Хімія. 7 клас. Буринська

§ 7. Прості й складні речовини. Хімічні формули. Відносна молекулярна маса речовини

Опрацювавши текст параграфа, ти будеш
розуміти зміст понять: прості й складні речовини, хімічна формула, індекс, коефіцієнт, відносна молекулярна маса;	уміти: користуватися даними поняттями, розрізняти прості й складні речовини і наводити їх приклади, описувати якісний і кількісний склад речовин за хімічними формулами; обчислювати відносну молекулярну масу.

Атоми хімічних елементів сполучаються між собою, утворюючи всю різноманітність речовин, або хімічних сполук. Усі речовини вважаються хімічними сполуками, оскільки структурні частинки, з яких вони складаються (атоми, молекули, йони), утримуються одна з одною хімічними зв’язками (виняток становлять інертні гази, оскільки вони одноатомні).

Речовини поділяють на прості та складні, ти вже знаєш про це з курсу природознавства. Пригадай, чим вони різняться.

Спостерігай за таким дослідом.

Дослід. Заповнимо водою прилад, зображений на мал. 43 і ввімкнемо електричний струм. Незабаром утворюються два гази, які збираються у верхній частині приладу. Один газ займає об’єм удвічі більший, ніж інший. Якщо тліючу скіпку піднести до трубки з газом, який має менший об’єм, то вона спалахне. Отже, цей газ — кисень, він підтримує горіння. А якщо піднести запалену скіпку до отвору трубки, в якій газу зібралося більше, то спалахне газ. Горючий газ — це водень.

Подумай, який висновок про склад води можна зробити на підставі цього досліду. Правильно, вода складається з атомів двох різних елементів, які утворили дві речовини — кисень і водень. Молекули цих речовин складаються з атомів тільки одного елемента: молекули кисню — з атомів Оксигену, а молекули водню — з атомів Гідрогену.

Речовина, утворена атомами одного хімічного елемента, називається простою речовиною.

Мал. 43. Розкладання води електричним струмом

Наприклад, азот N₂, хлор Сl₂, кисень О₂, озон О₃. Молекули цих речовин містять атоми одного й того самого хімічного елемента, інших елементів немає.

Зверни увагу на кількісний склад кисню О₂ й озону О₃. Молекули цих простих речовин утворені тільки атомами Оксигену, але їхня кількість у молекулах різна. Отже, будова молекул різна і властивості цих речовин будуть різні.

Маленька цифра, що стоїть знизу праворуч від символу відповідного елемента і показує, скільки атомів входить до складу молекули даної речовини, називається індексом.

Зазвичай це стосується речовин молекулярної або йонної будови.

Для простих речовин немолекулярної будови число атомів у формулі, як правило, не зазначається. Хімічна формула таких речовин за написанням збігається з символом хімічного елемента. Так, формула заліза — Fe, силіцію — Si, графіту С, міді — Сu.

Прості речовини поділяють на метали (натрій Na, цинк Zn, барій Ва, магній Mg) і неметали (сірка S, фосфор Р, йод І₂, бром Вr₂). Метали молекул не містять, вони мають атомно-йонну будову. Метали добре проводять електричний струм і теплоту, чимало з них пластичні, легко куються, розплющуються в пластини, витягуються в дріт. Більшість металів має сірий або сріблясто-білий колір. Виняток становлять золото і мідь. Характерною ознакою металів є металічний блиск.

Неметали можуть мати як молекулярну, так і не молекулярну структуру. Вони погано проводять теплоту та електричний струм, крихкі, мають різний колір. Так, фосфор червоного кольору, сірка — жовтого, графіт — чорного, а кисень — безбарвний газ.

Різкої межі між простими речовинами металами і неметалами немає. Деякі неметали виявляють металічні властивості, а метали — неметалічні. Наприклад, графіт проводить електричний струм, а стибій — дуже крихкий метал.

Прості речовини — метали і неметали — це форма існування хімічних елементів у вільному стані.

