Задания с комментариями и решениями

Пример 17. Молекулярную кристаллическую решетку имеет каждое из двух веществ:

1) графит и алмаз

2) кремний и иод

3) хлор и оксид углерода(IV)

4) хлорид бария и оксид бария

В зависимости от вида частиц и характера связи между ними различают четыре типа кристаллических решёток: ионные, атомные, молекулярные и металлические. В узлах кристаллических решёток алмаза и кремния находятся атомы, соединенные прочными ковалентными связями. Вещества хлорид бария и оксид бария образованы по типу ионной связи. Кристаллические решетки, в узлах которых находятся молекулы (полярные и неполярные), называются молекулярными. Только хлор, молекула которого образована ковалентной неполярной связью, и оксид углерода(1У), для молекулы которого характерна ковалентная полярная связь, имеют молекулярные кристаллические решетки.

Пример 18. Кристаллическая решётка алмаза и графита

1) атомная

2) металлическая

4) молекулярная

Простые вещества - аллотропные разновидности углерода - не могут иметь ионное строение. Металлическая решётка для неметалла углерода также невозможна. Наконец, исключим молекулярную решётку, т.к. ни алмаз, ни графит не образуют изолированных молекул. Кристаллическая решётка алмаза и графита - атомная.

Пример 19. Немолекулярное строение имеет

1) фуллерен

4) углекислый газ

Фуллерен - аллотропная модификация углерода - состоит из отдельных молекул С 60 и С 70 , т.е. имеет молекулярное строение. Молекулярное строение имеют также вода и углекислый газ. Они состоят, соответственно, из молекул Н 2 O и СO 2 . Методом исключения приходим к выводу, что немолекулярное строение имеет алмаз. Действительно, высокая твёрдость и высокая температура плавления алмаза свидетельствуют о немолекулярной природе этого вещества. Кристаллическая решетка алмаза - атомная.

Задания для самостоятельной работы

50. К веществам с молекулярным строением относятся

2) оксид углерода(II)

4) оксид кремния(IV)

5) оксид железа(III)

51. Веществами молекулярного строения являются

3) С 3 Н 7 ОН

52. Ионную кристаллическую решётку имеют

2) уксусная кислота

3) поваренная соль

5) сахароза

53. Молекулярное строение имеют

54.

3) оксид водорода

4) оксид калия

5) оксид кремния

55. Молекулярное строение имеют

2) оксид алюминия

3) белый фосфор

5) бромид калия

56. Молекулярное строение имеют

1) поваренная соль

2) кремнезем

3) глицерин

5) медный купорос

57. Молекулярное строение имеют

58. Немолекулярное строение имеют

59. Ионную кристаллическую решетку имеют

2) хлорид цезия

3) хлорид фосфора(III)

4) оксид углерода(II)

5) оксид натрия

60. Кристаллическая решетка сульфата натрия

2) молекулярная

3) металлическая

4) атомная

61. Графит имеет кристаллическую решетку

Зависимость свойств веществ от строения молекул

Урок открытых мыслей

Цели . Образовательная – закрепить и углубить знания учащихся по теории химического строения, ее основным положениям.
Воспитательная – содействовать формированию причинно-следственных связей и отношений.
Развивающая – развитие мыслительных умений, способности переносить знания и умения в новые ситуации.
Оборудование и реактивы. Набор шаростержневых моделей; образцы натурального и синтетического каучука, диэтиловый эфир, бутанол, этанол, фенол, литий, натрий, раствор лакмуса, бромная вода, муравьиная и уксусная кислоты.
Девиз . «Всякое вещество – от самого простого до самого сложного – имеет три различные, но взаимосвязанные стороны – свойство, состав, строение» (В.М.Кедров).

ХОД УРОКА

Что включает в себя понятие «зависимость»? (Узнать мнение учащихся).
На доске написать определение: «Зависимость –
1) отношение одного явления к другому как следствие к причине;
2) подчиненность другим при отсутствии самостоятельности, свободы» (словарь С.И.Ожегова).

Цели урока определим совместно, составив схему:

Мотивационно-ориентационный блок

Интеллектуальная разминка

Определите верность приведенных ниже суждений, подтвердите ваши ответы примерами.

