั้งชื่อการแก้ไขเหล่านี้

1.10. เป็นไปได้ไหมที่องค์ประกอบทางเคมีจะเปลี่ยนจากการดัดแปลงแบบ allotropic หนึ่งไปอีกแบบหนึ่ง? ยกตัวอย่าง.

1.11. องค์ประกอบทางเคมีหมายถึงอะไรเมื่อพูดถึงเพชรและโอโซน

1.12. สารใดเป็นสารประกอบเคมี และสารใดเป็นสารผสม

2) อากาศ;

4) กรดซัลฟิวริก;

1.13. จะพิสูจน์ได้อย่างไรว่าโซเดียมคลอไรด์เป็นสารเชิงซ้อน?

1.14. ตั้งชื่อการดัดแปลงคาร์บอนแบบ allotropic สามรายการ

1.15. การดัดแปลงฟอสฟอรัสแบบ allotropic เรียกว่าอะไร และแตกต่างกันอย่างไร?

1.16. การดัดแปลงซัลเฟอร์แบบ allotropic เรียกว่าอะไร และแตกต่างกันอย่างไร?

1.17. ระบุว่าข้อความใดเป็นจริงและเพราะเหตุใด - องค์ประกอบของแบเรียมซัลเฟตประกอบด้วย:

1) สารง่าย ๆ แบเรียม, ซัลเฟอร์, ออกซิเจน;

2) องค์ประกอบทางเคมี แบเรียม, ซัลเฟอร์, ออกซิเจน

1.18. สามารถผลิตแอมโมเนียได้กี่ลิตรจากส่วนผสมของไนโตรเจน 10 ลิตรและไฮโดรเจน 30 ลิตร?

1.19. ไฮโดรเจน 10 ลิตรและออกซิเจน 4 ลิตรผลิตไอน้ำได้กี่ลิตร ก๊าซใดและปริมาณเท่าใดที่จะคงเหลืออยู่เกิน?

1.20. ซิงค์ซัลไฟด์ (ZnS) สามารถเกิดขึ้นได้กี่กรัมจากส่วนผสมของสังกะสี 130 กรัม และกำมะถัน 48 กรัม

1.22. สารละลายแอลกอฮอล์ในน้ำคืออะไร - ส่วนผสมหรือสารประกอบเคมี?

1.23. สารเชิงซ้อนสามารถประกอบด้วยอะตอมชนิดเดียวกันได้หรือไม่?

1.24. สารใดต่อไปนี้เป็นสารผสม และสารใดเป็นสารประกอบทางเคมี

1) สีบรอนซ์;

2) นิกโครม;

3) น้ำมันก๊าด;

4) โพแทสเซียมไนเตรต:

5) ขัดสน;

6) ซุปเปอร์ฟอสเฟต

1.25. ให้ส่วนผสมของ Cl 2 + HCl + CaCl 2 + H 2 O

1) มีสารที่แตกต่างกันกี่ชนิดในส่วนผสม

2) ส่วนผสมมีคลอรีนกี่โมเลกุล

3) มีอะตอมของคลอรีนกี่อะตอมในส่วนผสม

4) ส่วนผสมมีสารต่าง ๆ กี่โมเลกุล

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างพวกเขาคือองค์ประกอบของพวกเขา ดังนั้นสารเชิงเดี่ยวจึงรวมอะตอมของธาตุเดียวด้วย ผลึก (สารธรรมดา) ของพวกมันสามารถสังเคราะห์ได้ในห้องปฏิบัติการและบางครั้งก็ที่บ้าน อย่างไรก็ตาม มักจำเป็นต้องสร้างเงื่อนไขบางประการสำหรับการจัดเก็บคริสตัลที่เกิดขึ้น

มีการแบ่งสารอย่างง่ายออกเป็น 5 ประเภท ได้แก่ โลหะ กึ่งโลหะ อโลหะ สารประกอบระหว่างโลหะ และฮาโลเจน (ไม่พบในธรรมชาติ) พวกเขาสามารถแสดงด้วยก๊าซอะตอม (Ar, He) หรือโมเลกุล (O2, H2, O3)

