O anumită substanță este un gaz în condiții normale. Substanțele simple sunt nemetale. A8. Se formează o legătură ionică

Test pe tema „Substanțe gazoase, solide, lichide”

Testul este conceput pentru elevii de clasa a XI-a în două versiuni. Durează 15 minute și fiecare elev primește un test tipărit.

Scop: testarea cunoștințelor elevilor pe tema „Substanțe gazoase, solide, lichide”, capacitatea de a găsi o explicație logică a faptelor pe baza relației: aplicație - proprietăți - structură.

Opțiunea 1

1. Nu există o stare de agregare a materiei

A) gazos B) lichid C) solid D) amorf

2. În ce stare a substanței moleculele sale sunt situate la distanțe comparabile cu dimensiunile moleculelor înseși și se mișcă liber unele față de altele.

A) lichid B) solid C) gazos D) în oricare dintre aceste stări.

3. Tranziția unei substanțe de la lichid la gazos

4. Pentru a detecta oxigenul puteți folosi:

O) apa cu brom B) aşchie care mocneşte C) acid clorhidric D) apă de var

5. 6 . Tipul rețelei cristaline de substanțe care există în condiții normale în stare solidă:

A) ionic B) molecular C) atomic D) toate răspunsurile sunt corecte.

6. Care sunt proprietățile generale ale lichidelor?

A) au propriul volum și fluiditate. B) având volum și formă proprii.

C) lipsa volumului și formei proprii. D) dificultate în schimbarea volumului și formei.

7. Spre deosebire de substanţele amorfe cristaline

A) au un anumit punct de topire B) își schimbă forma după ceva timp

C) nu au un punct de topire specific D) sunt solide

8. Modificările alotropice ale oxigenului sunt

A) oxigen și azot B) oxigen și aer C) oxigen și ozon D) aer și ozon

9. Ce gaz provoacă efectul de seră?

A) amoniac B) ozon C) dioxid de carbon D) anhidrida sulfurica

10. Fracția de masă a apei în organismele vii este egală cu:

A) 90-95% B) 50-60% C) 70-80%. D) 25-40%.

11. Hidrogenul este utilizat în industrie:

A) ca combustibil în centralele termice. B) pentru a obţine metale refractare din oxizii lor.

B) pentru a produce acid sulfuric. D) pentru rafinarea uleiului de floarea soarelui.

12. Indicați afirmația corectă: „oxigen...

A) cel mai ușor gaz B) foarte solubil în apă C) gaz incolor, insipid și inodor D) arsuri

13. Substanță amorfă este:

A) sare de masă. b) ciocolata. C) sifon D) azotat de sodiu.

14. Hidrogenul este produs în laborator prin reacția:

A) 2 H 2 O = 2 H 2 + O 2 B) 2 N / A + 2 H 2 O = H 2 + 2 N / AOHÎN) Zn + 2 HCI = ZnC.I. 2 + H 2 D) toate răspunsurile sunt corecte

15.

A) purificarea apei B) poluarea apei C) saturarea apei cu oxigen

D) saturarea apei cu dioxid de carbon

16. Dioxidul de carbon nu este folosit pentru

A) prepararea de băuturi carbogazoase B) umplerea baloanelor C) fabricarea de „gheață carbonică”

d) stingerea incendiilor

17. Gaz cu cea mai mică greutate moleculară relativă:

A) amoniac B) dioxid de carbon C) ozon D) etilenă.

18. Duritatea temporară a apei poate fi eliminată:

A) prin fierbere B) prin adăugare de carbonat de sodiu C) prin adăugare de lapte de var D) toate răspunsurile sunt corecte.

19. O afirmație care nu este adevărată pentru toate solidele:

A) nu au fluiditate B) dimensiunea spațiilor dintre particule este mai mică decât dimensiunea particulelor în sine.

C) nu au formă proprie D) au un punct de topire scăzut

20. Potriviți gazele și caracteristicile lor fizice

A) O 3 1) susține arderea

B) N 2 2) miros înțepător

ÎN)NN 3 3) culoarea liliac

D) O 2 4) exploziv

21. Câte grame depășește masa a 1 litru de ozon pe masa a 1 litru de oxigen?

Raspuns: ________

Opțiunea 2

1. Motivul pentru care o substanță se află în stare gazoasă

A) distanța dintre particule B) dimensiunea particulelor C) natura substanței D) toate răspunsurile sunt corecte.

2. Tipul rețelei cristaline de substanțe existente în condiții normale în stare gazoasă:

A) atomic B) ionic C) molecular D) metalic.

3. Volumul molar al gazelor

A) 22,4 l/mol B) 22,4 m/kmol C) 22,4 ml/mol D) toate răspunsurile sunt corecte

4. Resursele de apă ale Pământului sunt:

A) numai apă dulce B) proaspătă și apă sărată B) numai apă sărată D) apă subterană.

