Номер 2, страница 91 - гдз по химии 8 класс учебник Рудзитис, Фельдман

2. Сравните свойства кислорода и озона. На основе этих примеров поясните сущность аллотропии.

Решение

Сравнение свойств кислорода и озона

Кислород и озон являются аллотропными модификациями одного химического элемента — кислорода (O), но их свойства существенно различаются из-за разного строения молекул.

Кислород (дикислород)
Химическая формула: $O_2$. Молекула состоит из двух атомов кислорода.
Физические свойства: В нормальных условиях — газ без цвета, вкуса и запаха. Плохо растворяется в воде.
Химические свойства: Сильный окислитель, но менее активный, чем озон. Поддерживает процессы горения и дыхания. Молекула $O_2$ относительно устойчива.
Биологическая роль: Жизненно необходим для дыхания большинства живых организмов.

Озон (трикислород)
Химическая формула: $O_3$. Молекула состоит из трёх атомов кислорода.
Физические свойства: В нормальных условиях — газ бледно-голубого цвета с характерным резким запахом («запах грозы»). Растворяется в воде лучше, чем кислород.
Химические свойства: Очень сильный окислитель, значительно более реакционноспособный, чем кислород. Молекула $O_3$ нестабильна и легко распадается: $2O_3 \rightarrow 3O_2$.
Биологическая роль: Является токсичным, ядовитым газом. В стратосфере озоновый слой поглощает вредное ультрафиолетовое излучение Солнца, защищая жизнь на Земле.

Объяснение сущности аллотропии

Сравнение свойств кислорода и озона позволяет наглядно объяснить суть явления аллотропии. Аллотропия — это способность атомов одного химического элемента образовывать несколько простых веществ, которые называются аллотропными модификациями или аллотропами.

Причина аллотропии заключается в различном строении этих простых веществ. Аллотропы могут отличаться либо числом атомов в молекуле (как кислород $O_2$ и озон $O_3$), либо строением кристаллической решётки (как алмаз и графит, которые являются аллотропами углерода).

Именно различие в строении — два атома в молекуле кислорода против трёх атомов в молекуле озона — и является причиной столь разительных отличий в их физических (цвет, запах) и химических (окислительная активность, стабильность) свойствах. Таким образом, существование двух разных по свойствам веществ, состоящих из атомов одного и того же элемента, является проявлением аллотропии.

Ответ: Кислород ($O_2$) и озон ($O_3$) — аллотропные модификации элемента кислорода, различающиеся свойствами из-за разного числа атомов в молекуле. Кислород — бесцветный газ без запаха, необходимый для дыхания, умеренно активный окислитель. Озон — бледно-голубой газ с резким запахом, токсичный, очень сильный окислитель, образует защитный слой в стратосфере. Сущность аллотропии заключается в способности химического элемента существовать в виде нескольких простых веществ, различных по строению (число атомов в молекуле, тип кристаллической решетки) и, как следствие, по свойствам.