Завдання 1
Йонні кристали — це тверді тіла, утворені з позитивних і негативних йонів, які утримуються разом міцними електростатичними силами в кристалічній ґратці.
Атомні кристали утворені ковалентними зв’язками, які виникають між атомами в усіх напрямках, що створює суцільну тривимірну сітку.
Молекулярні кристали, на відміну від атомних, утворені молекулами, що взаємодіють між собою за допомогою слабких міжмолекулярних сил.
Завдання 2
Що таке кристалічна ґратка? Кристалічна ґратка — це геометрично правильне тривимірне розміщення структурних частинок (атомів, йонів, молекул) у кристалі.
Як упорядковані частинки в атомних і молекулярних кристалах? У кристалічних речовинах атоми і молекули утворюють строго впорядковану, регулярну структуру, яка повторюється в усіх напрямках і називають кристалічною ґраткою.
Які фізичні властивості характерні для атомних і молекулярних кристалічних речовин? Атомні кристалічні речовини є надзвичайно твердими, крихкими, з високими температурами плавлення, не розчиняються у воді, не проводять електричний струм, за винятком графіта. Молекулярні кристалічні речовини є за звичайних умов найчастіше рідинами або газами, леткими, крихкими, з невисокими температурами плавлення та кипіння.
Завдання 3
Як фізичні властивості кристалів залежать від виду зв'язку між частинками?
Ковалентні і йонні зв'язки між частинками є міцнішими у порівнянні зі слабкими міжмолекулярними взаємодіями, тому атомні і йонні кристали, на відміну від молекулярних, є твердими, мають високі температури плавлення.
Завдання 4
Використовуючи додаткові джерела інформації, наведіть приклади атомних і молекулярних кристалічних речовин і їхнього використання.
Приклади атомних кристалічних речовин: алмаз, графіт, кремній.
Завдяки твердості алмаз використовують для різання скла та пластику, у бурильних установках. Завдяки шаруватій будові графіт слугує змащувальним матеріалом, з нього роблять стержні олівців; його електропровідність дає змогу виготовляти з нього електричні контакти й електроди, стержні в ядерних реакторах. Кремній використовується в техніці й електроніці.
Приклади молекулярних кристалічних речовин: сірка, лід, нафталін.
Сірку використовують в хімічній промисловості, гумовій промисловості, сільському господарстві, побуті. Лід використовують в харчовій промисловості та кулінарії, медицині та косметології. Нафталін використовують в хімічній промисловості, побуті.
Завдання 5
Чому молекулярні кристали зазвичай не проводять електричний струм?
Молекулярні кристали не проводять електричний струм, бо в своїй структурі мають електронейтральні молекули, а не вільні носії струму — електрони чи йони.
Завдання 6
Як відрізняються температури плавлення атомних, молекулярних і йонних кристалів? Поясніть причини.
Температури плавлення кристалів тим вищі, чим менше енергії треба затратити на розірвання хімічних зв'язків між частинками кристалічної ґратки. Отже, найвища температура плавлення в атомних кристалах, бо для розірвання міцних ковалентних зв'язків між атомами потрібно затратити найбільше енергії. Значно нижчою є температура плавлення в йонних кристалах, бо для розірвання йонного зв'язку між йонами потрібно затратити менше енергії. Найнижчою є температура плавлення в молекулярних кристалах, бо на розірвання слабких міжмолекулярних взаємодій потрібно затратити найменшу кількість енергії.
Завдання 7
Чому атомні кристали мають вищу твердість порівняно з молекулярними та йонними?
В атомних кристалах усі атоми з'єднані міцними ковалентними зв'язками, створюючи міцну внутрішню структуру, яку нелегко зруйнувати.
Завдання 8
Вставте пропущені слова:
1) У вузлах молекулярних кристалічних ґраток містяться молекули, що зв’язані між собою слабкими міжмолекулярними взаємодіями. Сполуки з цим видом кристалічної ґратки мають низькі температури плавлення й кипіння.
2) Сполуки з атомною кристалічною ґраткою мають високі температури плавлення та кипіння, тверді та нерозчинні у воді.
| Тип зв'язку | |
| Йонний | |
|
1. S8 7. H2 13. CaH2 19. NH3
2. PH3 8. N2 14. Br2 20. PH3
3. CH4 9. H2S 15. C 21. SO2
4. FeCl3 10. Al2O3 16. Cl2 22. SiO2
5. O2 11. K2S 17. CaF2 23. P4
6. F2 12. MgO 18. LiCl
|
|
| Полярний ковалентний | Неполярний ковалентний |
|
1. S8 7. H2 13. CaH2 19. NH3
2. PH3 8. N2 14. Br2 20. PH3
3. CH4 9. H2S 15. C 21. SO2
4. FeCl3 10. Al2O3 16. Cl2 22. SiO2
5. O2 11. K2S 17. CaF2 23. P4
6. F2 12. MgO 18. LiCl
|
1. S8 7. H2 13. CaH2 19. NH3
2. PH3 8. N2 14. Br2 20. PH3
3. CH4 9. H2S 15. C 21. SO2
4. FeCl3 10. Al2O3 16. Cl2 22. SiO2
5. O2 11. K2S 17. CaF2 23. P4
6. F2 12. MgO 18. LiCl
|
Перевірте себе
2 Знайдіть і виправте помилки, якщо вони є в даних твердженнях:
1) Кварц і кухонна сіль мають високі температури плавлення.
