Номер 1, страница 78 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 16. Аммиак и соли аммония. Глава 1. Неметаллы - номер 1, страница 78.

Условие.

1. Сравните физические свойства аммиака и азота.

Решение.

Решение 2.

1. Решение

Аммиак ($NH_3$) и азот ($N_2$) — это вещества, в состав которых входит химический элемент азот, однако их физические свойства существенно различаются. Причиной этих различий является строение их молекул и, как следствие, характер межмолекулярных взаимодействий.

Агрегатное состояние, цвет и запах. При нормальных условиях и аммиак, и азот представляют собой бесцветные газы. Однако, если азот, являющийся основной составляющей воздуха, не имеет запаха, то аммиак обладает очень резким, характерным удушливым запахом (известным как запах нашатырного спирта).

Молярная масса и плотность. Молярная масса двухатомной молекулы азота ($N_2$) составляет около $28 \text{ г/моль}$, что очень близко к средней молярной массе воздуха ($\approx 29 \text{ г/моль}$). Поэтому их плотности практически одинаковы. Молярная масса аммиака ($NH_3$) равна примерно $17 \text{ г/моль}$, что делает его значительно (почти в $1.7$ раза) легче воздуха.

Растворимость в воде. Это одно из самых ярких различий. Молекула азота ($N_2$) неполярна, а связь в ней очень прочная. Взаимодействие между молекулами азота и полярными молекулами воды крайне слабое, поэтому азот практически нерастворим в воде. Молекула аммиака ($NH_3$), наоборот, является полярной (имеет форму пирамиды с атомом азота в вершине). Благодаря этому, а также наличию неподеленной электронной пары у атома азота, молекулы аммиака способны образовывать прочные водородные связи с молекулами воды. Это приводит к его чрезвычайно высокой растворимости (при $20\text{°C}$ в 1 объеме воды может раствориться до 700 объемов аммиака).

Температуры кипения и плавления. Различия в межмолекулярном взаимодействии определяют и температуры фазовых переходов. Между неполярными молекулами азота действуют только слабые силы межмолекулярного притяжения (силы Ван-дер-Ваальса). Поэтому для их преодоления и перевода вещества в жидкое состояние требуется очень низкая температура. Температура кипения азота составляет $-195.8 \text{ °C}$, а температура плавления — $-210 \text{ °C}$. В аммиаке же между молекулами существуют прочные водородные связи. Для их разрыва требуется гораздо больше энергии, что обуславливает аномально высокие для вещества с такой низкой молярной массой температуры кипения ($-33.4 \text{ °C}$) и плавления ($-77.7 \text{ °C}$).

Ответ:

Основное различие в физических свойствах аммиака и азота обусловлено строением их молекул: полярная молекула аммиака ($NH_3$) способна к образованию сильных межмолекулярных водородных связей, в то время как неполярная молекула азота ($N_2$) характеризуется лишь слабыми силами Ван-дер-Ваальса. Сравнение свойств представлено в таблице.

Свойство	Аммиак ($NH_3$)	Азот ($N_2$)
Цвет	Бесцветный	Бесцветный
Запах	Резкий, удушливый	Без запаха
Плотность (относительно воздуха)	Значительно легче	Практически равна
Растворимость в воде	Очень высокая	Очень низкая
Температура кипения	$-33.4 \text{ °C}$	$-195.8 \text{ °C}$
Температура плавления	$-77.7 \text{ °C}$	$-210 \text{ °C}$