5. Ce proprietăți generale au solidele?

A) volumul propriu și variabilitatea formei B) volumul și forma proprii.

C) forma proprie și volumul ușor de schimbat.

6. Tranziția unei substanțe de la gazos la lichid

A) difuzie B) condensare C) evaporare D) fierbere

7. În ce stare a unei substanțe sunt adunate moleculele acesteia la distanțe mai mici decât dimensiunea moleculelor în sine, interacționează puternic și rămân în aceleași locuri, doar oscilând în jurul lor?

a) lichid. B) greu. B) gazos. D) în oricare dintre aceste state.

8.Indicați afirmația incorectă: „hidrogen...

A) cel mai ușor gaz B) susține arderea C) gaz incolor, insipid și inodor D) arsuri

9. Distribuie apă dulce pe Pământ

A) 12% B) 2,8% C) 97,2% D) 0,3%

10. Afirmație care nu este adevărată pentru lichide:

A) sunt ușor compresibile B) fluide C) nu au formă proprie.

D) în condiții de imponderabilitate iau forma unei mingi sau picături.

12. Aerul este...

A) substanță simplă B) substanță complexă

B) amestec de gaze:O 2 – 21%, N 2 -78% D)O 2

13. Ciclul apei în natură contribuie la:

A) poluarea apei B) saturarea apei cu dioxid de carbon

B) saturarea apei cu oxigen D) purificarea apei.

14. Gazul detonant constă dintr-un amestec de hidrogen și oxigen în raport

A) 1:2 B) 1:1 C) 2:1 D) 2:2

15. Gaze care sunt colectate prin deplasarea aerului într-un vas situat cu capul în jos:

a) amoniac și oxigen. B) metan și hidrogen.

B) etilenă și dioxid de carbon D) ozon și monoxid de carbon.

16. Duritatea permanentă a apei poate fi eliminată:

A) adăugarea acid clorhidric B) adăugarea soluției de hidroxid de potasiu

B) adăugarea soluției de carbonat de sodiu D) fierbere.

17. O substanță care, în anumite condiții, poate fi atât cristalină, cât și amorfă

A) sulf B) cretă C) sifon D) sare de masă

18. Oxigenul se obține în laborator prin reacția:

A) 2H 2 O 2 = 2 H 2 O +O 2 B) 2KCIO 3 + 2 H 2 O = 3 O 2 + 2 KCI

B) 2KMnO 4 = K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2 D) toate răspunsurile sunt corecte

19. Gaz cu cea mai mare greutate moleculară relativă:

A) amoniac B) oxigen C) ozon D) monoxid de carbon

20. Relaționați gazele și metodele de recunoaștere a acestora

A) CO 2 1) hârtie de turnesol albastră

B) N 2 2) tulbureala apei de var

ÎN)NN 3 3) fulgerarea unei așchii care mocnește

D) O 2 4) sunet de „latrat” la aprindere

21. De câte ori este masa a 1 litru de ozon mai mare decât masa a 1 litru de oxigen?

Raspuns: ________

Astăzi, este cunoscută existența a peste 3 milioane de substanțe diferite. Și această cifră crește în fiecare an, deoarece chimiștii sintetici și alți oameni de știință efectuează în mod constant experimente pentru a obține noi compuși care au unele proprietăți utile.

Unele substanțe sunt locuitori naturali, formați în mod natural. Cealaltă jumătate sunt artificiale și sintetice. Cu toate acestea, atât în ​​primul cât și în cel de-al doilea caz, o parte semnificativă este formată din substanțe gazoase, exemple și caracteristici ale cărora le vom lua în considerare în acest articol.

Stări agregate ale substanțelor

Începând cu secolul al XVII-lea, s-a acceptat în general că toți compușii cunoscuți sunt capabili să existe în trei stări de agregare: substanțe solide, lichide și gazoase. Cu toate acestea, cercetările atente din ultimele decenii în domeniile astronomiei, fizicii, chimiei, biologiei spațiale și altor științe au dovedit că există o altă formă. Aceasta este plasmă.

Ce este ea? Acest lucru este parțial sau complet și se dovedește că există o majoritate covârșitoare a acestor substanțe în Univers. Deci, în starea de plasmă se găsesc următoarele:

  • materie interstelară;
  • materie cosmică;
  • straturile superioare ale atmosferei;
  • nebuloase;
  • compoziția multor planete;
  • stele.

Prin urmare, astăzi se spune că există solide, lichide, gaze și plasmă. Apropo, fiecare gaz poate fi transferat artificial în această stare dacă este supus ionizării, adică forțat să se transforme în ioni.