Теорию химического строения открыл Д.И.Менделеев.
Ответ . А.М.Бутлеров, 1861 г.

Валентность углерода в органических соединениях может быть II и IV.
Ответ . Валентность углерода – чаще всего IV.

Атомы, образующие молекулы органических веществ, связаны беспорядочно, без учета валентности.
Ответ . Атомы в молекулах связаны в определенной последовательности согласно их валентности.

Свойства веществ не зависят от строения молекул.
Ответ . Бутлеров в теории химического строения утверждал, что свойства органических соединений определяются составом и строением их молекул.

Операционно-исполнительный блок

Фактор пространственного строения

Что вам известно о пространственном строении молекул алканов и алкенов?
Ответ . В алканах при каждом углероде – четыре соседних атома, которые располагаются в вершинах тетраэдра. Сам углерод находится в центре тетраэдра. Тип гибридизации атома углерода – sp 3 , углы между связями (Н–С–С, Н–С–Н, С–С–С) - 109°28". Строение углеродной цепи – зигзагообразное.
В алкенах два атома углерода, связанных двойной связью, и четыре атома при них с одинарными связями находятся в одной плоскости. Тип гибридизации атомов – sp 2 , углы между связями (Н–С=С, C–С=С) - 120°.

Вспомните, в чем отличие пространственного строения молекул натурального каучука и синтетического.
Ответ . Натуральный каучук – линейный полимер изопрена – имеет строение цис -1,4-полиизопрена. Синтетический каучук может иметь строение транс -1,4-полиизопрена.

Одинакова ли эластичность этих каучуков?
Ответ . Цисформа более эластична, чем трансформа. Молекулы натурального каучука длиннее и более упруго закручены (сначала в спираль, а потом в клубок), чем молекулы синтетического каучука.

Крахмал (С 5 Н 10 О 5) m – белый аморфный порошок, а целлюлоза (С 5 Н 10 О 5) n – волокнистое вещество.
В чем причина такого различия?
Ответ . Крахмал – полимер -глюкозы, тогда как целлюлоза – полимер-глюкозы.

Отличаются ли химические свойства крахмала и целлюлозы?
Ответ . Крахмал + I 2 синий р-р,
целлюлоза + HNO 3 нитроцеллюлоза.

Вывод . От пространственного строения зависят как физические, так и химические свойства.

Фактор химического строения

Что является главной идеей теории химического строения?
Ответ . Химическое строение отражает зависимость свойств веществ от порядка соединения атомов и их взаимодействия.

Определите, что общего у веществ:

Ответ . Состав.

Сравните физические свойства данных веществ. В чем вы видите причину такого отличия?
На основании распределения электронной плотности химической связи определите, какая молекула более полярна? С чем это связано?
Ответ . –ОН водородную связь.

Демонстрационный эксперимент

Вывод . Реакционная способность спирта определяется взаимным влиянием атомов в молекуле.

Фактор электронного строения

В чем заключается сущность взаимного влияния атомов?
Ответ . Взаимное влияние состоит во взаимодействии электронных структур атомов, что приводит к смещению электронной плотности химических связей.

Лабораторная работа

Учитель . На ваших столах стоят наборы для лабораторной работы. Выполните задание и докажите экспериментально зависимость свойств веществ от электронного строения. Работа в парах. Строго соблюдайте правила техники безопасности.
Вариант I . Проведите исследование химических свойств этанола и фенола. Докажите зависимость их реакционной способности от электронного строения. Используйте реагенты – металлический литий и бромную воду. Составьте уравнения возможных реакций. Покажите смещение электронной плотности химической связи в молекулах.
Вариант II . Поясните сущность взаимного влияния карбоксильной группы –СООН и заместителя при карбонильном углероде в молекулах карбоновых кислот. Рассмотрите на примере муравьиной и уксусной кислот. Используйте раствор лакмуса и литий. Составьте уравнения реакций. Покажите смещение электронной плотности химической связи в молекулах.

Вывод . Химические свойства зависят от взаимного влияния атомов.

