Номер 5, страница 7 - гдз по химии 10 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

5. Укажите элемент, атомы которого способны соединяться в цепи разного вида.

1) азот

2) хлор

3) углерод

4) водород

Решение:

Вопрос заключается в определении элемента, атомы которого обладают способностью к катенации — образованию прочных ковалентных связей между одинаковыми атомами, что приводит к формированию цепей и циклов различной длины и структуры. Рассмoтрим предложенные варианты:

1) Азот (N). Атомы азота могут образовывать связи друг с другом, например, в гидразине ($N_2H_4$) или азидах (содержащих ион $N_3^−$). Однако одинарная связь $N-N$ (энергия связи приблизительно 160 кДж/моль) значительно слабее тройной связи $N \equiv N$ в молекуле $N_2$ (приблизительно 945 кДж/моль). Из-за этого длинные цепи из атомов азота крайне нестабильны. Разнообразие таких цепей очень ограничено.

2) Хлор (Cl). Хлор является галогеном и в большинстве соединений проявляет валентность I. Атом хлора может образовать только одну ковалентную связь. Это означает, что он может либо находиться на конце молекулярной цепи, либо образовывать двухатомную молекулу ($Cl_2$), но не может быть звеном в цепи.

3) Углерод (C). Углерод обладает уникальной способностью к катенации. Атомы углерода могут образовывать прочные одинарные ($C-C$, приблизительно 348 кДж/моль), двойные ($C=C$, приблизительно 614 кДж/моль) и тройные ($C \equiv C$, приблизительно 839 кДж/моль) связи друг с другом. Это позволяет углероду формировать огромное разнообразие стабильных структур, таких как линейные цепи (например, в н-бутане), разветвленные цепи (например, в изобутане) и циклические структуры, как насыщенные (циклогексан), так и ароматические (бензол). Это свойство лежит в основе всей органической химии.

4) Водород (H). Атом водорода имеет только один электрон и может образовать только одну ковалентную связь. Как и хлор, он может только завершать цепь или образовывать молекулу $H_2$, но не может быть ее частью.

Таким образом, именно углерод является элементом, атомы которого способны соединяться в цепи самого разного вида.

Ответ: 3) углерод.