ตัวอย่างเช่น เราสามารถใช้ออกซิเจนที่เป็นสารเชิงเดี่ยวได้ ประกอบด้วยโมเลกุลที่ประกอบด้วยอะตอมสองอะตอมของธาตุออกซิเจน หรือยกตัวอย่าง สสารเหล็กประกอบด้วยผลึกที่มีเพียงอะตอมของธาตุเหล็ก ในอดีต เป็นเรื่องปกติที่จะตั้งชื่อสารธรรมดาด้วยชื่อของธาตุที่มีอะตอมรวมอยู่ในองค์ประกอบด้วย โครงสร้างของสารประกอบเหล่านี้อาจเป็นโมเลกุลหรือไม่ใช่โมเลกุลก็ได้

สารเชิงซ้อน ได้แก่ อะตอม หลากหลายชนิดและเมื่อสลายตัวจะเกิดสารประกอบสองชนิด (หรือมากกว่า) ตัวอย่างเช่น เมื่อน้ำแตกตัว จะเกิดออกซิเจนและไฮโดรเจน อย่างไรก็ตาม ไม่ใช่ทุกสารประกอบที่สามารถแยกย่อยเป็นสารธรรมดาได้ ตัวอย่างเช่น เหล็กซัลไฟด์ที่เกิดจากอะตอมของกำมะถันและเหล็ก ไม่สามารถย่อยสลายได้ ในกรณีนี้ เพื่อพิสูจน์ว่าสารประกอบมีความซับซ้อนและมีอะตอมที่ไม่เหมือนกัน จึงใช้หลักปฏิกิริยาย้อนกลับ กล่าวอีกนัยหนึ่งคือได้เหล็กซัลไฟด์โดยใช้ส่วนประกอบเริ่มต้น

องค์ประกอบคือรูปแบบขององค์ประกอบทางเคมีที่มีอยู่ในรูปแบบอิสระ ปัจจุบันวิทยาศาสตร์รู้จักองค์ประกอบเหล่านี้มากกว่าสี่ร้อยประเภท

ต่างจากสารเชิงซ้อน สารเชิงเดี่ยวไม่สามารถหาได้จากสารเชิงเดี่ยวอื่น นอกจากนี้ยังไม่สามารถย่อยสลายเป็นสารประกอบอื่นได้

การดัดแปลงแบบ allotropic ทั้งหมดมีคุณสมบัติในการแปลงร่างซึ่งกันและกัน ประเภทต่างๆสารธรรมดาที่เกิดจากองค์ประกอบทางเคมีชนิดเดียวสามารถมีความแตกต่างและได้ ระดับที่แตกต่างกันกิจกรรมทางเคมี ตัวอย่างเช่น ออกซิเจนมีฤทธิ์น้อยกว่าโอโซน และจุดหลอมเหลวของฟูลเลอรีนก็ต่ำกว่าเพชร เป็นต้น

ภายใต้สภาวะปกติ สำหรับธาตุทั้ง 11 ธาตุ สารเชิงเดี่ยวจะเป็นก๊าซ (Ar, Xe, Rn, N, H, Ne, O, F, Kr, Cl, He,) สำหรับของเหลว 2 ชนิด (Br, Hg) และสำหรับของเหลวอื่นๆ องค์ประกอบ - ของแข็ง.

