Физические и химические свойства простых веществ

При рассмотрении физических свойств и характера их изменения в периодической системе следует различать атомные свойства (свойства элементов) и свойства простых веществ (гомоатомных соединений). Кроме того, физические свойства простых веществ могут характеризовать обе формы химической организаций вещества (молекула и кристалл) или только одну из них. Очевидно, такие свойства, как температура плавления и кипения, твёрдость и вязкость, электрическая проводимость и т.п., относятся только к конденсированному состоянию вещества. С другой стороны, например, магнитные свойства (диа- и парамагнетизм) характерны как для кристаллов, так и для молекул. Элементы (изолированные атомы) характеризуются сравнительно небольшим набором физических свойств: заряд ядра, атомная масса, орбитальный радиус, потенциал ионизации, сродство к электрону.

Для простых веществ, особенно в конденсированном состоянии, набор физических свойств, т.е. существенных признаков, отличающих одно вещество от другого, весьма обширен. В качестве примера можно перечислить классы таких характеристик: термодинамические свойства (энергия атомизации, энтропия, энтальпия, температура фазовых превращений и т.п.); кристаллохимические свойства (тип структуры, аллотропия полиморфизм и т.п.); физико-механические свойства (твёрдость, сжимаемость, внутреннее трение, линейное и объёмное расширение и т.п.); электрофизические свойства (электрическая проводимость, тип, концентрация и подвижность носителей тока, ширина запрещённой зоны и т.п.); оптические, магнитные и иные свойства. Рассматривая закономерности изменения физических свойств простых веществ, целесообразно ограничиться сравнительно небольшим набором характеристик, которые обусловлены в первую очередь особенностями химической связи.

При рассмотрении физических свойств простых веществ подчёркивалось, что они в основном присущи макроскопическим количествам вещества (особенно в конденсированном состоянии). Что же касается химических свойств, то они главным образом определяются свойствами атомов и молекул, поскольку химическое взаимодействие всегда протекает на атомном или молекулярном уровне. Однако реально наблюдаемая химическая активность твёрдых простых веществ в заметной мере зависит, например, от величины поверхности соприкосновения, её состояния, структуры кристалла и т.п., т.е. опять- таки от макроскопических характеристик. Так, мелкодисперсный цинк (цинковая пыль) значительно энергичнее взаимодействует с кислотами, чем гранулированный.

Хорошо известна также способность многих металлов (Al, Fe,Ti, Cr и т.п.) к пассивации в агрессивных окисляющих средах, хотя сами эти металлы достаточно активны. Кроме того, различные модификации одного и того же простого вещества также могут заметно различаться по химической активности (например, белый и красный фосфор). Таким образом, химические свойства простых веществ представляют собой единство атомной, молекулярной и кристаллической форм химической организации со всеми характерными для них особенностями.

По химическим свойствам простые вещества, как известно, также подразделяются на металлы и неметаллы. С этими двумя классами генетически связаны соответствующие ряды характеристических соединений: оксидов (основных и кислотных), гидроксидов (основании и кислот). Отличительной особенностью этих рядов является способность к взаимодействию с образованием солей, т.е. взаимной нейтрализации в широком смысле слова. Чем ярче выражены металлические и неметаллические свойства простых веществ, тем активнее взаимодействие между ними и их характеристическими соединениями. Таким образом, в химии ярко проявляется симметричность относительно кислотно-основного взаимодействия, причём каждый из генетических типов базируется на одном из двух классов простых веществ.

С этих позиций становится более понятным явление амфотерности в широком смысле как общего свойства простых веществ и их характеристических производных. Осложняющим обстоятельством здесь является то, что кислотно-основное взаимодействие между характеристическими соединениями происходит без изменения степени окисления, а взаимодействия с участием простых веществ непременно являются окислительно-восстановительными.

Задание 25. Перескажите текст на тему «Физические и химические свойства простых веществ», используя следующие обороты-клише:

- называется; носит название; озаглавлено; посвящена; излагается, даётся;

- состоит; выделяются, излагаются, обобщаются;

- остановимся на нескольких точках зрения;

- автор рассказывает, описывает, анализирует, доказывает;

- это доказывает, подтверждает что;

- высказано мнение, отражено, доказано; есть сведения;

- важно отметить что; необходимо подчеркнуть, что…;

- мы разделяем мнение; представляется важным, хотелось бы возразить; позволим себе не согласится;

- автор подробно, хорошо, убедительно, малоубедительно, неполно, невероятно, делает

выводы;

- адресовано, рассчитано, интересно.

Задание 26. Прочитайте микротекст. Озаглавьте его.

Избыток соли в пище вреден. Нуждаются в соли и животные. Дикие животные восполняют недостаток соли, разыскивая засоленные почвы. Домашним животным немного соли добавляют в корм.

Поваренную соль применяют для консервирования пищевых продуктов.

Много хлорида натрия используют также в химической промышленности. Из него получают едкий натр Na OH, coду Na2CO3 и другие соединения натрия.

Едкий натр и сода относятся к важнейшим продуктам химической промышленности. При помощи их нефтепродукты очищают от примесей кислот, а растительные и животные жиры превращают в мыло. Соду используют в промышленности для получения стекла, а в быту – для стирки и мытья посуды.

Соли калия применяют главным образом в качестве минеральных удобрений.

Задание 27. Опишите свойства и укажите, где применяют хлорид натрия, едкий натр, соду и соли калия.