Повні розв’язки, як у зошиті. Хочеш розібратися самостійно — під кожним завданням є «Пояснення з репетитором».
§ 1. Хімічний зв’язок і будова речовини. Повторення питань курсу 8-го класу
Завдання 3
Зв'язок властивостей і ґраток
Поясніть взаємозв'язок між фізичними властивостями речовин і кристалічними ґратками в них для випадків: а) йонних; б) молекулярних; в) атомних.
Розв’язання
Для йонних ґраток частинки (йони) утримуються сильним електростатичним притяганням, тому такі речовини тверді, крихкі, мають високу температуру плавлення і не леткі.
Для молекулярних ґраток частинки — це окремі молекули, які слабко взаємодіють між собою; отже, такі речовини часто є газами або легкоплавкими твердими тілами, можуть мати запах і добре розчинятися.
Для атомних ґраток атоми пов'язані міцними ковалентними зв'язками в просторову сітку, тому речовини дуже тверді, мають дуже високу температуру плавлення і не леткі.
Відповідь:
а) Твердість, крихкість, високі температури плавлення; б) Низькі температури плавлення, леткість, можливі запах; в) Дуже висока твердість, дуже високі температури плавлення, нелеткість.
Завдання 4
Електронна конфігурація атомів
Визначте число електронних пар і неспарених електронів на зовнішньому енергетичному рівні атомів: а) Хлору; б) Сульфуру; в) Фосфору.
Розв’язання
Хлор (Cl) — 17-й елемент; конфігурація 2,8,7. На зовнішньому рівні 7 електронів: це три повні пари (6 електронів) і один неспарений електрон.
Сульфур (S) — 16-й елемент; конфігурація 2,8,6. На зовнішньому рівні 6 електронів: це три повні пари (6 електронів), неспарених немає (але зазвичай у молекулах вони спарюються, в атомі — три пари).
Фосфор (P) — 15-й елемент; конфігурація 2,8,5. На зовнішньому рівні 5 електронів: це дві повні пари (4 електрони) і один неспарений електрон.
Назвіть по дві хімічні сполуки, у яких атоми Оксигену утворюють зв'язок: а) йонний; б) ковалентний.
Розв’язання
Для йонного зв'язку Оксигену потрібен метал (наприклад, Натрій або Кальцій). Утворюються солі типу оксидів металів (Na2O, CaO), де іони O2− притягуються до катіонів.
Для ковалентного зв'язку Оксигену потрібен неметал (наприклад, Вуглець або Гідроген). Утворюються молекули типу оксидів (CO2) або води (H2O), де електрони спільні.
Записати електронні формули молекул: а) HCl; б) H₂S; в) NH₃. Визначити кількість спільних і неподілених електронних пар у кожній речовині.
Розв’язання
Для HCl: Гідроген має 1 електрон, Хлор — 7 (3s23p5). Вони утворюють одну спільну пару. У молекулі є 1 спільна пара та 6 неподілених пар (3 на атомі Cl).
Для H₂S: Сульфур має 6 валентних електронів (3s23p4), кожен Гідроген — 1. Сульфур утворює дві спільні пари з двома атомами Гідрогену, залишаючи дві неподілені пари на собі. У молекулі 2 спільні та 2 неподілені пари.
Для NH₃: Азот має 5 валентних електронів (2s22p3), кожен Гідроген — 1. Азот утворює три спільні пари з трьома атомами Гідрогену, залишаючи одну неподілену пару на собі. У молекулі 3 спільні та 1 неподілена пара.
Випишіть із списку речовин (CaBr2, Si, O2, CuO, Br2, C (алмаз), NaNO3, HCl, Fe2(SO4)3, CO2, SiC, H2O, SiO2) ті, що мають а) атомні; б) йонні; в) молекулярні ґратки.
Розв’язання
Аналізуємо склад речовин: Si, C (алмаз) та SiC — прості речовини або сполуки неметалів з ковалентними зв'язками, що утворюють атомні ґратки.
Речовини CaBr2, CuO, NaNO3, Fe2(SO4)3 складаються з йонів металів та неметалів (або поліатомних іонів), отже мають йонні ґратки.
Решта речовин (O2, Br2, HCl, CO2, H2O) утворюють молекули, які в твердому стані зберігаються за рахунок слабких міжмолекулярних взаємодій (молекулярні ґратки).
Безбарвна речовина добре розчиняється у воді і має високу температуру кипіння. Потрібно визначити тип її кристалічних ґраток та наявність запаху.
Розв’язання
Порівнюємо властивості з таблицею: висока температура кипіння виключає молекулярні ґратки (у них вона низька).
Добре розчинення у воді характерне для йонних сполук (солі) та деяких полярних ковалентних, але поєднання з високою температурою кипіння однозначно вказує на йонний зв'язок.
Йонні речовини не леткі і не мають запаху, оскільки вони не переходять у газоподібний стан при кімнатній температурі.
Відповідь:
Речовина має йонні кристалічні ґратки; вона не має запаху.
Завдання 11
Тип ґраток карборунду за властивостями
Карборунд (SiC) має температуру плавлення 2830∘C і твердість, близьку до алмазу. Визначити тип його кристалічних ґраток.
Розв’язання
Зауважуємо надзвичайно високу температуру плавлення (2830∘C), що перевищує багато йонних сполук.
Твердість, порівнянна з алмазом, є ознакою атомної ґратки, де кожен атом зв'язаний з іншими міцними ковалентними зв'язками.
Карборунд (SiC) — сполука неметалів, що утворює просторову сітку (аналог алмазу).
Відповідь:
Карборунд має атомні кристалічні ґратки.
Завдання 12
Тип кристалічних ґраток ваніліну
Ванілін — безбарвна кристалічна речовина з приємним запахом. Які кристалічні ґратки він має?
Розв’язання
Проаналізуй властивості ваніліну за умовою: він кристалічний, але має запах (леткий) і є безбарвним.
Порівняй ці властивості з таблицею 1 на сторінці 13 підручника. - Йонні ґратки: тверді, крихкі, не мають запаху, висока температура плавлення. - Атомні ґратки: дуже тверді, нелеткі, не мають запаху. - Молекулярні ґратки: часто легкоплавкі або леткі, можуть мати запах.
Висновок: наявність запаху свідчить про те, що молекули ваніліну слабко утримуються в кристалі, що відповідає властивостям молекулярних ґраток.