ที่อุณหภูมิใกล้กับอุณหภูมิห้อง โลหะทั้งห้าจะมีสถานะเป็นของเหลวหรือกึ่งของเหลว เนื่องจากจุดหลอมเหลวเกือบจะเท่ากัน ดังนั้น ปรอทและรูบิเดียมจึงละลายที่ 39 องศา แฟรนเซียมที่ 27 องศา ซีเซียมที่ 28 และแกลเลียมที่ 30 องศา

ควรสังเกตว่าไม่ควรสับสนแนวคิดของ "องค์ประกอบทางเคมี" "อะตอม" "สารอย่างง่าย" ตัวอย่างเช่น อะตอมมีความหมายที่ชัดเจนและเฉพาะเจาะจงและมีอยู่จริง คำจำกัดความของ "องค์ประกอบทางเคมี" โดยทั่วไปนั้นเป็นนามธรรมและเป็นกลุ่ม ในธรรมชาติ องค์ประกอบมีอยู่ในรูปของอะตอมอิสระหรือพันธะเคมี ในเวลาเดียวกันลักษณะของสารง่าย ๆ (คอลเลกชันของอนุภาค) และองค์ประกอบทางเคมี (อะตอมที่แยกได้ประเภทใดประเภทหนึ่ง) มีลักษณะเฉพาะของตัวเอง

เมื่อศึกษาเนื้อหาในย่อหน้าก่อนหน้านี้ คุณได้คุ้นเคยกับสารบางอย่างแล้ว ตัวอย่างเช่น โมเลกุลของก๊าซไฮโดรเจนประกอบด้วยอะตอมสองอะตอมขององค์ประกอบทางเคมี ไฮโดรเจน - เอช + เอช = H2

สารเชิงเดี่ยวคือสารที่มีอะตอมชนิดเดียวกัน

สารง่ายๆ ที่คุณรู้จัก ได้แก่ ออกซิเจน กราไฟท์ ซัลเฟอร์ ไนโตรเจน โลหะทุกชนิด: เหล็ก ทองแดง อลูมิเนียม ทอง ฯลฯ ซัลเฟอร์ประกอบด้วยอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีเท่านั้น กำมะถัน ในขณะที่กราไฟท์ประกอบด้วยอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีคาร์บอน

จำเป็นต้องแยกแยะแนวคิดต่างๆ ให้ชัดเจน "องค์ประกอบทางเคมี"และ "เรื่องง่ายๆ"- ตัวอย่างเช่น เพชรและคาร์บอนไม่ใช่สิ่งเดียวกัน คาร์บอนเป็นองค์ประกอบทางเคมี และเพชรเป็นสารอย่างง่ายที่เกิดจากองค์ประกอบทางเคมีของคาร์บอน ใน ในกรณีนี้องค์ประกอบทางเคมี (คาร์บอน) และสารธรรมดา (เพชร) เรียกว่าแตกต่างกัน บ่อยครั้งองค์ประกอบทางเคมีและสารเชิงเดี่ยวที่เกี่ยวข้องกันมักมีชื่อเหมือนกัน ตัวอย่างเช่น ธาตุออกซิเจนสอดคล้องกับสารอย่างง่ายนั่นคือออกซิเจน

จำเป็นต้องเรียนรู้วิธีแยกแยะระหว่างจุดที่เรากำลังพูดถึงองค์ประกอบและจุดไหนเกี่ยวกับสสาร! ตัวอย่างเช่น เมื่อพวกเขาบอกว่าออกซิเจนเป็นส่วนหนึ่งของน้ำ เรากำลังพูดถึงธาตุออกซิเจน เมื่อพวกเขาบอกว่าออกซิเจนเป็นก๊าซที่จำเป็นสำหรับการหายใจ เรากำลังพูดถึงออกซิเจนที่เป็นสารอย่างง่าย

สารเชิงเดี่ยวของธาตุเคมีแบ่งออกเป็น 2 กลุ่ม คือ โลหะและอโลหะ

โลหะและอโลหะแตกต่างกันอย่างสิ้นเชิงในคุณสมบัติทางกายภาพ โลหะทุกชนิดเป็นสารที่เป็นของแข็งภายใต้สภาวะปกติ ยกเว้นปรอท - โลหะเหลวเพียงชนิดเดียว- โลหะมีความทึบแสงและมีความแวววาวของโลหะเป็นพิเศษ โลหะมีความเหนียวและนำความร้อนและไฟฟ้าได้ดี