Substanțe gazoase: exemple

Există o mulțime de exemple de substanțe luate în considerare. La urma urmei, gazele sunt cunoscute încă din secolul al XVII-lea, când van Helmont, un om de știință natural, a obținut pentru prima dată dioxid de carbon și a început să-i studieze proprietățile. Apropo, el a dat și numele acestui grup de compuși, deoarece, în opinia sa, gazele sunt ceva dezordonat, haotic, asociat cu spiritele și ceva invizibil, dar tangibil. Acest nume a prins rădăcini în Rusia.

Este posibil să clasificați toate substanțele gazoase, atunci va fi mai ușor să dați exemple. La urma urmei, este dificil să acoperiți toată diversitatea.

După compoziție se disting:

  • simplu,
  • molecule complexe.

Primul grup îi include pe cei care constau din atomi identici în orice cantitate. Exemplu: oxigen - O 2, ozon - O 3, hidrogen - H 2, clor - CL 2, fluor - F 2, azot - N 2 și altele.

  • hidrogen sulfurat - H2S;
  • acid clorhidric - HCL;
  • metan - CH4;
  • dioxid de sulf - SO2;
  • gaz brun - NO 2;
  • freon - CF 2 CL 2;
  • amoniac - NH 3 și altele.

Clasificarea substanţelor după natura

De asemenea, se pot clasifica tipurile de substanțe gazoase în funcție de apartenența lor la lumea organică și anorganică. Adică prin natura atomilor care o alcătuiesc. Gazele organice sunt:

  • primii cinci reprezentanți (metan, etan, propan, butan, pentan). Formula generala CnH2n+2;
  • etilenă - C2H4;
  • acetilenă sau etilenă - C2H2;
  • metilamină - CH 3 NH 2 și altele.

O altă clasificare care poate fi aplicată compușilor în cauză este împărțirea în funcție de particulele pe care le conțin. Nu toate substanțele gazoase sunt formate din atomi. Exemple de structuri în care sunt prezenți ioni, molecule, fotoni, electroni, particule browniene și plasmă se referă, de asemenea, la compuși în această stare de agregare.

Proprietățile gazelor

Caracteristicile substanțelor din starea luată în considerare diferă de cele ale compușilor solizi sau lichizi. Chestia este că proprietățile substanțelor gazoase sunt speciale. Particulele lor sunt ușor și rapid mobile, substanța în ansamblu este izotropă, adică proprietățile nu sunt determinate de direcția de mișcare a structurilor incluse în compoziție.

Este posibil să se identifice cele mai importante proprietăți fizice ale substanțelor gazoase, care le vor distinge de toate celelalte forme de existență a materiei.

  1. Acestea sunt conexiuni care nu pot fi văzute, controlate sau simțite prin mijloace umane obișnuite. Pentru a înțelege proprietățile și a identifica un anumit gaz, aceștia se bazează pe patru parametri care îi descriu pe toți: presiunea, temperatura, cantitatea de substanță (mol), volumul.
  2. Spre deosebire de lichide, gazele sunt capabile să ocupe întregul spațiu fără urmă, limitate doar de dimensiunea vasului sau a încăperii.
  3. Toate gazele se amestecă ușor între ele, iar acești compuși nu au o interfață.
  4. Există reprezentanți mai ușori și mai grei, așa că sub influența gravitației și a timpului, este posibil să se vadă separarea lor.
  5. Difuzia este una dintre cele mai importante proprietăți ale acestor compuși. Capacitatea de a pătrunde în alte substanțe și de a le satura din interior, efectuând în același timp mișcări complet dezordonate în structura sa.
  6. Gaze reale curent electric nu poate conduce, dar dacă vorbim despre substanțe rarefiate și ionizate, atunci conductivitatea crește brusc.
  7. Capacitatea termică și conductibilitatea termică a gazelor sunt scăzute și variază între diferitele specii.
  8. Vâscozitatea crește odată cu creșterea presiunii și a temperaturii.
  9. Există două opțiuni pentru tranziția interfazelor: evaporarea - un lichid se transformă în vapori, sublimarea - o substanță solidă, ocolind cea lichidă, devine gazoasă.

O trăsătură distinctivă a vaporilor din gazele adevărate este că primii, în anumite condiții, sunt capabili să se transforme într-o fază lichidă sau solidă, în timp ce cei din urmă nu sunt. De asemenea, trebuie remarcată capacitatea compuşilor în cauză de a rezista la deformare şi de a fi fluidi.

Astfel de proprietăți ale substanțelor gazoase le permit să fie utilizate pe scară largă în diferite domenii ale științei și tehnologiei, industriei și economie nationala. În plus, caracteristicile specifice sunt strict individuale pentru fiecare reprezentant. Am luat în considerare doar trăsăturile comune tuturor structurilor reale.

