💡 вопрос, страница 55 - гдз по химии 7 класс учебник Еремин, Дроздов

Вопросы по тексту. §8. Атомы соединяются в молекулы. Глава 1. От атома до вещества - страница 55.

Почему некоторые атомы объединяются в молекулы? Почему не все вещества состоят из молекул?

Почему некоторые атомы объединяются в молекулы?

Атомы объединяются в молекулы, стремясь достичь более стабильного состояния. Это фундаментальный принцип в химии, основанный на энергетической выгодности.

Ключевую роль играют электроны на внешней электронной оболочке атома, называемые валентными электронами. Атомы большинства элементов наиболее стабильны, когда их внешняя электронная оболочка заполнена. Для большинства элементов это означает наличие восьми электронов (правило октета), а для водорода и гелия — двух электронов (правило дуплета).

Когда у атомов внешняя оболочка не заполнена, они являются химически активными и нестабильными. Чтобы достичь стабильности, они могут взаимодействовать с другими атомами одним из следующих способов:

• Отдавать или принимать электроны: это приводит к образованию ионов и ионной связи, в результате которой образуются не молекулы, а ионные кристаллы.
• Обобществлять (делить) электроны: атомы могут "делиться" одним или несколькими валентными электронами с соседними атомами. В результате образуются общие электронные пары, которые удерживают атомы вместе. Такая связь называется ковалентной, а образовавшаяся устойчивая группа связанных атомов — молекулой.

Процесс образования молекулы из отдельных атомов является энергетически выгодным. Это означает, что полная энергия молекулы меньше, чем сумма энергий составляющих ее отдельных атомов. Система переходит в состояние с меньшей потенциальной энергией, что и означает большую стабильность. Например, два атома водорода ($H$), каждый с одним электроном, объединяются, образуя общую электронную пару в молекуле водорода ($H_2$), где у каждого атома эффективно заполняется внешняя оболочка.

Ответ: Атомы объединяются в молекулы для достижения более стабильного состояния путем завершения своей внешней электронной оболочки за счет образования общих электронных пар (ковалентных связей), что является энергетически выгодным процессом.

Почему не все вещества состоят из молекул?

Вещества могут состоять не только из молекул, потому что существуют и другие способы, которыми атомы могут связываться друг с другом, образуя стабильные структуры. Тип строения вещества зависит от вида химической связи между его частицами. Помимо молекулярного строения, существуют и другие типы:

• Ионное строение: в веществах с ионной связью, таких как поваренная соль ($NaCl$), атомы не делят электроны, а полностью передают их от одного к другому. Например, атом натрия ($Na$) отдает один электрон атому хлора ($Cl$). В результате натрий становится положительно заряженным ионом ($Na^+$), а хлор — отрицательно заряженным ионом ($Cl^−$). Эти разноименно заряженные ионы притягиваются друг к другу, образуя упорядоченную трехмерную структуру — ионную кристаллическую решетку. В такой решетке нет отдельных молекул $NaCl$, а есть огромное количество чередующихся ионов.
• Атомное строение: в веществах с атомной кристаллической решеткой, таких как алмаз или кварц ($SiO_2$), все атомы соединены между собой прочными ковалентными связями, образуя единую гигантскую структуру (макромолекулу). Весь кристалл можно рассматривать как одну огромную молекулу. Отдельных, независимых молекул в таких веществах нет.
• Металлическое строение: в металлах (например, железо, медь, алюминий) атомы удерживаются вместе за счет металлической связи. Валентные электроны отрываются от своих атомов и свободно перемещаются по всему объему кристалла, образуя так называемый "электронный газ". Этот "газ" связывает положительно заряженные ионы металла в металлическую кристаллическую решетку. Таким образом, металлы состоят из атомов-ионов, а не из молекул.
• Инертные газы: атомы инертных (благородных) газов (гелий, неон, аргон и др.) уже имеют завершенную, стабильную внешнюю электронную оболочку. Поэтому они химически неактивны и не нуждаются в образовании связей с другими атомами. Такие вещества состоят из отдельных, не связанных друг с другом атомов.

Ответ: Не все вещества состоят из молекул, потому что кроме образования дискретных молекул с помощью ковалентных связей, атомы могут достигать стабильности, образуя другие типы структур: ионные кристаллические решетки (за счет передачи электронов и ионной связи), атомные кристаллические решетки (гигантские ковалентные структуры) или металлические решетки (за счет металлической связи). Кроме того, атомы инертных газов уже стабильны и существуют поодиночке.