Номер 4, страница 83 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 2. Химическая связь и строение вещества. Параграф 11. Агрегатные состояния веществ и фазовые переходы - номер 4, страница 83.

Условие.

4. В чём сходство и различия кристаллического и аморфного состояний? Приведите примеры веществ двух типов.

Решение.

Решение 2.

Решение

Сходство кристаллического и аморфного состояний

Кристаллическое и аморфное состояния являются разновидностями твёрдого агрегатного состояния вещества. Их основное сходство заключается в характере теплового движения составляющих их частиц (атомов, молекул, ионов). В обоих состояниях частицы совершают колебательные движения около определённых положений равновесия и не могут свободно перемещаться по всему объёму тела, в отличие от жидкостей и газов. Благодаря этому и кристаллические, и аморфные тела способны сохранять свой объём и форму.

Различия кристаллического и аморфного состояний

Несмотря на указанное сходство, между кристаллическими и аморфными телами существуют фундаментальные различия, обусловленные их внутренней структурой.

1. Внутреннее строение:
- Кристаллические тела обладают упорядоченной внутренней структурой. Частицы в них располагаются в строго определённом порядке, образуя пространственную периодическую структуру, называемую кристаллической решёткой. Для них характерен так называемый дальний порядок в расположении частиц, то есть порядок повторяется на макроскопических расстояниях.
- Аморфные тела не имеют строгого порядка в расположении частиц. Их структура хаотична и напоминает структуру жидкости. Для них характерен только ближний порядок, то есть упорядоченность в расположении наблюдается только для ближайших соседних частиц. Поэтому аморфные тела часто считают переохлаждёнными жидкостями с чрезвычайно высокой вязкостью.

2. Физические свойства:
- Кристаллические тела (в виде монокристаллов) анизотропны. Это означает, что их физические свойства, такие как механическая прочность, теплопроводность, электропроводность, показатель преломления, зависят от направления внутри кристалла.
- Аморфные тела изотропны. Их физические свойства одинаковы во всех направлениях, так как из-за хаотичности расположения частиц ни одно направление не является выделенным.

3. Процесс плавления:
- Кристаллические тела имеют строго определённую температуру плавления. При достижении этой температуры вещество переходит из твёрдого состояния в жидкое, и в течение всего процесса плавления температура тела остаётся постоянной, пока весь кристалл не расплавится.
- Аморфные тела не имеют определённой температуры плавления. При нагревании они постепенно размягчаются и переходят в текучее состояние в некотором интервале температур, который называют интервалом размягчения.

4. Устойчивость состояния:
- Кристаллическое состояние для вещества является термодинамически устойчивым, так как ему соответствует минимум потенциальной энергии.
- Аморфное состояние является метастабильным (неустойчивым). Со временем аморфные вещества могут самопроизвольно переходить в более устойчивое кристаллическое состояние (этот процесс называется расстекловыванием или девитрификацией).

Примеры веществ двух типов

Кристаллические вещества: поваренная соль (NaCl), сахар (сахароза), кварц (SiO₂), лёд, алмаз, графит, все металлы (железо, медь, алюминий) в твёрдом состоянии.

Аморфные вещества: стекло (силикатное, органическое), смолы (янтарь, канифоль), пластмассы (полиэтилен, полистирол), воск, парафин, битум, обсидиан (вулканическое стекло).

Ответ: Сходство кристаллических и аморфных тел состоит в том, что они оба являются твёрдыми телами, в которых частицы колеблются около положений равновесия, сохраняя форму и объём. Различия заключаются в структуре (упорядоченная с дальним порядком у кристаллических тел и хаотичная с ближним порядком у аморфных), физических свойствах (кристаллы анизотропны, аморфные тела изотропны) и характере плавления (кристаллы имеют определённую температуру плавления, а аморфные тела – интервал размягчения). Примеры кристаллических веществ – соль, лёд, металлы; примеры аморфных – стекло, пластмассы, смолы.