Страница 120 - гдз по химии 8 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

1. Верны ли утверждения о химической связи?

А. Ковалентная связь возникает в результате образования между атомами общих электронных пар.

Б. Металлическая связь характерна для металлов и их сплавов.

1) верно только А

2) верно только Б

3) оба утверждения верны

4) оба утверждения неверны

Решение:

Для того чтобы определить верный вариант ответа, необходимо проанализировать каждое из предложенных утверждений.

А. Ковалентная связь возникает в результате образования между атомами общих электронных пар.
Это утверждение абсолютно верно и является классическим определением ковалентной связи. Этот тип связи формируется преимущественно между атомами неметаллов, которые имеют близкие значения электроотрицательности. Атомы объединяют свои валентные электроны для создания общих электронных пар, что позволяет им достичь устойчивой электронной оболочки, как у благородных газов. Примерами могут служить молекулы $H_2$, $O_2$, $H_2O$, $CH_4$. Таким образом, утверждение А верно.

Б. Металлическая связь характерна для металлов и их сплавов.
Это утверждение также является верным. Металлическая связь — это тип химической связи, который реализуется в простых веществах-металлах и в сплавах. Суть этой связи заключается в том, что атомы металлов отдают свои валентные электроны в общее пользование, образуя так называемый «электронный газ». Эти свободные электроны движутся между положительно заряженными ионами металлов, находящимися в узлах кристаллической решетки, и связывают их в единую структуру. Именно эта особенность обуславливает характерные свойства металлов: электропроводность, теплопроводность, пластичность (ковкость) и металлический блеск. Таким образом, утверждение Б верно.

Поскольку оба утверждения (А и Б) верны, правильным является вариант ответа, который подтверждает истинность обоих утверждений.

Ответ: 3

2. Выберите формулу вещества с ионной связью.

1) $HF$

2) $KBr$

3) $NH_3$

4) $Ca$

Ионная связь образуется, как правило, между атомами типичного металла и типичного неметалла. Это происходит из-за большой разницы в их электроотрицательности. Атом металла отдает свои валентные электроны, превращаясь в положительно заряженный ион (катион), а атом неметалла принимает эти электроны, становясь отрицательно заряженным ионом (анионом). Возникающая между разноименно заряженными ионами сила электростатического притяжения и есть ионная связь.

Проанализируем каждый из предложенных вариантов:

1) HF

Молекула фтороводорода (HF) состоит из атома водорода (H) и атома фтора (F). Оба элемента являются неметаллами. Связь между атомами двух разных неметаллов является ковалентной полярной. Электронная плотность смещена к более электроотрицательному атому фтора.

2) KBr

Формула KBr соответствует бромиду калия. Это вещество образовано атомом калия (K), который является щелочным металлом, и атомом брома (Br), который является галогеном (типичным неметаллом). Атом калия отдает один электрон, образуя катион $K^{+}$, а атом брома принимает этот электрон, образуя анион $Br^{-}$. Между образовавшимися ионами возникает электростатическое притяжение, то есть ионная связь.

3) NH₃

Молекула аммиака (NH₃) состоит из атома азота (N) и трех атомов водорода (H). Оба элемента являются неметаллами. Связи N-H в молекуле аммиака являются ковалентными полярными, так как азот более электроотрицателен, чем водород.

4) Ca

Ca — это кальций, простое вещество, металл. В кристалле кальция атомы связаны между собой металлической связью, которая образуется за счет обобществления валентных электронов всеми атомами в кристаллической решетке.

Таким образом, веществом с ионной связью является бромид калия.

Ответ: 2) KBr.

3. Выберите формулу вещества с металлической связью.

1) $F_2$

2) $Ba$

3) $P_4$

4) $O_3$

Решение

Металлическая химическая связь образуется в простых веществах-металлах и их сплавах. Она возникает между положительно заряженными ионами металлов (катионами) и свободно движущимися между ними обобществленными электронами (так называемым «электронным газом»). Чтобы определить вещество с металлической связью, нужно найти в списке металл.

Проанализируем каждый из предложенных вариантов:

1) F₂
Фтор (F) — это химический элемент-неметалл (галоген). Молекула фтора $F_2$ состоит из двух атомов, связанных между собой ковалентной неполярной связью.

2) Ba
Барий (Ba) — это химический элемент, щелочноземельный металл. Как и для всех металлов, для простого вещества бария характерна металлическая связь. Атомы бария отдают валентные электроны, превращаясь в катионы $Ba^{2+}$, а эти электроны становятся общими и связывают катионы в металлическую кристаллическую решетку.