Compresibilitatea

La diferite temperaturi, precum și sub influența presiunii, gazele sunt capabile să se comprima, crescându-și concentrația și reducându-și volumul ocupat. La temperaturi ridicate se extind, la temperaturi scăzute se contractă.

Modificările apar și sub presiune. Densitatea substanțelor gazoase crește și, la atingerea unui punct critic, care este diferit pentru fiecare reprezentant, se poate produce o trecere la o altă stare de agregare.

Principalii oameni de știință care au contribuit la dezvoltarea studiului gazelor

Există mulți astfel de oameni, deoarece studiul gazelor este un proces intensiv de muncă și de lungă durată istorică. Să ne concentrăm pe cel mai mult personalități celebre care au reuşit să facă cele mai semnificative descoperiri.

  1. a făcut o descoperire în 1811. Nu contează ce fel de gaze, principalul lucru este că, în aceleași condiții, un volum conține o cantitate egală din ele în ceea ce privește numărul de molecule. Există o valoare calculată numită după numele omului de știință. Este egal cu 6,03 * 10 23 de molecule pentru 1 mol de orice gaz.
  2. Fermi - a creat teoria unui gaz cuantic ideal.
  3. Gay-Lussac, Boyle-Marriott - numele oamenilor de știință care au creat ecuațiile cinetice de bază pentru calcule.
  4. Robert Boyle.
  5. John Dalton.
  6. Jacques Charles și mulți alți oameni de știință.

Structura substanțelor gazoase

Cea mai importantă caracteristică în construcția rețelei cristaline a substanțelor luate în considerare este că în nodurile sale există fie atomi, fie molecule care sunt conectate între ele slab. legături covalente. Forțele de interacțiune Van der Waals sunt și ele prezente când despre care vorbim despre ioni, electroni și alte sisteme cuantice.

Prin urmare, principalele tipuri de structuri ale rețelelor de gaze sunt:

  • atomic;
  • molecular.

Legăturile din interior se rup ușor, astfel încât aceste conexiuni nu au o formă constantă, ci umplu întreg volumul spațial. Acest lucru explică și lipsa conductibilității electrice și conductibilitatea termică slabă. Dar gazele au o izolare termică bună, deoarece, datorită difuziei, ele sunt capabile să pătrundă în solide și să ocupe spații de grup liber în interiorul lor. În același timp, aerul nu este trecut, căldura este reținută. Aceasta este baza pentru utilizarea combinată a gazelor și solidelor în scopuri de construcție.

Substanțe simple printre gaze

Am discutat deja mai sus care gaze aparțin acestei categorii din punct de vedere al structurii și structurii. Acestea sunt cele care constau din atomi identici. Se pot da multe exemple, deoarece o parte semnificativă a nemetalelor din toate tabel periodicîn condiţii normale există tocmai în această stare de agregare. De exemplu:

  • fosfor alb - unul dintre acest element;
  • azot;
  • oxigen;
  • fluor;
  • clor;
  • heliu;
  • neon;
  • argon;
  • cripton;
  • xenon.

Moleculele acestor gaze pot fi fie monoatomice (gaze nobile) fie poliatomice (ozon - O 3). Tipul de legătură este covalent nepolar, în majoritatea cazurilor este destul de slab, dar nu în toate. Rețeaua cristalină este de tip molecular, ceea ce permite acestor substanțe să treacă cu ușurință de la o stare de agregare la alta. De exemplu, iodul în condiții normale este cristale violet închis cu un luciu metalic. Cu toate acestea, atunci când sunt încălzite, se sublimă în nori de gaz violet strălucitor - I 2.

Apropo, orice substanță, inclusiv metalele, poate exista în stare gazoasă în anumite condiții.

Compuși complecși de natură gazoasă

Astfel de gaze, desigur, sunt majoritatea. Diverse combinații de atomi din molecule, uniți prin legături covalente și interacțiuni van der Waals, permit formarea a sute de reprezentanți diferiți ai stării de agregare considerate.

Exemple de substanțe complexe dintre gaze pot fi toți compușii formați din două sau mai multe elemente diferite. Aceasta poate include:

  • propan;
  • butan;
  • acetilenă;
  • amoniac;
  • silan;
  • fosfină;
  • metan;
  • disulfură de carbon;
  • dioxid de sulf;
  • gaz brun;
  • freon;
  • etilenă și altele.

Rețea cristalină de tip molecular. Mulți dintre reprezentanți se dizolvă ușor în apă, formând acizii corespunzători. Cele mai multe dintre aceste conexiuni sunt o parte importantă sinteze chimice efectuate în industrie.

Metanul și omologii săi

Uneori concept general„gaz” se referă la un mineral natural care este un amestec întreg produse gazoase de natură predominant organică. Conține substanțe precum:

  • metan;
  • etan;
  • propan;
  • butan;
  • etilenă;
  • acetilenă;
  • pentan și alții.