2) Вода та вуглекислий газ у твердому стані утворюють атомні молекулярні кристали.
ДОСЛІДЖУЄМО
Порівняння фізичних властивостей сполук
йонної, атомної та молекулярної будови.
Гіпотеза. За фізичними властивостями можна визначити будову речовин, тип кристалічної ґратки.
|
Фізичні властивості
|
Речовина | ||
| Цукор | Кухонна сіль | Графіт | |
| Агрегатний стан | твердий | твердий | твердий |
| Колір |
безбарвний (в масі білий) |
безбарвний (в масі білий) |
чорний
|
| Блиск | відсутній | відсутній | наявний |
| Запах | відсутній | відсутній | відсутній |
| Розчинність у воді | розчинний | розчинна | нерозчинний |
| Міцність | крихкий | крихка | міцний |
|
Температура плавлення |
низька | висока | дуже висока |
|
Тип кристалічної ґратки |
молекулярна |
йонна |
атомна |
Нашу гіпотезу підтверджено. Кухонна сіль має йонну будову, цукор має молекулярну будову, а графіт має атомну будову.
Самоконтроль знань
із теми «Досліджуємо будову речовини»
Вправа 1
Хімічний зв’язок —
а) це відстань між ядрами двох атомів;
б) показник міцності і стійкості до розриву;
в) зв’язок між частинками речовини, який утримує їх разом у молекулі або кристалі;
г) умовна величина, яка характеризує здатність атомів елемента відтягувати до себе електрони.
Відповідь: в)
Вправа 2
Зв’язок, який виникає між атомами неметалічних елементів з різною електронегативністю:
| а) йонний | б) полярний ковалентний |
|
в) неполярний ковалентний г) неметалічний
|
г) неметалічний
|
Вправа 3
Укажіть хімічну формулу речовини, у молекулі якої між атомами утворюється одна спільна електронна пара:
| а) О2 | б) НBr | в) NH3 | г) H2O |
Відповідь: б)
Вправа 4
Укажіть тип хімічного зв’язку в речовині, формула якої CsF:
| а) неполярний ковалентний | б) полярний ковалентний |
| в) йонний | г) металічний |
Відповідь: в)
Вправа 5
Хімічні формули речовин із йонним типом хімічного зв’язку:
|
1) NaCl
2) HI
3) H2S
4) K3N
5) O2
6) NaF
|
а) 1, 2, 4
б) 2, 3, 4
в) 1, 4, 6
г) 1, 3, 5
|
Відповідь: в)
Вправа 6
Назва речовини з молекулярною кристалічною ґраткою:
| а) алмаз | б) водень | в) калій йодид | г) кальцій нітрид |
Відповідь: б)
Вправа 7
Проаналізуйте твердження. Чи є поміж них правильні?
І. У сполуці NH3 спільні електронні пари зміщені до Гідроґену, оскільки його електронегативність нижча, ніж у Нітроґену
ІІ. У сполуці N2 спільні електронні пари розміщені на однаковій відстані від ядер обох атомів Нітроґену
Відповідь: б) лише ІІ
Вправа 8
Увідповідніть електронні формули атомів хімічних елементів із типом зв’язку в утворених ними сполуках:
| Тип хімічного зв’язку | Електронні формули |
|
а) йонний
б) ковалентний полярний
в) ковалентний неполярний
|
1) 1ē і 2ē, 8ē, 7ē
2) 2ē, 6ē і 2ē, 6ē
3) 2ē, 1ē і 2ē, 8ē, 6ē
4) 2ē, 8ē, 1ē і 2ē, 8ē, 1ē
|
Вправа 9
Увідповідніть хімічні формули сполук із кількістю спільних електронних пар у них:
| Кількість спільних пар | Хімічна формула |
|
а) 1
б) 2
в) 3
г) 4
|
1) NН3
2) О2
3) СН4
4) Н2
5) SO3
|
Вправа 10
Розмістіть формули речовин у порядку зростання полярності зв’язку:
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| а) H2 | в) СН4 | г) HCl | б) H2О | ґ) HF |
Вправа 11
Йонні кристалічні ґратки має речовина, що утворена елементами з електронними формулами:
| а) 2ē, 8ē, 4ē і 2ē, 8ē, 6ē | б) 1ē і 2ē, 8ē, 7ē |
| в) 1ē і 2ē, 5ē | г) 2ē, 8ē, 2ē і 2ē, 5ē |
Відповідь: г)
Вправа 12
Проаналізуйте перелік речовин, хімічні формули яких: CuСl2; N2O; S8; FeO; CO2; CaO; Cl2. У цьому переліку сполуки: з йонним зв’язком (І), з неполярним ковалентним зв’язком (ІІ), з полярним ковалентним зв’язком (ІІІ):
| I | II | III | |
| а) |
CuСl2, FeO, CaO
|
S8, Cl2 | N2O, CO2 |
| б) |
S8, Cl2
|
NaO, FeO, CO2, CaO | CuCl2 |
| в) |
FeO, CO2, CaO
|
CuСl2, S8, Cl2 |
N2O |
| г) |
CuСl2, FeO, CaO
|
N2O, CO2 | S8, Cl2 |
Відповідь: а)