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单质

单质是由同种元素组成的纯净物。

元素在单质中存在时称为元素的游离态。

一般来说,单质的性质与其元素的性质密切相关。比如,很多金属的金属性都很明显,那么它们的单质还原性就很强。不同种类元素的单质,其性质差异在结构上反映得最为突出。

与单质相对,由多种元素组成的纯净物叫做化合物。

由于"单质"和"元素"在英语是同一个字"Element",不少以英语学习的化学科学生会把这两个概念混淆。

单质必须是由一种元素组成的纯净物,混合物不可能是单质。元素在单质中存在时称为元素的游离态。一般来说,单质的性质与其元素的性质密切相关。比如,很多金属的性质都很明显,那么它们的单质还原性就很强。不同种类元素的单质,其性质差异在结构上反映得最为突出。

与单质相对,由两种或两种以上元素组成的纯净物叫做化合物。自然界中的物质大多数为化合物。一种元素组成的纯净物,叫做单质。由一种元素的原子组成的以游离形式较稳定存在的物质。例如氧气(O2)、氯气(Cl2)、硫磺(S)、铁(Fe)等。单质和元素是两个不同的概念。元素是具有相同核电荷数(质子数)的原子的统称。一种元素可能有几种单质,例如氧元素有氧(O2)、臭氧(O3)、四聚氧(O4,意大利的一位科学家合成的一种新型的氧分子)、红氧(O8)四种单质。尽管这些物质的任一种都是单质,因为他们是同种元素组成的纯净物,但是氧与臭氧俩在一起却不是纯净物,他们是同种元素组成的混合物。

例:

金属:铝(Al)、铁(Fe)、钙(Ca)、钾(K)、汞(Hg)

非金属:氧(O)、硫(S)、硅(Si)、磷(P)、碘(I)、氢(H)、氮(N)

稀有气体:氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)、氡(Rn)

正确表达:单质是同种元素构成的纯净物

首先,单质(Element)一定是纯净物,纯净物是由一种物质构成的,例如硫酸、氯化钠、氧气、氩气、溴素、碘粒、金块、银片、铜丝和铁锭等;

其次,单质分为单原子分子、双原子分子、多原子分子。单质是由一种元素组成的,铜和铁是单质,但碳酸钙(CaCO3)不是,因为碳酸钙由C、Ca、O三种元素构成,所以它不是单质,它是化合物,化合物亦是纯净物。

再次,同一种元素可以有不同种结合方式(即同素异形体)。如C,它可以构成是石墨,金刚石等,如果把他们混在一起,不能说是纯净物,只能是同一种元素构成的混合物

所以说,单质是同种元素构成的纯净物


错误表达:同种元素构成的是单质/纯净物是单质/只有一种元素的是纯净物

*单质的化合价永远为零

由于构成物质的原子(或分子)的排列不同,或原子的成键、排列方式不同,使得同一种元素产生多种单质。他们,具有不同的物理性质,化学性质相似。

像这样由同一种元素组成的性质不同的单质叫做同素异形体。他们由同种化学元素构成,但性质却不相同的单质

同素异形体之间的性质差异主要表现在物理性质上,化学性质上也有着活性的差异。例如磷的两种同素异形体,红磷和白磷,它们的着火点分别是240和40摄氏度,充分燃烧之后的产物都是五氧化二磷;白磷(P4)有剧毒,可溶于二硫化碳,红磷(Pn)无毒,却不溶于二硫化碳。同素异形体之间在一定条件下可以相互转化,这种转化是一种化学变化。

对于不活泼的金属、非金属以及稀有气体来说,通常在实验室用玻璃器皿;在工业上用金属器皿、塑料器皿或液压钢瓶保存元素单质。但是对于某些活泼的元素(如氟)则需要选用特定的物质盛放,否则会造成与容器反应或泄露的危险。

在热力学中,以每种元素最稳定的单质的标准生成焓和标准生成自由能为0,以此推算其他物质的热力学量。由于组成物质的元素只有一种,一般单质的标准熵比化合物低。

单质的氧化数视作0。

到了21C的今天,收集、储藏化学元素单质变为了人们的一种业余爱好。著名化学家、元素收藏家西奥多格雷(Theodore gray)便是其中的一名佼佼者,他从2002自始收藏元素单质,多年来费尽心血收集的2000多件与元素有关的标本和物品,可以和任何一个专业的博物馆媲美,并在其后整理出版了风靡全球的《视觉之旅:神奇的化学元素》以及《疯狂科学》等图书。自此往后,越来越多的化学爱好者以收藏元素单质表面自己对化学的热爱。

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