Na pierwszy rzut oka pierwiastki i związki mogą wyglądać inaczej, ale łączy je wiele podobieństw, takich jak składanie się z atomów i wiązania łączące ich atomy. Pierwiastki i związki mają również wspólne cechy bycia zarówno czystymi, jak i jednorodnymi substancjami.
Materia to każda substancja zajmująca przestrzeń i posiadająca masę. Nauka dzieli wszystkie substancje na trzy grupy: pierwiastki, związki i mieszaniny. Co ciekawe, pierwiastki i związki mają więcej wspólnych cech.
Podstawowa jednostka materii: Atom
Podstawową jednostką materii jest atom. A kiedy dwa lub więcej atomów łączy się chemicznie, tworzą cząsteczki. Istnieją dwa główne typy cząsteczek: pierwiastki i związki. Pierwiastek to rodzaj cząsteczki składającej się tylko z jednego rodzaju atomu. Na przykład pierwiastek złota składa się wyłącznie z atomów złota. Natomiast związek to cząsteczka składająca się z różnych rodzajów atomów lub różnych rodzajów pierwiastków. Związek wody składa się z dwóch atomów wodoru związanych z jednym atomem tlenu.
Pierwiastki i związki mają wiązania łączące atomy razem
Atomy stabilizują się, tworząc ze sobą wiązania. Odpowiednio, pierwiastki i związki istnieją w stabilnej postaci z powodu wiązań utworzonych między ich atomami. Dwa główne wiązania w chemii to wiązania kowalencyjne i jonowe.
Wiązania kowalencyjne tworzą się, gdy atomy dzielą elektrony, podobnie jak pierwiastek tlenu istniejący w stabilnej postaci jako dwa kowalencyjnie związane atomy tlenu. Z drugiej strony wiązania jonowe tworzą się, gdy jeden atom traci elektron, aby zostać naładowanym dodatnio, a drugi atom zyskuje elektron, aby zostać naładowanym ujemnie. Ładunki dodatnie i ujemne przyciągają się wzajemnie, aby oba atomy związały się ze sobą jonowo. Dzieje się tak w związku chlorku sodu znanym jako zwykła sól kuchenna.
Zasadniczo ładunek dodatni atomu sodu jest związany jonowo z ujemnie naładowanym atomem chloru.
Na bok: Podczas gdy gazy szlachetne są ogólnie stabilne same w sobie, zdarzają się sytuacje, w których mogą wiązać się z atomami. Wzbudzony atom gazu szlachetnego może tworzyć wiązania w procesie zwanym dimeryzacją. Dimeryzacja umożliwia atomowi gazu szlachetnego łączenie się z innymi atomami w pobliżu lub tworzenie związków w laboratorium. Świadczą o tym wysoce lotne związki heksafluorku platyny PtF6, heksafluoroplatynianu ksenonu XePtF6 i dwutlenku ksenonu XeO2.
Pierwiastki i związki są czystymi substancjami
Czystość substancji oznacza, że substancja nie może być dalej rozkładana bez utraty jej unikalnych właściwości fizycznych i chemicznych. Pomyśl o tym jako „suma jest większa niż poszczególne części”. Zatem pierwiastek jest czysty, ponieważ składa się tylko z jednego rodzaju atomu.
Rozbicie tego atomu doprowadziłoby tylko do cząstek subatomowych, a nie do samego atomu. Związek jest również czysty, ponieważ składa się tylko z jednego rodzaju cząsteczki. Dalszy rozkład związku prowadziłby tylko do pojedynczych atomów lub pojedynczych pierwiastków, które składają się na ten związek. Z czystymi substancjami wiążą się szczególne właściwości fizyczne i chemiczne. Rozkład tych czystych substancji prowadziłby jedynie do składników, które mają zupełnie inne właściwości fizyczne i chemiczne niż sama czysta substancja.
Pierwiastki i związki są jednorodne
W chemii jednorodny oznacza, że substancja ma ten sam wygląd i jednolity skład w całym tekście. Mówiąc prościej, płyta składająca się z pierwiastka srebro ma w całości tylko atomy srebra. Dodatkowo cała płyta wykazuje właściwości fizyczne i chemiczne pierwiastka srebro. Ale rdzewiejąca płyta cyny nie jest uważana za jednorodną. Z tego samego powodu woda złożona jest jednorodna, gdy jest czysta. Jeśli woda jest zanieczyszczona, nie jest już jednorodna, ale niejednorodna. Tak więc czysty pierwiastek i czysty związek są jednorodne, ponieważ są nieskażone i konsekwentnie zachowują wszystkie swoje właściwości.