ГДЗ по химии, 11 класс, Габриелян, номер 5.4: Ковалентная химическая связь

План решения:

• Дать общую характеристику атомной кристаллической решётки (тип связи, свойства).
• Привести примеры простых и сложных веществ с таким типом решётки.
• Составить сравнительную таблицу или список различий между веществами с атомной и ионной решётками по ключевым физическим свойствам.

Характеристика атомных кристаллических решёток:

В узлах атомной кристаллической решётки находятся атомы , которые связаны друг с другом прочными ковалентными связями . Эта связь может быть как неполярной (в простых веществах), так и полярной (в сложных веществах). Из-за высокой энергии ковалентной связи такие кристаллы обладают очень большой твёрдостью, высокой температурой плавления и кипения. Они, как правило, нерастворимы в воде и других растворителях и являются плохими проводниками электрического тока (кроме графита).

Типы веществ, образующих атомные решётки:

1. Простые вещества: алмаз (C), кремний (Si), германий (Ge), бор (B), кварц (если рассматривать его как минерал SiO₂, то это сложное вещество, но часто путают; правильнее привести пример простого вещества — алмаз).
2. Сложные вещества: диоксид кремния (SiO₂), карбид кремния (SiC), нитрид бора (BN).

Сравнение веществ с атомными и ионными кристаллическими решётками:

Для наглядности сравним два типа веществ по основным признакам:

• Частицы в узлах: в атомной решётке — нейтральные атомы; в ионной — катионы и анионы.
• Тип связи: в атомной — ковалентная (направленная); в ионной — ионная (ненаравленная электростатическое притяжение).
• Твёрдость: вещества с атомной решёткой обычно исключительно твёрдые (алмаз — самый твёрдый природный материал); вещества с ионной решёткой также твёрдые, но более хрупкие.
• Температура плавления: у атомных решёток она очень высокая (например, у SiO₂ около 1700^°C); у ионных она тоже высокая, но, как правило, ниже, чем у атомных аналогов (например, у NaCl около 800^°C).
• Растворимость: атомные решётки практически не растворяются ни в воде, ни в органических растворителях; ионные решётки часто хорошо растворяются в полярных растворителях (воде).
• Электропроводность: в твёрдом состоянии оба типа непроводники. Однако расплавы и водные растворы ионных соединений проводят ток за счёт подвижных ионов, тогда как атомные вещества плавятся при таких высоких температурах, что их расплавы редко используются для электролиза, и они остаются преимущественно изоляторами (кроме полупроводниковых свойств некоторых элементов).