Номер 6, страница 39, часть 1 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

6. Чем объяснить, что такие вещества, как кислород, водород, углекислый газ, имеют низкие температуры кипения?

Низкие температуры кипения таких веществ, как кислород ($O_2$), водород ($H_2$) и углекислый газ ($CO_2$), объясняются особенностями их молекулярного строения и, как следствие, очень слабыми силами межмолекулярного взаимодействия.

Решение

Температура кипения вещества напрямую зависит от силы притяжения между его частицами (атомами, ионами или молекулами). Чтобы вещество закипело, то есть перешло из жидкого состояния в газообразное, его молекулам необходимо сообщить энергию, достаточную для преодоления этих сил притяжения.

Кислород, водород и углекислый газ в твёрдом состоянии образуют молекулярные кристаллические решётки. Это означает, что в узлах решётки находятся отдельные молекулы, которые удерживаются вместе относительно слабыми межмолекулярными силами.

Ключевым фактором является полярность молекул. Молекулы кислорода ($O_2$) и водорода ($H_2$) состоят из двух одинаковых атомов, поэтому ковалентная связь в них неполярная, и сами молекулы в целом неполярны. Молекула углекислого газа ($CO_2$) имеет линейное симметричное строение ($O=C=O$). Хотя связи $C=O$ полярны, их дипольные моменты направлены в противоположные стороны и взаимно компенсируют друг друга. В результате молекула $CO_2$ также является неполярной.

Между неполярными молекулами действуют только самые слабые из всех видов межмолекулярного взаимодействия — силы Ван-дер-Ваальса (также известные как лондоновские дисперсионные силы). Эти силы очень слабы по своей природе.

Поскольку для разрыва этих очень слабых межмолекулярных связей требуется небольшое количество тепловой энергии, вещества, состоящие из неполярных молекул, кипят и плавятся при очень низких температурах.

Ответ: Низкие температуры кипения кислорода, водорода и углекислого газа объясняются тем, что их молекулы неполярны. Вследствие этого между молекулами действуют только очень слабые межмолекулярные силы притяжения (силы Ван-дер-Ваальса), для преодоления которых требуется незначительное количество энергии, что соответствует низким температурам.