Номер 4, страница 140 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян

К какому типу относится кристаллическая решётка алмаза?

Кристаллическая решётка алмаза относится к атомному типу. В узлах этой решётки находятся атомы углерода. Каждый атом углерода находится в состоянии $sp^3$-гибридизации и связан с четырьмя соседними атомами прочными и короткими ковалентными связями. Эти связи направлены к вершинам правильного тетраэдра, образуя единый жёсткий трёхмерный каркас. Именно такое строение обусловливает уникальные физические свойства алмаза.

Ответ: Кристаллическая решётка алмаза имеет атомный тип.

Перечислите характерные для алмаза физические свойства.

Физические свойства алмаза напрямую определяются его атомной кристаллической решёткой с прочными ковалентными связями. Основные свойства следующие:

Исключительная твёрдость: Алмаз — самое твёрдое из всех известных природных веществ (эталон твёрдости, 10 по шкале Мооса). Это свойство объясняется наличием очень прочных ковалентных связей, пронизывающих весь кристалл и образующих жёсткую трёхмерную структуру.

Высокие температуры плавления и кипения: Для разрушения прочных ковалентных связей в кристалле требуется огромное количество энергии. Поэтому алмаз имеет одну из самых высоких температур плавления (около $4000 \text{ °C}$ при высоком давлении). При атмосферном давлении он не плавится, а сублимирует (переходит из твёрдого состояния в газообразное) при температуре около $3600 \text{ °C}$.

Хрупкость: Несмотря на высочайшую твёрдость, алмаз является хрупким. При сильном ударе, особенно вдоль определённых плоскостей (плоскостей спайности), кристалл может расколоться.

Низкая электропроводность: Алмаз является диэлектриком (изолятором). В его структуре все валентные электроны каждого атома углерода задействованы в образовании ковалентных связей и жёстко локализованы. Свободных носителей заряда, способных перемещаться по кристаллу, нет.

Высокая теплопроводность: Алмаз обладает аномально высокой теплопроводностью (в 5 раз выше, чем у меди), являясь лучшим проводником тепла среди всех твёрдых тел при комнатной температуре. Это связано с эффективной передачей колебаний (фононов) через лёгкую и жёсткую решётку атомов углерода.

Оптические свойства: Чистый алмаз бесцветен и прозрачен для видимого света. Он обладает очень высоким показателем преломления (около 2,42) и сильной дисперсией (способностью разлагать белый свет в спектр). Сочетание этих свойств после огранки придаёт бриллиантам их знаменитый блеск и "игру света".

Химическая инертность: Алмаз чрезвычайно устойчив к действию кислот и щелочей и не растворяется ни в одном из известных растворителей при обычных условиях.

Ответ: Характерные физические свойства алмаза: высочайшая твёрдость, высокие температуры плавления и сублимации, хрупкость, низкая электропроводность (диэлектрик), высокая теплопроводность, прозрачность, высокий показатель преломления и сильная дисперсия, химическая инертность.