Атоми і молекули. Чисті речовини і суміші. Прості і складні речовини

Люди давно здогадувалися про те, що речовини складаються з окремих дрібних часток. Їх називають атомами. У переважній більшості випадків атоми не існують поодинці, а об’єднуються у групи – молекули. Атоми і молекули надзвичайно малі: у будь-якому крихітному шматочку речовини, який ми в змозі розгледіти (наприклад, в порошинці) міститься більше атомів, ніж зірок у всій нашій Галактиці.

У порівнянні з різноманіттям речовин число атомів вельми обмежена. Атоми можуть різним чином з’єднуватися один з одним. Як з букв алфавіту можна скласти сотні тисяч слів, так з одних і тих самих атомів утворюються молекули або кристали величезної кількості різних речовин, з яких складається навколишній світ.

Молекула – це найменша частинка речовини, що визначає його властивості і здатна до самостійного існування. Молекули побудовані з атомів.

Речовина (наприклад, цукор) можна розмолоти на найтоншою млині і все одно кожна крупинка буде складатися з величезної кількості однакових молекул цукру і збереже всі відомі нам властивості цієї речовини. Навіть якщо роздрібнити речовину на окремі молекули, як це відбувається при розчиненні цукру у воді, то речовина продовжує існувати і проявляти свої властивості (в цьому легко переконатися, спробувавши розчин на смак). Значить, самостійно існуюча молекула цукру – це ще речовина під назвою “цукор” (нехай навіть дуже маленька кількість цієї речовини). Але якщо продовжити дроблення далі, то доведеться зруйнувати молекули. А зруйнувавши молекули або навіть віднявши у них по парі атомів (з трьох десятків, складових молекулу цукру!), Ми вже руйнуємо сама речовина. Звичайно, атоми нікуди не зникають – вони починають входити до складу якихось інших молекул. Але цукор як речовина при цьому перестає існувати – він перетворюється на якісь інші речовини.

Речовини не вічні, тому що не вічні їх молекули. Зате атоми практично вічні. У кожному з нас знайдуться атоми, що існували ще за часів динозаврів. Або брали участь у походах Олександра Македонського, або у плаванні Колумба, або побували при дворі Івана Грозного.

Незважаючи на те, що молекули дуже малі, їх пристрій можна з’ясувати різними фізичними і хімічними методами. Чисте речовина складається з молекул одного виду. Якщо фізичне тіло містить молекули декількох видів, то ми маємо справу з сумішшю речовин. Поняття “чистий” в хімії і в побуті неоднакові. Наприклад, коли ми говоримо: – “Який чисте повітря!” – То насправді вдихаємо складну суміш декількох газоподібних речовин. Хімік скаже про лісовому повітрі: “Потрібно серйозно попрацювати, щоб виділити з цієї суміші чисті речовини”. Цікаво, що в атмосфері будь-якого з них окремо людина існувати б не зміг. У таблиці 1-1 наведено співвідношення цих газоподібних речовин у свіжому лісовому повітрі. Речовина азот складається з молекул азоту, всім відоме речовина вода – з молекул води, терпинеол складається з молекул терпінеолу. Молекули речовин можуть бути дуже різними – від найпростіших, що складаються з двох-трьох атомів (азот, кисень, озон, вуглекислий газ) – до молекул, що складаються з багатьох атомів (такі молекули зустрічаються в живих організмах). Наприклад, терпинеол, який утворюється в хвойних деревах і надає повітрю запах свіжості.

Це означає, що речовин, як і видів молекул, може бути нескінченна безліч. Ніхто не може назвати точне число речовин, відомих людям сьогодні. Можна лише орієнтовно сказати, що таких речовин – понад сім мільйонів.

Атоми в молекулах різних речовин пов’язані один з одним у строго визначеному порядку, встановлення якого – одне з найцікавіших занять в роботі хіміка. Пристрій і складу молекул можна описувати різними способами, наприклад так, як це зроблено на рис. 1-1, де атоми мають вигляд кульок. Розміри кульок мають фізичний зміст і приблизно відповідають відносним розмірам атомів. Ті ж самі речовини можуть бути зображені інакше – за допомогою хімічних символів. Існує умовний розподіл речовин на прості і складні. Молекули простих речовин складаються з атомів одного виду. Приклади: азот, кисень, аргон, озон. Молекули складних речовин складені з атомів двох і більше видів: вуглекислий газ, вода, терпинеол.
Часто фізичне тіло складається з молекул декількох різних речовин. Таке фізичне тіло називається сумішшю. Наприклад, повітря – суміш декількох простих і складних речовин. Не потрібно плутати складна речовина з сумішшю. Складна речовина, якщо воно складається з молекул тільки одного виду, сумішшю не є.

Просте речовина складається з атомів лише одного виду або з молекул, побудованих з атомів одного виду.

Складне речовина складається з молекул, побудованих з атомів різних видів.

Сумішшю називається речовина, що складається з молекул (або атомів) двох або декількох речовин. Речовини, що становлять суміш, можуть бути простими і складними.

На Землі поки ніхто не зміг написати такої книги, в якій були б описані абсолютно всі відомі людству речовини – від “а” до “я”. Втім, в цьому немає особливої необхідності. Щоб знати хімію, не потрібно заучувати назви або відомості про величезну кількість речовин – досить знати закони, за якими вони утворюються і взаємодіють з іншими речовинами.

Визначення складу воздухаПосмотріте простий досвід з “Єдиної колекції цифрових освітніх ресурсів”, за допомогою якого можна приблизно визначити склад повітря. Досвід легко проробити навіть у домашніх умовах.

Посилання на основну публікацію