Номер 3, страница 18 - гдз по химии 7 класс учебник Еремин, Дроздов

Вопросы и задания. §1. Вечные атомы. Глава 1. От атома до вещества - номер 3, страница 18.

3. Почему сложных веществ намного больше, чем простых?

Сложных веществ существует значительно больше, чем простых, из-за фундаментальных комбинаторных принципов, лежащих в основе химии. Разберем основные причины этого явления.

1. Определение и количество простых веществ

Простые вещества — это вещества, состоящие из атомов только одного химического элемента. На данный момент в Периодической системе Д.И. Менделеева известно 118 химических элементов.

Хотя один элемент может образовывать несколько простых веществ, называемых аллотропными модификациями (например, кислород $O_2$ и озон $O_3$; или углерод в виде алмаза, графита и фуллеренов), общее число таких веществ все равно ограничено и невелико. Их количество исчисляется несколькими сотнями.

2. Определение и разнообразие сложных веществ

Сложные вещества — это вещества, состоящие из атомов двух или более различных химических элементов, соединенных между собой химическими связями. Именно здесь кроется причина их колоссального разнообразия.

• Комбинаторика элементов: 118 химических элементов могут соединяться друг с другом в огромном количестве сочетаний. Например, можно соединить два элемента (как водород и кислород в воде $H_2O$), три элемента (как натрий, водород, углерод и кислород в гидрокарбонате натрия $NaHCO_3$) и так далее. Число возможных комбинаций математически огромно.
• Различные количественные соотношения: Атомы одних и тех же элементов могут соединяться в разных пропорциях, образуя совершенно разные вещества с разными свойствами. Например, азот и кислород могут образовывать оксиды $N_2O$, $NO$, $N_2O_3$, $NO_2$, $N_2O_5$.
• Изомерия: Это явление, при котором существуют вещества с одинаковым качественным и количественным составом (одной и той же молекулярной формулой), но разным строением и, следовательно, разными свойствами. Например, молекулярной формуле $C_4H_{10}$ соответствуют два разных вещества: бутан и изобутан. С увеличением числа атомов в молекуле количество возможных изомеров растет в геометрической прогрессии. Для формулы $C_{20}H_{42}$ теоретически возможно уже 366 319 изомеров.
• Особая роль углерода: Углерод обладает уникальной способностью образовывать прочные связи с самим собой, формируя длинные цепи и кольца (катенация), а также с атомами множества других элементов. Это свойство лежит в основе органической химии, которая изучает миллионы известных соединений, от простейшего метана $CH_4$ до сложнейших белков и молекул ДНК.

Таким образом, если число простых веществ ограничено числом элементов, то число сложных веществ практически бесконечно благодаря возможности атомов разных элементов соединяться друг с другом в различных комбинациях, пропорциях и пространственных конфигурациях.

Ответ: Сложных веществ намного больше, чем простых, потому что они образуются путем комбинирования атомов разных химических элементов. В отличие от простых веществ, число которых ограничено количеством химических элементов (118), количество возможных комбинаций разных элементов, различных количественных соотношений атомов в молекуле и различных пространственных структур (изомеров) практически не ограничено.