Egyszerű anyagok – az összetett anyagokkal ellentétben kizárólag egy kémiai elem atomjaiból álló kémiai anyagok . Ezek a kémiai elemek szabad formájú létezési formája [1] [2] ; vagy más szóval olyan kémiai elemek , amelyek kémiailag semmilyen más elemmel nem rokonok, egyszerű anyagokat alkotnak [2] . Az egyszerű anyagoknak több mint 400 fajtája ismert [3] .
Az atomok közötti kémiai kötés típusától függően egyszerű anyagok lehetnek fémek ( Na , Mg , Al , Bi stb.) és nemfémek ( H 2 , N 2 , Br 2 , Si stb.) [3] .
Példák egyszerű anyagokra: molekuláris ( O 2 , O 3 , H 2 , Cl 2 ) és atomi (He, Ar) gázok ; a szén különféle formái , jód (I 2 ), fémek (nem ötvözetek formájában ).
Ugyanaz a kémiai elem gyakran többféle egyszerű anyagot képezhet ( allotrópia ), amelyeket allotróp módosulásoknak neveznek . Az allotrópia jelensége oka lehet egy adott elem molekuláinak eltérő összetétele ( kompozíciós allotrópia ), vagy a molekulák eltérő szerkezete és a molekulák (atomok) kristályokban való elrendezése ( forma allotrópia ). Az, hogy egy elem képes a megfelelő allotróp módosulatokat létrehozni, az atom szerkezetének köszönhető, amely meghatározza a kémiai kötés típusát, a molekulák és kristályok szerkezetét [3] .
Különféle allotróp módosulások léphetnek át egymásba. Egy adott kémiai elem esetében annak allotróp módosulatai mindig különböznek fizikai tulajdonságaiban és kémiai aktivitásában (például az ózon aktívabb, mint az oxigén, a gyémánt olvadáspontja magasabb, mint a fulleréné ) [4] .
Normál körülmények között 11 elemre a megfelelő egyszerű anyagok a gázok ( H , He , N , O , F , Ne , Cl , Ar , Kr , Xe , Rn ) , 2 - folyadékoknál ( Br , Hg ), a többinél elemek - szilárd testek .
Szobahőmérsékleten (vagy ahhoz közel) 5 fém folyékony vagy félfolyékony állapotban van, mivel olvadáspontjuk közel van a szobahőmérséklethez :
Az „ atom ”, „ kémiai elem ” és „egyszerű anyag” fogalmát nem szabad összetéveszteni. Az "atom" egy konkrét fogalom, mivel az atomok valóban léteznek. A „kémiai elem” gyűjtőfogalom, absztrakt fogalom; a természetben egy kémiai elem szabad vagy kémiailag kötött atomok, azaz egyszerű és összetett anyagok formájában létezik.
Különbséget kell tenni egy egyszerű anyag (részecskegyűjtemény) tulajdonságai (jellemzői) és egy kémiai elem (egy bizonyos típusú izolált atom) tulajdonságai (jellemzői) között is, lásd az alábbi táblázatot [4] :
| Egy kémiai elem jellemzői | Egy egyszerű anyag jellemzői |
|---|---|
| atomszám relatív atomtömeg izotóp összetétel bőség a természetben helyzet a periódusos rendszerben atomszerkezet ionizációs energia elektronaffinitás oxidációs állapot elektronegativitás vegyérték allotróp módosulások kémiai jel ... |
szín szag elektromos vezetőképesség hővezető képesség oldhatóság keménység forráspont olvadáspont viszkozitás moláris tömeg optikai tulajdonságok mágneses tulajdonságok kémiai képlet ... |
A kémiai elemek és a megfelelő egyszerű anyagok nevei a legtöbb esetben egybeesnek. Vannak azonban kivételek. Például az oxigén allotróp módosulatainak neve oxigén ( dioxigén O 2 ) és ózon ; szén - gyémánt , grafit , karabély , fullerén .
Minden kémiai elemnek megvan a maga szimbóluma - egy kémiai jel (szimbólum). Egyes esetekben a kémiai jel egy egyszerű anyag ( Zn , B , C , Ar ) összetételét is kifejezheti. Azonban például az O szimbólum csak egy kémiai elemet jelöl, az "oxigén" egyszerű anyag képlete O 2 .