Простые и сложные вещества

• Простое вещество — вещество, молекулы или кристаллы которого состоят из атомов одного химического элемента.

 * Примеры: кислород ${\displaystyle \mathrm {O_{2}} }$, озон ${\displaystyle \mathrm {O_{3}} }$, водород ${\displaystyle \mathrm {H_{2}} }$, азот ${\displaystyle \mathrm {N_{2}} }$, алмаз (углерод).

• Сложное вещество — вещество, состоящее из атомов двух или более различных химических элементов, соединённых химическими связями.

 * Примеры: вода ${\displaystyle \mathrm {H_{2}O} }$, углекислый газ ${\displaystyle \mathrm {CO_{2}} }$, хлорид натрия ${\displaystyle \mathrm {NaCl} }$, метан ${\displaystyle \mathrm {CH_{4}} }$.

Аллотропия — существование нескольких простых веществ (аллотропных модификаций), образованных одним химическим элементом, но различающихся по строению и свойствам.

Примеры аллотропии:

• Углерод:

 * Алмаз — сверхтвёрдое вещество с тесно упакованной кристаллической решёткой.
 * Графит — мягкое вещество с слоистой структурой.
 * Фуллерены, нанотрубки — молекулярные формы углерода.

• Кислород:

 * Кислород ${\displaystyle \mathrm {O_{2}} }$ — бесцветный газ.
 * Озон ${\displaystyle \mathrm {O_{3}} }$ — газ с резким запахом, более реакционноспособен.

• Состав:

 * Простые вещества состоят из одного элемента.
 * Сложные вещества состоят из нескольких элементов.

• Строение:

 * В простых веществах атомы связаны одинаковыми связями.
 * В сложных веществах присутствуют различные виды связей между разными элементами.

• Химические свойства:

 * Простые вещества могут вступать в реакции с образованием как простых, так и сложных веществ.
 * Сложные вещества могут разлагаться на простые или реагировать с другими веществами.

При нормальных условиях простые вещества могут находиться в различных агрегатных состояниях:

• Газообразные: водород ${\displaystyle \mathrm {H_{2}} }$, кислород ${\displaystyle \mathrm {O_{2}} }$, азот ${\displaystyle \mathrm {N_{2}} }$.
• Жидкие: бром ${\displaystyle \mathrm {Br_{2}} }$, ртуть ${\displaystyle \mathrm {Hg} }$.
• Твёрдые: углерод (алмаз, графит), сера ${\displaystyle \mathrm {S_{8}} }$, фосфор (белый, красный).

Сложные вещества разделяют на неорганические и органические соединения.

• Оксиды: соединения элементов с кислородом (например, ${\displaystyle \mathrm {CO_{2}} }$, ${\displaystyle \mathrm {SO_{2}} }$).
• Кислоты: вещества, способные отдавать протоны (например, соляная кислота ${\displaystyle \mathrm {HCl} }$, серная кислота ${\displaystyle \mathrm {H_{2}SO_{4}} }$).
• Основания: вещества, способные принимать протоны (например, гидроксид натрия ${\displaystyle \mathrm {NaOH} }$).
• Соли: продукты взаимодействия кислот и оснований (например, хлорид натрия ${\displaystyle \mathrm {NaCl} }$).

• Углеводороды: соединения углерода и водорода (например, метан ${\displaystyle \mathrm {CH_{4}} }$, этан ${\displaystyle \mathrm {C_{2}H_{6}} }$).
• Спирты: содержат гидроксильную группу (например, этанол ${\displaystyle \mathrm {C_{2}H_{5}OH} }$).
• Карбоновые кислоты: содержат карбоксильную группу (например, уксусная кислота ${\displaystyle \mathrm {CH_{3}COOH} }$).

• Атом — мельчайшая частица вещества, сохраняющая его химические свойства.
• Химический элемент — совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра.
• Простое вещество — вещество, состоящее из атомов одного химического элемента.

Важно различать эти понятия:

• Атом — частица.
• Химический элемент — тип атомов.
• Простое вещество — вещество, состоящее из атомов одного элемента.

• Простые вещества используют в качестве сырья в промышленности (кислород для дыхания, водород в качестве топлива).
• Сложные вещества широко применяются в быту и промышленности (вода для жизни, углекислый газ в пищевой промышленности, металлы в строительстве).

Понимание различий между простыми и сложными веществами является основой химии. Простые вещества, состоящие из одного элемента, могут существовать в различных аллотропных формах, демонстрируя разнообразие свойств. Сложные вещества, образованные разными элементами, составляют огромное множество соединений, изучение которых важно для науки и промышленности.