Итоговый контроль знаний

Учитель . Подведем итог нашего урока. Мы с вами подтвердили, что свойства веществ зависят от пространственного химического и электронного строения.
1. Формулы НСООН, С 6 Н 5 ОН и C 4 H 9 COОН запишите в порядке возрастания кислотных свойств веществ.
2. Расположите формулы СН 3 СООН, С 3 Н 7 СООН, СН 3 ОН, ClCH 2 СООН в порядке убывания кислотных свойств веществ.
3. У какого альдегида:

более активная альдегидная группа? Почему?
Оцените свою работу на уроке.

Л.А.ЕРЕМИНА,
учитель химии школы № 24
(г. Абакан, Хакасия)

Тип кристаллической решетки. Вещества с молекулярной кристаллической решеткой – легкоплавкие, непрочные. Сами частицы при этом расположены в узлах кристаллической решетки. Взаимосвязь между положениемэлемента в Периодической системе и кристаллической решёткой его простого вещества. У веществ с молекулярным строением в узлах кристаллической решетки находятся молекулы с прочными ковалентными связями между атомами.

Темы кодификатора ЕГЭ: Вещества молекулярного и немолекулярного строения. Зависимость свойств веществ от их состава и строения. Атом– это мельчайшая, химически неделимая частица вещества, сохраняющая его химические свойства. Ранее мы уже рассматривали виды химических связей и их свойства.

В зависимости от расположения частиц друг относительно друга свойства образуемых ими веществ могут очень сильно различаться. Большинство известных химических веществ и смесей могут существовать в твердом, жидком и газообразном состояниях. Данная статья рассматривает свойства твердых тел, в зависимости от их строения. Температура плавления – это такая температура, при которой вещество переходит из твердой фазы в жидкую, и наоборот.

Сравнение свойств веществ с различными кристаллическими решетками

Таким образом, ток могут проводить только такие вещества, в которых присутствуют подвижные заряженные частицы. По способности проводить ток вещества делят на проводники и диэлектрики. Проводники – это вещества, которые могут проводить ток (т.е. содержат подвижные заряженные частицы).

Если частицы твердого вещества расположены в пространстве без определенной структуры, такое вещество называют аморфным. Большинство известных нам веществ – кристаллы. Соответственно, такая кристаллическая решетка будет очень прочной, разрушить ее непросто. Атомную кристаллическую решетку могут образовывать атомы с высокой валентностью, т.е. с большим числом связей с соседними атомами (4 или больше). Соответственно, такую кристаллическую решетку, как правило, довольно легко разрушить.

Строение вещества

В узлах кристалла с молекулярной кристаллической структурой расположены молекулы. В случае, если в узлах кристалла находятся заряженные частицы – ионы, мы можем говорить о ионной кристаллической решетке.

Глава 17. Твердые вещества

В зависимости от типа кристалла и типа ионов, образующих кристалл, такие вещества могут быть довольно прочными и тугоплавкими. Примеры таких веществ – поваренная соль NaCl, карбонат кальция – CaCO3 и др. Ионную кристаллическую решетку, как правило, в твердой фазе образуют соли, основания и оксиды металлов.

Химические вещества с ионной кристаллической решеткой: все соединения металлов и неметаллов, соли аммония (например, хлорид аммония NH4Cl). И, наконец, металлы характеризуются особым видом пространственной структуры – металлической кристаллической решеткой, которая обусловлена металлической химической связью.

Для молекулярной решетки это углекислый газ, для атомной кристаллический решетки это алмаз, для металлической - это медь, и для ионной кристаллической решетки - поваренная соль, хлорид натрия. Натрий (а точнее, его соединения) известен и использовался с давних времён. В настоящее время электролиз - основной способ получения натрия. Металлический натрий широко используется как сильный восстановитель в препаративной химии и промышленности, в том числе в металлургии.

В сплаве с калием, а также с рубидием и цезием используется в качестве высокоэффективного теплоносителя. Металлический натрий применяется в качественном анализе органического вещества. В настоящее время (2012 г.) известно 20 изотопов с массовыми числами от 18 до 37 и 2 ядерных изомера натрия. 22Na претерпевает позитронный распад с периодом полураспада 2,6027 года, его используют в качестве источника позитронов и в научных исследованиях.

Натрий входит в состав всех живых организмов. Банка с натрием должна храниться в металлическом несгораемом шкафу (сейфе). В химические взаимодействия вступают не отдельные атомы или молекулы, а вещества. Самым твёрдым веществом в природе является алмаз. Он считается царём всех самоцветов и драгоценных камней.

