# Простые и сложные вещества

Химия · 8 класс · Вещества и химические реакции
Источник: https://razlozheno.ru/subject/himiya/8/prostye-slozhnye-veshchestva-binarnye-soedineniya

Все вещества на свете делятся на два ящика — простые и сложные. Разбираемся, как отличить одно от другого за секунду по формуле, что такое бинарные соединения, и учимся давать веществам научные имена по правилу «латинский корень + -ид».

## Чему научишься

- По формуле вещества за секунду определять, простое оно или сложное, и объяснять почему.
- Находить среди сложных веществ бинарные соединения и не путать «два элемента» с «два атома».
- Называть бинарное соединение по формуле по правилу номенклатуры (хлорид натрия, сульфид свинца) и отличать научное название от тривиального.

## С чего начать

Углекислый газ, который ты выдыхаешь каждую секунду, и угарный газ, от которого гибнут люди при пожаре, — по правилам химии получают ОДНО И ТО ЖЕ имя: «оксид углерода». Как такое возможно, если правило обещает «одно вещество — одно название»? И где именно правило даёт сбой?

## 1. Два ящика для всех веществ

*Простые и сложные — разница в одном вопросе*

Веществ на свете — миллионы. Хранить их «в куче» химики не могут, поэтому первым делом раскладывают по ящикам. Самый первый и самый важный признак — **сколько разных химических элементов** сидит внутри вещества.

Вдохни. В воздухе больше всего азота $\mathrm{N_2}$ и кислорода $\mathrm{O_2}$. Посмотри на формулы: в молекуле азота — только атомы азота, в молекуле кислорода — только атомы кислорода. Один элемент — и всё. А в углекислом газе $\mathrm{CO_2}$, который ты выдыхаешь, и в воде $\mathrm{H_2O}$ — уже по два разных элемента: углерод + кислород, водород + кислород.

*Рисунок: Круговая диаграмма состава воздуха: азот 78,1 %, кислород 20,9 %, аргон 0,9 %, другие газы 0,1 %*

**Простые вещества**

**Простые вещества** — вещества, в состав которых входят атомы только одного химического элемента.

Примеры: кислород $\mathrm{O_2}$, азот $\mathrm{N_2}$, медь $\mathrm{Cu}$, сера $\mathrm{S}$, хлор $\mathrm{Cl_2}$.

**Как понять и запомнить: простые**

Представь коробку конструктора, где все детали одного цвета. Что ни собери — башню, мостик, шарик, — вещь получится **из одного материала**. Так и простое вещество: атомов может быть сколько угодно (в $\mathrm{O_2}$ — два, в куске меди — миллиарды), но все они — атомы одного элемента.

Зацепка: **ПРОСТЫЕ — просто один элемент**: в составе только атомы одного химического элемента.

*Рисунок: Одинаковые шарики-атомы одного вида собраны в единую группу*

**Сложные вещества**

**Сложные вещества** — вещества, образованные атомами нескольких химических элементов.

Примеры: вода $\mathrm{H_2O}$, углекислый газ $\mathrm{CO_2}$, поваренная соль $\mathrm{NaCl}$, уксус $\mathrm{C_2H_4O_2}$, малахит $\mathrm{Cu_2H_2CO_5}$.

**Как понять и запомнить: сложные**

А теперь коробка, где детали разных цветов **сцеплены** друг с другом. Сложное вещество — это не просто «много всего», а атомы разных элементов, соединённые в одно целое: в каждой молекуле воды водород и кислород сидят вместе, их не разделить, не разрушив саму воду.

Зацепка: **СЛОЖНЫЕ — сложены из нескольких элементов**: в составе атомы разных химических элементов.

*Рисунок: Шарики-атомы разных видов соединяются в одну молекулу*

Приём на контрольной — один вопрос к формуле: **сколько РАЗНЫХ больших букв** (знаков элементов) я вижу? Одна — простое. Две и больше — сложное. Маленькие цифры внизу на ответ не влияют вообще.

