Какие различия в свойствах веществ
По каким категориям, свойствам, характеристикам разделяют вещества в природе?
1 ответ:
1
0
Ой, самые разные…
Например, растворимость. В воде или в каких-то более крепких напитках — спирт, бензин, кислоты и так далее. Может использоваться различие в плотности — именно так намывают золото и платину из россыпных месторождений. Этот же эффект служит и для обогащения урана — даже несмотря на то, что различие плотностей там составляет ничтожные доли процента. Может использоваться различие в температуре кипения жидких веществ — так проводят ректификацию спирта и нефти. Магнитная сепарация играет на способности или неспособности вешеств притягиваться к магниту. Иногда используется банальная фильтрация — чаще всего для отделения твёрдых примесей от газа или жидкости.
Читайте также
Этим свойством обладает олово — это русское название, а его химический знак Sn,как и всех остальных элементов, происходит от латинского названия его — станнум (stannum). Олову характерна аллотропия, т.е. этот металл может встречаться в природе в виде нескольких простых веществ. Олово образует две модификации: белое олово — серебристо-белый мягкий металл, оно устойчиво при температуре выше 13,2 градуса Цельсия. При температуре ниже 13,2^С белое олово превращается в порошок серого цвета — серое олово. Это явление получило название «оловянной чумы». Этот процесс увеличивается при понижении Т= -30^C. «Оловянная чума» послужила причиной гибели в 1912 году английской экспедиции Роберта Скотта, направленной к Южному полюсу:сосуды для питьевой воды и для керосина — топлива, пуговицы бушлатов были сделаны из олова, которые на холоде превратились в порошок.
Это вещество, по своей органической сути, способно проявлять высокую активность как к азоту, так и к кислороду и даже в соединениях с водой. А так же стоит отметить то, что их распад замедляется под слоем керосина.
Водород — бесцветный газ без запаха и вкуса, мало растворимый в воде. Обладает наименьшей плотностью среди всех газов (самый легкий) — 89,9 г/м3. Температура плавления = 259,19 С, температура кипения = -252,77 С.
В основном водород проявляет в химических реакциях восстановительные свойства, только при реакции с активными металлами он проявляет окислительные свойства давая гидриды металлов. Горит при поджигании на воздухе с образованием воды, смесь с воздухом взрывоопасна. Восстанавливает малоактивные металлы из их оксидов, галогенидов, иногда из солей. Реагирует с галогенами с образованием галогеноводородов. Реагирует с серой, селеном или теллуром при нагревании. Реагирует с азотом в присутствии катализаторов под давлением с образованием аммиака.
По данным Ферсмана самым редким нерадиоактивным металлом в земной коре является рений. Его кларк 1*10^7, в 2 раза меньше кларка осмия, который является вторым нерадиоактивным металлом по редкости в земной коре.
Сначала нужно дать определение того, что называется простым веществом. А оно не на 100% однозначное. Например, в википедии такое определение:
В 5-томной Химической энциклопедии определение несколько другое: простые вещества — это форма существования химических элементов в свободном виде; простые вещества подразделяются на металлы и неметаллы. И далее указывается (например, для для термохимических расчетов):
Если принять такое определение, то ни один, ни десять, ни сто атомов элемента никак не могут образовать вещество «в естественном фазовом состоянии». Не могут они также образовать металл или неметалл. Тогда проще ответить на вопрос, какие из 118 элементов не могут быть в виде простого вещества, имеющие определенные свойства: плотность, температуру плавления и кипения и т.д.
Не подходит франций. Максимальный период полураспада — всего 22 минуты. Он распадается уже по мере его синтеза. Поэтому франций невозможно получить в виде компактного вещества с массой всего в доли микрограмма. А если бы и удалось, эта пылинка немедленно бы взорвалась из-за собственной радиоактивности. А вот радиоактивный технеций можно получить в виде простого вещества, потому что некоторые его изотопы имеют период полураспада сотни тысяч и миллионы лет.
