Wydrukuj Zapisz jako PDF Dodaj do ulubionych Udostępnij materiał

Zapewne już wiesz, że w polskim alfabecie jest tylko około 30 liter. Układając je odpowiednio, można tworzyć słowa, ze słów – zdania budujące na przyklad podręcznik lub ciekawą powieść. Podobnie jest z atomami – choć ich rodzajów jest niewiele, to budują wszystko, co znajduje się wokół nas.

R1Ggz5YrCAjS71
Tajemnicza tablica z układem okresowym pierwiastków chemicznych będzie twoim przewodnikiem po świecie atomów
Już wiesz
  • że atom jest najprostszym elementem budującym materię;

  • że wszystko, co nas otacza zbudowane jest z atomów;

  • że atomy mogą się łączyć, tworząc cząsteczki.

Nauczysz się
  • wyjaśniać, czym różni się substancja prosta od złożonej;

  • podawać przykłady substancji prostych i złożonych;

  • wskazywać substancje proste (np. grafit) i złożone (np. cukier, woda) w swoim otoczeniu;

  • budować modele niektórych drobin.

iOQVzjWRfU_d5e168

1. Substancje proste

Wiemy już, że wszystko dookoła nas zbudowane jest z atomów: drzewa, skały, a nawet nasze ciała. Jeśli substancja składa się z atomów jednego rodzaju, to mówimy, że jest to pierwiastek chemiczny lub substancja prostasubstancja prostasubstancja prosta.

Ważne!

Substancji zbudowanej z atomów jednego pierwiastka nie da się rozłożyć na substancje prostsze, zachowujące właściwości tego pierwiastka.

R1D3c1aDTlT851
Źródło: Materialscientist (http://commons.wikimedia.org), Pbsouthwood (http://commons.wikimedia.org), Thegreenj (http://commons.wikimedia.org), i-Res Images of Chemical Elements (http://commons.wikimedia.org), Markus Brunner (http://commons.wikimedia.org), licencja: CC BY-SA 3.0.

Znamy tylko 94 pierwiastki istniejące w naturze. Oprócz tego pewną ilość pierwiastków otrzymano w laboratoriach. W temperaturze pokojowej tylko dwa pierwiastki są cieczami (brom i rtęć), jedenaście – gazami (np. wodór, tlen, azot, chlor, hel), a pozostałe – ciałami stałymi (np. żelazo, węgiel, siarka, magnez, wapń).

iOQVzjWRfU_d5e217

2. Substancje złożone

Większość substancji w przyrodzie jest zbudowana z atomów różnych pierwiastków połączonych w grupy zwane cząsteczkami. Jeśli cząsteczki składają się z atomów co najmniej dwóch różnych pierwiastków, to powstaje substancja złożonasubstancja złożonasubstancja złożona. Znamy obecnie tysiące takich substancji, a uczeni wciąż tworzą i odkrywają nowe. Substancjami złożonymi są na przykład woda, sól kuchenna, cukier i ocet.

R7W5bIAw8MSuG1
Film na temat budowy substacji złożonej. Ogólny widok na kuchenkę, na której stoi patelnia. Pojawia się plansza z napisem: "Co się stanie z cukrem, gdy podziała się na niego wysoką temperaturą?" Demonstrator umieszcza trochę cukru na patelni, a następnie zostaje przedstawiony proces ogrzewania i przemiany tej substancji. Zbliżenie kamery na patelnię pozwala obserwować: jak zmienia się barwa cukru, z białej, przez jasną, coraz ciemniejszą, następnie brązową, aż do czarnych bąbli.

Drobiny są za małe, by zobaczyć je gołym okiem, ale można ich budowę pokazać za pomocą modeli. Na przykład model cząsteczki wody ukazuje nam, że składa się ona z dwóch atomów wodoru i jednego atomu tlenu.

RQshVoZg3CkqY1
Film na temat budowy substancji. W pudełku na modele oglądamy modele atomów wodoru, tlenu, siarki, węgla, azotu. Następnie przedstawiono przygotowanie modeli pierwiastków: węgla, siarki. Potem - budowanie cząsteczki wody (do kulki czerwonej dołączamy dwie białe), cząsteczki dwutlenku dwutlenku węgla (do kulki ciemnoszarej dołączamy dwie czerwone) oraz cząsteczek dwuatomowych gazów: tlenu, wodoru, azotu.
Ciekawostka

Istnieją substancje, które zbudowane są z drobin tworzących regularną sieć. Taką postać substancji nazywamy kryształem. Wszystkie kryształy mają płaskie powierzchnie i proste krawędzie, które są dowodem ich uporządkowanej budowy. Przykładem substancji występującej w postaci kryształów jest sól kuchenna.

RsJck73sodO5l1
Sól kuchenna składa się z ułożonych regularnie drobin sodu i chloru. Drobiny te posiadają ładunki elektryczne, które oddziałują na siebie. Dzięki temu drobiny są ułożone regularnie
iOQVzjWRfU_d5e263

3. Właściwości substancji

Każda substancja ma określone właściwościwłaściwości substancjiwłaściwości, czyli zespół stałych, niezmiennych cech (np. kolor, zapach, twardość), które pozwalają odróżnić ją od innych substancji. Dzięki swoim właściwościom jedna substancja może być wykorzystana do otrzymywania zupełnie różnych przedmiotów. Przykładowo, substancja nazywana silikonem jest odporna na wysokie temperatury, wytwarza się więc z niej m.in. formy do pieczenia. Inną właściwość silikonu, wodoodporność, wykorzystuje się z kolei do produkcji farb zawierających tę substancję.