**Пример: Разложи по ящикам: медь $\mathrm{Cu}$, сера $\mathrm{S}$, хлор $\mathrm{Cl_2}$, поваренная соль $\mathrm{NaCl}$, уксус $\mathrm{C_2H_4O_2}$, малахит $\mathrm{Cu_2H_2CO_5}$**

1. Считаем РАЗНЫЕ знаки элементов в каждой формуле, цифры не трогаем.
2. $\mathrm{Cu}$ — один знак (медь). $\mathrm{S}$ — один (сера). $\mathrm{Cl_2}$ — один (хлор), двойка внизу говорит лишь, что в молекуле два атома хлора. Все три — простые.
3. $\mathrm{NaCl}$ — два знака: $\mathrm{Na}$ и $\mathrm{Cl}$. $\mathrm{C_2H_4O_2}$ — три: $\mathrm{C}$, $\mathrm{H}$, $\mathrm{O}$. $\mathrm{Cu_2H_2CO_5}$ — четыре: $\mathrm{Cu}$, $\mathrm{H}$, $\mathrm{C}$, $\mathrm{O}$. Все три — сложные.
4. Ответ: простые — медь, сера, хлор; сложные — поваренная соль, уксус, малахит.

**Неправильно:** Хлор $\mathrm{Cl_2}$ — сложное вещество, ведь в молекуле два атома.
**Правильно:** Два атома, но ОДНОГО элемента — хлора. Простое вещество определяется числом разных элементов, а не числом атомов. $\mathrm{Cl_2}$, $\mathrm{O_2}$, $\mathrm{N_2}$ — простые.

**Проверь себя:** Метан $\mathrm{CH_4}$ — в молекуле пять атомов. Простое или сложное?
**Ответ:** Сложное: два разных элемента — углерод $\mathrm{C}$ и водород $\mathrm{H}$. Число атомов (пять) ни при чём.

**Мои химические исследования — домашний эксперимент «Помощник».** Пройдись по кухне и ванной и найди, какие простые и сложные вещества есть у тебя дома: поваренная соль, вода, уксус, медная проволока — а что ещё? Для каждого с помощью справочников (подойдут и электронные словари и энциклопедии в Интернете) определи его **качественный состав** (из каких элементов оно состоит) и **количественный состав** (сколько атомов каждого элемента в формуле). Итог оформи табличкой: вещество — формула — простое или сложное — какие элементы и по сколько атомов.

### Проверь себя

**Как в химии называют вещества, которые состоят из атомов только одного химического элемента?**
- Бинарные соединения
- Простые вещества — верно
- Сложные вещества
- Тривиальные вещества
> Согласно определению в тексте, вещества, содержащие атомы только одного элемента, классифицируются как простые.

**К какой группе веществ относится вода (формула $\mathrm{H_2O}$)?**
- Металлы
- Одноэлементные соединения
- Простые вещества
- Сложные вещества — верно
> Молекула воды образована атомами двух разных элементов — водорода и кислорода, что делает её сложным веществом.

**Что такое «бинарные соединения» согласно изученному материалу?**
- Вещества, состоящие из двух атомов одного элемента
- Смеси двух простых веществ
- Вещества, образованные атомами двух химических элементов — верно
- Вещества, имеющие два тривиальных названия
> Термин «бинарный» происходит от латинского слова, означающего «двойной», и обозначает состав из двух элементов.

## 2. Бинарные: сложные, но ровно из двух

*Большая семья внутри ящика «сложные»*

Ящик «сложные» огромный: там и вода, и сахар, и малахит. Химики выделяют в нём отдельную полку — вещества, собранные всего из **двух** элементов. Их так много и они так важны, что у полки есть своё имя.

**Бинарные соединения**

**Бинарные соединения** — вещества, образованные атомами двух химических элементов.

Примеры: поваренная соль $\mathrm{NaCl}$, метан $\mathrm{CH_4}$, железная окалина $\mathrm{Fe_3O_4}$, негашёная известь $\mathrm{CaO}$, углекислый газ $\mathrm{CO_2}$, угарный газ $\mathrm{CO}$, свинцовый блеск $\mathrm{PbS}$.

**Как понять и запомнить: бинарные**

Бинарное соединение — как дуэт: исполнителей ровно двое, но каждый может петь хоть в десять голосов. В метане $\mathrm{CH_4}$ «поют» углерод и водород — два элемента, хотя атомов пять. В окалине $\mathrm{Fe_3O_4}$ — железо и кислород, атомов семь, элементов всё равно два.

