Прості й складні речовини

Якщо речовина утворена з атомів одного хімічного елементу її вважають простою. Наприклад, молекули простих газів складаються з двох атомів одного й того ж хімічного елементу. Молекула кисню складається з двох атомів Оксигену. Її хімічна формула – О₂. Молекула водню – з двох атомів Гідрогену (H₂), азоту – з двох атомів Нітрогену (N₂), хлору – з двох атомів Хлору (Cl₂).

Хімічні формули металів записують, як такі, що складені з одного атому: Fe – залізо, ΑΙ – алюміній, Сu – мідь, Na – натрій (з латини, арабської та грецької – природна сода), Au – золото, Ag – срібло, Hg – ртуть.

Прості речовини умовно поділяють на метали й неметали. Метали мають немолекулярну будову, добре проводять струм та тепло, є пластичними (легко куються, витягуються у дріт), більшість (крім золота, міді) мають сірий, або сріблясто-сірий колір, металічний блиск. Неметали погано проводять струм та тепло, крихкі, мають різний колір (фосфор – червоний, сірка – жовтий, графіт – чорний, водень – безбарвний газ).

Якщо речовина утворена з атомів кількох хімічних елементів її вважають складною або хімічною сполукою. Наприклад, вода: H₂О. При температурі 2000^оС молекула води розпадаються на два типи атомів: Оксиген та Гідроген.

Складних речовин у природі значно більше, ніж простих. Це пояснюється тим, що атоми різних хімічних елементів здатні сполучатися один з одним у різній кількості та послідовності, як літери у мові, які сполучаючись утворюють різноманітні слова.

Складними речовинами є вуглекислий газ (СО₂), кухонна сіль (NaCl), метан (СН₄), сульфатна кислота (H₂SO₄), соляна кислота (HCl), глина (складена переважно із сполуки Al₂O₃) та безліч інших.

У 1855 році на одній зі світових виставок увагу відвідувачів привернув сріблясто-білий метал. Але не так своєю легкістю та легкоплавкістю, як тим, що всі 12 виставлених на розгляд шматочків металу було видобуто зі звичайнісінької глини. Тому й називали його «сріблом із глини». Це був добре нам знайомий алюміній. На той час він коштував дуже дорого (майже як золото). А все тому, що виробництво алюмінію потребує великої кількості електричної енергії. Минали роки, разом зі здешевленням електроенергії зменшувалась вартість алюмінію. Нині його виробляють у великих кількостях і коштує він порівняно недорого. Принаймні тепер нікому не спаде на думку зробити цінний подарунок з алюмінію, як це було у позаминулому столітті.

Поділ речовин на прості й складні не єдиний. Існує також поділ речовин на чисті та суміші. Речовину, що містить лише частинки однієї речовини, називають чистою. А речовину, утворену сукупністю кількох чистих речовин, які не втратили своїх властивостей, називають сумішшю. Наприклад, дистильована вода складається тільки з молекул води (Н₂0), тому вона є чистою речовиною. Якщо ви візьмете морську воду і спробуєте її на смак, то відчуєте, що вона солонувата. Крім молекул води, морська вода вміщує домішки солі та багато інших речовин, тому її називають сумішшю.

Органічні та неорганічні речовини

Речовини також поділяються на органічні та неорганічні. Органічних речовин у природі найбільше – майже 10 мільйонів. Вони вперше були виявлені у складі живих організмів. Звідси й одержали свою назву. Хоча нині відомо, що ці речовини існують також у неживій природі. Вони всі мають складну молекулярну будову. Основою молекул органічних речовин є з’єднані між собою атоми Карбону та зазвичай Гідрогену. Таку будову мають природний газ, нафта, бензин. Досить багато органічних речовин містять ще й атоми Оксигену. Це жири, вуглеводи (крохмаль, цукор), оцет.

Жири й вуглеводи відіграють в організмі роль палива. Вони потрібні для забезпечення організму енергією для життєво важливих процесів: дихання, травлення, пересування у просторі, виконання будь-якої роботи. Найбільш важливими для живих істот є білки. До складу їх молекул входять ще й атоми Нітрогену. Білки є «будівельним» матеріалом для тіл живих організмів. Ми їх одержуємо з їжею, переважно з м’ясом.

Прикладом вуглеводів можуть бути сахароза і глюкоза. Вони містяться в овочах і фруктах та надають їм солодкого смаку. Глюкоза входить до складу крові людини. Жири є також джерелом енергії для людини та тварин. Крім того, прошарок жиру захищає багатьох тварин взимку від переохолодження.

З атомів Карбону, Гідрогену, Оксигену та Нітрогену складаються також нуклеїнові кислоти, що входять до складу генів, які зберігають й передають із покоління у покоління спадкову інформацію про організм.

Органічні речовини входять до складу живих організмів. Вони складаються з певної кількості атомів Карбону, з’єднаних між собою у вигляді ланцюжка –С–С–С–С–. Кількість атомів карбону в ланцюжку може бути різна – від 1 до кількох сотень. До органічних речовин належать цукор, олія, поліетилен, мило.

Речовини, що не містять атомів Карбону, відносять до неорганічних. Наприклад, вода, кисень, азот, залізо, алюміній. Проте, є неорганічні речовини з атомами Карбону: графіт, алмаз, сода. Також Карбон входить до складу вапняку, вуглекислого газу, вугілля. Неорганічних речовин у природі відносно небагато: всього 200 тисяч. Тіла неживої природи складаються з неорганічних речовин, наприклад, вода, кухонна сіль, залізо, алмаз, графіт, золото, кисень, сірка тощо.

Одним із важливих досягнень для хімії була розробка хімічної класифікації речовин. Класифікація означає поділ на групи. Вперше цю роботу виконали алхіміки. Навіщо ж алхімікам необхідно було класифікувати речовини?

Справа в тому, що в І тисячолітті н.е. в алхімічній науці панував страшенний безлад. Деякі речовини, наприклад, сода, мали не одну, а три чи чотири назви. І навпаки, одну й ту ж назву могли мати три різні речовини.

І от, щоб не виникала плутанина, алхіміки поступово почали наводити лад і розподіляти всі відомі їм речовини на групи.

Першу, досить повну класифікацію хімічних речовин здійснив алхімік Ар-Разі. Він розділив усі речовини відповідно до їх походження на органічні (одержані з організмів тварин і рослин) і неорганічні (одержані з мінералів). Такий поділ речовин став підґрунтям для двох сучасних напрямів хімічної науки – органічної та неорганічної (мінеральної) хімії.

До тваринних і рослинних речовин Ар-Разі відніс соки рослин, кров, сечу, жовч та інші рідини. Сучасна органічна хімія цими «речовинами» давно вже не займається. Але поділ на органічні та неорганічні речовини використовується й сьогодні.