În industrie, acestea sunt foarte importante, deoarece amestecul propan-butan este gazul menajer cu care oamenii gătesc, care este folosit ca sursă de energie și căldură.

Multe dintre ele sunt folosite pentru sinteza alcoolilor, aldehidelor, acizilor si altele materie organică. Consumul anual de gaze naturale se ridică la trilioane de metri cubi, iar acest lucru este destul de justificat.

Oxigen și dioxid de carbon

Ce substanțe gazoase pot fi numite cele mai răspândite și cunoscute chiar și de către elevii de clasa întâi? Răspunsul este evident - oxigen și dioxid de carbon. La urma urmei, ei sunt participanții direcți la schimbul de gaze care are loc în toate ființele vii de pe planetă.

Se știe că datorită oxigenului este posibilă viața, deoarece numai unele tipuri de bacterii anaerobe pot exista fără el. Iar dioxidul de carbon este un produs „alimentar” necesar pentru toate plantele care îl absorb pentru a desfășura procesul de fotosinteză.

Din punct de vedere chimic, atât oxigenul, cât și dioxidul de carbon sunt substanțe importante pentru realizarea sintezei de compuși. Primul este un agent oxidant puternic, al doilea este mai des un agent reducător.

Halogeni

Acesta este un grup de compuși în care atomii sunt particule dintr-o substanță gazoasă, conectate în perechi între ele printr-o legătură covalentă nepolară. Cu toate acestea, nu toți halogenii sunt gaze. Bromul este un lichid în condiții obișnuite, iar iodul este un solid ușor de sublimat. Fluorul și clorul sunt substanțe toxice periculoase pentru sănătatea ființelor vii, care sunt agenți oxidanți puternici și sunt utilizate pe scară largă în sinteze.

O substanță în care atomii și moleculele sale constitutive se mișcă aproape liber și haotic în intervalele dintre ciocniri, în timpul cărora are loc o schimbare bruscă a naturii mișcării lor. Cuvântul francez gaz este derivat din grecescul „haos”. Starea gazoasă a materiei este cea mai comună stare a materiei din Univers. Soarele, stelele, norii de materie interstelară, nebuloasele și atmosferele planetare constau din gaze, fie neutre, fie ionizate (plasmă). Gazele sunt răspândite în natură: formează atmosfera Pământului, se găsesc în cantități semnificative în rocile de pământ solide și sunt dizolvate în apa oceanelor, mărilor și râurilor. Găsit în conditii naturale gazele sunt, de regulă, amestecuri de gaze individuale din punct de vedere chimic.

Gazele umplu uniform spațiul disponibil și, spre deosebire de lichide și solide, nu formează o suprafață liberă. Ei exercită presiune asupra carcasei care limitează spațiul pe care îl umplu. Densitatea gazelor la presiune normală este cu câteva ordine de mărime mai mică decât densitatea lichidelor. Spre deosebire de solide și lichide, volumul gazelor depinde în mod semnificativ de presiune și temperatură.

Proprietățile majorității gazelor – transparență, incoloritate și luminozitate – le-au făcut dificil de studiat, astfel încât fizica și chimia gazelor s-au dezvoltat lent. Abia în secolul al XVII-lea. s-a dovedit că aerul are greutate (E. Torricelli şi B. Pascal). În același timp, J. van Helmont a introdus termenul de gaze pentru a desemna substanțe asemănătoare aerului. Și abia la mijlocul secolului al XIX-lea. au fost stabilite legile de bază pe care le respectă gazele. Acestea includ legea lui Boyle-Mariotte, legea lui Charles, legea lui Gay-Lussac, legea lui Avogadro.

Proprietățile gazelor destul de rarefiate, în care distanțele dintre molecule în condiții normale sunt de ordinul a 10 nm, au fost studiate cel mai pe deplin, ceea ce este semnificativ mai mare decât raza de acțiune a forțelor de interacțiune intermoleculară. Un gaz ale cărui molecule sunt considerate care nu interacționează puncte materiale, se numește gaz ideal. Gazele ideale respectă cu strictețe legile lui Boyle - Mariotte și Gay-Lussac. Aproape toate gazele se comportă ca gaze ideale la presiuni nu prea mari și la temperaturi nu prea scăzute.

Teoria cinetică moleculară a gazelor consideră gazele ca o colecție de particule care interacționează slab (molecule sau atomi) în mișcare haotică (termică) continuă. Pe baza acestor idei simple teoria cinetică este posibil să se explice proprietățile fizice de bază ale gazelor, în special proprietățile gazelor rarefiate. Pentru gazele suficient de rarefiate, distanțele medii dintre molecule sunt semnificativ mai mari decât raza de acțiune a forțelor intermoleculare. Deci, de exemplu, în condiții normale există ~ 10 19 molecule în 1 cm 3 de gaz și distanța medie dintre ele este de ~ 10 -6 cm Din punctul de vedere al teoriei cinetice moleculare, presiunea gazului este rezultatul a numeroase impactul moleculelor de gaz asupra pereților vasului, mediat în timp și de-a lungul pereților vasului. În condiții normale și dimensiunile macroscopice ale vasului, numărul de impacturi pe 1 cm 2 de suprafață este de aproximativ 10 24 pe secundă.

