Хімія. Поглиблений рівень. Повторне видання. 9 клас. Бутенко

Розділ 6. Узагальнення знань із хімії

§ 63. Будова речовини. Багатоманітність речовин і хімічних реакцій. Взаємодія між речовинами та їхні взаємоперетворення

У цьому параграфі ви повторите:

• що таке прості і складні речовини, метали і неметали;
• як поділяють складні речовини;
• відомості про взаємні перетворення речовин.

Хімія — це наука про склад, будову та перетворення речовин.

Будова речовин. Речовина — це одна з основних форм існування матерії. Частинками, що містяться в складі речовин, є атоми, молекули, йони.

За будовою речовини відрізняються одна від одної елементним складом, відносним умістом у молекулі або кристалі атомів чи йонів, їхнім взаємним розміщенням, а також загальним числом атомів у молекулі.

Тверді речовини бувають кристалічними та аморфними.

Кристалічними називають тверді речовини, для яких характерне упорядковане розміщення частинок, що утворюють цю речовину.

Аморфними називають речовини, у яких частинки розміщені невпорядковано. За внутрішньою будовою вони подібні до рідин, які мають дуже високу в’язкість.

Особливістю кристалічних речовин є постійна температура плавлення.

Кристалічні ґратки розрізняють за видом частинок у вузлах і за типом зв’язку між ними.

Йонні кристалічні ґратки містять у вузлах йони з протилежним знаком. Зв’язок між ними не має специфічної напрямленості й обумовлений їхньою електростатичною взаємодією.

Молекулярні кристалічні ґратки містять у вузлах молекули речовин, у яких атоми сполучені один з одним ковалентними зв’язками. Для речовин з молекулярними кристалічними ґратками властиві невелика механічна міцність, досить значна леткість та низькі температури плавлення.

Атомні кристалічні ґратки містять у вузлах атоми багатовалентних елементів, які сполучені один з одним міцними ковалентними зв’язками. Такі кристалічні ґратки характерні для невеликої кількості речовин: алмазу, графіту, силіцію, германію, бору. Атомні кристали відрізняються дуже великою твердістю і високою температурою плавлення.

Багатоманітність речовин і хімічних реакцій. Існує велика кількість простих і складних речовин (схема 16). Прості речовини утворені одним хімічним елементом, а складні — кількома хімічними елементами.

Схема 16

Прості речовини, залежно від типу хімічного зв’язку між їхніми атомами, поділяють на метали та неметали. У металів тип хімічного зв’язку між атомами — металічний, у неметалів — ковалентний. Поміж відомих на цей час 118 елементів 83 є металами.

Хоча прості речовини утворені лише одним хімічним елементом, той самий елемент може утворювати кілька простих речовин, наприклад, Оксиген утворює дві прості речовини: кисень О₂ та озон O₃.

Складні багатоелементні речовини поділяють:

• за кількістю елементів, що містяться в їхньому складі, на групи: бінарні (HCl) та інші (К₂СО₃, NaHSO₄);

• за хімічними властивостями в хімічних реакціях на класи: оксиди, кислоти, основи, амфотерні гідроксиди, солі; у разі неорганічних речовин: на вуглеводні, спирти, карбонові кислоти, жири, білки, вуглеводи тощо у разі органічних речовин.

Взаємозв’язки між речовинами та їхні перетворення відображають у вигляді рівнянь хімічних реакцій.

Розглянемо перетворення, наприклад, сполук Феруму, які наведено у вигляді таких схем:

• FeSO₄ → FeCO₃ → FeCl₂ → Fe(OH)₂ → Fe(NO₃)₂;
• Fe(NO₃)₂ → Fe(OH)₂ → FeCl₂ → FeCO₃ → FeSO₄.

Перетворення за першою схемою можна описати такими рівняннями реакцій:

• 1) FeSO₄ + Na₂CO₃ = FeCO₃↓ + Na₂SO₄
• 2) FeCO₃ + 2HCl = FeCl₂ + 2H₂O + CO₂↑
• 3) FeCl₂ + 2NaOH = Fe(OH)₂↓ + 2NaCl
• 4) Fe(OH)₂ + 2HNO₃ = Fe(NO₃)₂ + 2H₂O

Перетворення за другою схемою можна описати такими хімічними рівняннями:

• 1) Fe(NO₃)₂ + 2NaOH = Fe(OH)₂↓ + 2NaNO₃
• 2) Fe(OH)₂ + 2HCl = FeCl₂ + 2H₂O
• 3) FeCl₂ + Na₂CO₃ = FeCO₃↓ + 2NaCl
• 4) FeCO₃ + H₂SO₄ (розв.) = FeSO₄ + H₂O + CO₂↑

Запитання та завдання

1. Що таке речовина?

2. Як класифікують тверді речовини?

3. Які речовини називають: а) кристалічними; б) аморфними?

4. Як класифікують кристалічні речовини за типом кристалічних ґраток?

5. Які кристалічні ґратки називають: а) йонними; б) молекулярними; в) атомними; г) металічними?

6. Як називають речовини, що містять атоми лише одного хімічного елемента?

7. Як поділяють прості речовини залежно від типу хімічного зв’язку між атомами?

8. Чи може той самий елемент утворювати кілька простих речовин? Чим це обумовлено? Наведіть приклади.

9. За якою ознакою складні речовини поділяють на класи?

10. Запишіть рівняння реакцій, що відповідають таким схемам перетворень:

• a) CuCl₂ → Cu(OH)₂ → CuSO₄ → Cu → CuO → Cu(NO₃)₂;
• б) N₂ → NH₃ → (NH₄)₂SO₄ → NH₄Cl → NH₃ → (NH₄)₃PO₄ → NH₄Cl;
• в) Na → NaOH → NaHCO₃ → Na₂CO₃ → NaCl → NaNO₃.

11. Як із кальцій карбонату добути барій карбонат? Запишіть рівняння відповідних реакцій.

12. Як отримати кальцій хлорид із кальцій нітрату, використовуючи калій карбонат і хлоридну кислоту? Запишіть рівняння відповідних реакцій.

13. Як із купрум(ІІ) нітрату отримати купрум(ІІ) хлорид? Запишіть рівняння реакцій.

14. Запропонуйте три способи отримання карбон(ІV) оксиду.

15. Визначте ланку, якої бракує в ланцюжку, що характеризує генетичний зв’язок речовин:

16. Запишіть рівняння реакцій, що відповідають такій схемі перетворень:

• крохмаль → глюкоза → карбон(ІV) оксид → глюкоза.

*17. Нижче наведено назви певних речовин:

а) оксид металічного елемента та водень;

проста речовина та кисень;

активний метал і кислота;

б) основний оксид і вода;

кислотний оксид і вода;

основний оксид і кислота;

в) основа та кислота;

основний і кислотний оксиди;

кислотний оксид і луг;

г) сіль і луг;

сіль і кислота;

сіль і сіль.

Речовини яких класів утворюються внаслідок їхньої взаємодії? Наведіть приклади.