§37. ВЗАИМОСВЯЗЬ МЕЖДУ ТИПАМИ СВЯЗЕЙ, ВИДАМИ КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ РЕШЕТОК И СВОЙСТВАМИ ВЕЩЕСТВ

Любое вещество можно перевести в твердое состояние, создав определенные условия. Большинство твердых веществ при дроблении образуют мелкие кристаллики определенной формы, поэтому и называются кристаллическими. В кристаллических веществах ионы, атомы или молекулы расположены в строгом порядке, на определенных расстояниях, образуя кристаллические решетки.

Кристаллическая решетка — это пространственная структура, в которой структурные единицы (атомы, молекулы, ионы) закономерно повторяются

в узлах решеток. Кристаллической структурой определяются некоторые физические свойства веществ. По характеру частиц в узлах решетки кристаллические решетки делятся на три типа (рис. 48):

• атомная;
• молекулярная;
• ионная.

С помощью данных, приведенных в таблице 21, можно охарактеризовать каждый тип кристаллических решеток.

Таблица 21. Кристаллические решетки

1. В веществах с атомной кристаллической решеткой (рис. 48, а) связи ковалентные. В нормальных условиях это твердые, плохо растворимые вещества с высокими температурами плавления.
2. Вещества с молекулярной кристаллической решеткой (рис. 48, б) ха­рактеризуются летучестью, при нагревании легко плавятся или разла­гаются.
3. Вещества с ионной кристаллической решеткой (рис. 48, в) растворяются в воде, их водные растворы и расплавы проводят электрический ток.

А

1. Какими физическими свойствами обладает вещество с ионными кристалли­ческими решетками?
2. Приведите по два примера по каждому типу химических связей.

В

1. Определите типы химических связей в соединениях NaCl, СаF₂, F₂, Н₂О, NH₃, О₂, используя таблицу электроотрицательностей.
2. Как изменяется степень смещения связующих электронов в NaCl, МgСl₂, АlСl₃, SiCl₄, РСl₅?
3. Используя рис. 48, дайте объяснение типам кристаллических решеток.

С

1. Определите типы химических связей в соединениях, составьте их графические формулы: Сl₂, КI, NaBr, НВr.
2. При нагревании серы и йода в пробирках появляются в первом случае оранжево­красные, а во втором — темно-красные пары. Какой кристаллической решетке соответствует данное свойство?
3. Как изменяется доля ионной связи в хлоридах следующих металлов: Li, Na, К, Rb, Cs?

Словарь по теме «Химическая связь»

ДЕЛАЕМ ВЫВОДЫ

1. Электроотрицательность — это способность атомов элемента притягивать к себе электроны, которые участвуют в образовании химических связей от других атомов в соединениях.
2. Электроотрицательность зависит от числа электронов на внеш­нем энергетическом уровне и радиуса атома. Поэтому в периоде слева направо значения электроотрицательностей увеличиваются, а в группах сверху вниз — уменьшаются.
3. Тип химической связи определяется с помощью понятия электроотрицательности элементов.
4. Ковалентная связь осуществляется путем образования общей электронной пары между неметаллами.
5. Ковалентная связь делится на полярную и неполярную: кова­лентная неполярная связь образуется между элементами с одинаковой электроотрицательностью, а ковалентная полярная — между элементами с малой разницей в электроотрицательностях.
6. Ионная связь образуется между ионами за счет сил электроста­тического притяжения.
7. Заряженные частицы называются ионами, они образуют­ся путем отдачи или присоединения элементом электронов.
8. Типы кристаллических решеток веществ определяются видом химической связи в соединениях: ионная, атомная, молекулярная.
9. Свойства веществ зависят от типа их кристаллических решеток и вида химической связи.

Глава X. РАСТВОРЫ И РАСТВОРИМОСТЬ

§38. РАСТВОРЕНИЕ ВЕЩЕСТВ В ВОДЕ. РАСТВОРИМОСТЬ

Какую формулу имеет вода? Расскажите о значении воды в природе и на­родном хозяйстве.

Вода — основная биологическая жидкость, инертный растворитель для многих органических и неорганических веществ. Вода необходима для всех живых организмов (рис. 49). Поваренная соль (NаСl) хорошо растворяется в воде (рис. 50).

Способность веществ переходить в раствор назы­вается растворимостью. На растворимость веществ влияют различные факторы.

Растворимость многих твердых веществ увеличи­вается при повышении температуры. Для газообраз­ных веществ растворимость повышается с увеличением давления и уменьшается с повышением температуры. Растворимость жидких веществ зависит от их хи­мической природы. Спирт и серная кислота неогра­ниченно растворяются в воде, бензин и растительное масло с ней даже не смешиваются.

Любая природная вода является раствором. Воды Каспийского моря содержат 13 г/л, Черного — 19 г/л, Мертвого — 260 г/л различных солей. Содержание солей в Мертвом море очень велико, поэтому в нем нет жизни. Морская вода является многокомпонентным раствором, так как в ней растворены различные вещества.

Раствор — это однородная система, образованная несколькими веществами, между которыми происхо­дят физические и химические взаимодействия. Компоненты — это вещества, которые образуют раствор.

Один из компонентов раствора — растворитель, другой — растворенное вещество (рис. 51).

При растворении веществ образуются насыщенные, ненасыщенные и перенасыщенные растворы. Раствор, который содержит максимальное количество растворенного вещества при данной температуре, называется насы­щенным. В ненасыщенном растворе растворенного вещества содержится меньше, чем в насыщенном при данной температуре. А в перенасыщен­ном растворе растворенного вещества содержится больше, чем в насыщенном при данной температуре. Количественной характеристикой растворимости является коэффициент растворимости.

Коэффициент растворимости (S) показывает, какая максимальная масса вещества может раствориться в 100 г (1000 г) воды при данной температуре (рис. 52). Растворимость в воде выражается в граммах вещества на 100
или 1000 г воды (г/100 г Н2О).

Лабораторный опыт № 5

«Изучение растворимости веществ».

Цель: исследовать растворимость различных веществ в воде.

Ход работы

1. В три химических стакана налейте с помощью цилиндра определен­ный объем дистиллированной воды.
2. Испытайте растворимость трех веществ: Са(ОН)₂, СаСl₂, СаСО₃ в воде, перемешивая стеклянными палочками.

Вопросы и задания

1. Сравните свои наблюдения по растворимости с табличными данными в конце учебника.
2. Влияние какого фактора на растворимость вы исследовали на данном опыте?

Практическая работа №4

Влияние температуры на растворимость твердых веществ

Цель: уметь рассчитывать растворимость вещества на 100 г воды, ис­пользуя технику выпаривания, сравнивать полученные результаты со спра­вочными данными.

Ход работы

1. Взвесьте на технических весах 10 г К₂Сr₂О₇.
2. Налейте 20 мл дистиллированной воды в стакан, насыпьте соль, измерьте температуру.
3. Поставьте на асбестированную сетку и нагрейте до полного растворения, измерьте температуру.
4. Привяжите на стеклянную палочку нить и подвесьте над стаканом и охладите до комнатной температуры. Следите, чтобы нить висела вертикально посередине стакана.

Вопросы и задания

1. Какие растворы называются ненасыщенными, насыщенными и перенасыщенными?
2. Как повлияло на растворимость данной соли повышение температуры?
3. Что такое растворимость?
4. После охлаждения раствора до комнатной температуры понаблюдайте, что просходит с нитью, которая висит посередине стакана? Какие кристаллы образуются?