Завдання 1
Йон — це заряджена частинка, що утворюється з атома внаслідок віддавання або приєднання електрона.
Катіон — це позитивно заряджений йон (утворюється під час віддавання атомом електронів).
Аніон — це негативно заряджений йон (утворюється під час приєднання атомом електронів).
Завдання 2
Йонний зв'язок утворюється в результаті повної передачі одного або кількох електронів від атома металічного елемента до атома неметалічного елемента, внаслідок чого утворюються йони з різними зарядами, які взаємно притягуються, що й забезпечує стійкість йонної сполуки.
Як упорядковані частинки в йонних речовинах? Йони в правильному порядку чергуються у вузлах кристалічної градки.
Які фізичні властивості характерні для йонних кристалів? Високі температури плавлення й кипіння, вони є твердими, добре проводять електричний струм у розчинах та розплавах, більшість добре розчиняються у воді.
Чому йонні кристали зазвичай є твердими та крихкими?
У йонних кристалах усі йони сильно притягуються один до одного, тому кристали є зазвичай твердими. Йонні кристали є крихкими, оскільки навіть невеликий зсув шарів у кристалі наближає один до одного однойменно заряджені йони, відштовхування між якими призводить до послаблення притягання і, як результат, до появи тріщин у кристалі або навіть до його руйнування.
Завдання 3
Поясніть механізм виникнення йонного зв’язку на малюнку. Назвіть йонну сполуку, яка утворилася.
Атом Магнію віддає два електрони зовнішнього енергетичного рівня й перетворюється на катіон Mg2+, у якого завершений зовнішній енергетичний рівень (ним стає передостанній енергетичний рівень атома Магнія), а кожен з двох атомів Хлору приєднує по одному електрону на свій зовнішній енергетичний рівень для його завершення й перетворюється на аніон Cl-. Між різнойменними зарядженими частинками Мg2+ i Cl- діють сили притягування, виникає йонний зв'язок, утворюється сполука магній хлорид MgCl2.
Завдання 4
Використовуючи додаткові джерела інформації, наведіть приклади йонних сполук і їхнього використання.
Натрій хлорид NaCl (кухонна сіль) застосовують в харчовій промисловості, в медицині (фізіологічний розчин).
Кальцій карбонат (вапняк, мармур, крейда) в якості вапняка використовується як будівельний матеріал, з нього добувають кальцій оксид (негашене вапно), в якості мармура — в будівництві й архітектурі як облицювальний та декоративний матеріал, виготовляють скульптури, статуетки, різьблені барельєфи, а в якості крайди — в паперовій та гумовій промисловості як наповнювач, у будівництві, а також входить до складу зубного порошку.
Завдання 5
Які умови потрібні для формування стійкої йонної кристалічної структури? Які особливості структури йонних кристалів можна спостерігати під мікроскопом?
У типових йонних кристалах йони утворюють кубічну ґратку, де кожен катіон оточений аніонами та навпаки. Таке розташування забезпечує стійкість структури. Під мікроскопом можна побачити пласкі грані і прямі ребра кристала, які зберігаються, навіть якщо розбити кристал.
Завдання 6*
Наприклад, для забезпечення римської армії запасами їжі під час довгого походу необхідно було зберегти м’ясо масою 1000 кг протягом місяця. Відомо, що для консервування м’яса масою 1 кг потрібно використати сіль кількістю речовини 1,71 моль. Обчисліть масу (кг) солі, яку потрібно було для цього підготувати.
Відомо: n(NaCl) = 1,71 моль, m(м'яса)=1000 кг
Знайти: m(NaCl) – ?
Розв’язання
1. Обчислюємо масу солі, необхідну для зберігання 1 кг м'яса.
М(NaCl) = 58,5 г/моль
m(NaCl) = n(NaCl) • M(NaCl) = 1,71 моль • 58,5 г/моль = 100,035 г = 0,1 кг
2. Обчислюємо масу солі, необхідну для зберігання 1000 кг м'яса.
0,1 кг • 1000 = 100 г
Відповідь: 100 г.
Поміркуйте, які властивості йонної сполуки зумовлюють процес консервування. За потреби використайте додаткові джерела інформації.
Сіль — йонна речовина, що добре розчиняється у воді й має антисептичні властивості, які використовуються під час консервування продуктів, запобігаючи розвитку шкідливих бактерій.
Завдання 7
Відомо, що кухонна сіль використовується для очищення доріг узимку. Хоча це допомагає зменшити ризик аварій на дорогах, надмірне застосування солі може негативно впливати на навколишнє середовище. Солона вода стікає у водойми, а це шкодить їх мешканцям. Також сіль може спричиняти ерозію ґрунту та пошкодження кореневої системи рослин.
Використовуючи додаткові джерела інформації, дайте відповіді на запитання:
Який вплив має надмірна кількість солі на прісноводні екосистеми? Підвищує мінералізацію водойм, порушуючи стабільність екосистем.
Які сполуки можна використовувати як менш шкідливі альтернативи для обробки доріг? Силіцій оксид (пісок).
Які заходи можуть бути запроваджені для зменшення негативного впливу солі на довкілля?
Перевірте себе
1 Виконайте вправу.
Йонний зв'язок: CsCl, MgO, ZnS, KBr, K2O, AlCl3, Ca3P2, Na2S, CaO, NaCl, Na2O
Ковалентний полярний зв'язок: H3PO4, CO, NO2, HF, NO, NH3, HI, SO3, N2O5, SiH4, CO2, HCl
Ковалентний полярний зв'язок: F2, N2, S8, H2, I2, O2, P4, Br2
2 Знайдіть і виправте помилки, якщо вони є в даних твердженнях:
1) Кухонна сіль Натрій хлорид має йонну кристалічну ґратку.
2) Йонні кристали мають високі температури плавлення й добре розчинні у воді.