อโลหะมีคุณสมบัติทางกายภาพไม่เหมือนกัน ดังนั้น ไฮโดรเจน ออกซิเจน ไนโตรเจนก็คือก๊าซ ซิลิคอน ซัลเฟอร์ ฟอสฟอรัสจึงเป็นของแข็ง ของเหลวชนิดเดียวที่ไม่ใช่โลหะคือโบรมีน ซึ่งเป็นของเหลวสีน้ำตาลอมแดง

หากเราวาดเส้นธรรมดาจากองค์ประกอบทางเคมีโบรอนไปยังองค์ประกอบทางเคมีแอสทาทีนในรูปแบบยาว ตารางธาตุเหนือเส้นเป็นองค์ประกอบที่ไม่ใช่โลหะ และด้านล่างเป็นองค์ประกอบ โลหะ- ใน เวอร์ชั่นสั้นตารางธาตุประกอบด้วยธาตุอโลหะอยู่ใต้เส้นนี้ และมีธาตุทั้งโลหะและอโลหะอยู่เหนือเส้นนี้ ซึ่งหมายความว่า จะสะดวกกว่าในการพิจารณาว่าธาตุนั้นเป็นโลหะหรือไม่ใช่โลหะโดยใช้ตารางธาตุแบบยาว การแบ่งส่วนนี้เป็นแบบมีเงื่อนไข เนื่องจากองค์ประกอบทั้งหมดไม่ทางใดก็ทางหนึ่งแสดงคุณสมบัติทั้งที่เป็นโลหะและอโลหะ คุณสมบัติของโลหะแต่ในกรณีส่วนใหญ่การกระจายนี้สอดคล้องกับความเป็นจริง

สารเชิงซ้อนและการจำแนกประเภท

ถ้าองค์ประกอบของสารเชิงเดี่ยวมีอะตอมเพียงประเภทเดียว ก็เดาได้ง่ายว่าองค์ประกอบของสารเชิงซ้อนนั้นจะมีอะตอมที่แตกต่างกันหลายประเภท อย่างน้อยสองอะตอม ตัวอย่างของสารเชิงซ้อนคือน้ำ คุณรู้สูตรทางเคมีของมัน - น้ำ- โมเลกุลของน้ำประกอบด้วยอะตอมสองประเภท: ไฮโดรเจนและออกซิเจน

สารเชิงซ้อน- สารที่มีอะตอมหลายประเภท

เรามาทำการทดลองต่อไปนี้กันผสมผงกำมะถันและสังกะสี วางส่วนผสมบนแผ่นโลหะแล้วจุดไฟโดยใช้คบเพลิงไม้ ส่วนผสมจะติดไฟและลุกไหม้อย่างรวดเร็วด้วยเปลวไฟที่สว่างจ้า หลังจากเสร็จสิ้น ปฏิกิริยาเคมีมีการสร้างสารใหม่ซึ่งรวมถึงอะตอมของกำมะถันและสังกะสีด้วย คุณสมบัติของสารนี้แตกต่างอย่างสิ้นเชิงจากคุณสมบัติของสารตั้งต้น - ซัลเฟอร์และสังกะสี

สารเชิงซ้อนมักแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม: สารอนินทรีย์และอนุพันธ์ของสารดังกล่าว และสารอินทรีย์และอนุพันธ์ของสารดังกล่าวตัวอย่างเช่น เกลือสินเธาว์เป็นสารอนินทรีย์ และแป้งที่มีอยู่ในมันฝรั่งเป็นสารอินทรีย์

ประเภทของโครงสร้างของสาร

ขึ้นอยู่กับชนิดของอนุภาคที่ประกอบเป็นสาร สารต่างๆ จะถูกแบ่งออกเป็นสารต่างๆ โครงสร้างโมเลกุลและไม่ใช่โมเลกุล

สารอาจมีอนุภาคโครงสร้างต่างๆ เช่น อะตอม โมเลกุล ไอออนจึงมีสารอยู่ 3 ประเภท ได้แก่ สารที่มีโครงสร้างอะตอม ไอออนิก และโมเลกุล สาร หลากหลายชนิดอาคารก็จะมี คุณสมบัติต่างๆ.

