Страница 34 - гдз по химии 8 класс учебник Журин

Какие вещества называют простыми?

Какие вещества называют простыми?

Простыми веществами в химии называют вещества, которые состоят из атомов только одного химического элемента. Это одна из форм существования химических элементов в свободном состоянии. Простые вещества следует отличать от сложных веществ (химических соединений), которые образованы атомами двух или более различных элементов (например, вода $H_2O$ или поваренная соль $NaCl$).

Свойства простого вещества определяются не только видом атомов, но и их количеством в молекуле, а также тем, как атомы соединены между собой и располагаются в пространстве.

Аллотропия

Один и тот же химический элемент может образовывать несколько разных простых веществ. Это явление называется аллотропией, а образующиеся вещества — аллотропными модификациями. Они различаются по строению и, следовательно, по физическим и химическим свойствам.

• Элемент кислород ($O$) образует две аллотропные модификации: газ кислород ($O_2$), необходимый для дыхания, и газ озон ($O_3$), обладающий резким запахом и сильными окислительными свойствами.
• Элемент углерод ($C$) образует множество аллотропных модификаций, самые известные из которых — алмаз (очень твёрдое, прозрачное вещество) и графит (мягкое, непрозрачное вещество тёмно-серого цвета).

Классификация и примеры простых веществ

Простые вещества по своим свойствам традиционно делят на три группы:

1. Металлы: обладают характерным металлическим блеском, ковкостью, пластичностью, хорошо проводят электрический ток и теплоту. Примеры: железо ($Fe$), медь ($Cu$), алюминий ($Al$), золото ($Au$), натрий ($Na$).
2. Неметаллы: не обладают типичными свойствами металлов. Они могут быть газами (азот $N_2$, хлор $Cl_2$), жидкостями (бром $Br_2$) или твёрдыми веществами (сера $S_8$, фосфор $P_4$).
3. Полуметаллы (металлоиды): занимают промежуточное положение по свойствам между металлами и неметаллами. Примеры: кремний ($Si$), германий ($Ge$), мышьяк ($As$).

Ответ: Простыми веществами называют вещества, которые состоят из атомов одного и того же химического элемента.

С какими металлами вы уже встречались?

В повседневной жизни, на уроках химии и физики, а также из книг и средств массовой информации мы постоянно сталкиваемся с различными металлами и их сплавами. Вот некоторые из них, сгруппированные по областям применения и свойствам.

Металлы в быту

Это металлы, которые окружают нас каждый день в виде посуды, конструкционных материалов, упаковки и многого другого.

Железо (Fe) — один из самых распространенных и используемых металлов. Мы встречаем его в виде гвоздей, арматуры в бетоне, корпусов автомобилей и бытовой техники. Чаще всего используется не в чистом виде, а в виде сплавов, таких как сталь и чугун.

Алюминий (Al) — лёгкий и устойчивый к коррозии металл. Из него делают фольгу для запекания, банки для напитков, рамы для окон и велосипедов, а также детали самолётов.

Медь (Cu) — известна своей высокой электро- и теплопроводностью. Медные провода используются во всей электропроводке, а медные трубы — в системах водоснабжения и отопления. Также из меди и её сплавов чеканят монеты.

Цинк (Zn) — в основном используется для защиты других металлов от коррозии. Оцинкованная сталь (железо, покрытое слоем цинка) используется для изготовления вёдер, крыш, деталей автомобилей. Также цинк является компонентом батареек.

Ответ: В быту мы чаще всего встречаемся с железом, алюминием, медью и цинком.

Драгоценные металлы

Эти металлы ценятся за свою редкость, красоту и химическую инертность.

Золото (Au) — используется для изготовления ювелирных украшений, в стоматологии (коронки) и в электронике (контакты в процессорах и на платах) из-за высокой электропроводности и устойчивости к окислению.

Серебро (Ag) — также используется в ювелирном деле, для изготовления столовых приборов, в качестве покрытия для зеркал. Соединения серебра применялись в классической фотографии.

Платина (Pt) — очень редкий и дорогой металл. Применяется в ювелирных изделиях, а также как катализатор в автомобильных выхлопных системах для очистки газов.

Ответ: К драгоценным металлам, с которыми мы знакомы, относятся золото, серебро и платина.

Металлы в технике и важные для здоровья

Многие металлы играют ключевую роль в промышленности, технике или являются жизненно важными элементами для живых организмов.

Свинец (Pb) — тяжёлый металл, ранее широко применявшийся в красках, бензине и водопроводных трубах. Сегодня его основное применение — свинцово-кислотные аккумуляторы для автомобилей.

Олово (Sn) — используется в качестве безопасного антикоррозионного покрытия (лужение) для консервных банок из стали. Также является основным компонентом припоев для пайки электроники.

Ртуть (Hg) — единственный металл, жидкий при комнатной температуре. Раньше использовалась в медицинских термометрах, сейчас — в энергосберегающих люминесцентных лампах. Является очень токсичной.

Вольфрам (W) — самый тугоплавкий металл. Наиболее известное его применение — нити накаливания в лампах накаливания.

Титан (Ti) — лёгкий, прочный и очень коррозионностойкий металл. Используется в авиакосмической технике, судостроении и для изготовления медицинских имплантов (зубные импланты, суставы).

Натрий (Na) и Калий (K) — щелочные металлы, которые в чистом виде очень активны. Мы встречаем их ежедневно в виде ионов в составе поваренной соли (хлорид натрия) и в продуктах питания. Они играют важнейшую роль в работе нервной системы и поддержании водно-солевого баланса в организме.

Кальций (Ca) и Магний (Mg) — щелочноземельные металлы. Кальций является основой наших костей и зубов (в виде фосфата кальция). Магний также важен для многих биохимических процессов. Оба металла используются в виде лёгких и прочных сплавов.

Ответ: В технике и биологии важны такие металлы, как свинец, олово, ртуть, вольфрам, титан, а также жизненно необходимые натрий, калий, кальций и магний.

Сплавы (смеси металлов)

Очень часто в жизни мы имеем дело не с чистыми металлами, а с их сплавами, которые обладают улучшенными свойствами (прочностью, твёрдостью, устойчивостью к коррозии).

Сталь — сплав железа с углеродом. Это самый массовый конструкционный материал в мире, из которого делают всё: от столовых приборов (нержавеющая сталь) до мостов и небоскрёбов.

Бронза — сплав меди, чаще всего с оловом. Известна с древности («бронзовый век»), используется для изготовления памятников, колоколов, подшипников.

Латунь — сплав меди с цинком. Имеет золотистый цвет, из неё делают сантехнические фитинги, музыкальные инструменты (трубы, тромбоны), гильзы патронов.

Дюралюминий — сплав на основе алюминия с добавками меди, магния и марганца. Он почти такой же лёгкий, как алюминий, но гораздо прочнее. Широко применяется в авиастроении.

Ответ: Мы постоянно используем различные сплавы, самые известные из которых — сталь, бронза, латунь и дюралюминий.