單質
單質（elementary substance，simple substance[1]）又稱單純物質、元素態物質[2]，是由同一種元素的原子組成的純淨物；例如：氫氣、硫磺、鐵、碳皆是單質。元素在單質中存在時，稱為該元素狀態為「游離態」。單質在物理學上稱為同核分子（homonuclear molecule），特指僅由一種元素組成的分子，所含原子可為不同數目，例如O2與O3。一種元素所能形成的同核分子的大小，取決於元素的性質；有些元素可形成不止一種尺寸的同核分子。最常見的同核分子是雙原子分子，它由兩個原子組成；但不是所有的雙原子分子都是同核分子。
一般來說，單質的性質與其元素的性質密切相關。比如，很多金屬的金屬性都很明顯，那麼它們的單質還原性就很強。不同種類元素的單質，其性質差異在結構上反映得最為突出。
與單質相對，由多種元素組成的物質叫做化合物。
由於「單質」和「元素」在英語的簡稱均使用「element」，不少以英語學習的化學科學生會把這兩個概念混淆。[3][4]
各種單質的結構差異
[編輯]金屬
[編輯]固態金屬以金屬鍵結合成金屬晶體，如金（Au）、銀（Ag）、銅（Cu）、鐵（Fe）、錫（Sn）等。為了保證晶體的穩定，原子採取密堆積形式。由於晶體內部有游離電子，所以金屬都導電，而且比非金屬更容易失去電子。
非金屬和惰性氣體
[編輯]非金屬單質一般以共價鍵結合成分子。常溫下，很多非金屬單質都以雙原子分子形式存在，如氫氣（H2）、氧氣（O2）、氮氣（N2）等。一些元素還可形成多原子的分子，如臭氧（O3）、白磷（P4）、硫磺（S8）、巴克球（C60）等。
另一些非金屬單質形成的原子晶體在常溫下呈固態，而且較硬，如鑽石等。
惰性氣體的價電子層是滿的，所以它們們不需要結合成分子以使自己更穩定，因此它們在常溫常壓下都是單原子分子的氣體。
上述物質中都沒有可自由移動的電子，因此它們都是電的不良導體。例外的是石墨，它具有特殊的層狀結構，質地松軟，且可以導電。
同素異形體
[編輯]同一種元素的不同種單質叫做同素異形體。
由於構成物質的原子（或分子）的排列不同，或原子的成鍵方式不同，使得同一種元素產生多種單質。各種同素異形體都是不同的物質，具有不同的物理性質，但化學性質不一定不同。
物理化學上的參照意義
[編輯]在熱力學中，以每種元素最穩定的單質的標準生成焓和標準生成自由能為0（熱力學第三定律），以此推算其他物質的熱力學量。由於組成物質的元素只有一種，一般單質的標準熵比化合物低。
單質的氧化數視作0。
其他條目
[編輯]參考來源
[編輯]- ^ 存档副本. [2022-09-28]. （原始內容存檔於2022-10-01）.
- ^ 存档副本. [2022-09-28]. （原始內容存檔於2022-10-01）.
- ^ Thandi Buthelezi. Glencoe Chemistry - Matter and Change. McGraw-Hill. 2008.
- ^ Chemistry, International Union of Pure and Applied. chemical species of an element. IUPAC Compendium of Chemical Terminology. Research Triagle Park, NC: IUPAC. [2018-09-23]. ISBN 0967855098. doi:10.1351/goldbook.CT06859. （原始內容存檔於2019-06-20） （英語）.