Номер 2, страница 61 - гдз по химии 9 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Глава 4. Кислород и сера. Параграф 17. Характеристика кислорода и серы. Вопросы в начале параграфа - номер 2, страница 61.

Условие.

● Что такое аллотропия? Приведите примеры.

Решение.

Решение 2.

Что такое аллотропия? Приведите примеры.

Решение

Аллотропия — это явление существования одного и того же химического элемента в виде двух или нескольких простых веществ, различных по строению и свойствам. Эти простые вещества называются аллотропными модификациями или аллотропами.

Причины аллотропии могут быть две:

• разное число атомов в молекуле (например, кислород $O_2$ и озон $O_3$);
• разное строение кристаллической решётки (например, алмаз и графит, которые являются аллотропными модификациями углерода).

Из-за различий в строении аллотропные модификации обладают разными физическими и химическими свойствами.

Наиболее известные примеры химических элементов, для которых характерна аллотропия:

• Углерод (C). Его основные аллотропные модификации:
  • Алмаз: атомы углерода образуют прочную трёхмерную тетраэдрическую кристаллическую решётку. Это самое твёрдое из известных природных веществ, оно прозрачное и является диэлектриком.
  • Графит: атомы углерода расположены в плоских слоях, состоящих из гексагональных (шестиугольных) колец. Связи внутри слоя прочные, а между слоями — слабые. Поэтому графит мягкий, непрозрачный, имеет металлический блеск и проводит электрический ток.
  • Другие модификации: фуллерены (например, молекула $C_{60}$, похожая на футбольный мяч), графен (один слой графита), карбин (линейный полимер углерода).
• Кислород (O). Имеет две аллотропные модификации:
  • Кислород ($O_2$): двухатомная молекула, газ без цвета и запаха, необходимый для дыхания живых организмов.
  • Озон ($O_3$): трёхатомная молекула, газ голубоватого цвета с резким характерным запахом (запах "свежести" после грозы), является сильным окислителем и ядовит в больших концентрациях.
• Фосфор (P). Наиболее известны следующие модификации:
  • Белый фосфор ($P_4$): состоит из тетраэдрических молекул $P_4$, имеет молекулярную кристаллическую решётку. Это воскообразное вещество, очень активное химически, ядовитое, светится в темноте (хемилюминесценция).
  • Красный фосфор: имеет полимерное строение, представляет собой порошок тёмно-красного цвета, значительно менее активен и не ядовит.
  • Чёрный фосфор: по строению и свойствам (например, электропроводности) похож на графит, является наиболее стабильной модификацией фосфора.
• Сера (S). Существует в виде нескольких кристаллических модификаций, наиболее известные из которых состоят из циклических молекул $S_8$.
  • Ромбическая сера ($\alpha$-сера): устойчива при комнатной температуре. Это жёлтые кристаллы.
  • Моноклинная сера ($\beta$-сера): образуется при медленном охлаждении расплавленной серы. При температуре ниже 95.6 °C медленно превращается в ромбическую. Молекулы $S_8$ упакованы в кристалле иначе, чем в ромбической сере.

Ответ: Аллотропия — это способность химического элемента существовать в виде нескольких простых веществ (аллотропных модификаций), которые различаются строением (числом атомов в молекуле или строением кристаллической решётки) и, как следствие, свойствами. Примеры: для углерода — алмаз, графит, фуллерены; для кислорода — кислород ($O_2$) и озон ($O_3$); для фосфора — белый, красный и чёрный фосфор; для серы — ромбическая и моноклинная сера.