Краткое содержание
Мир веществ необычайно многообразен. Во-первых, существует много разных элементов. Во-вторых, атомы одного элемента могут соединяться по-разному (например, различные формы углерода или простые вещества кислорода O2 и O3). В-третьих, атомы разных элементов могут соединяться. Например, в ходе соединения активных металлов (щелочных и щелочноземельных металлов) и неметаллов (O и S из группы кислорода или галогенов) образуются ионные вещества. Ионные вещества, т. е. соли, являются немолекулярными веществами. Они образуют кристаллы, содержащие большое количество ионов.
Ионы – это атомы, получившие заряд в результате потери или присоединения электронов. Например, в ходе реакции кальций отдает электроны кислороду, образуется ионное вещество оксид кальция. Между катионами кальция и анионами кислорода возникает ионная связь, поскольку эти ионы обладают разноименными зарядами и притягиваются в результате электрического взаимодействия. В молекуле кислорода наблюдается ковалентная связь, при которой атомы делят общую электронную пару. Электронная пара движется вокруг ядер обоих атомов, удерживая атомы вместе. Ковалентная связь образуется преимущественно между неметаллами. В металлах, например, в золоте, серебре и железе, наблюдается металлическая связь, при которой электроны внешнего электронного слоя являются общими для всех атомов. Благодаря металлической связи металлы обладают металлическими свойствами.
Вещества подразделяются на простые и сложные в зависимости от того, состоят ли они из атомов одного или нескольких элементов. Например, молекулярный кислород является простым веществом, поскольку состоит из атомов одного элемента – кислорода. Углекислый газ (CO2) является сложным веществом, поскольку состоит из атомов двух элементов – углерода и кислорода. Сложное вещество также называют соединением.
Частицы вещества и химические связи определяют свойства вещества. Физические свойства – это свойства, которые подлежат изучению без разложения вещества, т. е. химической реакции. Таковыми являются, например, агрегатное состояние, температура плавления и электропроводность. Немолекулярные вещества, например, металлы и соли, являются твердыми, поскольку в них огромное количество атомов связано между собой, придавая веществу большую массу. При обычных условиях молекулярные вещества зачастую находятся в газообразном состоянии (например, кислород), но могут принимать и жидкое (например, вода, этанол) или твердое состояние (например, глюкоза, сера). Электричество проводят вещества, в которых заряженные частицы (электроны, ионы) могут свободно передвигаться. Например, металлы проводят электричество в результате свободного движения электронов, а соленая вода – ионов.
Основные понятия
- Ион – обладающий электрическим зарядом атом, который образовался из атома в результате потери или присоединения электронов.
- Электрический заряд – величина, характеризующая ион. Ион может иметь отрицательный или положительный заряд.
- Катион – положительно заряженный ион.
- Анион – отрицательно заряженный ион.
- Ионное вещество – немолекулярное вещество, частицами которого являются ионы.
- Соли являются ионными веществами.
- Химическая связь – взаимодействие между частицами вещества, удерживающее их вместе.
- При ковалентной связи образующие связь атомы делят электронную пару.
- Ионная связь – электрическая сила притяжения между разноименно заряженными ионами.
- При металлической связи электроны внешнего электронного слоя атомов являются общими в пределах всего металла. Частицей вещества может быть атом, ион или молекула.
- Простое вещество – это вещество, состоящее из атомов одного элемента.
- Сложное вещество – вещество, состоящее из атомов разных элементов. Сложное вещество также называют соединением.
- Физические свойства – свойства, которые подлежат изучению без разложения вещества.
- Агрегатное состояние вещества может быть твердым, жидким или газообразным.
- Электропроводность – способность вещества проводить электричество.
- Теплопроводность – способность вещества проводить тепло вследствие столкновения частиц.
- Прочность – способность вещества оказывать сопротивление изменению формы.
- Твердость – способность вещества оказывать сопротивление царапинам.
- Химические свойства (например, химическая активность, токсичность и возгораемость) проявляются при разложении вещества.
Вопросы для повторения
- Как атом становится ионом? В чем заключается важное отличие иона от атома?
- Объясни, чем отличаются электронные схемы атома и иона одного элемента.
- Как называются положительно и отрицательно заряженные ионы?
- Приведи примеры ионных веществ.
- Объясни, почему ионное вещество является немолекулярным.
- Как уравнять формулу ионного вещества?
- Назови различные ионы. Как определить с помощью периодической системы, каким зарядом обладает ион?
- Какие элементы содержатся в поваренной соли? Сравни свойства их простых веществ со свойствами поваренной соли.
- Как называется взаимодействие, удерживающее частицы вещества вместе?
- Какие частицы атома играют большую роль в возникновении химических связей? Обоснуй.
- Что такое ковалентная связь? Между атомами каких элементов она возникает?
- Объясни на основании планетарных моделей кислорода и водорода связи в молекуле воды.
- Как и между атомами каких элементов возникает ионная связь?
- Какая сила удерживает ионы вместе?
- Какой электронный слой атомов металлов важен для возникновения металлической связи?
- Назови свойства металлов, обусловленные металлической связью.
- Чем отличается простое вещество от сложного?
- Назови три типа частиц вещества.
- Опиши строение немолекулярного вещества. Приведи примеры.
- Назови вещества, которых бы не существовало, если бы атомы разных элементов не могли соединяться.
- Назови три типа химической связи.
- Объясни, почему ионное вещество не может быть простым.
- Опиши воду как вещество: свойства, частицу, связи и строение (простое или сложное вещество и т. п.).
- Назови физические свойства вещества. Чем они отличаются от химических?
- Объясни различие в прочности связей между частицами в твердых и газообразных веществах.
- Какие вещества хорошо проводят электричество? Приведи примеры и обоснуй.
- Как вещества проводят тепло?
- Чем различаются прочность и твердость?
- От чего зависят свойства веществ? Приведи пример (агрегатное состояние, возгораемость и т. п.).