Не подходит астат:
Трудно получить в виде чистого простого вещества газ радон. Самый долгоживущий его изотоп имеет период полураспада меньше 4 суток, но газообразность радона позволяет выморозить это вещество и очистить его. Поэтому основные свойства радона известны. Прометий тоже живет достаточно долго, чтобы получить его в виде компактного кусочка. В виде кусочков металлов получены америций, кюрий, берклий, калифорний, эйнштейний. Но уже фермий (элемент № 100) не был получен в весовых количествах, в год получают всего миллиард его атомов, причем не в одном месте. Все элементы с атомным номером больше 100 получают в ничтожных количествах. Получить их в виде простого вещества, а не атомов, «размазанных» по мишени, в большинстве случаев невозможно. А приводящиеся температуры плавления плотности, как правило, рассчитаны, а не определены экспериментально:
Таким образом, из 118 элементов следует вычесть, кроме трех выделенных, также все трансфермиевые элементы, которых 18. Таким образом, в виде простого вещество можно получить 118 — 21 = 97 элементов.
Об
атомах и химических элементах
Другого
ничего в природе нет
ни
здесь, ни там, в космических глубинах:
все
— от песчинок малых до планет —
из
элементов состоит единых.
С.
П. Щипачев, «Читая Менделеева».
В
химии кроме терминов “атом” и “молекула” часто
употребляется понятие “элемент”. Что общего и чем эти понятия различаются?
Химический
элемент – это
атомы одного и того же вида. Так, например, все атомы водорода –
это элемент водород; все атомы кислорода и ртути – соответственно элементы
кислород и ртуть.
В
настоящее время известно более 107 видов атомов, то есть более 107 химических
элементов. Нужно различать понятия “химический элемент”, “атом” и “простое
вещество”
Простые
и сложные вещества
По
элементному составу различают простые вещества, состоящие из атомов
одного элемента (H2, O2, Cl2, P4,
Na, Cu, Au), и сложные вещества, состоящие из атомов разных
элементов (H2O, NH3, OF2, H2SO4,
MgCl2, K2SO4).
К 70-м гг. XIX в. было уже известно более 60 химических элементов. Их условно классифицировали на металлы и неметаллы
ХИМИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ | |
МЕТАЛЛЫ | НЕМЕТАЛЛЫ |
ОТЛИЧИТЕЛЬНЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СООТВЕТСТВУЮЩИХ ПРОСТЫХ ВЕЩЕСТВ | |
Железо Fe, медь Cu, алюминий Al, ртуть Hg, золото Au, серебро Ag и другие | Уголь С, сера S, фосфор P, йод I2, кислород O2, водород H2 и другие. |
1. Твёрдое агрегатное состояние (исключение – ртуть) 2. Металлический блеск 3. Хорошие проводники тепла и электричества. 4. Пластичные и ковкие. | 1. Твёрдые (Уголь С, сера S, фосфор P, йод I2), жидкие (бром Br2) и газообразные (кислород O2, водород H2). 2. Металлическим блеском не обладают (исключение йод) 3. Не проводят тепло и электрический ток – ИЗОЛЯТОРЫ. 4. Хрупкие |
На
2019 год в периодической таблице – 118 химических элементов, которые
образуют около 500 простых веществ.
Самородное
золото — простое вещество
Способность
одного элемента существовать в виде различных простых веществ, отличающихся по
свойствам, называется аллотропией. Например, элемент кислород O
имеет две аллотропные формы — кислород O2 и
озон O3 с различным числом атомов в молекулах. Аллотропные
формы элемента углерод C — алмаз и графит — отличаются строение их кристаллов. Существуют
и другие причины аллотропии.
| Название элемента | Аллотропные формы | Пример простого вещества |
| Углерод С | Графит
|
|
| Углерод С |
|
Сложные
вещества часто называют химическими соединениями, например, оксид
ртути(II) HgO (получается путем соединения атомов простых веществ — ртути Hg и
кислорода O2), бромид натрия (получается путем соединения атомов
простых веществ — натрия Na и брома Br2).