Зверни увагу, що назви простих речовин і відповідних хімічних елементів збігаються. Наприклад, проста речовина, утворена хімічним елементом Хлором, називається хлором, а проста речовина, утворена хімічним елементом Магнієм, називається магнієм. Запам’ятай: назва хімічного елемента пишеться з великої літери, а назва простої речовини, утвореної цим елементом, з малої (табл. 2).

У зв’язку з тим, що назви хімічних елементів і простих речовин здебільшого збігаються, треба розрізняти поняття «проста речовина» і «хімічний елемент». Не можна приписувати хімічному елементу властивості, характерні для простої речовини. Якщо йдеться про хлор як жовто-зелений газ за стандартних умов, який розчиняється у воді, то йдеться про хлор як просту речовину. А якщо говорять про Хлор, який входить до складу хлоридної кислоти або будь-якої іншої складної речовини, то йдеться про Хлор як хімічний елемент.

Таблиця 2

Назви деяких простих речовин і відповідних їм хімічних елементів

Проста речовина		Назва хімічного елемента
назва	формула
Азот	N2	Нітроген
Водень	H2	Гідроген
Вуглець	C	Карбон
Залізо	Fe	Ферум
Золото	Au	Аурум
Йод	l2	Йод
Кисень	О2	Оксиген
Мідь	Cu	Купрум
Нікель	Ni	Нікол
Олово	Sn	Станум
Ртуть	Hg	Меркурій
Свинець	Pb	Плюмбум
Сірка	S	Сульфур
Срібло	Ag	Аргентум
Фтор	F2	Флуор

Хімічна сполука, утворена з різних хімічних елементів, називається складною речовиною

Лабораторні досліди

Ознайомлення зі зразками простих і складних речовин

На папірцях із назвами та формулами речовин видані зразки простих і складних речовин.

Завдання: 1) розмісти окремо в один ряд прості речовини, а в інший — складні; 2) прості речовини поділи на метали і неметали; 3) зроби висновок, за якими ознаками класифікуються речовини на прості, складні, метали і неметали.

Складні речовини не зберігають властивостей тих простих речовин, з яких вони утворилися, як це властиво для сумішей (див. § 4). Наприклад, кухонна сіль, або натрій хлорид, має інші властивості, ніж прості речовини натрій і хлор, з яких вона утворилася. Так, кухонна сіль не реагує інтенсивно з водою, як це властиво для натрію як простої речовини; вона не є отруйною як проста речовина хлор.

Між складними речовинами і сумішами існують суттєві відмінності (див. табл. 3).

Таблиця 3

Відмінності між сумішами речовин і складними речовинами

Суміш	Складна речовина
Утворюється за допомоги фізичного процесу — змішування речовин. Властивості речовин, з яких складається суміш, залишаються незмінними. Склад довільний, вихідні речовини змішуються у будь-яких масових співвідношеннях. Розділяється на складові частини за допомоги фізичних методів	Утворюється за допомоги хімічного процесу — синтезу речовин Властивості речовин, з яких добуто складну речовину, не зберігаються. Склад визначений, вихідні речовини реагують у певних масових співвідношеннях. Розкладається на окремі речовини лише під час хімічних реакцій

Атоми хімічних елементів, з яких побудована речовина, визначають її склад. Якщо тобі пропонують розповісти про склад речовини, то це означає, що треба назвати, з атомів яких елементів ця речовина складається (якісний склад), а також зазначити, скільки атомів кожного елемента входить до її складу (кількісний склад).

Складні речовини бувають молекулярної, атомної та йонної будови. Для речовин молекулярної будови їхні формули відбивають склад молекул цих речовин.

Якісний і кількісний склад речовин молекулярної будови завжди сталий і не залежить від місцезнаходження або способів добування речовини.

• Запиши формули речовин, молекули яких містять: а) один атом Нітрогену і три атома Гідрогену; б) два атоми Фосфору і п’ять атомів Оксигену.
• Порівняй якісний і кількісний склад речовин молекулярної будови за їх формулами а) Н₂О і H₂S; б) СН₄ і С₂Н₆; в) SO₂ і SO₃.

