Задание 4: Характеристики химических связей. Зависимость свойств веществ от их состава и строения

Типовая формулировка: «Из предложенного перечня выберите два вещества с одинаковым типом кристаллической решётки» или «выберите два вещества, молекулы которых полярны (неполярны)». Дан список из пяти веществ (формулы), нужно указать номера двух подходящих.

Особенности:

• ответ — комбинация из двух цифр, порядок не важен (проверяющая система принимает оба варианта записи, например 24 и 42);
• задание оценивается в 1 балл, засчитывается только полностью верный ответ (обе цифры совпадают, лишних нет); …

Типы кристаллических решёток:

• Атомная (ковалентная) — в узлах атомы, связаны прочными ковалентными связями. Примеры: алмаз $C$, графит, кремний $Si$, оксид кремния $SiO_2$, карбид кремния $SiC$, бор $B$. Свойства: очень высокая температура плавления, твёрдость, часто непроводимость тока (кроме графита).

• Молекулярная — в узлах молекулы, связаны слабыми межмолекулярными силами (силы Ван-дер-Ваальса, водородные связи), внутри молекул связь ковалентная. Примеры: лёд $H_2O$, сухой лёд $CO_2$, все простые вещества-неметаллы в виде молекул ($O_2$, $N_2$, $Cl_2$, $S_8$, $P_4$), фуллерен $C_{60}$, все органические вещества (углеводороды, спирты, кислоты), большинство газов. Свойства: низкие температуры плавления и кипения, летучесть, мягкость.

• Ионная — в узлах ионы (катионы и анионы), связаны ионной связью. Примеры: соли ($NaCl$, $NH_4NO_3$, $Al_2(SO_4)_3$), основания-щёлочи ($NaOH$, $KOH$), оксиды типичных металлов ($CaO$, $Na_2O$). Свойства: высокая температура плавления, хрупкость, расплавы и растворы проводят ток.

• Металлическая — в узлах атом-ионы металлов, связаны металлической связью через общее «электронное облако». Примеры: все простые вещества-металлы ($Na$, $Cu$, $Fe$, $Al$) и их сплавы. Свойства: электро- и теплопроводность, металлический блеск, пластичность.

Виды химической связи:

• Ковалентная неполярная — между одинаковыми атомами неметаллов ($O_2$, $N_2$, $Cl_2$, простые вещества-неметаллы).
• Ковалентная полярная — между разными неметаллами ($HCl$, $H_2O$, $NH_3$, $CO_2$). …

1. Прочитать формулировку внимательно: что нужно найти — одинаковый тип решётки или полярность/неполярность молекул.
2. Для каждого вещества из перечня определить его класс: простое вещество-металл, простое вещество-неметалл, оксид, соль, основание, органическое соединение.
3. Для каждого вещества определить тип кристаллической решётки, используя классификацию по классу вещества и список исключений (атомные кристаллы).
4. Если вопрос о полярности молекул — для каждого вещества определить тип связи (полярная/неполярная ковалентная) и геометрию молекулы, сделать вывод о суммарной полярности.
5. Сравнить полученные характеристики всех пяти веществ и найти пару с совпадающим признаком.
6. Записать номера найденной пары в любом порядке (оба варианта записи цифр верны).