Страница 23 - гдз по химии 8 класс учебник Журин

МОИ ХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Проведите домашний эксперимент.

«ПОМОЩНИК»

Какие простые и сложные вещества есть у вас дома?

С помощью справочников (включая электронные словари и энциклопедии, размещённые в Интернете) определите их качественный и количественный состав.

Простые и сложные вещества окружают нас в повседневной жизни. Простые вещества состоят из атомов одного химического элемента, а сложные — из атомов нескольких разных элементов.

Примеры простых веществ, которые можно найти дома: алюминиевая фольга (состоит из атомов алюминия, $Al$), графитовый стержень в карандаше (состоит из атомов углерода, $C$), медная проволока (состоит из атомов меди, $Cu$).

Примеры сложных веществ: вода (состоит из молекул $H_2O$), поваренная соль (хлорид натрия, $NaCl$), сахар (сахароза, $C_{12}H_{22}O_{11}$), пищевая сода (гидрокарбонат натрия, $NaHCO_3$), уксус (водный раствор уксусной кислоты, $CH_3COOH$).

Ответ: Дома можно найти простые вещества (алюминиевая фольга, графит в карандаше) и сложные вещества (вода, соль, сахар, сода, уксус).

Определим качественный (из каких элементов состоят) и количественный (соотношение атомов и их массовые доли) состав для некоторых из перечисленных веществ.

1. Алюминий (простое вещество). Химическая формула: $Al$. Качественный состав: вещество состоит из атомов химического элемента алюминия. Количественный состав: 100% вещества — это алюминий.

2. Вода (сложное вещество). Химическая формула: $H_2O$. Качественный состав: вещество состоит из атомов двух химических элементов — водорода ($H$) и кислорода ($O$). Количественный состав: каждая молекула воды содержит два атома водорода и один атом кислорода. Рассчитаем массовые доли элементов. Используем относительные атомные массы $Ar(H) \approx 1$, $Ar(O) \approx 16$. Относительная молекулярная масса воды $Mr(H_2O) = 2 \cdot 1 + 16 = 18$. Массовая доля водорода $ \omega(H) = \frac{2}{18} \approx 0.111 $, или 11.1%; массовая доля кислорода $ \omega(O) = \frac{16}{18} \approx 0.889 $, или 88.9%.

3. Поваренная соль (хлорид натрия, сложное вещество). Химическая формула: $NaCl$. Качественный состав: вещество состоит из атомов двух химических элементов — натрия ($Na$) и хлора ($Cl$). Количественный состав: в формульной единице содержится один атом натрия и один атом хлора. Рассчитаем массовые доли элементов. Используем относительные атомные массы $Ar(Na) \approx 23$, $Ar(Cl) \approx 35.5$. Относительная молекулярная масса хлорида натрия $Mr(NaCl) = 23 + 35.5 = 58.5$. Массовая доля натрия $ \omega(Na) = \frac{23}{58.5} \approx 0.393 $, или 39.3%; массовая доля хлора $ \omega(Cl) = \frac{35.5}{58.5} \approx 0.607 $, или 60.7%.

4. Сахар (сахароза, сложное вещество). Химическая формула: $C_{12}H_{22}O_{11}$. Качественный состав: вещество состоит из атомов трех химических элементов — углерода ($C$), водорода ($H$) и кислорода ($O$). Количественный состав: каждая молекула сахарозы содержит 12 атомов углерода, 22 атома водорода и 11 атомов кислорода. Рассчитаем массовые доли элементов. Используем относительные атомные массы $Ar(C) \approx 12$, $Ar(H) \approx 1$, $Ar(O) \approx 16$. Относительная молекулярная масса сахарозы $Mr(C_{12}H_{22}O_{11}) = 12 \cdot 12 + 22 \cdot 1 + 11 \cdot 16 = 144 + 22 + 176 = 342$. Массовая доля углерода $ \omega(C) = \frac{144}{342} \approx 0.421 $, или 42.1%; массовая доля водорода $ \omega(H) = \frac{22}{342} \approx 0.064 $, или 6.4%; массовая доля кислорода $ \omega(O) = \frac{176}{342} \approx 0.515 $, или 51.5%.

Ответ: Качественный состав вещества определяет, из атомов каких химических элементов оно состоит. Количественный состав определяет соотношение атомов в молекуле (или формульной единице) и их массовые доли. Например, вода ($H_2O$) состоит из водорода и кислорода, массовая доля водорода ~11.1%, кислорода ~88.9%. Поваренная соль ($NaCl$) состоит из натрия и хлора, массовая доля натрия ~39.3%, хлора ~60.7%.

На какие две большие группы можно разделить все вещества? Дайте определение каждой из групп веществ.

Все вещества можно разделить на две большие группы: простые вещества и сложные вещества.

Простые вещества

Это вещества, которые образованы атомами только одного химического элемента. Простые вещества являются формой существования химических элементов в свободном виде. Важно понимать, что один и тот же химический элемент может образовывать несколько разных простых веществ (это явление называется аллотропией). Например, химический элемент кислород ($O$) образует два простых вещества: кислород ($O_2$) и озон ($O_3$). Простые вещества невозможно разложить на более простые компоненты химическими методами. Примеры простых веществ: железо ($Fe$), медь ($Cu$), водород ($H_2$), сера ($S_8$).