Нахождение в природе, получение:

В то же время система сохраняет упорядоченную структуру, обусловливающую свойства, характерное для кристаллов. При низких температурах, когда тепловое движение затруднено, частицы строго ориентируются в пространстве и образуют кристаллическую решётку. Четвёртая разновидность кристаллического углерода «лонсдейлит» мало кому известна. Он обнаружен в метеоритах и получен искусственно, а строение его ещё изучается. Однако теперь стало известно, что это тоже кристаллические вещества.

Тест А6 Вещества молекулярного и немолекулярного строения. Тип кристаллической решетки. Зависимость свойств веществ от их состава и строения. 1. Кристаллическая решетка хлорида кальция 1) ионная 2)молекулярная 3) металлическая 4) атомная 2. Молекулярное строение имеет 1) ртуть 2) бром 3) гидроксид натрия 4) сульфат калия 3. Атом является структурной частицей в кристаллической решетке 1) метана 2) водорода 3) кислорода 4) кремния 4. Вещества, обладающие твёрдостью, тугоплавкостью, хорошей растворимостью в воде, как правило, имеют кристаллическую решетку: 1) молекулярную 2) атомную 3) ионную 4) металлическую 5. Молекулярную кристаллическую решетку имеет 1) НВr 2) K2О 3) ВаО 4) КСl 6. Вещества с атомной кристаллической решеткой 1) очень твёрдые и тугоплавкие 2) хрупкие и легкоплавкие 3) проводят электрический ток в растворах 4) проводят электрический ток в расплавах. 7. Молекулярную кристаллическую решетку имеет 1) Са3Р2 2) СО2 3) SO2 4) АlF3 8. Ионную кристаллическую решетку имеет каждое из веществ, расположенных в ряду 1) натрий, хлорид натрия, гидрид натрия 2) кальций, оксид кальция, карбонат кальция 3) бромид натрия, сульфат калия, хлорид железа (II) 4) фосфат магния, хлорид калия, оксид фосфора (V) 9. Кристаллическая решетка графита 1) ионная 2) молекулярная 3) атомная 4) металлическая 10. Вещества, обладающие твердостью, тугоплавкостью, хорошей растворимостью в воде, как правило, имеют кристаллическую решетку 1) молекулярную 2) ионную 3) атомную 4) металлическую 11. Молекулярную кристаллическую решетку имеет 1) кремний 2) оксид углерода(IV) 3) диоксид кремния 4) нитрат аммония 12. Кристаллическая решетка галогенов 1) атомная 2) ионная 3) молекулярная 4) металлическая 13. К веществам с атомной кристаллической решеткой относятся 1) натрий, фтор, оксид серы (IV) 2) свинец, азотная кислота, оксид магния 3) бор, алмаз, карбид кремния 4) хлорид калия, белый фосфор, йод 14. Молекулярное строение имеет 1) цинк 2) нитрат бария 3) гидроксид калия 4) бромоводород 15. Вещества твердые, прочные, с высокой температурой плавления, расплавы которых проводят электрический ток, имеют кристаллическую решетку 1) металлическую 2) молекулярную 3) атомную 4) ионную 16. Ионы являются структурными частицами 1) кислорода 2) воды 3) оксида углерода (IV) 4) хлорида натрия 17. Немолекулярное строение имеют все неметаллы группы 1) углерод, бор, кремний 3) кислород, сера, азот 2) фтор, бром, иод 4) хлор, фосфор, селен 18. Кристаллическую структуру, подобную структуре алмаза, имеет 1) кремнезем 2) оксид натрия 3) оксид углерода (II) 4) белый фосфор Р4 19. Атом является структурной частицей в кристаллической решетке 1) метана 2) водорода 3) кислорода 4) кремния 20. Молекулярную кристаллическую решетку имеет каждое из двух веществ 1) графит и алмаз 2) кремний и йод 3) хлор и оксид углерода(IV) 4) хлорид бария и оксид бария 21. Атомную кристаллическую решетку имеет каждое из двух веществ 1) оксид кремния (IV) и оксид углерода (IV) 2) графит и кремний 3) хлорид калия и фторид натрия 4) хлор и йод 22. Молекулярное строение имеет 1) натрий 2) фруктоза 3) фосфат натрия 4) оксид натрия 23. Молекулярная кристаллическая решетка характерна для каждого из веществ, расположенных в ряду 1) хлорид калия, азот, метан 2) иод, диоксид углерода, озон 3) алюминий, бром, алмаз 4) водород, сульфат магния, оксид железа (III) 24. Оксид кремния тугоплавок, нерастворим в воде. Его кристаллическая решётка 1) атомная 2) молекулярная 3) ионная 4) металлическая 25. В зависимости от характера частиц, образующих кристалл, и от природы сил взаимодействия между ними различают четыре типа кристаллических решеток: 1) ионные, атомные, молекулярные и металлические 2) ионные, ковалентные, атомные и молекулярные 3) металлические, ковалентные, атомные и молекулярные 4) ионные, кубические, треугольные и слоистые 26. Кристаллическая решетка льда: 1) атомная 2) молекулярная 3) ионная 4) металлическая 27. Укажите вещество, которое в твердом состоянии имеет молекулярную кристаллическую решетку. 