R67pHVOZaj5XD1
Wydaje się, że książka, tektura oraz bawełniana koszulka nie mają ze sobą nic wspólnego. Jednak głównym składnikiem każdego z nich jest ta sama substancja – celuloza

Właściwości substancji możemy ustalić, przeprowadzając badania takie, jak podgrzanie lub oziębianie próbki. Możemy też sprawdzić, jak jedne substancje zachowują się względem innych. Dla przykładu zbadajmy właściwości mąki, cukru i kwasku cytrynowego.

Badanie właściwości substancji
Obserwacja 1

Zbadanie właściwości mąki pszennej, cukru i kwasku cytrynowego.

Co będzie potrzebne
  • cukier kryształ,

  • mąka,

  • kwasek cytrynowy,

  • 3 szklanki,

  • 3 łyżeczki,

  • woda.

Instrukcja
  1. Każdą z substancji powąchaj, aby poznać jej zapach.

  2. Określ wygląd i barwę substacji.

  3. Sprawdź, czy rozpuszczają się w wodzie: nalej wody do trzech szklanek (do połowy ich objętości) i wsyp do pierwszej z nich łyżeczkę mąki, do drugiej – łyżeczkę cukru, a do trzeciej – łyżeczkę kwasku cytrynowego. Wymieszaj zawartość każdej szklanki, obserwując, co się dzieje wewnątrz naczynia.

Podsumowanie

Każda substancja posiada pewne właściwości odróżniające ją od innych. Znając je, można łatwo rozpoznać tę substancję.

Ciekawostka

Atomy mogą układać się w różny sposób. Dzięki temu z jednego rodzaju drobin mogą powstawać różne substancje o odmiennych właściwościach. Przykładem takiego pierwiastka jest węgiel, który występuje w różnych postaciach, np. diamentu, grafitu i sadzy.

RYJJG26seJ62u1
Węgiel występuje w kilku postaciach, np. diamentu, grafitu i sadzy. Diament jest najtwardszą znaną substancją. Grafit jest kruchy, w związku z czym ma zupełnie inne zastosowania niż diament. Sadza powstaje w wyniku spalania węgla, benzyny lub innych paliw
iOQVzjWRfU_d5e360

4. Układ okresowy pierwiastków

Pierwiastki oprócz nazw mają także symbole chemiczne. Są one rozpoznawane na całym świecie. Wszystkie pierwiastki opisano w specjalnej tabeli, którą nazywamy układem okresowym. Z tabeli tej można odczytać, jakie nazwy i symbole mają pierwiastki. Oprócz nazw i symboli układ okresowy pierwiastków zawiera inne ważne informacje. Symbole pierwiastków są skrótem ich nazw łacińskich. Tworzy je pierwsza litera nazwy, czasem w połączeniu z jedną z dalszych liter.

R1Ea9jVKvwEPR1
Ilustracja przedstawia tablicę z Układem Okresowym Pierwiastków. Jest to zbiór kwadratów. Każdy z nich zawiera nazwę oraz symbol danego pierwiastka, a także jego liczbę i masę atomową. Niebieskie kwadraty to metale, a zielone to niemetale.
Źródło: Michał Szymczak, licencja: CC BY 3.0.
Symbole wybranych pierwiastków

Polska nazwa pierwiastka

Łacińska nazwa pierwiastka

Symbol

tlen

Oxygenium

O

azot

Nitrogenium

N

węgiel

Carboneum

C

wodór

Hydrogenium

H

żelazo

Ferrum

Fe

chlor

Chlorum

Cl

wapń

Calcium

Ca

sód

Natrium

Na

iOQVzjWRfU_d5e397

Podsumowanie

  • Wszystko, co nas otacza, jest zbudowane z substancji prostych lub złożonych.

  • Substancje proste składają się z atomów tego samego pierwiastka.

  • Substancje złożone zbudowane są z atomów różnych pierwiastków połączonych w cząsteczki.

  • W celu odróżnienia substancji od siebie obserwujemy i badamy ich właściwości.

Praca domowa
Polecenie 1.1

Porównaj ze sobą właściwości mleka, masła i śmietany. Wymień, które właściwości tych substancji są identyczne, a dzięki którym można je od siebie odróżnić.

iOQVzjWRfU_d5e451

Słowniczek

pierwiastek
pierwiastek

substancja chemiczna zbudowana z jednego rodzaju atomów np. tlen, wodór, żelazo

substancja prosta
substancja prosta

patrz pierwiastek

substancja złożona
substancja złożona

substancja zbudowana z atomów różnych pierwiastków połączonych w cząsteczki, np. woda jest substancją złożoną, której cząsteczki zbudowane są z atomów tlenu i wodoru

właściwości substancji
właściwości substancji

cechy charakterystyczne substancji, np. barwa, zapach, twardość

iOQVzjWRfU_d5e540

Zadania

Ćwiczenie 1
ROJAOvP9b2nhn1
zadanie interaktywne
Źródło: Anna Florek <anna.florek@up.wroc.pl>, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 2
R1SEXEeHUQKGS1
zadanie interaktywne
Źródło: Anna Florek <anna.florek@up.wroc.pl>, licencja: CC BY 3.0.