Номер 11, страница 19 - гдз по химии 8 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

11. Используя последовательность $состав \rightarrow строение \rightarrow свойства$, охарактеризуйте аллотропные модификации кислорода.

Аллотропия – это явление существования химического элемента в виде двух или более простых веществ, которые различаются по строению и свойствам. Такие вещества называются аллотропными модификациями. Химический элемент кислород (O) образует две основные аллотропные модификации: кислород (дикислород, $O_2$) и озон ($O_3$). Охарактеризуем их, следуя логической цепочке: состав → строение → свойства.

Кислород (дикислород, $O_2$)

Состав: Простое вещество, молекула которого состоит из двух атомов элемента кислорода. Химическая формула – $O_2$. Относительная молекулярная масса равна 32.

Строение: Атомы в молекуле кислорода соединены прочной двойной ковалентной неполярной связью ($O=O$). Молекула имеет линейное строение. В твердом состоянии вещество имеет молекулярную кристаллическую решетку, в узлах которой находятся молекулы $O_2$.

Свойства:Физические: в нормальных условиях это газ без цвета, вкуса и запаха. Он немного тяжелее воздуха. Малорастворим в воде. Температура кипения составляет $-183^\circ C$, а температура плавления – $-218,8^\circ C$. Химические: является сильным окислителем, но его активность проявляется, как правило, при повышенной температуре. Кислород необходим для процессов дыхания подавляющего большинства живых организмов и поддерживает горение. Он вступает в реакции со многими простыми и сложными веществами с образованием оксидов, например: $C + O_2 \xrightarrow{t} CO_2$.

Озон ($O_3$)

Состав: Простое вещество, молекула которого состоит из трех атомов элемента кислорода. Химическая формула – $O_3$. Относительная молекулярная масса равна 48.

Строение: Молекула озона имеет угловое строение, валентный угол $O-O-O$ составляет примерно $117^\circ$. Связи между атомами кислорода являются "полуторными" (их порядок равен 1,5) из-за резонанса структур, что делает молекулу полярной, в отличие от неполярной молекулы $O_2$. В твердом состоянии также имеет молекулярную кристаллическую решетку.

Свойства:Физические: в нормальных условиях это газ бледно-голубого цвета с характерным резким запахом (ощущается после грозы). Он значительно тяжелее воздуха и лучше растворяется в воде по сравнению с кислородом. Температура кипения $-112^\circ C$, плавления $-192,5^\circ C$. В больших концентрациях озон ядовит. Химические: является очень сильным окислителем, значительно превосходящим по активности кислород. Высокая реакционная способность обусловлена его термодинамической неустойчивостью. Молекула озона легко распадается с образованием молекулярного кислорода и очень активного атомарного кислорода: $O_3 \rightarrow O_2 + O$. Благодаря этому озон способен окислять даже такие малоактивные металлы, как серебро и золото, при обычных условиях: $2Ag + O_3 \rightarrow Ag_2O + O_2$.

Ответ: Аллотропными модификациями кислорода являются кислород ($O_2$) и озон ($O_3$). Различие в их составе (количество атомов в молекуле) определяет различие в строении (линейная неполярная молекула $O_2$ и угловая полярная молекула $O_3$), что, в свою очередь, обуславливает кардинальные различия в их физических и химических свойствах. Озон, в отличие от кислорода, имеет цвет и резкий запах, а также является гораздо более сильным окислителем и менее устойчивым соединением.