Зацепка: **БИ-нарные — «би» значит два** (как в словах бинокль, велосипед-«байк» с двумя колёсами): соединение образовано атомами двух химических элементов.

Проверка та же, что в первой части, только ответ должен быть «ровно два»: считаешь разные знаки элементов в формуле — получил $2$, значит бинарное. Получил $1$ — это простое вещество. Получил $3$ и больше — сложное, но не бинарное.

Кстати, одно бинарное соединение ты встречаешь по несколько раз в день — вода $\mathrm{H_2O}$: водород и кислород, ровно два элемента.

**Пример: Какие из веществ бинарные: негашёная известь $\mathrm{CaO}$, уксус $\mathrm{C_2H_4O_2}$, свинцовый блеск $\mathrm{PbS}$, малахит $\mathrm{Cu_2H_2CO_5}$, сера $\mathrm{S}$?**

1. Считаем разные знаки элементов: $\mathrm{CaO}$ — $\mathrm{Ca}$ и $\mathrm{O}$, два. Бинарное.
2. $\mathrm{C_2H_4O_2}$ — $\mathrm{C}$, $\mathrm{H}$, $\mathrm{O}$, три. Сложное, но НЕ бинарное.
3. $\mathrm{PbS}$ — $\mathrm{Pb}$ и $\mathrm{S}$, два. Бинарное.
4. $\mathrm{Cu_2H_2CO_5}$ — $\mathrm{Cu}$, $\mathrm{H}$, $\mathrm{C}$, $\mathrm{O}$, четыре. Сложное, не бинарное.
5. $\mathrm{S}$ — один элемент. Это вообще простое вещество, а бинарные бывают только среди сложных.
6. Ответ: бинарные — негашёная известь $\mathrm{CaO}$ и свинцовый блеск $\mathrm{PbS}$.

**Неправильно:** Углекислый газ $\mathrm{CO_2}$ не бинарный — в нём три атома.
**Правильно:** Бинарный: «два» относится к ЭЛЕМЕНТАМ (углерод и кислород), а не к атомам. В $\mathrm{CO_2}$ три атома, но два элемента — бинарное соединение.

**Проверь себя:** Железная окалина $\mathrm{Fe_3O_4}$ — семь атомов в формуле. Бинарное соединение?
**Ответ:** Да. Элементов два — железо $\mathrm{Fe}$ и кислород $\mathrm{O}$. Семь атомов на ответ не влияют.

### Проверь себя

**Какой химический знак соответствует элементу «марганец»?**
- $Mn$ — верно
- $K$
- $Ma$
- $Mg$
> Согласно списку элементов для заучивания в тексте, марганец обозначается символом $Mn$.

**Почему в тексте упоминается, что для веществ $\mathrm{CO}$ и $\mathrm{CO_2}$ временно нарушается правило однозначного соответствия?**
- Их формулы невозможно записать буквами
- Оба вещества получают одинаковое название «оксид углерода» — верно
- Оба вещества являются простыми
- У них одинаковые физические свойства
> Без использования дополнительных правил (которые будут изучены позже) оба бинарных соединения кислорода и углерода называются одинаково.

**Какое из этих веществ является простым?**
- Уксус ($\mathrm{C_2H_4O_2}$)
- Негашёная известь ($\mathrm{CaO}$)
- Медь ($Cu$) — верно
- Метан ($\mathrm{CH_4}$)
> Медь образована атомами только одного химического элемента, поэтому является простым веществом.

## 3. Как вещество получает имя

*Номенклатура против тривиальных названий*

Формула $\mathrm{NaCl}$ хороша на бумаге, но вслух её не скажешь — надо произнести имя. У химиков есть строгие правила, как из формулы сделать название, чтобы любой человек в любой стране понял, о каком веществе речь.

**Номенклатура**

**Номенклатура** — специальные правила, разработанные в химии для названия веществ и составления их формул.

**Как понять и запомнить: номенклатура**

Номенклатура — это как правила выдачи паспорта: имя не придумывают «как захотелось», а собирают по инструкции из самой формулы. Цель правил — чтобы каждому веществу соответствовало только одно научное название, а названию — только одно вещество. Правило для бинарных соединений, которое мы учим сегодня, — только первый шаг к этой цели: оно ещё не различает $\mathrm{CO}$ и $\mathrm{CO_2}$ (оба выходят «оксид углерода»), и в следующих уроках его дополнят.

