Простые и сложные вещества

Как уже нам известно, каждое из веществ, из которых образованы те или иные неживые тела, состоит из определенного вида молекул или других невидимых частиц. Так, вода состоит из молекул воды, кислород — из молекул кислорода, сахар — из молекул сахара. Молекулы, в свою очередь, образованы менее мелкими частицами — атомами (от греч. «атомос» — неделимый). Молекулы воды, например, состоят из одного атома кислорода и двух атомов водорода, молекулы кислорода — из двух атомов кислорода, а молекулы сахара глюкозы — из шести атомов углерода, двенадцати атомов водорода и шести атомов кислорода (рис. 36).

Модели молекул воды (1), кислорода (2), глюкозы (3)
Рис. 36. Модели молекул воды (1), кислорода (2), глюкозы (3)

Частицы многих веществ, главным образом металлов, — атомы, или одноатомные молекулы. Например, медь образована атомами меди, цинк — атомами цинка, железо — атомами железа.

Поваренная соль, калийная соль и ряд других веществ состоят из частиц, атомы которых находятся между собой в особых состояниях. Так, поваренная соль образована парами взаимосвязанных частиц, одна из которых состоит из атома натрия, а другая — из атома хлора.

Вещества, молекулы или другие частицы которых состоят из одного вида атомов, называются простыми, а вещества, молекулы или другие частицы которых состоят из двух и большего числа видов атомов, — сложными.

Из уже названных веществ водород, кислород, медь, цинк, железо — простые вещества, а вода, поваренная соль, тростниковый или свекловичный сахар (сахароза) — сложные вещества.

Простых веществ не так много — около 400 видов, сложных веществ гораздо больше — несколько миллионов. Следовательно, большинство тел неживой и живой природы образовано сложными веществами.

Отличить по внешним признакам простое вещество от сложного невозможно. Например, простое вещество кислород и сложное вещество углекислый газ — бесцветные газы.

Сложные вещества, например поваренная соль и тростниковый, или свекловичный сахар (сахароза), — твердые вещества белого цвета, но частицы поваренной соли образованы одним из двух видов атомов, а частицы сахарозы — из сорока пяти атомов трех видов.

Число видов атомов и их количество в молекулах или других частицах, образующих вещества, устанавливают опытным путем.

Из сложных веществ можно получить простые вещества, а из них — сложные. Если через воду, налитую в специальный прибор (рис. 37, 1), пропустить постоянный электрический ток, то от электродов (обнаженных концов проводов) будут подниматься пузырьки газа. Вскоре станет заметно, что одна из пробирок заполняется газом в два раза быстрее.

Разложение воды электрическим током
Рис. 37. Разложение воды электрическим током (1); взрыв смеси водорода с кислородом и образование воды (2)

Снимем пробирку, заполненную газом, и, держа ее вверх дном, поднесем к пламени свечи или спиртовки. Газ в пробирке сразу же вспыхнет слабо голубым пламенем, и послышится звук «паф». По этим признакам узнается водород. Снимем вторую пробирку с газом и внесем в нее тлеющую лучинку. Лучинка вспыхнет ярким пламенем. Свойством поддерживать горение обладает газ кислород. Таким образом, вода при пропускании через нее постоянного электрического тока превращается в простые вещества: водород и кислород.

При разложении воды электрическим током выделяется два объема водорода и один объем кислорода. Это указывает на то, что в каждой молекуле воды содержатся два атома водорода и один атом кислорода.

Из простого вещества водорода и простого вещества кислорода образуется сложное вещество вода. В этом можно убедиться при поджигании водорода, собранного в пробирку (рис. 37, 2). Сгорая, он образует воду.

Сложные вещества образуются из двух и более веществ. Например, из трех веществ: двух простых — железа и кислорода и сложного вещества — воды — получается хрупкое сложное вещество ржавчина. Образующаяся ржавчина легко разрушается, и изделия из железа приходят в негодность. Для сохранения от ржавления чайники для кипячения воды, ведра и бочки, изготовленные из железа, покрывают эмалью, а железные бочки, листы железа, которыми покрывают крыши домов, красят масляными красками.

Подробно с получением различных веществ вы будете знакомиться в дальнейшем при изучении химии — науки о веществах и их превращениях.

  1. Из чего состоят вещества?
  2. Какие вещества называют простыми, а какие — сложными?
  3. Приведите примеры простых и сложных веществ.
  4. Можно ли по внешнему виду отличить простое вещество от сложного? Ответ поясните.
  5. Как можно доказать, что сложное вещество образовано простыми веществами?