Номер 8, страница 39, часть 1 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

8. Какие свойства характерны для веществ с атомной и молекулярной кристаллической решетками?

Свойства веществ напрямую зависят от типа их кристаллической решетки, то есть от того, какие частицы находятся в ее узлах и какие силы между ними действуют. Рассмотрим по отдельности свойства веществ с атомной и молекулярной решетками.

Свойства веществ с атомной кристаллической решеткой

В узлах атомной кристаллической решетки расположены отдельные атомы, которые соединены между собой очень прочными и направленными ковалентными связями. Весь кристалл представляет собой, по сути, одну гигантскую молекулу. Это строение определяет следующие характерные свойства:

1. Очень высокая твердость. Поскольку все атомы в кристалле связаны прочными ковалентными связями, для механического разрушения или даже деформации кристалла требуется затратить большое количество энергии. Классическим примером является алмаз (одна из аллотропных модификаций углерода) — самое твердое из известных природных веществ.

2. Очень высокие температуры плавления и кипения (тугоплавкость). Чтобы расплавить вещество с атомной решеткой, необходимо разорвать прочные ковалентные связи по всему объему кристалла. Это требует огромных температур. Например, температура плавления диоксида кремния (кварца, SiO₂) — 1723o C, а алмаза — около 4000o C.

3. Практическая нерастворимость. Вещества с атомной решеткой почти не растворяются ни в полярных (вода), ни в неполярных (бензол) растворителях. Энергии, которая выделяется при взаимодействии атомов кристалла с молекулами растворителя, недостаточно для разрыва прочных ковалентных связей.

4. Плохая электропроводность. В большинстве таких веществ все валентные электроны атомов задействованы в образовании ковалентных связей, они жестко локализованы между атомами и не могут свободно перемещаться. Поэтому такие вещества являются диэлектриками (алмаз, кварц) или полупроводниками (кремний, германий). Исключением является графит, который проводит электрический ток благодаря особому слоистому строению и наличию делокализованных электронов.

Примеры веществ: алмаз (C), графит (C), кремний (Si), бор (B), диоксид кремния (SiO₂), карбид кремния (SiC).

Ответ: Для веществ с атомной кристаллической решеткой характерны очень высокая твердость, тугоплавкость, нерастворимость и, как правило, отсутствие электропроводности.

Свойства веществ с молекулярной кристаллической решеткой

В узлах молекулярной решетки находятся молекулы. Атомы внутри этих молекул связаны прочными ковалентными связями, но сами молекулы в кристалле удерживаются вместе слабыми межмолекулярными силами (силами Ван-дер-Ваальса и/или водородными связями). Именно слабость этих межмолекулярных связей определяет свойства веществ:

1. Низкая твердость и хрупкость. Кристаллы легко разрушаются, так как для этого необходимо преодолеть лишь слабое притяжение между молекулами.

2. Низкие температуры плавления и кипения. Для перехода в жидкое или газообразное состояние не нужно разрывать прочные ковалентные связи внутри молекул, а достаточно лишь преодолеть слабые межмолекулярные силы. Поэтому многие вещества с молекулярной решеткой при комнатной температуре являются жидкостями (вода) или газами (углекислый газ).

3. Летучесть. Вследствие слабого межмолекулярного взаимодействия молекулы могут легко отрываться от поверхности кристалла и переходить в газообразное состояние. Некоторые из таких веществ, например, йод (I₂) и нафталин («сухой лед» CO₂), способны к сублимации (возгонке) — переходу из твердого состояния сразу в газообразное.

4. Плохая электропроводность. Молекулы электрически нейтральны, а свободных ионов или электронов в кристаллической решетке нет. Поэтому такие вещества не проводят электрический ток ни в твердом, ни в расплавленном состоянии.

5. Различная растворимость. Растворимость подчиняется эмпирическому правилу «подобное растворяется в подобном». Вещества, состоящие из неполярных молекул (йод, сера), хорошо растворяются в неполярных растворителях (бензол, гексан). Вещества с полярными молекулами (сахар, глюкоза) хорошо растворяются в полярных растворителях (вода).

Примеры веществ: лед (H₂O), твердый диоксид углерода («сухой лед», CO₂), йод (I₂), сера (S₈), нафталин (C₁₀H₈), большинство твердых органических соединений.

Ответ: Для веществ с молекулярной кристаллической решеткой характерны низкая твердость, низкие температуры плавления, летучесть, неспособность проводить электрический ток и различная растворимость, зависящая от полярности молекул.