1) графит 2) натрий 3) гидроксид натрия 4) водород 28. Укажите вещество, которое в твердом состоянии имеет атомную кристаллическую решетку: 1) хлороводород 2) хлор 3) оксид кремния (IV) 4) оксид кальция 29. Для твердых веществ с металлической кристаллической решеткой характерна высокая... 1) растворимость в воде 2) электроотрицательность атомов 3) летучесть 4) электропроводность 30. Кристаллическое вещество образовано частицами Na+ и ОН-. К какому типу принадлежит кристаллическая решетка этого вещества? 1) атомная 2) молекулярная 3) ионная 4) металлическая 31. Немолекулярное строение имеет каждое из двух веществ: 1) S8 и O2 2) Fe и NaCl 3) CO и Mg 4) Na2CO3 и I2 32. Веществом молекулярного строения является 1) озон 2) оксид бария 3) графит 4) сульфид калия 33. Атомная кристаллическая решетка у простого вещества: 1) алмаз 2) медь 3) фтор 4) олово 34. Утверждение о том, что структурной частицей данного вещества является молекула, справедливо только для 1) алмаза 2) поваренной соли 3) кремния 4) азота 35. Ионную кристаллическую решетку имеет 1) вода 2) фторид натрия 3) серебро 4) бром 36. Простые вещества, имеющие одинаковый тип кристаллической решетки, образованы элементами 1) малых периодов 3) побочных подгрупп 2) главных подгрупп 4) больших периодов 37. Кристаллическую структуру, подобную структуре алмаза, имеет: 1) кремнезем SiO2 2) оксид натрия Na2O 3) оксид углерода(II) CO 4) белый фосфор Р4 38. Фосфин РН3 - это газ. Его кристаллическая решётка 1) атомная 2) молекулярная 3) ионная 4) металлическая 39. Из молекул состоят кристаллы. 1) сахара 2) соли 3) алмаза 4) серебра 40. Из разноимённо заряженных ионов состоят кристаллы 1) сахара 2) гидроксида натрия 3) алмаза 4) серебра 41. Какие частицы образуют кристалл нитрата натрия? 1) атомы Nа, N и О 3) ионы Nа+, NO3+ 5+ 22) ионы Nа, N ,О 4) молекулы NаNО3 42. Оцените правильность суждений о связи между строением и свойствами вещества. А. Среди веществ молекулярного строения есть газообразные, жидкие и твёрдые при обычных условиях. Б. Вещества с атомной кристаллической решеткой при обычных условиях твёрдые. 1) верно только А 2) верно только Б 3) верны оба суждения 4) оба суждения неверны 43. Оцените правильность суждений о связи между строением и свойствами вещества: А. Если между частицами в кристалле прочная химическая связь, то вещество тугоплавко. Б. Все твёрдые вещества имеют немолекулярное строение 1) верно только А 2) верно только Б 3) верны оба суждения 4) оба суждения неверны 44. Какие из приведенных утверждений верны: А. Вещества с молекулярной решеткой имеют низкие температуры плавления и низкую электропроводность. Б. Вещества с атомной решеткой пластичны и обладают высокой электропроводностью. 1) верно только А 2) верно только Б 3) верны оба суждения 4) оба суждения неверны 45. Установите соответствие между веществом и типом его кристаллической решетки. ВЕЩЕСТВО ТИП КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ РЕШЕТКИ 1) поваренная соль А) молекулярная 2) серебро Б) ионная 3) углекислый газ В) атомная 4) графит Г) металлическая 5) глюкоза 46. Установите соответствие между типом кристаллической решетки и свойствами веществ. ТИП КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВ РЕШЕТКИ A) ионная 1) твердые, тугоплавкие, не растворяются в воде Б) металлическая 2) хрупкие, легкоплавкие, не проводят электрический ток В) атомная 3) пластичные, имеют различные температуры плавления, проводят электрический ток Г) молекулярная 4) твердые, тугоплавкие, хорошо растворяются в воде 47. Укажите ряд, характеризующийся уменьшением длины химической связи 1) SiCl4, MgCl2, AlCl3, NaCl 2) NaCl, MgCl2, SiCl4, AlCl3 3) NaCl, SiCl4, MgCl2, AlCl3 4) NaCl, MgCl2, AlCl3, SiCl4 48. Оцените правильность суждений о связи между строением и свойствами вещества. А. Если между частицами в кристалле прочная химическая связь, то вещество легко испаряется. Б. Все газы имеют молекулярное строение. 1) верно только А 2) верно только Б 3) верны оба суждения 4) оба суждения неверны