Итак,
подытожим вышесказанное. Молекулы вещества бывают двух видов:
1. Простые –
молекулы таких веществ состоят из атомов одного вида. В химических реакциях не
могут разлагаться с образованием нескольких более простых веществ.
2. Сложные –
молекулы таких веществ состоят из атомов разного вида. В химических реакциях
могут разлагаться с образованием более простых веществ.
Различие
понятий “химический элемент” и “простое вещество”
Отличить
понятия “химический элемент” и “простое вещество” можно
при сравнении свойств простых и сложных веществ. Например, простое вещество
– кислород – бесцветный газ, необходимый для дыхания,
поддерживающий горение. Мельчайшая частица простого вещества кислорода –
молекула, которая состоит из двух атомов. Кислород входит также в состав оксида
углерода (угарный газ) и воды. Однако, в состав воды и оксида углерода входит
химически связанный кислород, который не обладает свойствами простого вещества,
в частности он не может быть использован для дыхания. Рыбы, например, дышат не
химически связанным кислородом, входящим в состав молекулы воды, а свободным,
растворенным в ней. Поэтому, когда речь идет о составе каких – либо химических
соединений, следует понимать, что в эти соединения входят не простые вещества,
а атомы определенного вида, то есть соответствующие элементы.
При
разложении сложных веществ, атомы могут выделяться в свободном состоянии и
соединяясь, образовывать простые вещества. Простые вещества состоят из атомов
одного элемента. Различие понятий «химический элемент» и «простое вещество»
подтверждается и тем, что один и тот же элемент может образовывать несколько
простых веществ. Например, атомы элемента кислорода могут образовать
двухатомные молекулы кислорода и трехатомные – озона. Кислород и озон – совершенно
различные простые вещества. Этим объясняется тот факт, что простых веществ
известно гораздо больше, чем химических элементов.
Пользуясь
понятием «химический элемент», можно дать такое определение простым и сложным
веществам:
Простыми
называют такие вещества, которые состоят из атомов одного химического элемента.
Сложными
называют такие вещества, которые состоят из атомов разных химических элементов.
Отличие
понятий «смесь» и «химическое соединение»
Сложные
вещества часто называют химическими соединениями.
Осуществите
переход по ссылке и просмотрите опыт взаимодействия простых веществ железа и серы.
Попробуйте
ответить на вопросы:
1.Чем
отличаются по составу смеси от химических соединений?
2. Сопоставьте
свойства смесей и химических соединений?
3. Какими
способами можно разделить на составляющие компоненты смеси и химического
соединения?
4. Можно
ли судить по внешним признакам об образовании смеси и химического соединения?
Сравнительная
характеристика смесей и химических
Вопросы для сопоставления смесей с химическими соединениями | Сопоставление | |
Смеси | Химические соединения | |
Чем отличаются по составу смеси от химических соединений? | Вещества можно смешивать в любых соотношениях, т.е. состав смесей | Состав химических соединений постоянный. |
Сопоставьте свойства смесей и химических соединений? | Вещества в составе смесей сохраняют свои свойства | Вещества, образующие соединения, свои свойства не сохраняют, так как |
Какими способами можно разделить на составляющие компоненты смеси и | Вещества можно разделить физическими способами | Химические соединения можно разложить только с помощью химических |
Можно ли судить по внешним признакам об образовании смеси и химического | Механическое смешивание не сопровождается выделением теплоты или | Об образовании химического соединения можно судить по признакам |
Задания
для закрепления
I.
Поработайте с тренажёрами
Тренажёр №1
Тренажёр №2
Тренажёр №3
Тренажёр №4
Тренажёр №5
II.
Решите задание
Из предложенного списка веществ выпишите отдельно
простые и сложные вещества:
NaCl, H2SO4, K, S8, CO2, O3,
H3PO4, N2, Fe. Объясните ваш выбор, в каждом
из случаев.
