자연에서 순수한 물질은 원소나 화합물로 존재합니다. 기본 단위에 따라 원소는 원자나 분자 형태로 존재하며, 화합물은 분자 또는 이온 화합물로 하위 분류될 수 있습니다. 원자 원소는 하나의 원자를 기본 단위로 가지고 있습니다.
헬륨, 금, 철은 안정적인 개별 원자로 존재할 수 있는 단원자 원소의 예입니다. 반면에 분자 원소는 두 개 이상의 원자가 결합하여 기본 단위인 분자를 이룹니다. 수소 원자 두 개로 이루어진 이원자 수소와 유황 원자를 여덟 개로 이루어진 다원자 유황이 분자 원소의 예입니다.
분자 원소에 비해 분자 화합물은 두 개 이상의 비금속 원소가 공유 결합을 통해 원자가 전자를 공유하여 결합할 때 형성됩니다. 이 결합은 계의 전체적인 위치 에너지를 낮추어 안정적인 분자 형성을 촉진합니다. 결국 분자 화합물의 기본 단위는 구성 원자로 구성된 개별 분자들입니다.
에탄올은 분자 화합물이며, 이는 두 개의 탄소, 여섯 개의 수소, 한 개의 산소 원자로 구성된 개개의 에탄올 분자의 기본 단위로 이루어집니다. 이온 화합물은 금속 원소의 원자들이 하나 이상의 비금속 원소의 원자와 결합할 때 형성됩니다. 금속 원자는 원자가 전자를 쉽게 잃으면서 양전하로 하전된 양이온을 형성하는 반면에 비금속 원자는 전자를 얻어 음전하로 하전된 음이온를 형성합니다.
강한 정전기적 인력 또는 이온 결합은 반대 전하로 충전된 이온 사이에 형성되어 계의 총 에너지를 낮추고 안정적이고 일정하게 배열된 3차원 이온 격자 구조를 만듭니다. 이온 화합물을 구성하는 전기적으로 중립적인 기본 단위를 형성하는 가장 작은 이온 배열을 화학식 단위라고 합니다. 식탁용 소금은 이온 화합물로 나트륨 이온과 염화 이온의 3차원 배열이 번갈아 있는 것을 의미하는 화학식 단위 NaCl로 나타냅니다.
그러나 많은 이온화합물은 나트륨이나 염화물과 같이 단일하지 않은 이온으로 구성되기도 하며, 다원자이온이라고 불리우는 순 음전하 또는 양전하를 가진 다수의 공유 결합된 원자들로 구성되어 있습니다. 예를 들어 초산나트륨은 양전하를 띤 나트륨 이온과 순 음전하를 전달하는 다원자 아세테이트 이온으로 구성됩니다.
순수 물질은 한 가지 유형의 물질로만 구성됩니다. 순물질은 원소일 수도 있고 화합물일 수도 있습니다. 원소는 한 가지 유형의 원자로만 구성되는 반면, 화합물은 두 가지 이상의 원자가 화학 결합으로 결합되어 구성됩니다. 원소는 기본 단위의 성질에 따라 원자 또는 분자로…