Номер 1, страница 58 - гдз по химии 11 класс учебник Кузнецова, Левкин

Вопросы и задания. Параграф 7. Многообразие веществ и его причины. Глава 2. Строение вещества. Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева - номер 1, страница 58.

Условие.

1. Какое явление называют аллотропией? Приведите примеры аллотропных модификаций неметаллов и металлов.

Решение.

Решение 2.

Какое явление называют аллотропией?

Аллотропия — это явление существования одного и того же химического элемента в виде двух или нескольких простых веществ, которые различаются по строению и свойствам. Эти простые вещества называют аллотропными модификациями или аллотропами.

Причины возникновения аллотропии:

• Различное число атомов в молекуле простого вещества. Классическим примером является кислород, который образует модификации кислород ($O_2$) и озон ($O_3$).
• Различное строение кристаллических решеток. Например, углерод образует алмаз с тетраэдрической атомной решеткой и графит со слоистой гексагональной решеткой.

Вследствие различий в строении, аллотропные модификации одного элемента могут кардинально отличаться по своим физическим (цвет, плотность, твердость, температура плавления, электропроводность) и химическим (реакционная способность) свойствам.

Приведите примеры аллотропных модификаций неметаллов и металлов.

Примеры для неметаллов:

• Углерод (C). Наиболее известные модификации:
  • Алмаз: прозрачное, очень твердое вещество, диэлектрик. Атомы углерода образуют прочную трехмерную атомную кристаллическую решетку.
  • Графит: серо-черное, мягкое, непрозрачное вещество с металлическим блеском, проводит электрический ток. Имеет слоистую структуру.
  • Также существуют фуллерены, графен, карбин и другие формы.
• Кислород (O). Образует две модификации:
  • Кислород ($O_2$): двухатомные молекулы, бесцветный газ, необходимый для дыхания.
  • Озон ($O_3$): трехатомные молекулы, газ голубого цвета с резким запахом, сильный окислитель.
• Фосфор (P). Основные модификации:
  • Белый фосфор: состоит из молекул $P_4$, имеет молекулярную решетку, очень ядовит и химически активен.
  • Красный фосфор: полимер, менее активен и не ядовит.
  • Черный фосфор: наиболее стабильная модификация, по строению и свойствам похож на графит.
• Сера (S). Образует несколько модификаций:
  • Ромбическая сера (α-сера): устойчива при комнатной температуре.
  • Моноклинная сера (β-сера): устойчива при температуре выше 95,6 °C. Обе состоят из циклических молекул $S_8$, но имеют разное кристаллическое строение.

Примеры для металлов (полиморфные превращения):

• Железо (Fe). В зависимости от температуры меняет тип кристаллической решетки:
  • α-железо (феррит): до 912 °C, объемно-центрированная кубическая решетка.
  • γ-железо (аустенит): от 912 °C до 1394 °C, гранецентрированная кубическая решетка.
  • δ-железо: от 1394 °C до плавления, снова объемно-центрированная кубическая решетка.
• Олово (Sn). Существуют две основные модификации:
  • β-олово (белое олово): металлическая, ковкая модификация, устойчивая при температуре выше 13,2 °C.
  • α-олово (серое олово): полупроводниковая, хрупкая модификация, в которую белое олово превращается при низких температурах. Этот процесс известен как "оловянная чума".

Ответ: Аллотропия — это явление существования химического элемента в виде нескольких простых веществ (аллотропных модификаций), различных по строению и свойствам. Примеры аллотропных модификаций неметаллов: углерод (алмаз, графит); кислород (кислород $O_2$ и озон $O_3$); фосфор (белый, красный, черный); сера (ромбическая и моноклинная). Примеры аллотропных модификаций металлов: железо (α-феррит, γ-аустенит); олово (белое β-олово и серое α-олово).