Номер 2, страница 53 - гдз по химии 11 класс учебник Кузнецова, Левкин

Вопросы и задания. Параграф 6. Вещества молекулярного и немолекулярного строения. Глава 2. Строение вещества. Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева - номер 2, страница 53.

Условие.

2. Опишите строение кристаллических веществ в случае:

а) ковалентной связи;

б) ионной связи;

в) металлической связи.

Решение.

Решение 2.

а) ковалентной связи

Кристаллические вещества с ковалентной связью могут иметь два типа кристаллических решеток: атомную и молекулярную.

В веществах с атомной кристаллической решеткой в узлах решетки находятся отдельные атомы, связанные между собой прочными, направленными ковалентными связями. Эти связи образуют единый жесткий трехмерный каркас, пронизывающий весь кристалл. По сути, весь кристалл является одной гигантской макромолекулой. Такие вещества характеризуются очень высокой твердостью, тугоплавкостью, нерастворимостью и, как правило, являются диэлектриками или полупроводниками. Примерами могут служить алмаз (C), кремний (Si), кварц ($SiO_2$).

В веществах с молекулярной кристаллической решеткой в узлах находятся молекулы. Атомы внутри этих молекул связаны прочными ковалентными связями, но сами молекулы в решетке удерживаются слабыми межмолекулярными силами (силами Ван-дер-Ваальса или водородными связями). Из-за слабости этих межмолекулярных связей вещества с молекулярной решеткой имеют низкие температуры плавления и кипения, малую твердость и летучесть. Примерами являются лед ($H_2O$), твердый диоксид углерода ("сухой лед"), иод ($I_2$), нафталин.

Ответ: В кристаллах с ковалентной связью могут быть атомные или молекулярные кристаллические решетки. В атомных решетках узлы занимают атомы, соединенные прочными ковалентными связями в единый каркас (например, алмаз). В молекулярных решетках узлы занимают молекулы, связанные между собой слабыми межмолекулярными силами (например, лед).

б) ионной связи

Кристаллические вещества с ионной связью имеют ионную кристаллическую решетку. В узлах такой решетки находятся чередующиеся положительно заряженные ионы (катионы) и отрицательно заряженные ионы (анионы). Эти ионы удерживаются вместе за счет сильного электростатического притяжения (кулоновских сил), которое является ненаправленным. Каждый ион окружен несколькими ионами противоположного знака. Такая структура обуславливает свойства ионных кристаллов: они твердые, но хрупкие (механическое воздействие смещает слои ионов, вызывая отталкивание одноименных зарядов и разрушение кристалла), имеют высокие температуры плавления, нелетучи. В твердом состоянии они не проводят электрический ток, так как ионы жестко зафиксированы в решетке, но становятся проводниками в расплавленном состоянии или в водных растворах, где ионы приобретают подвижность. Примерами служат хлорид натрия ($NaCl$), фторид кальция ($CaF_2$), сульфат меди(II) ($CuSO_4$).

Ответ: В узлах ионной кристаллической решетки находятся положительно и отрицательно заряженные ионы, которые удерживаются вместе силами электростатического притяжения. Такие вещества твердые, хрупкие, тугоплавкие и проводят ток только в расплавах или растворах.

в) металлической связи

Вещества с металлической связью образуют металлическую кристаллическую решетку. В узлах этой решетки расположены положительно заряженные ионы металлов (атомные остовы), а между ними свободно перемещаются обобществленные валентные электроны, образуя так называемый "электронный газ". Металлическая связь — это электростатическое притяжение между положительными ионами в решетке и этим "газом" отрицательно заряженных электронов. Поскольку электроны не принадлежат конкретным атомам и могут свободно двигаться по всему объему кристалла, металлы обладают характерными свойствами: высокой электро- и теплопроводностью, пластичностью (ковкостью и тягучестью), металлическим блеском. Свободные электроны отражают световые волны, что и создает блеск. Пластичность объясняется тем, что при сдвиге слоев ионов металлическая связь не разрывается, так как "электронный газ" продолжает связывать их вместе. Примерами являются все металлы и их сплавы: железо ($Fe$), медь ($Cu$), алюминий ($Al$).

Ответ: В узлах металлической кристаллической решетки находятся положительные ионы, а в пространстве между ними движется "электронный газ" из обобществленных валентных электронов. Эта структура обеспечивает высокую электро- и теплопроводность, пластичность и металлический блеск.