III.
Ответьте на вопросы
№1. Сколько простых веществ записано в ряду
формул:
H2O, N2, O3, HNO3,
P2O5, S, Fe, CO2, KOH.
№2. К сложным относятся оба
вещества:
А) С (уголь) и S (сера);
Б) CO2 (углекислый газ) и H2O
(вода);
В) Fe (железо) и CH4 (метан);
Г) H2SO4 (серная кислота)
и H2 (водород).
№3. Выберите правильное
утверждение: простые вещества состоят из атомов одного вида.
А) Верно; Б) Неверно
№4. Для смесей характерно то, что
А) Они имеют постоянный состав;
Б) Вещества в составе «смеси» не сохраняют
свои индивидуальные свойства;
В) Вещества в «смесях» можно разделить
физическими свойствами;
Г) Вещества в «смесях» можно разделить при
помощи химической реакции.
№5. Для «химических соединений»
характерно следующее:
А) Переменный состав;
Б) Вещества, в составе «химического соединения
«можно разделить физическими способами;
В) Об образовании химического соединения можно
судить по признакам химических реакций;
Г) Постоянный состав.
№6. В каком случае идёт речь
о железе как о химическом элементе?
А) Железо — это металл, который притягивается
магнитом;
Б) Железо входит с состав ржавчины;
В) Для железа характерен металлический блеск;
Г) В состав сульфида железа входит один атом железа.
№7.
В каком случае идёт речь о кислороде как о простом веществе?
А) Кислород — это газ, поддерживает дыхание и
горение;
Б) Рыбы дышат кислородом, растворённым в воде;
В) Атом кислород входит в состав молекулы воды;
Г) Кислород входит в состав воздуха.
Что такое физические свойства?
Физические свойства — это те, которые можно наблюдать и измерять без изменения фактического состава вещества. Химический и молекулярный состав остается неизменным независимо от используемого метода измерения.
Таким образом, любое свойство, которое может быть обнаружено и измерено без проведения химической реакции, является физическим свойством.
Могут произойти физические изменения, например. изменение состояний, но это только изменяет физическую форму, а не химическую структуру или молекулярный состав вещества. Например, когда вода замерзает, химическая природа воды не изменяется, поэтому точка замерзания является еще одним физическим свойством.
Состояния материи также являются физическим свойством, поскольку все вещества могут существовать в твердой, жидкой или газовой фазе в зависимости от потери энергии или усиления.
Тот же элемент присутствует после изменения и на протяжении всего процесса. Физические изменения связаны с физическими свойствами.
Физические свойства могут быть обширными или интенсивными:
- Обширные — зависят от количества измеряемого вещества, например, массы, объема и длины.
Обширные свойства являются внешними, т. Е. Вещество не может быть идентифицировано с использованием этих веществ и изменения значений в зависимости от количества присутствующего вещества. Например, вы можете измерить 10 г масла или 10 г воды, но это не позволяет идентифицировать вещество как масло или воду.
- Интенсивный — не зависит от количества измеряемого вещества, например: цвета, плотности, вязкости, плавучести, температуры плавления, температуры замерзания.
Интенсивные свойства всегда одинаковы и могут быть использованы для определения того, что такое вещество. Например. плотность жидкой воды составляет 1 г / мл, точка кипения — 100оC и точкой замерзания 0оC.
Использование нескольких интенсивных свойств позволяет идентифицировать вещество. Вещества также могут быть классифицированы и сгруппированы в зависимости от их физических свойств.
Примеры физических свойств включают:
- температура
- тягучесть
- Внешность
- Текстура
- цвет
- запах
- форма
- Растворимость
- Электрический заряд
- Молекулярный вес
- Точка кипения
- Температура плавления
- Точка замерзания
- объем
- масса
- длина
- плотность
- Растворимость
- полярность
- вязкость
- давление
- Электрический заряд
- твердость
Что такое химические свойства?
