Номер 1, страница 102 - гдз по химии 9 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Глава 5. Азот и фосфор. Параграф 29. Фосфор. Вопросы в начале параграфа - номер 1, страница 102.

Условие.

● Что такое аллотропия?

Решение.

Решение 2.

Аллотропия — это явление существования одного и того же химического элемента в виде двух или более простых веществ, которые различаются по своему строению и, как следствие, по своим физическим и химическим свойствам. Эти различные формы называются аллотропными модификациями или аллотропами.

Причины возникновения аллотропии могут быть разными:

• Разный состав молекул, то есть разное количество атомов элемента в одной молекуле.
• Разное строение кристаллической решетки, то есть различное взаимное расположение атомов или молекул в твердом состоянии.

Рассмотрим наиболее известные примеры аллотропии.

1. Углерод (C)

Углерод обладает множеством аллотропных модификаций, что связано с его способностью образовывать прочные связи разного типа. Основные аллотропы:

• Алмаз: атомы углерода образуют прочную трехмерную тетраэдрическую кристаллическую решетку. Это самое твердое из известных природных веществ, прозрачное и не проводит электрический ток.
• Графит: атомы углерода расположены в виде плоских слоев, которые слабо связаны между собой. Графит мягкий, непрозрачный, жирный на ощупь и хорошо проводит электрический ток.
• Фуллерены: молекулярные соединения углерода, представляющие собой замкнутые каркасные структуры. Самый известный фуллерен — $C_{60}$, молекула которого похожа на футбольный мяч.
• Графен: представляет собой одиночный слой атомов углерода, толщиной в один атом, соединенных в гексагональную двумерную кристаллическую решётку. Обладает уникальными электронными и механическими свойствами.
• Карбин: линейная форма углерода, состоящая из цепочек атомов.

2. Кислород (O)

Это классический пример аллотропии, обусловленной разным числом атомов в молекуле.

• Кислород: молекула состоит из двух атомов ($O_2$). Это газ без цвета и запаха, поддерживающий горение и необходимый для дыхания большинства живых организмов.
• Озон: молекула состоит из трех атомов ($O_3$). Это газ голубоватого цвета с резким характерным запахом. Озон является сильным окислителем, в больших концентрациях ядовит. В стратосфере озоновый слой защищает Землю от жесткого ультрафиолетового излучения.

3. Фосфор (P)

Фосфор также образует несколько аллотропных модификаций, различающихся строением кристаллической решетки и свойствами.

• Белый фосфор: состоит из молекул $P_4$. Это воскообразное, очень ядовитое вещество, которое самовоспламеняется на воздухе и светится в темноте (хемолюминесценция).
• Красный фосфор: имеет полимерное строение. Это порошок красного цвета, неядовитый, не светится в темноте и воспламеняется только при нагревании.
• Черный фосфор: наиболее устойчивая модификация. По строению напоминает графит, имеет слоистую структуру, обладает полупроводниковыми свойствами.

4. Сера (S)

Для серы характерно образование различных кристаллических форм.

• Ромбическая сера: устойчива при комнатной температуре. Представляет собой желтые кристаллы, состоящие из циклических молекул $S_8$.
• Моноклинная сера: образуется при нагревании ромбической серы выше 95.6°C. Состоит из тех же молекул $S_8$, но они упакованы в другую кристаллическую решетку.

Таким образом, аллотропия — это фундаментальное свойство некоторых химических элементов, которое наглядно демонстрирует, как структура вещества определяет его свойства.

Ответ: Аллотропия — это способность химического элемента существовать в форме двух или более простых веществ (аллотропных модификаций), отличающихся друг от друга строением и свойствами. Причиной аллотропии может быть либо разное число атомов в молекуле (как у кислорода $O_2$ и озона $O_3$), либо различное строение кристаллической решетки (как у алмаза и графита — аллотропов углерода).