Номер 2, страница 91, часть 2 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

2. Какие аллотропные модификации серы вам известны? Чем обусловлены различия их физических свойств?

Какие аллотропные модификации серы вам известны?

Сера способна существовать в виде нескольких аллотропных модификаций, то есть разных простых веществ, образованных одним и тем же химическим элементом. Наиболее известными и изученными являются три:

1. Ромбическая сера (α-сера): это кристаллическая модификация, которая наиболее устойчива при нормальных условиях (температура ниже $95.3^{\circ}\text{C}$). Она представляет собой хрупкие кристаллы лимонно-желтого цвета.

2. Моноклинная сера (β-сера): это тоже кристаллическая модификация, но устойчивая в интервале температур от $95.3^{\circ}\text{C}$ до температуры плавления. Имеет вид игольчатых кристаллов бледно-желтого цвета.

3. Пластическая сера (γ-сера): это аморфная, то есть некристаллическая, модификация. Представляет собой резиноподобную массу коричневого цвета, которая неустойчива и со временем самопроизвольно превращается в ромбическую.

Чем обусловлены различия их физических свойств?

Различия в физических свойствах (форма кристаллов, плотность, эластичность, цвет, температурные условия стабильности) аллотропных модификаций серы обусловлены исключительно различиями в их внутреннем строении.

Для кристаллических модификаций (ромбической и моноклинной):

Обе эти модификации состоят из одинаковых циклических молекул $S_8$, которые имеют форму короны. Причина различий между ними кроется в разном способе упаковки этих молекул в кристаллической решетке. У ромбической серы упаковка молекул образует кристаллическую решетку ромбической сингонии. У моноклинной серы молекулы $S_8$ упакованы по-другому, образуя решетку моноклинной сингонии. Эта разница в строении кристалла и определяет различие в их физических свойствах, в частности, в форме кристаллов и диапазоне температур, при которых они устойчивы.

Для пластической серы:

Её отличие от кристаллических форм более глубокое и заключается в разном строении самих молекул. При сильном нагревании расплава серы (выше $160^{\circ}\text{C}$) кольцевые молекулы $S_8$ разрываются и соединяются в длинные полимерные цепи ($S_n$, где n может достигать нескольких тысяч). При резком охлаждении эти длинные, хаотично перепутанные цепи не успевают сложиться в упорядоченную кристаллическую структуру, образуя аморфное вещество. Именно наличие таких длинных полимерных цепей придает пластической сере эластичность, подобно каучуку, в то время как кристаллические модификации, состоящие из отдельных молекул, хрупкие.

Ответ:

Известны три основные аллотропные модификации серы: ромбическая (кристаллическая), моноклинная (кристаллическая) и пластическая (аморфная). Различия в их физических свойствах обусловлены разным внутренним строением: для ромбической и моноклинной серы это разный способ упаковки одинаковых молекул $S_8$ в кристалле (разный тип кристаллической решетки), а для пластической серы — принципиально иное, полимерное строение молекул ($S_n$), что и определяет её аморфность и эластичность.