Вопрос ?, страница 31 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян, Остроумов

§ 5. Атомно-молекулярное учение. Химические элементы. Глава 1. Первоначальные химические понятия - страница 31.

В чём причина такого многообразия простых веществ?

Многообразие простых веществ, то есть веществ, состоящих из атомов одного химического элемента, объясняется явлением, которое называется аллотропия. Аллотропия — это способность химического элемента существовать в виде двух или более различных простых веществ, называемых аллотропными модификациями или аллотропами. Эти модификации различаются по строению и, как следствие, по своим физическим и химическим свойствам, несмотря на то, что образованы атомами одного и того же элемента.

Причины аллотропии могут быть следующими:

1. Различное число атомов в молекуле. Классическим примером является кислород. Элемент кислород (O) образует два простых вещества:
   • Кислород ($O_2$), газ без цвета и запаха, необходимый для дыхания.
   • Озон ($O_3$), газ с резким запахом, сильный окислитель, ядовит.
   Молекулы этих веществ состоят из разного количества атомов кислорода, что и обуславливает их различные свойства.
2. Различное строение кристаллической решетки. Атомы одного и того же элемента могут по-разному располагаться в пространстве, образуя различные кристаллические структуры. Это явление также называют полиморфизмом для простых веществ. Наиболее известный пример — углерод (C), который образует множество аллотропных модификаций:
   • Алмаз: атомы углерода образуют тетраэдрическую структуру с прочными ковалентными связями. Это самое твердое природное вещество.
   • Графит: атомы углерода расположены в виде слоев, состоящих из гексагональных колец. Связи внутри слоя прочные, а между слоями — слабые, что делает графит мягким и способным оставлять след на бумаге.
   • Карбин, фуллерены, графен: другие формы углерода с уникальными структурами и свойствами.
   Другие примеры элементов, проявляющих аллотропию из-за разного строения кристаллов:
   • Фосфор (P): белый фосфор (молекулярная решетка из молекул $P_4$), красный и черный фосфор (полимерное строение).
   • Сера (S): ромбическая и моноклинная сера, состоящие из циклических молекул $S_8$, но имеющие разную кристаллическую структуру.
   • Олово (Sn): белое олово (металлическая модификация, β-Sn) и серое олово (неметаллическая, полупроводниковая модификация, α-Sn).

Таким образом, способность атомов одного элемента соединяться друг с другом различными способами, образуя молекулы с разным числом атомов или различные кристаллические структуры, является фундаментальной причиной существования большого числа простых веществ.

Ответ: Причиной многообразия простых веществ является явление аллотропии — способности атомов одного химического элемента образовывать несколько различных по строению и свойствам простых веществ (аллотропных модификаций). Это происходит либо из-за разного числа атомов в молекуле (например, кислород $O_2$ и озон $O_3$), либо из-за различного строения их кристаллических решеток (например, алмаз и графит для углерода).