Номер 1, страница 235 - гдз по химии 9 класс учебник Еремин, Кузьменко

1. Пользуясь справочной литературой, определите тип кристаллической решётки простых веществ, образованных элементами 2-го периода Периодической системы Д. И. Менделеева. Сделайте вывод о том, как меняется тип кристаллической решётки с ростом порядкового номера элемента в периоде. Дайте объяснение этому факту.

Элементы 2-го периода Периодической системы Д. И. Менделеева и типы кристаллических решёток их простых веществ:

• Литий (Li, Z=3): простое вещество — литий. Является щелочным металлом. Тип кристаллической решётки — металлическая. Атомы лития в узлах решётки связаны обобществлёнными валентными электронами («электронным газом»).
• Бериллий (Be, Z=4): простое вещество — бериллий. Является щёлочноземельным металлом. Тип кристаллической решётки — металлическая. Как и у лития, связь в кристалле металлическая.
• Бор (B, Z=5): простое вещество — бор. Является неметаллом. Тип кристаллической решётки — атомная. Атомы бора соединены между собой прочными ковалентными связями, образуя единый гигантский каркас.
• Углерод (C, Z=6): простое вещество — углерод (в виде аллотропных модификаций, например, алмаза и графита). Является неметаллом. Тип кристаллической решётки — атомная. В алмазе каждый атом углерода связан ковалентными связями с четырьмя другими, образуя трёхмерную сетку. В графите атомы образуют прочные слои, которые слабо связаны между собой.
• Азот (N, Z=7): простое вещество — азот. Является неметаллом. В твёрдом состоянии образует молекулярную кристаллическую решётку. Узлы решётки заняты двухатомными молекулами $N_2$, которые удерживаются вместе слабыми межмолекулярными силами (силами Ван-дер-Ваальса).
• Кислород (O, Z=8): простое вещество — кислород. Является неметаллом. В твёрдом состоянии тип кристаллической решётки — молекулярная. В узлах решётки находятся молекулы $O_2$.
• Фтор (F, Z=9): простое вещество — фтор. Является неметаллом (галоген). В твёрдом состоянии тип кристаллической решётки — молекулярная. Узлы решётки заняты молекулами $F_2$.
• Неон (Ne, Z=10): простое вещество — неон. Является инертным газом. В твёрдом состоянии тип кристаллической решётки — молекулярная (атомного типа). В узлах решётки находятся отдельные атомы неона, связанные крайне слабыми силами Ван-дер-Ваальса.

Вывод:

С ростом порядкового номера элемента во 2-м периоде наблюдается закономерная смена типа кристаллической решётки простых веществ в следующем порядке: металлическая → атомная → молекулярная.

Объяснение:

Эта закономерность напрямую связана с изменением строения атомов и, как следствие, с изменением типа химической связи между ними.

1. В начале периода (Li, Be) находятся элементы-металлы. У них мало валентных электронов, низкие значения энергии ионизации и электроотрицательности. Они легко отдают свои валентные электроны в общее пользование, образуя положительно заряженные ионы и «электронный газ». Такая связь называется металлической и приводит к формированию металлической решётки.
2. В середине периода (B, C) расположены элементы с промежуточным числом валентных электронов. Для них энергетически невыгодно как полностью отдавать электроны, так и принимать недостающие до завершения внешнего слоя. Поэтому они образуют прочные ковалентные связи с соседними атомами, деля с ними свои валентные электроны. Эти связи распространяются по всему кристаллу, создавая гигантскую прочную структуру — атомную кристаллическую решётку.
3. В конце периода (N, O, F, Ne) находятся типичные неметаллы и инертный газ. У них много валентных электронов и высокая электроотрицательность (кроме неона). Они стремятся завершить свой внешний электронный слой до стабильного октета.
   • N, O, F достигают этого, образуя ковалентные связи друг с другом и формируя устойчивые двухатомные молекулы ($N_2$, $O_2$, $F_2$). Внутри этих молекул связь очень прочная, но между самими молекулами в твёрдом веществе действуют лишь слабые межмолекулярные силы. Это приводит к образованию молекулярной решётки.
   • Ne уже имеет завершённый внешний электронный слой. Он не образует химических связей. Его атомы в твёрдом состоянии удерживаются вместе только за счёт крайне слабых сил межмолекулярного взаимодействия, также формируя молекулярную решётку.

Ответ: С ростом порядкового номера элемента во 2-м периоде тип кристаллической решётки простого вещества закономерно сменяется от металлической (Li, Be) к атомной (B, C) и далее к молекулярной (N, O, F, Ne). Это объясняется изменением типа химической связи, которое, в свою очередь, обусловлено увеличением числа валентных электронов и ростом электроотрицательности элементов вдоль периода.