Energia internă gaz ideal(valoarea medie a energiei totale a tuturor particulelor sale) depinde doar de temperatura acesteia. Energia internă a unui gaz monoatomic având 3 grade de translație de libertate și format din N atomi este egală cu:

Pe măsură ce densitatea unui gaz crește, proprietățile sale încetează să mai fie ideale, procesele de coliziune încep să joace un rol din ce în ce mai important, iar dimensiunile moleculelor și interacțiunile lor nu mai pot fi neglijate. Un astfel de gaz se numește gaz real. Comportarea gazelor reale în funcție de temperatură, presiune, natura fizica diferă într-o măsură mai mare sau mai mică de legile gazelor ideale. Una dintre principalele ecuații care descriu proprietățile unui gaz real este ecuația van der Waals, în derivarea căreia s-au luat în considerare două corecții: forțele de atracție dintre molecule și dimensiunea acestora.

Orice substanță poate fi transformată într-o stare gazoasă prin selectarea corespunzătoare a presiunii și temperaturii. Prin urmare, regiunea posibilă de existență a stării gazoase este reprezentată grafic în variabile: presiune r- temperatura T(pe p-T-diagramă). Există o temperatură critică Tk, sub care această regiune este limitată de curbele de sublimare (sublimare) și vaporizare, adică la orice presiune sub pk critică există o temperatură. T, definit de curba de sublimare sau vaporizare deasupra căreia o substanță devine gazoasă. La temperaturi sub Tc, gazul poate fi condensat - transformat într-o altă stare de agregare (solidă sau lichidă). În acest caz, transformarea de fază a gazului în lichid sau solid apare brusc: o ușoară modificare a presiunii duce la modificarea unui număr de proprietăți ale substanței (de exemplu, densitatea, entalpia, capacitatea termică etc.). Procesele de condensare a gazelor, în special lichefierea gazelor, sunt de mare importanță tehnică.

Regiunea stării gazoase a unei substanțe este foarte vastă, iar proprietățile gazelor cu modificări de temperatură și presiune pot varia în limite largi. Astfel, în condiții normale (la 0°C și presiunea atmosferică), densitatea unui gaz este de aproximativ 1000 de ori mai mică decât densitatea aceleiași substanțe în stare solidă sau lichidă. Pe de altă parte, la presiuni mari, materia, care la temperaturi supercritice poate fi considerată un gaz, are o densitate enormă (de exemplu, în centrul unor stele ~ 10 9 g/cm3).

Structura internă a moleculelor de gaz are un efect redus asupra presiunii, temperaturii, densității și conexiunii dintre ele, dar îi afectează în mod semnificativ proprietățile electrice și magnetice. De asemenea depind de proprietățile calorice ale gazelor, cum ar fi capacitatea termică, entropia etc structura internă molecule.

Proprietățile electrice ale gazelor sunt determinate de posibilitatea ionizării moleculelor sau atomilor, adică apariția particulelor încărcate electric (ioni și electroni) în gaz. În absența particulelor încărcate, gazele sunt dielectrice bune. Odată cu creșterea concentrației de sarcină, conductivitatea electrică a gazelor crește. La temperaturi de peste câteva mii de K, gazul este parțial ionizat și se transformă în plasmă.

De proprietăți magnetice gazele sunt împărțite în diamagnetice (gaze inerte, CO 2 , H 2 O) și paramagnetice (O 2). Moleculele de gaze diamagnetice nu au un moment magnetic permanent și îl dobândesc doar sub influență câmp magnetic. Acele gaze ale căror molecule au un moment magnetic permanent se comportă ca niște paramagneți.

ÎN fizicii moderne gazele nu sunt doar unul dintre stări de agregare substante. La gazele din proprietăți speciale includ, de exemplu, un set de electroni liberi într-un metal (gazul de electroni), fononi într-un cristal (gazul fonon). Proprietățile unor astfel de particule de gaz sunt descrise de

Nemetale sunt elemente chimice care formează substanțe simple în formă liberă nu au proprietățile fizice ale metalelor. Din cele 109 elemente chimice, 87 pot fi clasificate ca metale, 22 sunt nemetale.

În condiții normale, nemetalele pot fi găsite în gazos, lichid, și de asemenea stare solidă.

