"Химия", Кузнецова Л.М.
Сложное вещество состоит из атомов двух или более химических элементов, а простое — из атомов одного элемента. Состав вещества записывают химической формулой: символы показывают, какие элементы входят в него, а индексы — сколько атомов каждого элемента содержится в частице. Умение читать формулы помогает отличать простые вещества от сложных и определять их состав. Это знание пригодится дальше, когда вы будете изучать химические реакции и составлять их уравнения.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Сложное вещество — вещество, образованное атомами двух или более химических элементов. Например, вода состоит из атомов водорода и кислорода. Это определение помогает отличить сложное вещество от простого по числу разных элементов в составе.
Простое вещество — вещество, состоящее из атомов одного химического элемента. Так, кислород O₂ образован атомами только кислорода, хотя в его частице два атома. Понятие простого вещества нужно для сравнения: число атомов само по себе не определяет, простое вещество или сложное.
Химическая формула — условная запись состава вещества с помощью символов химических элементов и индексов. Например, запись H₂O сообщает, что в составе есть водород и кислород. Формула позволяет кратко записать состав и сравнить вещества.
Качественный состав показывает, атомы каких элементов входят в вещество, а количественный — сколько атомов каждого элемента указано формулой. В CO₂ качественный состав — углерод и кислород, а количественный — один атом углерода и два атома кислорода. Эти понятия помогают не смешивать перечень элементов с числом их атомов.
Состав сложного вещества связан с атомами разных химических элементов: именно разные виды атомов делают его сложным. У простого вещества все атомы относятся к одному элементу, даже если атомов несколько. Поэтому при сравнении формул нужно считать разные символы элементов, а не складывать все атомы. Например, O₂ содержит два атома, но только одного элемента.
Каждый символ в химической формуле обозначает определённый химический элемент. Если в записи встречаются H и O, в составе присутствуют водород и кислород; по одним лишь символам можно определить качественный состав. Названия элементов нужно знать, чтобы правильно прочитать формулу. При этом символ элемента — условное обозначение элемента, а не название вещества целиком.
Маленькая цифра справа внизу от символа называется индексом и показывает число атомов этого элемента в частице, записанной формулой. Индекс ставят именно возле символа, к которому он относится, чтобы не перепутать количество атомов разных элементов. Если цифры нет, подразумевается один атом: писать индекс 1 не принято. Так формула остаётся короче, но её состав можно прочитать точно.
Чтобы прочитать формулу с несколькими элементами, сначала назовите каждый символ, а затем определите число атомов по его индексу. В H₂O символы H и O означают водород и кислород: два атома водорода и один атом кислорода. В CO₂ есть углерод и кислород, причём кислорода два, а углерода один. Такой порядок позволяет установить и качественный, и количественный состав.
Формула не просто перечисляет символы, потому что индексы уточняют, сколько атомов каждого элемента входит в состав частицы. Запись H₂O отличается по составу от записи H₂O₂: в обеих есть водород и кислород, но количество атомов кислорода разное. Поэтому формула передаёт сведения о составе, а не только называет элементы. По ней можно сравнивать вещества и проверять, правильно ли прочитана запись.
| Признак | Простое вещество | Сложное вещество |
|---|---|---|
| Атомы каких элементов входят в состав | Атомы одного элемента | Атомы двух или более элементов |
| Число химических элементов | Один | Два или более |
| Пример формулы | O₂ | H₂O |
| Как прочитать состав по формуле | Один символ элемента: кислород | Два разных символа: водород и кислород |
Сначала найдите в формуле разные символы химических элементов, а не считайте все атомы. Один символ означает простое вещество, несколько разных символов — сложное. Индексы затем помогут определить число атомов каждого элемента.
Задача 1. Определите, простое или сложное вещество O₂ и H₂O. Нужно выяснить не общее число атомов, а число разных химических элементов в каждой формуле. Для этого выделим символы элементов и сопоставим их с критерием состава.
