Номер 1, страница 48 - гдз по химии 11 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Подумайте, ответьте, выполните.... Параграф 10. Строение кристаллов. Кристаллические решётки. Глава II. Строение вещества - номер 1, страница 48.

Условие.

1. Почему вещества с ионными и атомными кристаллическими решётками имеют высокие температуры плавления, а вещества с молекулярными кристаллическими решётками легкоплавки?

Решение.

Решение 2.

Температура плавления вещества напрямую зависит от типа его кристаллической решётки и, как следствие, от прочности связей между частицами, из которых эта решётка состоит. Чтобы расплавить твёрдое вещество, необходимо сообщить его частицам (атомам, ионам или молекулам) достаточно энергии, чтобы они смогли преодолеть силы притяжения, удерживающие их в упорядоченной структуре кристаллической решётки.

В веществах с ионными кристаллическими решётками в узлах решётки находятся разноименно заряженные ионы. Между ними действуют мощные электростатические силы притяжения — ионные связи. Эти связи очень прочны и пронизывают весь кристалл. Для того чтобы разрушить такую решётку, требуется затратить большое количество энергии, что и обусловливает высокие температуры плавления и кипения ионных соединений (например, хлорид натрия $NaCl$ плавится при 801 °C).

В веществах с атомными кристаллическими решётками в узлах решётки располагаются отдельные атомы, соединённые между собой очень прочными ковалентными связями. Весь кристалл представляет собой, по сути, одну гигантскую молекулу. Чтобы расплавить такое вещество, необходимо разорвать эти многочисленные и прочные ковалентные связи. Это требует огромного количества энергии, поэтому вещества с атомной решёткой (например, алмаз, кремний, оксид кремния $SiO_2$) являются самыми тугоплавкими (температура плавления алмаза > 3500 °C).

В веществах с молекулярными кристаллическими решётками ситуация принципиально иная. В узлах решётки находятся не атомы или ионы, а целые молекулы. Внутри самих молекул атомы связаны прочными ковалентными связями, но сами молекулы удерживаются в решётке гораздо более слабыми межмолекулярными силами (силы Ван-дер-Ваальса, водородные связи). При плавлении прочные ковалентные связи внутри молекул не затрагиваются, а разрываются только эти слабые межмолекулярные связи. Поскольку для их разрыва требуется значительно меньше энергии, вещества с молекулярной кристаллической решёткой (например, лёд $H_2O$, йод $I_2$, нафталин) имеют низкие температуры плавления, то есть являются легкоплавкими.

Ответ: Вещества с ионными и атомными кристаллическими решётками имеют высокие температуры плавления, так как для их разрушения необходимо разорвать прочные химические связи (ионные или ковалентные), действующие по всему объёму кристалла. Вещества с молекулярными решётками легкоплавки, потому что при их плавлении разрываются лишь слабые межмолекулярные силы, удерживающие молекулы друг около друга, в то время как прочные связи внутри молекул сохраняются.