3) P₄
Фосфор (P) — это химический элемент-неметалл. $P_4$ — это формула молекулы белого фосфора, одной из аллотропных модификаций. Атомы в этой молекуле соединены ковалентными неполярными связями.

4) O₃
Кислород (O) — это химический элемент-неметалл. $O_3$ — это формула молекулы озона, аллотропной модификации кислорода. Атомы в молекуле озона соединены ковалентными связями.

Следовательно, единственным веществом с металлической связью в данном списке является барий.

Ответ: 2) Ba

4. Выберите пару, в которой первое вещество образовано ионной связью, а второе — ковалентной неполярной связью.

1) $CaO$ и $PCl_5$

2) $NaCl$ и $CH_4$

3) $CO_2$ и $H_2$

4) $KBr$ и $S_8$

Для того чтобы выбрать правильный вариант, необходимо проанализировать тип химической связи в каждом веществе из предложенных пар. Ионная связь образуется, как правило, между атомами типичного металла и типичного неметалла. Ковалентная неполярная связь образуется между атомами одного и того же элемента-неметалла.

1) CaO и PCl₅

Первое вещество — оксид кальция ($CaO$). Кальций ($Ca$) — металл, кислород ($O$) — неметалл. Связь между ними ионная ($Ca^{2+}O^{2-}$). Это соответствует первому условию. Второе вещество — пентахлорид фосфора ($PCl_5$). Фосфор ($P$) и хлор ($Cl$) — оба неметаллы. Связь между их атомами является ковалентной. Так как электроотрицательности фосфора и хлора различны, связь P-Cl является ковалентной полярной. Это не соответствует второму условию.

Ответ: неверно.

2) NaCl и CH₄

Первое вещество — хлорид натрия ($NaCl$). Натрий ($Na$) — металл, хлор ($Cl$) — неметалл. Связь ионная ($Na^{+}Cl^{-}$). Это соответствует первому условию. Второе вещество — метан ($CH_4$). Углерод ($C$) и водород ($H$) — неметаллы. Связь C-H ковалентная. Однако из-за разницы в электроотрицательности атомов углерода и водорода эта связь является полярной (слабополярной). Требуется ковалентная неполярная связь, которая образуется между атомами с одинаковой электроотрицательностью.

Ответ: неверно.

3) CO₂ и H₂

Первое вещество — диоксид углерода ($CO_2$). Углерод ($C$) и кислород ($O$) — неметаллы. Связь C=O является ковалентной полярной из-за разницы в электроотрицательности. Это не соответствует первому условию об ионной связи.

Ответ: неверно.

4) KBr и S₈

Первое вещество — бромид калия ($KBr$). Калий ($K$) — металл, бром ($Br$) — неметалл. Связь между ними ионная ($K^{+}Br^{-}$). Это соответствует первому условию. Второе вещество — сера ($S_8$). Молекула состоит из восьми атомов одного и того же неметалла — серы ($S$). Связь S-S между одинаковыми атомами является ковалентной неполярной. Это также соответствует второму условию. Таким образом, эта пара полностью удовлетворяет условиям задачи.

Ответ: 4

5. Выберите формулу «лишнего» вещества с позиции учения о химической связи.

1) $NO$

2) $O_2$

3) $P_4$

4) $N_2$

Для того чтобы определить «лишнее» вещество с точки зрения учения о химической связи, необходимо проанализировать тип химической связи в каждом из предложенных веществ. Химическая связь бывает ковалентной полярной, ковалентной неполярной, ионной и металлической. В данном задании все вещества образованы атомами неметаллов, значит, связь в них ковалентная. Ковалентная связь является неполярной, если она образована атомами с одинаковой электроотрицательностью (т.е. атомами одного и того же элемента). Если же связь образована атомами разных неметаллов, то она будет полярной из-за разницы в их электроотрицательности.

Рассмотрим каждое вещество:

1. 1) $NO$

   Оксид азота(II) — это вещество, молекула которого состоит из атомов двух разных неметаллов: азота ($N$) и кислорода ($O$). Электроотрицательность кислорода (3,44 по Полингу) выше, чем у азота (3,04 по Полингу). Из-за этой разницы в электроотрицательности общая электронная пара смещена в сторону более электроотрицательного атома кислорода. Такая связь называется ковалентной полярной.

2. 2) $O_2$

   Молекула кислорода состоит из двух одинаковых атомов неметалла — кислорода ($O$). Так как атомы одинаковы, их электроотрицательности равны, и электронная плотность распределена между ними равномерно. Такая связь называется ковалентной неполярной.

