Yksinkertaiset aineet - kemialliset aineet, jotka koostuvat yksinomaan yhden kemiallisen alkuaineen atomeista , toisin kuin monimutkaiset aineet . Ne ovat kemiallisten alkuaineiden olemassaolomuoto vapaassa muodossa [1] [2] ; tai toisin sanoen kemialliset alkuaineet , jotka eivät ole kemiallisesti sukua millekään muulle alkuaineelle, muodostavat yksinkertaisia aineita [2] . Yksinkertaisia aineita tunnetaan yli 400 lajiketta [3] .
Atomien välisen kemiallisen sidoksen tyypistä riippuen yksinkertaiset aineet voivat olla metalleja ( Na , Mg , Al , Bi jne.) ja epämetalleja ( H 2 , N 2 , Br 2 , Si jne.) [3] .
Esimerkkejä yksinkertaisista aineista: molekyylikaasut ( O 2 , O 3 , H 2 , Cl 2 ) ja atomikaasut (He, Ar ) ; hiilen eri muodot , jodi (I 2 ), metallit (ei seosten muodossa ).
Sama kemiallinen alkuaine voi usein muodostaa useita yksinkertaisia aineita ( allotropia ), joita kutsutaan allotrooppisiksi modifikaatioiksi . Allotropia-ilmiö voi johtua joko tietyn alkuaineen molekyylien erilaisesta koostumuksesta ( koostumusallotropia ) tai molekyylien erilaisesta rakenteesta ja tavasta, jolla molekyylit (atomit) on järjestetty kiteisiin ( muoto allotropia ). Alkuaineen kyky muodostaa vastaavia allotrooppisia modifikaatioita johtuu atomin rakenteesta, joka määrää kemiallisen sidoksen tyypin, molekyylien ja kiteiden rakenteen [3] .
Erilaiset allotrooppiset modifikaatiot voivat siirtyä toisiinsa. Tietyn kemiallisen alkuaineen allotrooppiset modifikaatiot eroavat aina fysikaalisista ominaisuuksista ja kemiallisesta aktiivisuudesta (esim. otsoni on aktiivisempi kuin happi, timantin sulamispiste on korkeampi kuin fullereenin ) [4] .
Normaaliolosuhteissa vastaavat yksinkertaiset aineet 11 alkuaineelle ovat kaasut ( H , He , N , O , F , Ne , Cl , Ar , Kr , Xe , Rn ), 2 - nesteille ( Br , Hg ), lopuille elementit - kiinteät kappaleet .
Huoneenlämpötilassa (tai lähellä sitä) 5 metallia on nestemäisessä tai puolinestemäisessä tilassa, koska niiden sulamispiste on lähellä huoneenlämpötilaa :
Käsitteitä " atomi ", " kemiallinen alkuaine " ja "yksinkertainen aine" ei pidä sekoittaa. "Atom" on konkreettinen käsite, koska atomeja on todella olemassa. "Kemiallinen alkuaine" on kollektiivinen, abstrakti käsite; luonnossa kemiallinen alkuaine esiintyy vapaiden tai kemiallisesti sitoutuneiden atomien muodossa, toisin sanoen yksinkertaisina ja monimutkaisina aineina.
On myös tarpeen tehdä ero yksinkertaisen aineen (hiukkaskokoelman) ominaisuuksien (ominaisuuksien) ja kemiallisen alkuaineen (tietyn tyyppisen eristetyn atomin) ominaisuuksien (ominaisuuksien) välillä, katso alla oleva taulukko [4] :
| Kemiallisen alkuaineen ominaisuudet | Yksinkertaisen aineen ominaisuudet |
|---|---|
| atomiluku suhteellinen atomimassa isotooppikoostumus runsaus luonnossa asema jaksollisessa järjestelmässä atomirakenne ionisaatioenergia elektroniaffiniteetti hapetustila elektronegatiivisuus valenssi allotrooppiset modifikaatiot kemiallinen merkki ... |
väri haju sähkönjohtavuus lämmönjohtavuus liukoisuus kovuus kiehumispiste sulamispiste viskositeetti moolimassa optiset ominaisuudet magneettiset ominaisuudet kemiallinen kaava ... |
Kemiallisten alkuaineiden ja vastaavien yksinkertaisten aineiden nimet ovat useimmissa tapauksissa samat. Poikkeuksia kuitenkin löytyy. Esimerkiksi hapen allotrooppisten modifikaatioiden nimet ovat happi ( dihappi O 2 ) ja otsoni ; hiili - timantti , grafiitti , karbiini , fullereeni .
Jokaisella kemiallisella alkuaineella on oma symbolinsa - kemiallinen merkki (symboli). Joissakin tapauksissa kemiallinen merkki voi ilmaista myös yksinkertaisen aineen ( Zn , B , C , Ar ) koostumusta. Kuitenkin esimerkiksi symboli O tarkoittaa vain kemiallista alkuainetta, yksinkertaisen aineen "happi" kaava on O 2 .