Gaze sunt heliu He, neon Ne, argon Ar, krypton Kr, xenon Xe, radon Rn. Asta e tot gaze inerte. Fiecare moleculă a unui gaz inert constă dintr-un atom. La nivel electronic exterior, atomii gazelor nobile (cu excepția heliului) au opt electroni. Heliul are doar două. Datorită stabilității lor chimice, gazele nobile pot fi comparate cu gazele nobile metale pretioase– aur și platină, au și un alt nume – gaze nobile. Acest nume este mai potrivit pentru gazele inerte, deoarece acestea pot pătrunde reactii chimiceși formează compuși chimici. În 1962, a devenit cunoscut faptul că xenonul și fluorul pot forma compuși. De atunci, sunt cunoscute peste 150 compuși chimici xenon, cripton, radon cu fluor, oxigen, clor și azot.

Ideea exclusivității chimice a gazelor nobile sau inerte s-a dovedit a nu fi pe deplin corectă, prin urmare, în loc de grupul zero așteptat, gazele inerte au fost atribuite celui de-al optulea grup al Sistemului Periodic.

Gaze precum hidrogenul, oxigenul, azotul, clorul și fluorul formează molecule diatomice, deja familiare nouă H 2, O 2, N 2, CL 2, F 2.

Compoziția unei substanțe poate fi exprimată folosind simboluri chimice și matematice - o formulă chimică. După cum știm deja, folosind o formulă chimică puteți calcula masa moleculară relativă a unei substanțe (Mr). Relativ greutate moleculară a unei substanțe simple este egală cu produsul relativei masa atomica după numărul de atomi dintr-o moleculă, de exemplu, oxigen: O 2

Mr (O 2) = Ar (O) 2 = 16 · 2 = 32

Cu toate acestea, oxigenul poate forma o altă substanță gazoasă, cea mai simplă - ozonul, molecula de ozon conține deja trei atomi de oxigen. Formula chimică O3.

Capacitatea atomilor unuia element chimic crearea mai multor substanțe simple se numește alotropie, și aceste substanțe simple - modificări alotrope, se mai numesc modificări.

Proprietățile modificărilor alotropice ale elementului chimic oxigen: substanțele simple O 2 și ozonul O 3 diferă semnificativ.

Oxigenul nu are un miros caracteristic, spre deosebire de ozon (de unde și denumirea de ozon - tradus din limba greacă ozon înseamnă „miros”). O aromă similară poate fi simțită în timpul unei furtuni, gazul se formează în aer din cauza descărcărilor electrice.

Oxigenul nu are culoare, spre deosebire de ozon, care se distinge prin nuanța sa violet pal. Ozonul are proprietăți bactericide. Se folosește și pentru dezinfecție apă potabilă. Ozonul poate bloca trecerea razelor ultraviolete din spectrul solar, care sunt dăunătoare tuturor organismelor vii de pe Pământ. Ecranul de ozon (stratul), care se află la o altitudine de 20-35 km, protejează toate viețuitoarele de razele nocive ale soarelui.

De la 22 substanţe simple-nemetaleîn condiţii normale în asemănător lichidului stare, doar bromul există, moleculele sale sunt biatomice. Formula de brom: Br 2.

Bromul este un lichid maro greu cu un miros neplăcut (bromos este tradus din greaca veche ca „fetid”).

Solidele nemetalice precum sulful și carbonul sunt cunoscute din cele mai vechi timpuri (cărbune).

Solid Substanțele nemetalice sunt, de asemenea, predispuse la fenomenul de alotropie. Carbonul poate forma substanțe simple precum diamantul, grafitul etc. Diferența în structura diamantului și grafitului constă în structura rețelelor cristaline.

Mai ai întrebări? Nu știi cum să-ți faci temele?
Pentru a primi ajutor de la un tutor -.
Prima lecție este gratuită!

blog.site, atunci când copiați materialul integral sau parțial, este necesar un link către sursa originală.

Nemetalele sunt elemente chimice care formează substanțe simple sub formă liberă care nu au proprietățile fizice ale metalelor. Din cele 114 elemente chimice, 92 sunt metale, 22 sunt nemetale. Nemetalele sunt substanțe simple; în condiții normale pot fi gaze, lichide și solide (Fig. 46).

Orez. 46.
Substanțe simple- nemetale

Experimentul de laborator nr. 6
Familiarizarea cu colecția de nemetale

Consultați colecția de nemetale. Notează formulele chimice ale nemetalelor care ți se oferă, aranjează-le în ordine crescătoare:

  1. densitate;
  2. duritate;
  3. strălucire;
  4. intensitatea schimbării culorii.

Pentru a finaliza sarcina, utilizați Anexele 1 și 2, surse suplimentare de informații.

