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

Задания в параграфе. Параграф 7. Многообразие веществ и его причины. Глава 2. Строение вещества. Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева - страница 53.

Условие.

Проблема. Как объяснить то, что из атомов сравнительно небольшого числа элементов образуется множество веществ?

Решение.

Решение 2.

Решение:

Многообразие веществ, образующихся из сравнительно небольшого числа химических элементов (на сегодняшний день известно 118), объясняется способностью их атомов соединяться друг с другом множеством различных способов. Подобно тому, как из ограниченного набора букв алфавита можно составить огромное количество слов, из атомов можно «построить» бесчисленное множество молекул.

Ключевые факторы, объясняющие это явление:

1. Различные комбинации и количественные соотношения атомов. Атомы разных элементов могут соединяться друг с другом. При этом даже одни и те же элементы могут образовывать разные вещества, если они соединены в разных количественных соотношениях. Например, атомы водорода (H) и кислорода (O) могут образовывать воду ($\mathrm{H_2O}$) и пероксид водорода ($\mathrm{H_2O_2}$). Это два совершенно разных вещества с разными свойствами. Аналогично, из углерода (C) и кислорода (O) образуются угарный газ ($\mathrm{CO}$) и углекислый газ ($\mathrm{CO_2}$).

2. Различный порядок соединения атомов (структурная изомерия). Даже если состав молекулы одинаков (одна и та же молекулярная формула), вещества могут иметь совершенно разное строение и свойства. Это явление называется изомерией. Например, молекулярной формуле $\mathrm{C_2H_6O}$ соответствуют два разных вещества: этанол (этиловый спирт, $\mathrm{CH_3-CH_2-OH}$) и диметиловый эфир ($\mathrm{CH_3-O-CH_3}$). При комнатной температуре этанол — жидкость, а диметиловый эфир — газ.

3. Аллотропия. Один и тот же химический элемент может существовать в виде нескольких простых веществ, которые называются аллотропными модификациями. Они состоят из атомов одного элемента, но имеют разное строение и, как следствие, разные свойства. Например, элемент углерод (C) образует такие непохожие друг на друга вещества, как алмаз (самое твёрдое природное вещество), графит (мягкое вещество, используемое в карандашах), графен, фуллерены и другие.

4. Способность к полимеризации. Атомы многих элементов, в первую очередь углерода, могут соединяться в очень длинные цепи или сложные трёхмерные структуры, образуя макромолекулы (полимеры). Даже небольшое изменение в структуре или длине этих цепей приводит к созданию новых материалов с уникальными свойствами (различные виды пластмасс, каучуков, волокон).

Ответ:

Множество веществ образуется из атомов сравнительно небольшого числа элементов благодаря их комбинаторным способностям: атомы могут соединяться друг с другом в различных сочетаниях и количественных соотношениях (например, $\mathrm{CO}$ и $\mathrm{CO_2}$), в разном порядке (явление изомерии, например, этанол и диметиловый эфир), а также образовывать различные по структуре простые вещества (явление аллотропии, например, алмаз и графит).