Ответ: O₂ — простое вещество, H₂O — сложное вещество. Наличие двух атомов в O₂ не делает его сложным, потому что оба атома принадлежат одному элементу. В H₂O элементов два, поэтому оно сложное.
Задача 2. Укажите качественный и количественный состав NH₃ и CO₂. Сначала прочитаем символы, чтобы назвать элементы, а потом — индексы, чтобы сосчитать атомы. Отсутствующий индекс будем считать равным одному.
Ответ: качественный состав NH₃ — азот и водород, количественный — один атом азота и три атома водорода. Качественный состав CO₂ — углерод и кислород, количественный — один атом углерода и два атома кислорода. Так в каждом случае отдельно названы элементы и указано их количество.
Задача 3. Сравните состав Al₂O₃ и Ca(OH)₂: назовите элементы и число атомов каждого. В первой формуле прочитаем индексы возле символов, а во второй сначала учтём индекс за скобками. Он относится ко всем символам внутри скобок, потому что умножает число атомов каждой входящей туда группы.
Ответ: Al₂O₃ содержит алюминий и кислород — два и три атома соответственно. Ca(OH)₂ содержит кальций, кислород и водород — один, два и два атома соответственно. Проверка: в каждом случае учтён каждый символ, а индекс у скобок применён ко всем символам внутри них.
Ошибка: считать вещество сложным, если в формуле несколько атомов. Так думают, потому что слово «сложное» можно ошибочно связать с большим числом атомов. Проверьте себя: посчитайте разные символы элементов, и для O₂ получите один элемент, то есть простое вещество.
Ошибка: принимать индекс за число молекул. Индекс стоит рядом с символом и относится к числу атомов этого элемента в частице, а не к количеству частиц вещества. Чтобы проверить чтение, спросите себя, возле какого символа записана цифра и что именно она уточняет.
Ошибка: забывать, что отсутствие индекса означает один атом. Это случается, когда ученик считает только явно написанные цифры. Перечитайте формулу и присвойте каждому символу без индекса число 1; например, в CO₂ углерод один.
Ошибка: путать символ элемента с названием вещества. Символ указывает на химический элемент, тогда как формула показывает состав вещества целиком. Проверьте себя: назовите каждый элемент по символу, а затем прочитайте индексы — одна буква ещё не сообщает название всего вещества.
Чтобы читать химические формулы, нужно знать названия и символы элементов. Также важно различать химический элемент и атом: элемент — вид атомов, а атом — отдельная частица этого вида. Эти знания позволяют понять, что именно обозначают символы в записи состава.
Понимание состава веществ пригодится при изучении химических реакций и составлении уравнений. Формулы показывают, какие вещества участвуют в реакции и из атомов каких элементов они состоят. Умение читать индексы помогает правильно учитывать атомы при записи и разборе таких уравнений.
Чем сложное вещество отличается от простого?
В состав сложного вещества входят атомы двух или более химических элементов. Простое вещество образовано атомами только одного элемента. Различие определяют по числу разных элементов, а не по общему числу атомов.
Почему O₂ — простое вещество, хотя в его формуле два атома?
Оба атома в формуле O₂ принадлежат одному химическому элементу — кислороду. Поэтому вещество простое, хотя его частица состоит из двух атомов.
Что показывает индекс в химической формуле?
Индекс показывает число атомов элемента, символ которого стоит непосредственно перед ним. Например, в CO₂ указаны два атома кислорода. Если индекс отсутствует, атом этого элемента один.
Как определить, сколько атомов каждого элемента входит в состав вещества?
Найдите в формуле символы элементов и прочитайте индексы справа внизу от них. Индекс относится к символу перед ним, а отсутствие индекса означает один атом. Если есть скобки с индексом снаружи, он учитывает все атомы внутри скобок.
Что означает отсутствие индекса рядом с символом элемента?
Отсутствующий индекс означает, что в формуле указан один атом этого элемента. Например, в H₂O один атом кислорода, потому что рядом с O индекса нет.
§ 7. Сложные вещества