Зацепка: **НОМЕН — имя** (как в слове «номинация» — назвать по имени): номенклатура задаёт названия веществ и правила составления их формул.

*Рисунок: Учёный раскладывает образцы веществ и связывает каждый образец с карточкой и схемой из шариков*

**Правило имени для бинарных соединений**

Читаем формулу **с конца**:

1. Берём элемент, знак которого стоит в формуле **вторым**. Его называем по-латыни: корень латинского названия + суффикс **-ид**.
2. Затем называем элемент, стоящий в формуле **первым**, — по-русски, в родительном падеже (кого? чего?).

$\mathrm{NaCl}$ — хлор**ум** + ид → **хлорид натрия**.

$\mathrm{PbS}$ — сульф**ур** + ид → **сульфид свинца**.

Почему с конца? Потому что второй элемент отвечает на вопрос «что это за соединение» (хлорид, сульфид, оксид), а первый уточняет «чей» — натрия, свинца, углерода. Как фамилия и имя: сначала главное, потом уточнение.

**Пример: Назови по правилу: углекислый газ $\mathrm{CO_2}$ и угарный газ $\mathrm{CO}$**

1. $\mathrm{CO_2}$: второй знак — $\mathrm{O}$, кислород, по-латыни оксигениум. Корень «окс» + «ид» = оксид.
2. Первый знак — $\mathrm{C}$, углерод. В родительном падеже — углерода.
3. Углекислый газ $\mathrm{CO_2}$ — оксид углерода.
4. $\mathrm{CO}$: второй знак снова $\mathrm{O}$ → оксид; первый снова $\mathrm{C}$ → углерода. Угарный газ $\mathrm{CO}$ — тоже оксид углерода.
5. Два разных вещества — одно и то же имя. Правило «одно вещество — одно название» нарушено! Это и есть наш вопрос из начала урока — разбор внизу.

Есть и второй способ называть вещества — старый, домашний. «Вода», «уксус», «поваренная соль», «угарный газ» — эти имена появились задолго до всяких правил и остались в языке.

**Тривиальные названия**

**Тривиальные названия** — исторически сложившиеся названия веществ.

**Как понять и запомнить: тривиальные**

Тривиальное название — как прозвище во дворе: все свои понимают, но по паспорту человек зовётся иначе. «Поваренная соль» — прозвище, «хлорид натрия» — паспортное имя того же $\mathrm{NaCl}$. Прозвищ немного, и их приходится просто запомнить; паспортные имена собираются по правилу для любого вещества.

Зацепка: **ТРИВИАЛЬНЫЕ** — привычные исторические имена веществ, сложившиеся со временем.

*Рисунок: Старинная лаборатория с колбами и пожелтевшими карточками названий*

**Два имени одного вещества**

| Формула | Тривиальное название | Название по номенклатуре |
| --- | --- | --- |
| $\mathrm{NaCl}$ | поваренная соль | хлорид натрия |
| $\mathrm{PbS}$ | свинцовый блеск | сульфид свинца |
| $\mathrm{CO_2}$ | углекислый газ | оксид углерода |
| $\mathrm{CO}$ | угарный газ | оксид углерода |

**Неправильно:** $\mathrm{NaCl}$ — «натрий хлорид»: читаю формулу слева направо, как написано.
**Правильно:** Название строится С КОНЦА формулы: сначала второй элемент с суффиксом -ид (хлорид), потом первый в родительном падеже (натрия) — хлорид натрия.

**Проверь себя:** Как по правилу номенклатуры назвать негашёную известь $\mathrm{CaO}$?
**Ответ:** Второй знак $\mathrm{O}$ → оксид, первый $\mathrm{Ca}$ (кальций) → кальция. Оксид кальция.

И четыре новых знака, которые учебник просит выучить наизусть, — они понадобятся, чтобы читать формулы и имена дальше: $\mathrm{K}$ — калий, $\mathrm{Ca}$ — кальций, $\mathrm{Mg}$ — магний, $\mathrm{Mn}$ — марганец. Осторожно с парой $\mathrm{Mg}$ / $\mathrm{Mn}$: **Mg** — ма**г**ний, **Mn** — марга**н**ец, вторая буква знака подсказывает.

