Номер 4, страница 32 - гдз по химии 8 класс учебник Рудзитис

Глава 1. Первоначальные химические понятия. Параграф 8. Вещества молекулярного и немолекулярного строения. Подумай, ответь, выполни... - номер 4, страница 32.

Условие.

4. Углекислый газ при нормальном давлении переходит в твёрдое состояние при температуре около $-70^\circ C$, а речной песок (кремнезём) плавится при температуре около $1700^\circ C$. Какие выводы о строении этих веществ в твёрдом состоянии можно сделать?

Решение.

Решение 2.

Температура, при которой вещество переходит из твёрдого состояния в жидкое (плавление) или газообразное (сублимация), напрямую связана с прочностью связей между частицами (атомами, молекулами или ионами) в его кристаллической решётке. Чем прочнее эти связи, тем больше энергии требуется для их разрушения и, следовательно, тем выше температура фазового перехода.

Очень низкая температура сублимации углекислого газа (около –70°C) свидетельствует о том, что в твёрдом состоянии (так называемый «сухой лёд») он состоит из отдельных молекул $CO_2$, которые связаны между собой очень слабыми межмолекулярными силами (силами Ван-дер-Ваальса). Такое строение называется молекулярной кристаллической решёткой. Для преодоления этих слабых сил притяжения требуется совсем немного тепловой энергии, что и объясняет низкую температуру сублимации.

Напротив, чрезвычайно высокая температура плавления речного песка (кремнезёма, диоксида кремния $SiO_2$, около 1700°C) указывает на наличие очень прочных связей между его частицами. В кристалле кремнезёма нет отдельных молекул $SiO_2$. Вместо этого каждый атом кремния соединён прочными ковалентными связями с четырьмя атомами кислорода, а каждый атом кислорода — с двумя атомами кремния. В результате образуется единая гигантская трёхмерная структура, которую называют атомной кристаллической решёткой. Чтобы расплавить такое вещество, необходимо разорвать эти сильные ковалентные связи по всему объёму кристалла, что требует огромного количества энергии и, соответственно, очень высокой температуры.

Таким образом, можно сделать вывод, что твёрдый углекислый газ и речной песок имеют принципиально разное строение. Углекислый газ имеет молекулярную кристаллическую решётку со слабыми межмолекулярными связями, а кремнезём — атомную кристаллическую решётку с прочными ковалентными связями.

Ответ: Значительное различие в температурах фазового перехода (сублимация у $CO_2$ при –70°C, плавление у песка при 1700°C) указывает на разный тип строения этих веществ в твёрдом состоянии. Углекислый газ имеет молекулярную кристаллическую решётку, где в узлах находятся молекулы $CO_2$, связанные слабыми межмолекулярными силами. Речной песок (кремнезём, $SiO_2$) имеет атомную кристаллическую решётку, где в узлах находятся атомы кремния и кислорода, соединённые прочными ковалентными связями. Для разрушения слабых связей в твёрдом $CO_2$ требуется мало энергии (низкая температура), а для разрыва прочных связей в $SiO_2$ — много энергии (высокая температура).