3. 3) $P_4$

   Молекула белого фосфора состоит из четырех одинаковых атомов неметалла — фосфора ($P$). Все связи в этой молекуле образованы между атомами одного и того же элемента. Следовательно, все связи являются ковалентными неполярными.

4. 4) $N_2$

   Молекула азота состоит из двух одинаковых атомов неметалла — азота ($N$). Связь между ними тройная, но так как она образована одинаковыми атомами, она является ковалентной неполярной.

Таким образом, вещества $O_2$, $P_4$ и $N_2$ имеют ковалентную неполярную связь, в то время как вещество $NO$ имеет ковалентную полярную связь. Следовательно, $NO$ является «лишним» в данном списке.

Ответ: 1) $NO$.

6. Какой химической связью образовано соединение хлора с элементом, атом которого имеет распределение электронов по энергетическим уровням $2, 8, 1$?

1) ионной

2) металлической

3) ковалентной полярной

4) ковалентной неполярной

Решение

Чтобы определить тип химической связи, необходимо сначала идентифицировать оба химических элемента, образующих соединение.

Первый элемент — хлор ($\text{Cl}$). Это типичный неметалл, расположенный в 17-й группе (VIIA) Периодической системы. Атом хлора имеет 7 электронов на внешнем энергетическом уровне и для его завершения стремится принять один электрон, проявляя высокую электроотрицательность.

Второй элемент задан распределением его электронов по энергетическим уровням: 2, 8, 1. Общее число электронов в атоме этого элемента равно их сумме: $2 + 8 + 1 = 11$. Порядковый номер элемента в Периодической системе соответствует числу электронов в атоме. Элемент с порядковым номером 11 — это натрий ($\text{Na}$).

Натрий — это щелочной металл, расположенный в 1-й группе (IA). На его внешнем энергетическом уровне находится один электрон, который атом легко отдает, превращаясь в положительно заряженный ион ($\text{Na}^+$).

Химическая связь, которая образуется между атомами типичного металла (натрий) и типичного неметалла (хлор), является ионной. Она возникает в результате полного перехода валентного электрона от атома металла к атому неметалла. Это приводит к образованию противоположно заряженных ионов ($\text{Na}^+$ и $\text{Cl}^-$), которые удерживаются вместе силами электростатического притяжения.

Из предложенных вариантов:

• 1) ионной — соответствует взаимодействию между типичным металлом и типичным неметаллом.
• 2) металлической — образуется между атомами металлов.
• 3) ковалентной полярной — образуется между атомами разных неметаллов.
• 4) ковалентной неполярной — образуется между атомами одинаковых неметаллов.

Следовательно, правильный вариант — ионная связь.

Ответ: 1) ионной.

7. Кремний имеет кристаллическую решётку

1) атомную

2) молекулярную

3) ионную

4) металлическую

Решение

Тип кристаллической решётки вещества определяется природой частиц, которые образуют кристалл, и характером химической связи между ними.

Кремний ($Si$) — это химический элемент 14-й группы периодической таблицы. В твёрдом состоянии кремний образует кристалл, в узлах которого находятся атомы. Каждый атом кремния связан с четырьмя соседними атомами прочными ковалентными связями. Эти связи имеют тетраэдрическую направленность, в результате чего образуется единая гигантская трёхмерная структура, похожая на структуру алмаза.

Кристаллическая решётка, в узлах которой находятся атомы, связанные между собой ковалентными связями, называется атомной. Вещества с атомной кристаллической решёткой (например, алмаз, графит, кремний, оксид кремния(IV)) как правило, очень твёрдые, тугоплавкие и нерастворимы в воде.

Проанализируем остальные варианты:

• Молекулярную решётку имеют вещества, состоящие из молекул, связанных слабыми межмолекулярными силами (например, йод $I_2$, углекислый газ $CO_2$ в твёрдом состоянии — «сухой лёд»). Такие вещества обычно летучи и имеют низкие температуры плавления.
• Ионную решётку имеют соединения, образованные ионной связью (как правило, соли, оксиды и гидроксиды активных металлов, например, $NaCl$). В узлах решётки находятся ионы.
• Металлическую решётку имеют металлы и их сплавы. Она состоит из положительных ионов металла и свободно перемещающихся между ними электронов («электронного газа»).

Поскольку кремний — это простое вещество, атомы которого в кристалле соединены прочными ковалентными связями, он имеет атомную кристаллическую решётку.

Ответ: 1) атомную.