Номер 3, страница 28 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Проверьте свои знания. Параграф 5. Ковалентная химическая связь. Глава I. Строение веществ - номер 3, страница 28.

Условие.

3. Какие типы кристаллических решёток соответствуют веществам с ковалентной связью? Сравните свойства веществ с молекулярной и ионной кристаллическими решётками.

Решение.

Решение 2.

Какие типы кристаллических решёток соответствуют веществам с ковалентной связью?

Решение:
Веществам с ковалентной связью могут соответствовать два типа кристаллических решёток: атомная и молекулярная. Выбор типа решётки зависит от того, как атомы, соединённые ковалентными связями, упакованы в твёрдом теле.

1. Атомная кристаллическая решётка. В узлах этой решётки находятся отдельные атомы, которые соединены между собой очень прочными ковалентными связями. Эти связи образуют единый трёхмерный каркас, проходящий через весь кристалл. Разрушение такого кристалла требует разрыва этих прочных связей.
Свойства веществ с атомной решёткой: очень высокая твёрдость (алмаз — эталон твёрдости), очень высокие температуры плавления и кипения, нерастворимость в воде и большинстве органических растворителей, в основном не проводят электрический ток (исключение — графит).
Примеры: алмаз и графит (аллотропные модификации углерода, $C$), кремний ($Si$), карбид кремния ($SiC$), диоксид кремния (кварц, $SiO_2$), бор ($B$).

2. Молекулярная кристаллическая решётка. В узлах этой решётки находятся молекулы. Внутри этих молекул атомы связаны прочными ковалентными связями, но сами молекулы в решётке удерживаются вместе гораздо более слабыми межмолекулярными силами (силами Ван-дер-Ваальса, водородными связями).
Свойства веществ с молекулярной решёткой: низкая твёрдость, хрупкость, низкие температуры плавления и кипения, летучесть, слабая растворимость в воде (если молекулы неполярны) и хорошая растворимость в органических растворителях, не проводят электрический ток ни в твёрдом, ни в жидком состоянии, ни в растворах.
Примеры: йод ($I_2$), твёрдый диоксид углерода («сухой лёд», $CO_2$), нафталин ($C_{10}H_8$), вода в твёрдом состоянии (лёд, $H_2O$), большинство органических соединений.

Ответ: Веществам с ковалентной связью соответствуют атомные и молекулярные кристаллические решётки.

Сравните свойства веществ с молекулярной и ионной кристаллическими решётками.

Решение:
Вещества с молекулярной и ионной кристаллическими решётками обладают принципиально разными свойствами, что обусловлено различиями в строении их решёток. Сравним их по ключевым характеристикам.

Частицы в узлах решётки:
Молекулярная решётка: молекулы.
Ионная решётка: положительно и отрицательно заряженные ионы.

Тип связи между частицами в решётке:
Молекулярная решётка: слабые межмолекулярные силы (силы Ван-дер-Ваальса, водородные связи).
Ионная решётка: сильное электростатическое притяжение (ионная связь).

Твёрдость:
Молекулярная решётка: низкая, вещества мягкие, непрочные.
Ионная решётка: высокая, вещества твёрдые, но хрупкие (при деформации происходит смещение слоёв ионов, одноимённые заряды оказываются рядом, что ведёт к отталкиванию и разрушению кристалла).

Температуры плавления и кипения:
Молекулярная решётка: низкие, так как для разрушения решётки нужно преодолеть лишь слабые межмолекулярные силы.
Ионная решётка: высокие, так как для разрушения решётки требуется большая энергия, чтобы преодолеть сильное притяжение между ионами.

Летучесть:
Молекулярная решётка: высокая, многие вещества летучи уже при комнатной температуре.
Ионная решётка: низкая, вещества нелетучи.

Растворимость:
Молекулярная решётка: по принципу "подобное растворяется в подобном", неполярные вещества хорошо растворимы в неполярных растворителях, полярные — в полярных. Многие плохо растворимы в воде.
Ионная решётка: как правило, хорошо растворимы в полярных растворителях (особенно в воде, которая гидратирует ионы) и нерастворимы в неполярных.

Электропроводность:
Молекулярная решётка: являются диэлектриками, то есть не проводят электрический ток ни в одном агрегатном состоянии (твёрдом, жидком, газообразном) и в растворах, так как отсутствуют свободные носители заряда.
Ионная решётка: в твёрдом состоянии являются диэлектриками, так как ионы жёстко зафиксированы в узлах решётки. Однако в расплавах и водных растворах они становятся электролитами (проводят ток) за счёт появления подвижных ионов.

Примеры:
Молекулярная решётка: лёд ($H_2O$), «сухой лёд» ($CO_2$), йод ($I_2$), нафталин ($C_{10}H_8$), сахар ($C_{12}H_{22}O_{11}$).
Ионная решётка: поваренная соль ($NaCl$), медный купорос ($CuSO_4$), гидроксид калия ($KOH$), хлорид кальция ($CaCl_2$).

Ответ: Вещества с молекулярной и ионной решётками сильно различаются по свойствам. Молекулярные кристаллы мягкие, летучие, имеют низкие температуры плавления и не проводят ток. Ионные кристаллы твёрдые, хрупкие, нелетучие, имеют высокие температуры плавления и проводят ток только в расплавах или растворах.