Номер 347, страница 55 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

347. Какие структурные единицы — атомы, ионы или молекулы — находятся в узлах кристаллических решёток следующих веществ в твёрдом агрегатном состоянии: кислород, нитрат натрия, сера, алмаз, белый фосфор, графит, карбонат кальция, азот, гелий, метан, алюминий, оксид меди(II)?

Тип структурных единиц, находящихся в узлах кристаллической решётки, определяется типом химической связи в веществе. В зависимости от этого различают четыре основных типа кристаллических решёток: ионные, атомные, молекулярные и металлические.

кислород: В твёрдом состоянии кислород ($O_2$) является веществом немолекулярного строения с ковалентной неполярной связью. Его кристаллическая решётка относится к молекулярному типу. В узлах такой решётки расположены молекулы $O_2$, связанные между собой слабыми межмолекулярными силами (силами Ван-дер-Ваальса).

Ответ: молекулы.

нитрат натрия: Нитрат натрия ($NaNO_3$) — это типичная соль, ионное соединение, состоящее из катионов натрия ($Na^+$) и нитрат-анионов ($NO_3^-$). Между этими ионами действуют сильные электростатические силы притяжения, которые формируют ионную кристаллическую решётку.

Ответ: ионы ($Na^+$ и $NO_3^-$).

сера: В твёрдом состоянии при комнатной температуре сера ($S$) существует в виде ромбической серы, которая состоит из циклических молекул $S_8$. Эти молекулы располагаются в узлах молекулярной кристаллической решётки.

Ответ: молекулы ($S_8$).

алмаз: Алмаз является аллотропной модификацией углерода ($C$). В его кристалле каждый атом углерода соединён прочными ковалентными связями с четырьмя соседними атомами, образуя гигантскую трёхмерную структуру. Это классический пример атомной кристаллической решётки.

Ответ: атомы.

белый фосфор: Белый фосфор — это аллотропная модификация фосфора, состоящая из отдельных молекул тетраэдрической формы ($P_4$). В твёрдом состоянии эти молекулы образуют молекулярную кристаллическую решётку.

Ответ: молекулы ($P_4$).

графит: Графит, как и алмаз, является аллотропной модификацией углерода ($C$). Он имеет слоистую атомную кристаллическую решётку. В каждом слое атомы углерода прочно связаны ковалентными связями, образуя шестиугольники. Связи между слоями значительно слабее.

Ответ: атомы.

карбонат кальция: Карбонат кальция ($CaCO_3$) — это соль, состоящая из катионов кальция ($Ca^{2+}$) и карбонат-анионов ($CO_3^{2-}$). Вещество имеет ионную кристаллическую решётку, в узлах которой находятся эти ионы.

Ответ: ионы ($Ca^{2+}$ и $CO_3^{2-}$).

азот: В твёрдом состоянии азот ($N_2$) образует молекулярную кристаллическую решётку, так как он состоит из двухатомных молекул $N_2$, связанных между собой слабыми межмолекулярными взаимодействиями.

Ответ: молекулы.

гелий: Гелий ($He$) — инертный газ. В твёрдом состоянии (достигается при очень низких температурах и высоком давлении) он образует кристаллическую решётку, в узлах которой находятся отдельные атомы гелия, удерживаемые слабыми силами Ван-дер-Ваальса. Несмотря на слабые связи, структурной единицей является атом.

Ответ: атомы.

метан: Метан ($CH_4$) — органическое вещество, состоящее из молекул. В твёрдом состоянии он образует молекулярную кристаллическую решётку, в узлах которой находятся молекулы метана.

Ответ: молекулы.

алюминий: Алюминий ($Al$) — это металл. Металлы имеют металлическую кристаллическую решётку. В её узлах находятся положительно заряженные ионы (или атомы) металла, а между ними свободно перемещаются обобществлённые электроны («электронный газ»). В рамках данного вопроса структурные единицы в узлах можно считать атомами.

Ответ: атомы.

оксид меди(II): Оксид меди(II) ($CuO$) является соединением металла и неметалла с преимущественно ионным типом связи. Он образует ионную кристаллическую решётку, в узлах которой находятся катионы меди ($Cu^{2+}$) и анионы кислорода ($O^{2-}$).

Ответ: ионы ($Cu^{2+}$ и $O^{2-}$).