สสารของโครงสร้างอะตอม

ตัวอย่างของสาร โครงสร้างอะตอมอาจมีสารที่เกิดจากธาตุคาร์บอน: กราไฟท์และเพชร- สารเหล่านี้มีเพียงอะตอมของคาร์บอน แต่คุณสมบัติของสารเหล่านี้แตกต่างกันมาก กราไฟท์– สารที่เปราะบาง ขัดง่าย มีสีเทา-ดำ เพชร– โปร่งใส หนึ่งในแร่ธาตุที่แข็งที่สุดในโลก เหตุใดสารที่ประกอบด้วยอะตอมชนิดเดียวกันจึงมีคุณสมบัติต่างกัน มันเป็นเรื่องของโครงสร้างของสารเหล่านี้ อะตอมของคาร์บอนในกราไฟท์และเพชรรวมกัน ในทางที่แตกต่าง- สารที่มีโครงสร้างอะตอมมี อุณหภูมิสูงตามกฎแล้วการเดือดและการละลายไม่ละลายในน้ำไม่ระเหย

Crystal Lattice – ภาพเรขาคณิตเสริมที่ใช้ในการวิเคราะห์โครงสร้างของคริสตัล

สารที่มีโครงสร้างโมเลกุล

สารที่มีโครงสร้างโมเลกุล– สิ่งเหล่านี้เป็นของเหลวและสารที่เป็นก๊าซเกือบทั้งหมด นอกจากนี้ยังมีสารที่เป็นผลึกซึ่งมีโครงผลึกรวมโมเลกุลอยู่ด้วย น้ำเป็นสารที่มีโครงสร้างโมเลกุล น้ำแข็งก็มีโครงสร้างโมเลกุลเช่นกัน แต่ต่างจากน้ำของเหลวตรงที่มีโครงตาข่ายคริสตัลที่โมเลกุลทั้งหมดได้รับคำสั่งอย่างเคร่งครัด สารที่มีโครงสร้างโมเลกุลมีจุดเดือดและจุดหลอมเหลวต่ำ มักจะเปราะบาง และไม่นำไฟฟ้า

สสารของโครงสร้างไอออนิก

สารที่มีโครงสร้างไอออนิกคือสารที่เป็นผลึกแข็ง ตัวอย่างของสารประกอบไอออนิกคือเกลือแกง สูตรทางเคมีของมันคือ NaCl ดังที่เราเห็น NaCl ประกอบด้วยไอออน Na+ และ Cl⎺,สลับกันในบางจุด (โหนด) ของโครงตาข่ายคริสตัล สารที่มีโครงสร้างไอออนิกมีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูง เปราะบาง มักจะละลายน้ำได้สูง และไม่นำกระแสไฟฟ้า

ไม่ควรสับสนแนวคิดเรื่อง "อะตอม" "องค์ประกอบทางเคมี" และ "สสารเชิงเดี่ยว"

• "อะตอม"– แนวคิดเฉพาะ เนื่องจากอะตอมมีอยู่จริง
• « องค์ประกอบทางเคมี» – เป็นแนวคิดโดยรวมที่เป็นนามธรรม โดยธรรมชาติแล้ว องค์ประกอบทางเคมีมีอยู่ในรูปของอะตอมอิสระหรืออะตอมที่มีพันธะทางเคมี กล่าวคือ เป็นสารที่เรียบง่ายและซับซ้อน

