Номер С, страница 134 - гдз по химии 8 класс учебник Усманова, Сакарьянова

C

1. Сколько граммов соли и воды потребуется для приготовления 300 г раствора, если растворимость хлорида калия при $50^\circ C$ составляет 20 г/100 г $H_2O$?

Ответ: 50 г ($KCl$), 250 г ($H_2O$).

2. Сколько граммов нитрата бария нужно растворить в 500 г воды для приготовления насыщенного раствора при $70^\circ C$?

Ответ: 125 г.

1. Тип химической связи определяется на основе разности электроотрицательностей (ΔЭО) связываемых атомов. Электроотрицательность (ЭО) — это способность атома притягивать к себе электроны.

• Если связь образуется между атомами неметаллов с одинаковой ЭО (ΔЭО = 0), связь ковалентная неполярная.

• Если связь образуется между атомами неметаллов с разной ЭО (обычно $0 < \text{ΔЭО} < 1.7$), связь ковалентная полярная.

• Если связь образуется между атомами металла и неметалла с большой разностью ЭО (обычно $\text{ΔЭО} > 1.7$), связь ионная.

Используем значения ЭО по Полингу: Na(0.93), Ca(1.00), Cl(3.16), F(3.98), H(2.20), N(3.04), O(3.44).

• NaCl (хлорид натрия): связь между типичным металлом (Na) и типичным неметаллом (Cl). Разность ЭО: $\text{ΔЭО} = 3.16 - 0.93 = 2.23$. Связь ионная.

• CaF₂ (фторид кальция): связь между металлом (Ca) и самым электроотрицательным неметаллом (F). Разность ЭО: $\text{ΔЭО} = 3.98 - 1.00 = 2.98$. Связь ионная.

• F₂ (фтор): молекула образована двумя одинаковыми атомами неметалла. Разность ЭО: $\text{ΔЭО} = 3.98 - 3.98 = 0$. Связь ковалентная неполярная.

• H₂O (вода): связь между атомами неметаллов водорода (H) и кислорода (O). Разность ЭО: $\text{ΔЭО} = 3.44 - 2.20 = 1.24$. Связь ковалентная полярная.

• NH₃ (аммиак): связь между атомами неметаллов азота (N) и водорода (H). Разность ЭО: $\text{ΔЭО} = 3.04 - 2.20 = 0.84$. Связь ковалентная полярная.

• O₂ (кислород): молекула образована двумя одинаковыми атомами неметалла. Разность ЭО: $\text{ΔЭО} = 3.44 - 3.44 = 0$. Связь ковалентная неполярная.

Ответ: NaCl – ионная связь; CaF₂ – ионная связь; F₂ – ковалентная неполярная связь; H₂O – ковалентная полярная связь; NH₃ – ковалентная полярная связь; O₂ – ковалентная неполярная связь.

2. Степень смещения связующих электронов зависит от полярности химической связи, которая, в свою очередь, определяется разностью электроотрицательностей (ΔЭО) атомов. Чем больше ΔЭО, тем сильнее смещена общая электронная пара к более электроотрицательному атому и тем выше полярность связи.

Рассмотрим ряд соединений: NaCl, MgCl₂, AlCl₃, SiCl₄, PCl₅. В этом ряду один и тот же атом хлора связан с элементами 3-го периода: натрием (Na), магнием (Mg), алюминием (Al), кремнием (Si) и фосфором (P).

При движении по периоду слева направо электроотрицательность элементов возрастает: ЭО(Na) < ЭО(Mg) < ЭО(Al) < ЭО(Si) < ЭО(P).

Поскольку электроотрицательность хлора (Cl) постоянна, разность электроотрицательностей между атомом элемента и хлором будет уменьшаться в этом ряду:

$\text{ΔЭО(Na-Cl)} > \text{ΔЭО(Mg-Cl)} > \text{ΔЭО(Al-Cl)} > \text{ΔЭО(Si-Cl)} > \text{ΔЭО(P-Cl)}$.

Например, используя значения ЭО:

• NaCl: $\text{ΔЭО} = 3.16 - 0.93 = 2.23$ (ионная связь)

• MgCl₂: $\text{ΔЭО} = 3.16 - 1.31 = 1.85$ (граница ионной и полярной ковалентной)

• AlCl₃: $\text{ΔЭО} = 3.16 - 1.61 = 1.55$ (полярная ковалентная связь)

• SiCl₄: $\text{ΔЭО} = 3.16 - 1.90 = 1.26$ (полярная ковалентная связь)

• PCl₅: $\text{ΔЭО} = 3.16 - 2.19 = 0.97$ (полярная ковалентная связь)

Таким образом, в ряду от NaCl к PCl₅ разность электроотрицательностей уменьшается, что приводит к уменьшению полярности связи и, следовательно, к уменьшению степени смещения связующих электронов в сторону атома хлора.

Ответ: В ряду NaCl, MgCl₂, AlCl₃, SiCl₄, PCl₅ степень смещения связующих электронов к атому хлора последовательно уменьшается.

3. Поскольку рис. 48 отсутствует, приведем общее объяснение основных типов кристаллических решеток.

Кристаллическая решетка — это упорядоченное расположение частиц (атомов, ионов, молекул) в твердом веществе. Тип решетки определяет физические свойства вещества. Различают четыре основных типа кристаллических решеток.

1. Ионная кристаллическая решетка. В узлах решетки находятся положительно и отрицательно заряженные ионы, которые удерживаются вместе силами электростатического притяжения. Вещества с такой решеткой (например, NaCl, CaF₂) характеризуются высокой твердостью, хрупкостью, высокими температурами плавления. В твердом состоянии они не проводят электрический ток, но являются проводниками в расплавах и растворах.

2. Атомная кристаллическая решетка. В узлах решетки находятся отдельные атомы, соединенные прочными ковалентными связями. Вещества с атомной решеткой (например, алмаз, кремний, оксид кремния SiO₂) обладают очень высокой твердостью, очень высокими температурами плавления, нерастворимы в большинстве растворителей и, как правило, являются диэлектриками или полупроводниками.

3. Молекулярная кристаллическая решетка. В узлах решетки расположены молекулы, которые удерживаются слабыми межмолекулярными силами (силами Ван-дер-Ваальса или водородными связями). Вещества с молекулярной решеткой (например, лед H₂O, твердый CO₂, йод I₂, нафталин) имеют низкие температуры плавления и кипения, малую твердость, многие из них летучи и не проводят электрический ток.

4. Металлическая кристаллическая решетка. В узлах решетки находятся положительные ионы металлов, а между ними свободно перемещаются обобществленные электроны ("электронный газ"). Связь между ионами и электронами называется металлической. Такая структура обуславливает характерные свойства металлов: высокую электро- и теплопроводность, ковкость, пластичность, металлический блеск.

Ответ: Выделяют четыре типа кристаллических решеток — ионную, атомную, молекулярную и металлическую, которые различаются типом частиц в узлах решетки, видом химической связи между ними и, как следствие, физическими свойствами веществ.