В зависимости от того, в каком состоянии соединения находятся в природе, они делятся на молекулярные и немолекулярные. В молекулярных веществах мельчайшими структурными частицами являются молекулы. Эти вещества имеют молекулярную кристаллическую решетку. В немолекулярных веществах мельчайшими структурными частицами являются атомы или ионы. Кристаллическая решетка у них атомная, ионная или металлическая.

Тип кристаллической решетки во многом определяет свойства веществ. Например, металлы, имеющие металлический тип кристаллической решетки , отличаются от всех остальных элементов высокой пластичностью, электро- и теплопроводностью . Эти свойства, а также и многие другие - ковкость, металлический блеск и т.п. обусловлены особым видом связи между атомами металла -- металлической связью. Необходимо отметить, что свойства, присущие металлам, проявляются только в конденсированном состоянии. Например, серебро в газообразном состоянии не обладает физическими свойствами металлов.

Особый тип связи в металлах - металлическая - обусловлен дефицитом валентных электронов, поэтому они общие для всей структуры металла. Наиболее простая модель строения металлов предполагала, что кристаллическая решетка металлов состоит из положительных ионов, окруженных свободными электронами, движение электронов происходит хаотически, подобно молекулам газа. Однако такая модель, качественно объясняя многие свойства металлов, при количественной проверке оказывается недостаточной. Дальнейшая разработка теории металлического состояния привела к созданию зонной теории металлов , которая основывается на представлениях квантовой механики.

В узлах кристаллической решетки находятся катионы и атомы металла, а электроны свободно перемещаются по кристаллической решетке .

Характерным механическим свойством металлов является пластичность , обусловленная особенностями внутреннего строения их кристаллов. Под пластичностью понимают способность тел под действием внешних сил подвергаться деформации, которая остается и после прекращения внешнего воздействия. Это свойство металлов позволяет придавать им различную форму при ковке, прокатывать металл в листы или вытягивать в проволоку.

Пластичность металлов обусловлена тем, что при внешнем воздействии слои ионов, образующих кристаллическую решетку, сдвигаются относительно друг друга без разрыва. Это происходит в результате того, что переместившиеся электроны благодаря свободному перераспределению продолжают осуществлять связь межу ионными слоями. При механическом воздействии на твердое вещество с атомной решеткой смещаются отдельные ее слои и сцепление между ними нарушается из-за разрыва ковалентных связей.

Если в узлах кристаллической решетки находятся ионы , то эти вещества образуют ионный тип кристаллической решетки .

Это соли, а также оксиды и гидроксиды типичных металлов. Это твердые, хрупкие вещества, но основное их качество: растворы и расплавы этих соединений проводят электрический ток .