Номер 2, страница 198 - гдз по химии 8 класс учебник Шиманович, Красицкий

2. Что представляют собой атомные кристаллы? Почему вещества с атомными кристаллическими решетками имеют высокие температуры плавления и кипения?

Что представляют собой атомные кристаллы?

Атомные кристаллы — это кристаллические вещества, в узлах решётки которых находятся отдельные атомы, соединённые между собой прочными и направленными ковалентными связями. Эти связи образуют единый жёсткий трёхмерный каркас, который по сути является одной гигантской макромолекулой. В отличие от молекулярных кристаллов, где в узлах решётки находятся целые молекулы, связанные слабыми межмолекулярными силами, в атомных кристаллах весь кристалл представляет собой единое целое, скреплённое сильным химическим взаимодействием.

Характерными свойствами веществ с атомной кристаллической решёткой являются очень высокая твёрдость (например, алмаз — самое твёрдое природное вещество), тугоплавкость и, как правило, нерастворимость в воде и органических растворителях.

Примерами веществ с атомной кристаллической решёткой служат алмаз и графит (аллотропные модификации углерода), кремний ($Si$), карбид кремния (карборунд, $SiC$), оксид кремния(IV) (кварц, $SiO_2$), бор ($B$), нитрид бора ($BN$).

Ответ: Атомные кристаллы — это твёрдые вещества, состоящие из атомов, которые расположены в узлах кристаллической решётки и связаны между собой прочными ковалентными связями, образуя одну гигантскую макромолекулу.

Почему вещества с атомными кристаллическими решетками имеют высокие температуры плавления и кипения?

Вещества с атомными кристаллическими решётками имеют очень высокие температуры плавления и кипения из-за чрезвычайной прочности ковалентных связей, которые удерживают атомы в решётке.

Процесс плавления (переход из твёрдого состояния в жидкое) и кипения (переход из жидкого в газообразное) требует преодоления сил, удерживающих частицы вещества вместе. В случае атомных кристаллов для того, чтобы разрушить упорядоченную структуру кристалла и заставить атомы двигаться свободнее, необходимо разорвать множество прочных ковалентных связей, пронизывающих весь его объём.

На разрыв таких прочных связей требуется затратить огромное количество энергии. Эта энергия сообщается веществу в виде тепла. Следовательно, чтобы достичь состояния, при котором атомы получат достаточно энергии для преодоления сил притяжения и разрушения кристаллической структуры, вещество необходимо нагреть до очень высоких температур.

Для сравнения, в молекулярных кристаллах (например, йод или лёд) при плавлении разрываются не прочные ковалентные связи внутри молекул, а лишь слабые межмолекулярные силы. Это требует значительно меньших затрат энергии и, соответственно, происходит при гораздо более низких температурах.

Ответ: Высокие температуры плавления и кипения веществ с атомной кристаллической решёткой объясняются необходимостью затратить большое количество тепловой энергии для разрыва многочисленных и очень прочных ковалентных связей между атомами во всём объёме кристалла.