ชื่อขององค์ประกอบทางเคมีและสารเชิงเดี่ยวที่เกี่ยวข้องจะเหมือนกันในกรณีส่วนใหญ่

เมื่อเราพูดถึงวัสดุหรือส่วนประกอบของส่วนผสม เช่น ขวดบรรจุก๊าซคลอรีน สารละลายน้ำโบรมีนเอาฟอสฟอรัสสักชิ้น - เรากำลังพูดถึงสารง่ายๆ ถ้าเราบอกว่าอะตอมของคลอรีนประกอบด้วยอิเล็กตรอน 17 ตัว สารนั้นประกอบด้วยฟอสฟอรัส โมเลกุลประกอบด้วยอะตอมโบรมีน 2 อะตอม เราก็หมายถึงองค์ประกอบทางเคมี

จำเป็นต้องแยกแยะระหว่างคุณสมบัติ (คุณลักษณะ) ของสารอย่างง่าย (กลุ่มของอนุภาค) และคุณสมบัติ (คุณลักษณะ) ขององค์ประกอบทางเคมี (อะตอมที่แยกได้) บางประเภท) ดูตารางด้านล่าง:

ต้องแยกสารที่ซับซ้อนออกจาก สารผสมซึ่งประกอบด้วยองค์ประกอบที่แตกต่างกัน

อัตราส่วนเชิงปริมาณของส่วนประกอบของส่วนผสมสามารถเปลี่ยนแปลงได้ และ สารประกอบเคมีมีองค์ประกอบคงที่

ตัวอย่างเช่น ในแก้วชา คุณสามารถเพิ่มน้ำตาลหนึ่งช้อนหรือหลาย ๆ โมเลกุลและซูโครสได้ С12Н22О11มีอย่างแน่นอน คาร์บอน 12 อะตอม ไฮโดรเจน 22 อะตอม และออกซิเจน 11 อะตอม

ดังนั้นจึงสามารถอธิบายองค์ประกอบของสารประกอบได้เพียงสิ่งเดียว สูตรเคมีและองค์ประกอบ ไม่มีส่วนผสม

ส่วนประกอบของส่วนผสมคงสภาพทางกายภาพและ คุณสมบัติทางเคมี- ตัวอย่างเช่น หากคุณผสมผงเหล็กกับกำมะถัน จะเกิดส่วนผสมของสารสองชนิดขึ้น ทั้งกำมะถันและเหล็กในส่วนผสมนี้ยังคงคุณสมบัติไว้: เหล็กถูกดึงดูดด้วยแม่เหล็ก และกำมะถันจะไม่เปียกน้ำและลอยอยู่บนพื้นผิว

ถ้าซัลเฟอร์และเหล็กทำปฏิกิริยากัน จะเกิดสารประกอบใหม่ตามสูตร เฟสซึ่งไม่มีคุณสมบัติของเหล็กหรือกำมะถัน แต่มีคุณสมบัติเป็นของตัวเอง ในการเชื่อมต่อ เฟสเหล็กและกำมะถันจับกันและเป็นไปไม่ได้ที่จะแยกออกจากกันโดยใช้วิธีการแยกสารผสม

ดังนั้นสารจึงสามารถจำแนกตามพารามิเตอร์หลายประการ:

บทสรุปจากบทความในหัวข้อ เรียบง่ายและ สารที่ซับซ้อน

• สารธรรมดา- สารที่มีอะตอมชนิดเดียวกัน
• สารเชิงเดี่ยวแบ่งออกเป็นโลหะและอโลหะ
• สารเชิงซ้อน- สารที่มีอะตอมหลายประเภท
• สารเชิงซ้อนแบ่งออกเป็น อินทรีย์และอนินทรีย์
• มีสารหลายชนิดที่มีโครงสร้างอะตอม โมเลกุล และไอออนิก มีคุณสมบัติแตกต่างกัน
• คริสตัลเซลล์– ภาพเรขาคณิตเสริมที่นำมาใช้เพื่อวิเคราะห์โครงสร้างผลึก