Substanțe simple și compuse

O substanță este alcătuită din atomi de același fel sau din atomi de feluri diferite. De aici rezultă cele două mari clase de substanțe.

Substanța simplă este formată din atomi ai unui singur element chimic. Se împarte în două grupe:

• metale: $\mathrm{Fe}$, $\mathrm{Cu}$, $\mathrm{Al}$, $\mathrm{Na}$, $\mathrm{Zn}$. Sunt solide la temperatura camerei (mercurul $\mathrm{Hg}$ este lichid), au luciu, conduc bine căldura și curentul electric, se lățesc în foi (sunt maleabile) și se trag în fire (sunt ductile);
• nemetale: ${\mathrm{O}}_2$, ${\mathrm{N}}_2$, $\mathrm{C}{\mathrm{l}}_2$ (gaze), $\mathrm{B}{\mathrm{r}}_2$ (lichid), $\mathrm{S}$, $\mathrm{C}$, $\mathrm{P}$ (solide). Nu au luciu metalic și nu conduc curentul electric, cu excepția grafitului, o formă a carbonului.

Același element poate forma substanțe simple diferite: carbonul dă diamantul și grafitul, iar oxigenul dă oxigenul ${\mathrm{O}}_2$ și ozonul ${\mathrm{O}}_3$.

Substanța compusă este formată din atomi de elemente diferite, uniți într-un raport fix. Proprietățile ei diferă de ale elementelor componente: sodiul este un metal care reacționează violent cu apa, clorul este un gaz toxic, iar compusul lor, $\mathrm{NaCl}$, este sarea de bucătărie. Programa de clasa a VII-a grupează compușii în patru clase:

• oxizi: compuși ai oxigenului cu un alt element, de exemplu $\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2$, $\mathrm{CaO}$, $\mathrm{F}{\mathrm{e}}_2{\mathrm{O}}_3$, ${\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$;
• acizi: hidrogen și un radical acid, de exemplu $\mathrm{HCl}$, ${\mathrm{H}}_2\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4$, $\mathrm{HN}{\mathrm{O}}_3$;
• baze: un metal și grupe hidroxil, de exemplu $\mathrm{NaOH}$, $\mathrm{Ca}(\mathrm{OH}{)}_2$;
• săruri: un metal și un radical acid, de exemplu $\mathrm{NaCl}$, $\mathrm{CaC}{\mathrm{O}}_3$, $\mathrm{CuS}{\mathrm{O}}_4$.

Un compus nu este un amestec. Fierul și sulful amestecate la rece se separă cu un magnet. Încălzite, formează sulfura de fier $\mathrm{FeS}$, un compus nemagnetic, în care masele componentelor sunt în raportul $m_{\mathrm{Fe}}:m_{\mathrm{S}}=56:32=7:4$. De aceea $14$ g fier se combină cu exact $8$ g sulf și dau $22$ g $\mathrm{FeS}$.

Exemplu rezolvat. Clasifică substanțele $\mathrm{Mg}$, ${\mathrm{N}}_2$, $\mathrm{CaO}$, $\mathrm{HN}{\mathrm{O}}_3$, $\mathrm{KOH}$, ${\mathrm{K}}_2\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4$.

1. Numărăm simbolurile diferite din formulă. $\mathrm{Mg}$ și ${\mathrm{N}}_2$ au câte unul, deci sunt substanțe simple: magneziul este metal, azotul este nemetal.
2. Celelalte patru formule conțin două sau trei simboluri diferite, deci sunt substanțe compuse.
3. $\mathrm{CaO}$ are numai oxigen și calciu: oxid.
4. $\mathrm{HN}{\mathrm{O}}_3$ începe cu hidrogen urmat de radicalul acid $\mathrm{N}{\mathrm{O}}_3$: acid.
5. $\mathrm{KOH}$ are metalul potasiu și grupa $\mathrm{OH}$: bază.
6. ${\mathrm{K}}_2\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4$ are metalul potasiu și radicalul acid $\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4$: sare.

Greșeli frecvente

• Greșit: ${\mathrm{O}}_2$ este substanță compusă deoarece molecula are doi atomi.
  Corect: ambii atomi sunt ai aceluiași element, deci oxigenul este substanță simplă.
• Greșit: $\mathrm{NaCl}$ este un metal fiindcă include sodiu.
  Corect: este un compus, o sare, cu proprietăți diferite de ale sodiului metalic.
• Greșit: ${\mathrm{H}}_2\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4$ este oxid pentru că are oxigen în formulă.
  Corect: un oxid are numai două elemente, dintre care unul este oxigenul; ${\mathrm{H}}_2\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4$ are trei elemente și este acid.
• Greșit: Apa este un amestec de hidrogen și oxigen.
  Corect: apa este un compus cu raport fix de masă $m_{\mathrm{H}}:m_{\mathrm{O}}=1:8$; hidrogenul și oxigenul nu se mai găsesc în ea ca substanțe separate.

Înainte și după