"Химия", Кузнецова Л.М.
Вещества состоят из частиц, а состав показывает, какие атомы и в каком соотношении образуют эти частицы. Химический элемент — это вид атомов с одинаковым зарядом ядра; он может входить в простые и сложные вещества. Формула вещества передаёт его качественный состав — набор элементов — и количественный состав — соотношение атомов. Это помогает различать вещества и читать их формулы.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Вещество — это то, из чего состоят тела; оно образовано частицами, например атомами или молекулами. Состав вещества показывает, какие атомы входят в его частицы и как они соотносятся между собой. Это понятие помогает отличать вещества друг от друга и понимать, что записано в химической формуле.
Химический элемент — определённый вид атомов с одинаковым зарядом ядра. Атомы одного элемента могут отличаться числом нейтронов, но сохраняют одинаковый заряд ядра. Понятие элемента нужно, чтобы обозначать общий вид атомов независимо от того, в составе какого вещества они находятся.
Простое вещество состоит из атомов одного химического элемента. Например, в частице кислорода O₂ есть только атомы элемента кислорода. Это определение позволяет отличить вещество, образованное одним видом атомов, от вещества, в котором соединены разные виды.
Сложное вещество образовано атомами двух или более химических элементов. В молекуле воды H₂O есть атомы водорода и кислорода. Такое определение нужно, чтобы описывать состав соединений и отличать их от простых веществ.
Качественный состав отвечает на вопрос, какие химические элементы есть в веществе, а количественный — сколько атомов каждого вида приходится на частицу или в каком соотношении они соединены. Эти сведения различают потому, что одних названий элементов недостаточно для полного описания вещества. Например, вода H₂O и пероксид водорода H₂O₂ содержат водород и кислород, но соотношение их атомов разное, поэтому это разные вещества.
Химический элемент и простое вещество не являются синонимами, потому что называют разные вещи. Элемент — понятие о виде атомов, а простое вещество — реальное вещество, состоящее из таких атомов. Например, O обозначает элемент кислород, а O₂ — формулу простого вещества, частица которого состоит из двух его атомов.
Один и тот же элемент может входить в состав и простого, и сложного вещества, поскольку атомы элемента способны соединяться как друг с другом, так и с атомами других видов. Кислород входит в состав простого вещества O₂ и сложного вещества H₂O. Поэтому по названию элемента нельзя решить, простое перед нами вещество или сложное: нужно рассмотреть всю формулу.
Химическая формула передаёт качественный состав символами элементов, а количественный — индексами. Например, в CO₂ символы C и O показывают, что в составе есть углерод и кислород, а индекс 2 у O указывает на два атома кислорода. У символа C индекса нет, значит, атом углерода один; индекс 1 обычно не пишут.
Символы элементов происходят от их латинских названий и служат общими для химиков обозначениями. Символ состоит из одной или двух букв: первая всегда заглавная, а вторая, если она есть, строчная, например H — водород, Ca — кальций. Читают символ как название элемента, а формулу — называя элементы и указывая количество атомов по индексам.
| Критерий | Химический элемент | Простое вещество | Сложное вещество |
|---|---|---|---|
| Что обозначает понятие | Вид атомов | Вещество из атомов одного элемента | Вещество из атомов разных элементов |
| Из каких атомов состоит | Атомы с одинаковым зарядом ядра | Атомы одного вида | Атомы двух или более видов |
| Сколько химических элементов входит в состав | Один вид атомов | Один элемент | Два или более элементов |
| Как записывается | Символом элемента | Формулой с одним символом элемента | Формулой с несколькими символами |
| Примеры | H, O, Fe | H₂, O₂, Fe | H₂O, CO₂, NaCl |
Сначала определите, что именно обозначено: вид атомов или вещество из этих атомов. Затем посчитайте разные символы элементов в формуле: один символ указывает на простое вещество, несколько — на сложное. Индексы помогают узнать количество атомов, но не число видов элементов.
Условие: распределите формулы O₂, H₂O и CO₂ на простые и сложные вещества, назовите входящие элементы. Нужно считать разные символы, а не общее число атомов в записи. Индекс показывает количество атомов, но не добавляет новый элемент.