Химическое свойство по определению означает, что измерение свойства приводит к изменению фактической химической структуры вещества. Химические свойства становятся очевидными, когда вещество подвергается химическому изменению или реакции.
Химические свойства описывают способность вещества сочетаться с другими веществами или превращаться в другой продукт. Это способ описания того, что вещество может реагировать или в конечном итоге меняется. Когда происходит химическая реакция, вещество изменяется на совершенно другой тип вещества.
Например, натрий может реагировать с водяным паром в воздухе и сильно взрываться; железо и кислород объединяются, образуя ржавчину, так что железо обладает химической способностью образовывать ржавчину; бензин обладает способностью гореть (это легковоспламеняющийся).
Химическое свойство — любое качество, которое может быть установлено только тогда, когда происходит изменение химической идентификации вещества. Простое касание или наблюдение вещества не будет демонстрировать его химические свойства. Структура вещества или вещества должна быть изменена, чтобы увидеть химическое свойство.
Химические свойства полезны для понимания, поскольку это помогает в идентификации неизвестных веществ или при попытке разделить или очистить вещества и может позволить ученым классифицировать такие вещества, как соединения.
Зная эти свойства, ученые могут придумать приложения, в которых можно использовать различные вещества.
Ученые также могут предсказать, как образцы будут реагировать в химической реакции, если они заранее знают химические свойства веществ.
Некоторые примеры химических свойств включают следующее:
- токсичность
- Химическая стабильность (если соединение будет реагировать с водой или воздухом)
- Теплота сгорания
- Воспламеняемость (будь то соединение будет гореть при воздействии пламени)
- Реакционная способность (способность реагировать с другими химическими веществами)
- Энтальпия образования
- Окислительные состояния (набирают кислород, теряют водород или теряют электроны и приводят к изменению количества окисляемого вещества. Примером этого может быть ржавчина).
- Типы химических связей, которые будут образовываться (будь то ковалентные, нековалентные или водородные)
- плавучесть
- вязкость
- сжимаемость
- Радиоактивность (излучение атома)
- Период полураспада
В чем разница между физическими и химическими свойствами?
- Физические свойства — это те свойства, которые можно наблюдать или измерять без
вызывая или приводя к изменению вещества, тогда как химические свойства наблюдаются только после того, как произошло изменение вещества.
- Физические свойства могут изменять состояния без изменения молекулярной структуры, но это не относится к химическим свойствам.
- С химическими свойствами химическая идентичность вещества изменяется, это не относится к физическим свойствам.
- С химическими свойствами структура материала изменяется, а структура не изменяется в случае физических свойств.
- Химическая реакция возникает до того, как становится очевидным химическое свойство, в то время как для физического свойства не требуется никакой химической реакции.
- Химические свойства, в отличие от физических свойств, могут быть использованы для прогнозирования того, как вещества будут реагировать.
Таблица сравнения физических и химических свойств
| Физические свойства | Химическое имущество |
| Наблюдается без изменения | Наблюдается только после внесения изменений |
| Может изменять физическое состояние, но не молекулы | Всегда меняет молекулы |
| Химическая идентичность остается той же | Изменения химической идентичности |
| Структура материала не изменяется | Структура изменений материалов |
| Никакой химической реакции не требуется, чтобы показать свойство | Химическая реакция необходима, чтобы показать свойство |
| Нельзя использовать для прогнозирования того, как вещества будут реагировать | Может использоваться для прогнозирования того, как вещества будут реагировать |
Резюме:
- Физические свойства можно наблюдать без каких-либо изменений в веществе.
- Физические свойства могут варьироваться в зависимости от количества вещества, например, длины, объема и массы. Они известны как обширные физические свойства.
- Интенсивные физические свойства не зависят от количества вещества, например. текстура.
- Физические свойства могут изменять состояния, но сохраняют одну и ту же химическую структуру, например. замораживание воды или кипение.
- Химические свойства можно наблюдать только при изменении, таком как химическая реакция.
- Материя классифицируется как на основе их физических, так и химических свойств.