Простые вещества

Простые вещества это химические вещества, состоящего из одного химического элемента пример: золото, палладий, фтор, хлор и т.д.

К простым веществам также относятся соединения меж металлами амальгама и некоторые другие.

 

Что такое простые вещества

Или, как их часто называют, самородные элементы, представляют собой гомоатомные минералы.

К этому типу относятся также минералы — интерметаллические соединения, т. е. химические соединения меж металлами (например, ландсбергит — Ag₂Hg₃, аллемонтит — AsSb, амальгама золота — Au₂Hg₃ и др.).

Простые вещества образуются более чем тридцатью химическими элементами. Роль их в общем составе земной коры незначительна, но многие из них играют важную роль в составе метеоритов.

По В. И. Вернадскому, сумма всех простых веществ не превышает 0,1% массы земной коры, а общее их количество достигает до 35.

Для минералов, принадлежащих к типу простых веществ, очень характерен полиморфизм (например, для серы и металлического железа известно несколько полиморфных модификаций, для углерода — две и т. д.).

Среди этих минералов широким развитием пользуется также явление образования и распада твердых растворов.

Твердые растворы особенно типичны для металлов (бинарные системы железо — никель, платина — родий, платина — иридий, золото — серебро, золото — медь и др.).

Как показывает экспериментальное изучение металлических систем, многие из них образуют ряды с непрерывной растворимостью.

Кристаллическая структура простых веществ

В основе кристаллической структуры большинство простых веществ имеет кубическую и гексагональную плотнейшие упаковки, а также кубическую объемноцентрированную решетку.

Главные структуры простых веществ малочисленны и представлены координационным, кольцевым, цепочечным и слоистым типами.

Преобладающее большинство минералов этого типа кристаллизуется в:

1. Кубической;
2. Гексагональной;
3. Тригональной;

сингониях, вследствие чего кристаллы их чаще всего имеют изометрический, таблитчатый и пластинчатый облик.

Двойники обычно встречаются среди минералов кубической сингонии, причем двойникование происходит по плоскости (111).

В соответствии со своими морфологическими особенностями простые вещества имеют спайность, которая проходит по плоскостям (111), (0001) и (1010).

Совершенная спайность характерна только минералам гексаго­нальной и тригональной сингоний, у минералов кубической сингонии спайность, как правило, отсутствует.

Исключением является алмаз, на кристаллах которого наблюдается совершенная спайность по (111).

Цвет и отражение простых веществ

Цвет простых веществ полностью определяется образующими их химическими элементами (например золотисто-желтый, медно-красный, серебристо-белый, серно-желтый и т. д.).

Самородные металлы имеют высокие показатели отражения (выше 60%), а самородные металлоиды и неметаллы низкие (ниже 30%).

Показатели преломления для всех минералов этого типа очень высокие (выше 2). Большинство простых веществ имеет металлический блеск и только отдельные минералы — Жирный (сера) и алмазный (алмаз).

Твердость простых веществ колеблется от 1—2 (графит) до 10 (алмаз). Средняя твердость минералов этого типа лежит в пределах 2,5—4,5.

Плотность описываемых минералов очень высокая. Как правило, она выше 5, понижаясь у отдельных минералов до 2,07 (сера) и повышаясь иногда до 22,96 (сысертскит).

Аллотропное состояние

Один и тот же химический элемент зачастую может образовывать несколько типов простых веществ (аллотропия), называемых аллотропными модификациями, примером может служить кислород (молекулярный О, кислород О₂, озон О_3).

Явление аллотропии может быть обусловлено либо различным составом молекул данного элемента (аллотропия состава), либо различным строением молекул и способом размещения молекул (атомов) в кристаллах (аллотропия формы).

Способность элемента к образованию соответствующих аллотропных модификаций обусловлена строением атома, которое определяет тип химической связи, строение молекул и кристаллов.

Различные аллотропные модификации могут переходить друг в друга.

Для данного химического элемента его аллотропные модификации всегда различаются по физическим свойствам и химической активности (например, озон активнее кислорода, температура плавления алмаза больше, чем фуллерена).

Происхождение простых веществ

По происхождению простые вещества главным образом связаны с магматическими процессами.

Они образуются при обычной кристаллизации (алмаз, самородное железо), а также в гидротермальных жилах (золото, мышьяк, висмут и др.).

Отдельные минералы возникают при метаморфи­ческих (графит) и биохимических процессах (самородная сера), а также в зоне окисления рудных месторождений (серебро).

Промышленные месторождения многих самородных металлов (золото, платина) возникают при образовании россыпей.

Типы простых веществ выделяют три класса:

1. Класс самородных металлов;
2. Класс самородных металлоидов;
3. Класс самородных неметаллов.

Часто задаваемые вопросы

Какие есть простые вещества?

К простым веществам относят вещества в состав которых входит только один элемент, например: водород, золото, уран.

Их разделяют на: металлы и не металлы.

К этим веществам относят сплавы, например амальгамы, сплавы металл металл.

Как понять, что вещество простое?

Ихние молекулы состоят только из одних атомов этого вещества, например водород Н₂, хлор Cl₂, кислород О₂.

В состав сложных веществ входят более одного вещества, например углекислый газ СО₂, соляная кислота HCl, и все органические вещества.

Для того, чтобы понять что вещество простое нужно знать его свойства, например если натрий Na бросить в воду H₂O то он прореагирует с ней образуя щелочь.

Какая разница между простым и чистым веществом?

Простое вещество состоит из одного элемента: хлор, золото, марганец.

А чистое вещество это вещество в состав которого входит только определенное соединение, например вода Н₂О, поваренная соль NaCl, чистый сахар.

Заметим простые вещества это тоже чистое вещество.