Сложные вещества

Это вещества, которые состоят из атомов двух или более разных химических элементов, соединенных между собой химическими связями. Состав сложных веществ постоянен и определяется законом постоянства состава. Его можно выразить химической формулой. В отличие от простых веществ, сложные вещества можно разложить на более простые вещества (другие сложные или простые вещества) в ходе химических реакций. Например, вода ($H_2O$) — это сложное вещество, состоящее из атомов водорода и кислорода; поваренная соль ($NaCl$) состоит из атомов натрия и хлора.

Ответ: Все вещества делятся на две большие группы: простые и сложные. Простые вещества состоят из атомов одного химического элемента, а сложные вещества — из атомов двух или более различных химических элементов.

Сформулируйте правила составления названий бинарных соединений.

Правила составления названий бинарных соединений (состоящих из двух химических элементов) основаны на международной химической номенклатуре и зависят от типов связываемых элементов.

1. Общий принцип для соединений металл + неметалл

Название формируется из двух слов:

• Первое слово — это название неметалла (элемента с большей электроотрицательностью, который в формуле стоит на втором месте) с суффиксом -ид. Слово стоит в именительном падеже. Например: из хлора (Cl) образуется хлорид, из серы (S) — сульфид, из кислорода (O) — оксид.
• Второе слово — это название металла (элемента с меньшей электроотрицательностью, который в формуле стоит на первом месте) в родительном падеже.

Например:

• $NaCl$ — хлорид натрия
• $CaF_2$ — фторид кальция
• $Al_2S_3$ — сульфид алюминия

Ответ: Название образуется от названия неметалла с суффиксом -ид (например, хлорид) и названия металла в родительном падеже (например, натрия).

2. Указание степени окисления

Если металл имеет переменную степень окисления (валентность), её значение необходимо указать в названии. Степень окисления указывается римской цифрой в скобках сразу после названия металла (без пробела).

Например:

• $FeO$ — оксид железа(II)
• $Fe_2O_3$ — оксид железа(III)
• $CuCl$ — хлорид меди(I)
• $CuCl_2$ — хлорид меди(II)

Для элементов с постоянной степенью окисления (например, щелочные металлы, $Mg, Ca, Al, Zn$) её не указывают.

Ответ: Для элементов с переменной степенью окисления её значение указывается в названии с помощью римских цифр в скобках.

3. Названия соединений двух неметаллов

Названия таких соединений строятся по общему принципу (менее электроотрицательный элемент называется вторым в родительном падеже). Однако число атомов каждого элемента указывается с помощью греческих числительных-приставок.

Основные приставки:

• 1 — моно- (часто опускается для первого элемента в формуле)
• 2 — ди-
• 3 — три-
• 4 — тетра-
• 5 — пента-

Например:

• $CO$ — монооксид углерода (или оксид углерода(II))
• $CO_2$ — диоксид углерода (или оксид углерода(IV))
• $N_2O_5$ — пентаоксид диазота (или оксид азота(V))
• $CCl_4$ — тетрахлорид углерода (или хлорид углерода(IV))

Ответ: В названиях соединений, состоящих из двух неметаллов, количество атомов указывается с помощью греческих приставок (моно-, ди-, три- и т.д.).

Выучите знаки следующих химических элементов: $K$ – калия; $Ca$ – кальция; $Mg$ – магния; $Mn$ – марганца.

K – калий

Химический элемент калий обозначается символом K. Это обозначение происходит от латинского названия элемента — Kalium. Калий является щелочным металлом, в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева он расположен в первой группе, четвертом периоде, и имеет атомный номер 19. Это мягкий, легкоплавкий металл серебристо-белого цвета.

Ответ: Химический знак калия – K.

Ca – кальций

Химический элемент кальций обозначается символом Ca. Название происходит от латинского слова calx (в родительном падеже calcis), что означает «известь», «мягкий камень». Кальций — это щелочноземельный металл, находящийся во второй группе, четвертом периоде Периодической системы, с атомным номером 20. В чистом виде это мягкий, ковкий металл серебристо-белого цвета.

Ответ: Химический знак кальция – Ca.

Mg – магний

Химический элемент магний обозначается символом Mg. Латинское название Magnesium происходит от названия древнего города Магнесия в Малой Азии. Магний — это щелочноземельный металл, расположенный во второй группе, третьем периоде Периодической системы, с атомным номером 12. Это лёгкий, ковкий металл серебристо-белого цвета.

Ответ: Химический знак магния – Mg.

Mn – марганец

Химический элемент марганец обозначается символом Mn. Название происходит от немецкого Manganerz, что означает «марганцевая руда». Важно не путать его с магнием (Mg) из-за схожести названий. Марганец — это переходный металл, который находится в седьмой группе, четвертом периоде Периодической системы, и имеет атомный номер 25. Это твёрдый, но хрупкий металл серебристо-белого цвета.

Ответ: Химический знак марганца – Mn.