Якщо ж речовини мають атомну або йонну будову, то їхні формули відбивають співвідношення атомів різних елементів або йонів у кристалі.

Хімічні формули речовин виводяться або на підставі аналізу їх якісного і кількісного складу, або на підставі з’ясування будови речовини.

Хімічна формула — це умовний запис складу речовини за допомоги хімічних символів та індексів.

Твоє завдання полягає в тім, аби розібратися у позначеннях, що застосовуються у хімічних формулах. Так, запис О означає один атом Оксигену, а запис 2O (два—о) — два окремі атоми Оксигену. Якщо маємо позначення О₂ (о-два), то це означає молекулу кисню, що складається з двох атомів Оксигену. Щоб позначити дві молекули кисню, треба перед формулою написати велику цифру 2 (коефіцієнт) — 2О₂.

За хімічною формулою речовини можна обчислити її відносну молекулярну масу(M_r). Вона дорівнює сумі відносних атомних мас атомів, що входять до формульного складу речовини.

Як зрозуміти вираз «формульний склад»? Це склад речовини, що визначається її формулою. Адже не всі сполуки містять молекули. Є сполуки не молекулярної (атомної або йонної) будови. Для них термін «відносна молекулярна маса» не має сенсу. Тому використовують термін «формульна маса». Це означає, що йдеться про масу часток, яка відповідає прийнятій формулі речовини. Позначення M_r при цьому зберігається.

Відносна молекулярна або формульна маса — безрозмірна величина. Як її визначити практично? Спочатку запиши M_r, після цього в дужках зазнач формулу речовини, відносну молекулярну чи формульну масу якої ти хочеш обчислити. Наприклад:

Висновки

Усі речовини — це і є хімічні сполуки. Вони бувають прості та складні. Прості речовини утворюються з атомів одного елемента, складні речовини — з різних елементів.

Хімічна формула показує якісний і кількісний склад речовини молекулярної будови, взятої у чистому вигляді.

У речовин атомної або йонної будови хімічна формула виражає співвідношення частинок різних елементів у складі речовини.

У формулах речовин молекулярної будови індекс показує кількість атомів хімічного елемента у кожній молекулі речовини.

У формулах речовин атомної або йонної будови індекси виражають лише співвідношення частинок елементів у речовині.

Відносна молекулярна (формульна) маса позначається M_r.

Це безрозмірна величина, що дорівнює сумі відносних атомних мас хімічних елементів, що входять до складу цієї речовини з урахуванням її формули.

• Завдання для самоконтролю

• 1. На підставі яких ознак хімічні сполуки поділяють на прості і складні? Наведи приклади.
• 2. Із наведеного переліку випиши спочатку прості, а потім складні речовини: хлор, йод, ферум (II) оксид, вода, алюміній, барій хлорид.
• 3. Із наведеного переліку символів хімічних елементів випиши окремо символи металічних і неметалічних елементів: Fe, О, Н, Zn, Hg, S, С, Р. Зазнач назву кожного елемента і назву простої речовини, до складу якої входить цей елемент.
• 4. Поясни, що показують коефіцієнт та індекс у хімічних формулах. Наведи приклади.
• 5. Що означають такі записи: 3Н, 4Н₂О, 2СО₂, 3Н₂?
• 6. Прочитай хімічну формулу сульфатної кислоти H₂SO₄. Яку інформацію ти можеш із неї дістати?
• 7. Обчисли відносну молекулярну масу ортофосфатної кислоти Н₃РО₄.

• Додаткові завдання

• 8. Як ти гадаєш, якими двома способами можна довести, що вода — складна речовина?
• 9. Чим відрізняються між собою складні речовини і суміші?
• 10. Напиши символи трьох металічних і трьох неметалічних елементів, зазнач назву кожного з них і назву відповідної простої речовини.
• 11. Розглянь мал. 44 і обґрунтуй своє судження про те, в якому з прямокутників (а, б, в, г, д) зображено прості речовини, складні речовини, суміші речовин, чисті речовини.

Мал. 44. Моделі структурних частинок деяких речовин