Ответ: O₂ — простое вещество; H₂O и CO₂ — сложные вещества. В их состав входят соответственно кислород; водород и кислород; углерод и кислород. Для классификации учитывали число видов элементов, а не число атомов.
Условие: прочитайте формулу Al₂O₃ и укажите качественный и количественный состав. Качественный состав — названия элементов, а количественный — число атомов каждого элемента в одной частице. Поэтому сначала выпишем символы, затем посмотрим на индексы.
Ответ: качественный состав — алюминий и кислород; количественный состав — два атома алюминия и три атома кислорода. Соотношение атомов Al и O равно 2:3. По этой записи видно, что вещество сложное, поскольку в формуле два разных элемента.
Условие: составьте формулу вещества, частица которого содержит два атома водорода и один атом серы. Нужно перевести названия элементов в символы, а количество атомов записать индексами. Если атом элемента один, индекс 1 не ставится.
Ответ: формула вещества — H₂S. Она показывает, что качественный состав включает водород и серу, а количественный состав — два атома водорода и один атом серы. Проверка: в записи есть оба названных элемента и нужное число атомов каждого вида.
Ошибка — считать химический элемент и простое вещество одним и тем же. Так думают, потому что оба понятия могут быть связаны с атомами одного вида, но элемент обозначает их вид, а вещество — то, что из них образовано. Проверьте себя вопросом: речь идёт об атомах или о веществе? Кислород O — элемент, O₂ — простое вещество.
Ошибка — называть вещество простым только по одному символу, не учитывая смысл записи и коэффициент. Один символ элемента действительно означает один вид атомов в формуле, но коэффициент перед формулой показывает число частиц и не является новым элементом. Проверяйте сначала символы внутри формулы, а затем отдельно учитывайте коэффициент.
Индекс часто путают с коэффициентом, из-за чего неверно считают атомы. Индекс относится к символу перед ним, а коэффициент перед формулой умножает число всех атомов в частице. Чтобы проверить подсчёт, сначала прочитайте индексы, а затем, если есть коэффициент, умножьте на него количество каждого атома.
Нельзя писать символ элемента двумя заглавными буквами или менять порядок символов в формуле. Эту ошибку допускают, когда воспринимают буквы как произвольное сокращение, хотя у символа строгое написание: первая буква заглавная, вторая — строчная. Сверьте запись с символом элемента и перепишите формулу в заданном порядке, не переставляя символы.
Для понимания состава нужно знать, что вещества состоят из частиц, а атом — мельчайшая электрически нейтральная частица химического элемента. Также пригодится умение узнавать символы элементов и читать простые формулы. Эти знания станут основой для изучения валентности, составления формул и уравнений реакций, а также расчётов по химическим формулам.
Чем химический элемент отличается от простого вещества?
Химический элемент — это вид атомов с одинаковым зарядом ядра, а простое вещество — вещество, состоящее из атомов одного элемента. Например, кислород O — элемент, а O₂ — простое вещество, молекула которого содержит два атома кислорода.
Может ли один химический элемент входить в состав разных веществ?
Да. Например, элемент кислород входит в простое вещество O₂ и в состав сложного вещества H₂O. В разных веществах его атомы соединены с разными атомами или образуют частицы разного состава.
Как по формуле определить, простое вещество или сложное?
Нужно посчитать, сколько разных символов химических элементов записано в формуле. Если символ один, вещество простое; если два или больше — сложное. Индексы показывают число атомов, но не меняют количество видов элементов.
Что показывает индекс в химической формуле?
Индекс — маленькая цифра справа внизу от символа элемента. Он показывает число атомов этого элемента в частице вещества; если индекса нет, атом один. Например, в H₂O два атома водорода и один атом кислорода.
Почему символы одних элементов состоят из одной буквы, а других — из двух?
Символы элементов основаны на их латинских названиях. Если одной буквы недостаточно, чтобы различать элементы, используют две: первая заглавная, вторая строчная. Например, C — углерод, а Ca — кальций.
§ 4. Состав вещества. Химический элемент
