Номер 4, страница 83 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 11. Классификация неорганических веществ. Простые вещества - неметаллы. Глава 3. Неорганическая химия - номер 4, страница 83.

Условие.

4. Что называют аллотропией? Приведите примеры.

Решение.

Решение 2.

Аллотропия — это явление существования химического элемента в виде двух или более простых веществ, различных по строению и свойствам. Эти вещества, состоящие из атомов одного и того же элемента, но имеющие разную структуру, называют аллотропными модификациями или аллотропами.

Причинами аллотропии могут быть:

• различное число атомов в молекуле простого вещества (аллотропия состава);
• различное строение кристаллических решеток или разная упаковка молекул в кристалле (аллотропия формы).

Примеры аллотропии:

Углерод (C)

Углерод обладает богатым разнообразием аллотропных модификаций, отличающихся строением кристаллической решётки и, как следствие, физическими свойствами.

• Алмаз: имеет тетраэдрическую атомную кристаллическую решётку. Это прозрачное, бесцветное, очень твёрдое вещество, не проводящее электрический ток (диэлектрик).
• Графит: имеет слоистую гексагональную структуру. Это серо-чёрное, мягкое, жирное на ощупь вещество, которое хорошо проводит электрический ток.
• Фуллерены: имеют молекулярную структуру, представляющую собой замкнутые сферические или эллипсоидальные поверхности (например, молекула $C_{60}$ похожа на футбольный мяч).
• Карбин: имеет линейное полимерное строение. Это чёрный порошок, являющийся полупроводником.
• Графен: представляет собой плоский одиночный слой атомов углерода, соединённых в гексагональную двумерную кристаллическую решётку.

Кислород (O)

Аллотропия кислорода обусловлена разным числом атомов в молекуле.

• Кислород: молекула состоит из двух атомов ($O_2$). Это газ без цвета и запаха, поддерживающий горение и дыхание.
• Озон: молекула состоит из трёх атомов ($O_3$). Это газ голубого цвета с резким, характерным запахом ("запах грозы"). Он является сильным окислителем и бактерицидным средством.

Фосфор (P)

Аллотропные модификации фосфора сильно различаются по цвету, плотности и химической активности.

• Белый фосфор: состоит из молекул $P_4$. Это мягкое, воскообразное вещество белого цвета, которое светится в темноте. Очень ядовит и химически активен, самовоспламеняется на воздухе.
• Красный фосфор: имеет полимерное строение. Это порошок от тёмно-красного до фиолетового цвета. Он не ядовит, менее активен, чем белый фосфор, и не светится в темноте.
• Чёрный фосфор: наиболее стабильная модификация, по строению и внешнему виду похожа на графит. Обладает полупроводниковыми свойствами.

Сера (S)

Для серы известно несколько кристаллических и одна аморфная модификация.

• Ромбическая сера (α-сера): наиболее устойчива при обычных условиях. Это жёлтое кристаллическое вещество, состоящее из коронообразных молекул $S_8$.
• Моноклинная сера (β-сера): устойчива при температуре выше $95.6^\circ C$. Состоит из тех же молекул $S_8$, но упакованных в другую кристаллическую структуру (игольчатые кристаллы).
• Пластическая сера: аморфная, резиноподобная масса, которая образуется при резком охлаждении расплавленной серы. Состоит из длинных полимерных цепей атомов серы.

Ответ: Аллотропия — это способность химического элемента образовывать несколько простых веществ (аллотропных модификаций), которые различаются по своему строению и свойствам. Причиной аллотропии может быть разное количество атомов в молекуле (например, кислород $O_2$ и озон $O_3$) или разное строение кристаллической решётки (например, алмаз и графит у углерода). Другие известные примеры элементов с аллотропными модификациями — это фосфор (белый, красный, чёрный) и сера (ромбическая, моноклинная, пластическая).