### Проверь себя

**Какое из перечисленных названий является тривиальным?**
- Сульфид свинца
- Хлорид натрия
- Поваренная соль — верно
- Оксид углерода
> Это исторически сложившееся название для хлорида натрия, используемое в повседневной жизни.

**Какое правило используется для составления научного названия бинарного соединения?**
- Элементы называют в алфавитном порядке их русских названий
- К русскому названию первого элемента добавляют окончание «-ит»
- Сначала называют первый элемент в формуле в именительном падеже
- Сначала называют второй элемент в формуле с суффиксом «-ид» — верно
> По правилам номенклатуры название начинается с латинского корня второго элемента с добавлением суффикса «-ид».

**Как правильно называется вещество $\mathrm{PbS}$ по современной номенклатуре?**
- Свинцовый блеск
- Сульфид серы
- Сульфид свинца — верно
- Серистый свинец
> На втором месте стоит сера ($S$), её латинский корень «сульфур» + «-ид» дает «сульфид», далее следует свинец в родительном падеже.

## Ключевые термины

- **Простые вещества** — Вещества, в состав которых входят атомы только одного химического элемента.
- **Сложные вещества** — Вещества, образованные атомами нескольких химических элементов.
- **Бинарные соединения** — Вещества, образованные атомами двух химических элементов.
- **Номенклатура** — Специальные правила, разработанные в химии для названия веществ и составления их формул.
- **Тривиальные названия** — Исторически сложившиеся названия веществ.

## Итог

- Простые вещества — атомы только ОДНОГО элемента ($\mathrm{O_2}$, $\mathrm{Cu}$, $\mathrm{S}$); сложные — атомы НЕСКОЛЬКИХ элементов ($\mathrm{H_2O}$, $\mathrm{NaCl}$). Смотри на число разных знаков, а не на цифры.
- Бинарные соединения — сложные вещества ровно из двух элементов ($\mathrm{CH_4}$, $\mathrm{Fe_3O_4}$, $\mathrm{CaO}$); число атомов может быть любым.
- Номенклатура — правила названия веществ. Бинарное называют с конца формулы: латинский корень второго элемента + -ид, затем первый элемент в родительном падеже: $\mathrm{NaCl}$ — хлорид натрия.
- Тривиальные названия — исторически сложившиеся (поваренная соль, угарный газ); их немного, и их запоминают.
- Новые знаки: $\mathrm{K}$ — калий, $\mathrm{Ca}$ — кальций, $\mathrm{Mg}$ — магний, $\mathrm{Mn}$ — марганец.

## Шпаргалка

### Простое / сложное

- **Простое вещество** — один химический элемент: $\mathrm{O_2}$, $\mathrm{Cu}$, $\mathrm{S}$
- **Сложное вещество** — несколько элементов: $\mathrm{H_2O}$, $\mathrm{CO_2}$, $\mathrm{NaCl}$
- **Счёт элементов** — считай разные знаки, индексы не в счёт
- **Бинарное вещество** — сложное ровно из двух элементов

### Имя бинарного вещества

1. **Читать с конца** — формулу разбирают справа налево
2. **Корень + -ид** — второй элемент называют корнем с суффиксом -ид
3. **Родительный падеж** — первый элемент ставят в родительном падеже

### Примеры названий

- **$\mathrm{NaCl}$** — хлорид натрия
- **$\mathrm{PbS}$** — сульфид свинца
- **Оксид углерода** — $\mathrm{CO_2}$ и $\mathrm{CO}$ — оба, правило неполное

### Термины и знаки

- **Номенклатура** — правила названия веществ
- **Тривиальные названия** — исторические — поваренная соль, уксус, угарный газ
- **$\mathrm{K}$** — калий
- **$\mathrm{Ca}$** — кальций
- **$\mathrm{Mg}$** — магний
- **$\mathrm{Mn}$** — марганец

## Любопытное

- До начала 60-х годов XX века в нашей стране бинарные соединения называли иначе: «бромистый калий», «сернистое железо», «хлористый кальций». Сегодня это бромид калия, сульфид железа и хлорид кальция — а старые имена до сих пор живут в аптеках и на кухне.
- Правило «одно вещество — одно название» ломается уже на второй странице темы: углекислый и угарный газы по правилу оба — «оксид углерода». Химикам пришлось дополнять правило, чтобы такие двойники не путались.