"Химия", Габриелян О.С., Остроумов И.Г., Сладков С.А.
Вещество — это вид материи с определённым составом и свойствами; из веществ состоят окружающие нас тела. Важно различать чистые вещества и смеси, а также простые и сложные вещества. Состав вещества определяет его свойства, а химическая формула показывает, какие элементы входят в состав и сколько атомов каждого из них содержится. Эти знания помогают понимать реакции и выбирать способы разделения смесей.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Вещество — это вид материи, имеющий определённый состав и свойства. В отличие от физического тела, оно не обязательно имеет собственную форму и размеры. Такое различие помогает назвать не предмет, а материал, из которого он изготовлен.
Чистое вещество состоит из частиц одного вещества и имеет постоянный состав. Для него характерен определённый набор физических свойств: плотность, температура плавления, растворимость и другие. Понятие нужно, чтобы отличать вещество от случайного сочетания нескольких компонентов.
Смесь — это сочетание двух или нескольких веществ, состав которого может изменяться. Компоненты смеси обычно сохраняют свои свойства и могут быть разделены физическими способами. Поэтому смесь не считают новым веществом с единой химической формулой.
Простые вещества образованы атомами одного химического элемента, а сложные вещества — атомами двух или нескольких элементов. Например, железо Fe и кислород O₂ — простые вещества, а вода H₂O — сложное. Такая классификация показывает состав вещества на уровне атомов.
Физическое тело состоит из вещества, потому что его частицы образуют материал с определёнными свойствами. Одно и то же вещество может входить в состав разных тел: железо есть в гвозде, детали механизма и стальной пластине. Форму и назначение тела определяют размеры и устройство, а свойства материала — его состав.
Состав вещества определяет, какие частицы в нём находятся и как они взаимодействуют. Поэтому вода текуча и кипит при одной температуре, а железо твёрдое и проводит электрический ток иначе. Если атомы соединяются в другом соотношении или появляются другие элементы, образуется другое вещество с новым набором свойств.
Чистое вещество имеет постоянное соотношение частиц, поэтому его свойства при одинаковых условиях остаются характерными. В смеси соотношение компонентов меняется, и вместе с ним могут изменяться плотность, температура кипения или цвет. Смеси разделяют физическими методами, потому что при этом сами вещества не превращаются в другие.
Все чистые вещества делят на простые и сложные по числу химических элементов в составе. Простые вещества, в свою очередь, бывают металлами и неметаллами: металлы обычно хорошо проводят тепло и электрический ток, а неметаллы часто обладают иными физическими свойствами. Это деление связано со строением веществ, а не с длиной их формул.
Химическая формула одновременно сообщает качественный и количественный состав вещества. Символы элементов показывают, какие элементы присутствуют, а индексы — число атомов каждого элемента в молекуле или формульной единице. Например, в H₂O есть водород и кислород, причём на два атома водорода приходится один атом кислорода.
| Вид вещества | Состав | Постоянство состава | Примеры | Способ разделения или определения |
|---|---|---|---|---|
| Чистое вещество | Одно вещество | Постоянный | Дистиллированная вода, кислород | Физически не разделяют; определяют по свойствам |
| Смесь | Несколько веществ | Переменный | Воздух, морская вода | Разделяют физическими методами |
| Простое вещество | Атомы одного элемента | Постоянный для чистого вещества | Железо, O₂ | Определяют символом одного элемента |
| Сложное вещество | Атомы разных элементов | Постоянный для чистого вещества | H₂O, NaCl | Определяют по формуле нескольких элементов |
| Однородная смесь | Компоненты равномерно распределены | Переменный | Раствор соли, воздух | Выпаривание, перегонка |
| Неоднородная смесь | Компоненты видны или распределены неравномерно | Переменный | Гранит, песок с водой | Фильтрование, отстаивание, магнит |
Сначала определите, одно вещество перед вами или несколько: это отделяет чистое вещество от смеси. Затем среди чистых веществ посмотрите на число химических элементов в формуле. Для выбора разделения смеси найдите свойство, по которому её компоненты отличаются.
Условие: распределите воду, кислород, железо, поваренную соль, воздух и гранит на чистые вещества и смеси, а среди чистых веществ выделите простые и сложные.
Ответ: чистые вещества — вода, кислород, железо и поваренная соль; смеси — воздух и гранит. Простые вещества — кислород и железо, сложные — вода и поваренная соль.
Условие: по формуле Al₂(SO₄)₃ определите элементы и число атомов каждого элемента в формульной единице.
Ответ: качественный состав — алюминий, сера и кислород; количественный состав — 2 атома Al, 3 атома S и 12 атомов O.
Условие: предложите способ разделения смеси песка, поваренной соли и железных опилок.
Ответ: магнитное отделение железа, растворение соли в воде, фильтрование песка и выпаривание воды из раствора соли.
Иногда предмет называют веществом: например, говорят «стакан — это стекло». Ошибка возникает из-за смешения тела и материала, ведь стакан имеет форму, а стекло образует его. Проверьте себя вопросом: можно ли назвать форму и размеры объекта; если да, это тело.
Смесь иногда считают новым веществом с собственными частицами. На самом деле её компоненты сохраняют свойства и отделяются физическими методами, например фильтрованием или магнитом. Если разделение не требует химической реакции, перед вами, скорее всего, смесь.
Короткую формулу ошибочно принимают за признак простого вещества. Простым оно является только тогда, когда в формуле встречается символ одного элемента, например Fe или O₂. Посчитайте разные символы элементов, а не знаки и индексы.
Индекс в формуле иногда принимают за заряд или за число элементов. Индекс показывает число атомов, а индекс после скобок относится ко всем символам внутри неё. Для проверки перепишите формулу поэлементно и умножьте показатели, если есть скобки.
Для понимания темы нужны знания о химическом элементе, атоме, молекуле, химической формуле и физических свойствах веществ. Эти понятия объясняют, из каких частиц состоит вещество и как распознать его особенности.
Дальше классификация веществ пригодится при изучении классов неорганических соединений, химических реакций и расчётов по формулам. Состав вещества помогает правильно читать уравнения и находить соотношения реагентов.
В быту и лаборатории тема нужна для выбора способов очистки и разделения смесей. Зная растворимость, магнитные свойства или размер частиц, можно подобрать подходящий физический метод.
Чем вещество отличается от физического тела?
Физическое тело имеет форму, размеры и занимает место в пространстве. Вещество — это материал, из которого тело состоит: например, стакан является телом, а стекло — веществом.
Можно ли считать воздух чистым веществом?
Нет, воздух является смесью газов, главным образом азота и кислорода. Его состав может изменяться, а компоненты сохраняют свои свойства.
Почему вода и водяной пар — одно и то же вещество?
Вода и водяной пар имеют один и тот же химический состав — H₂O. При переходе из жидкости в газ меняется агрегатное состояние, но не состав вещества.
Чем простое вещество отличается от химического элемента?
Химический элемент — это вид атомов с одинаковым зарядом ядра. Простое вещество состоит только из атомов одного элемента, например кислород O₂ состоит из атомов элемента кислорода.
Как выбрать способ разделения конкретной смеси?
Сначала находят различие в физических свойствах компонентов: магнитные свойства, растворимость, размер частиц, температуры кипения. Затем подбирают метод, который использует это различие, например магнит, фильтрование или выпаривание.
§ 39. Вещества