Gazele sunt heliu He, neon Ne, argon Ar, krypton Kr, xenon Xe, radon Rn. Se numesc gaze inerte. Moleculele de gaz inert constau dintr-un atom. La exterior stratul electronic Atomii de gaz nobil (cu excepția heliului) au opt electroni. Heliul are două. În stabilitatea lor chimică, gazele inerte seamănă cu metalele nobile - aur și platină și au un al doilea nume - gaze nobile. Această denumire este mai potrivită pentru gazele inerte, care uneori intră totuși în reacții chimice și formează compuși. În 1962, a apărut un mesaj că a fost obținut un compus de xenon și fluor. Mai mult de 150 de compuși de xenon, cripton, radon cu fluor, oxigen, clor și azot sunt acum cunoscuți.

Ideea exclusivității chimice a gazelor nobile s-a dovedit a nu fi foarte consecventă și, prin urmare, în locul presupusului grup zero, gazele nobile au fost plasate în Grupa VIII (Grupul VIIIA) din tabelul lui D.I.

Heliul, care se află pe locul doi după hidrogen ca uşurinţă, dar, spre deosebire de acesta din urmă, este neinflamabil, adică nu prezintă pericol de incendiu, este folosit pentru umplerea baloanelor şi a aeronavelor (Fig. 47).

Orez. 47.
baloane iar aeronavele sunt pline cu heliu

Neonul este folosit pentru a face reclame luminoase (Fig. 48). Ține minte expresie figurată„Străzile orașului au fost inundate de neon”.

Gazele hidrogen, oxigen, azot, clor, fluor formează molecule diatomice, respectiv - H2, O2, N2, Cl2, F2.

Compoziția unei substanțe este descrisă în scris folosind semne chimiceși numere - indici, folosind o formulă chimică. Folosind o formulă chimică, după cum știți deja, se calculează masa moleculară relativă a unei substanțe (Mr). Masa moleculară relativă a unei substanțe simple este egală cu produsul dintre masa atomică relativă și numărul de atomi din moleculă, de exemplu oxigenul O 2:

Мr(02) = Аr(0) × 2 = 16 × 2 = 32.

Cu toate acestea, elementul oxigen formează o altă substanță simplă gazoasă - ozonul, ale cărei molecule conțin deja trei atomi de oxigen. Formula chimică a ozonului este 0 3, iar greutatea sa moleculară relativă: Mr(03) = 16 × 3 = 48.

Proprietățile modificărilor alotropice ale elementului chimic oxigen - substanțele simple oxigen O 2 și ozon O 3 - sunt diferite. Oxigenul este inodor, dar ozonul miroase (de unde și numele - ozon înseamnă „miroase” în greacă). Acest miros, aroma de prospețime, poate fi simțit în timpul unei furtuni, deoarece ozonul se formează în cantități mici în aer ca urmare a descărcărilor electrice.

Oxigenul este un gaz incolor, în timp ce ozonul are o culoare violet pal. Ozonul este mai bactericid (lat. tsidao - a ucide) decât oxigenul. Prin urmare, ozonul este folosit pentru dezinfectarea apei potabile. Ozonul se poate reține razele ultraviolete spectrul solar, distructiv pentru toată viața de pe Pământ și, prin urmare, stratul de ozon, situat în atmosferă la o altitudine de 20-35 km, protejează viața de pe planeta noastră (în Figura 49 vezi o fotografie făcută din spațiu folosind un satelit artificial de Pământ. , unde zonele cu conținut scăzut de ozon din atmosferă („găuri de ozon”) sunt indicate cu alb).

Orez. 49.
« Găuri de ozon» în atmosfera Pământului

Dintre substanțele simple - nemetale, în condiții normale doar bromul este un lichid, ale cărui molecule sunt diatomice. Formula de brom Br 2. Este un lichid maro greu cu un miros neplăcut (de unde și numele, deoarece bromos este tradus din greaca veche ca „fetid”).

Unele substanțe solide - nemetale - sunt cunoscute din cele mai vechi timpuri - sulful și carbonul (sub formă de cărbune, diamant și grafit).

În substanțele solide - nemetale se observă și fenomenul de alotropie. Astfel, elementul carbon se formează atât de diferit aspect substanțe simple precum diamantul, grafitul (Fig. 50). Motivul diferenței dintre proprietățile diamantului și grafitului este structura rețelelor cristaline ale acestor substanțe, pe care o veți lua în considerare puțin mai târziu.

Orez. 50.
Modificări alotropice ale carbonului și domeniile lor de aplicare

Elementul fosfor are două modificări alotropice: fosfor roșu (acopera partea laterală a unei cutii de chibrituri) și fosfor alb. Acesta din urmă are o moleculă tetraatomică, compoziția sa este reflectată de formula P4.

Un nemetal solid este iodul cristalin cu o moleculă diatomică I 2. Nu o confundați cu o soluție alcoolică de iod - o tinctură de iod care se găsește în fiecare dulap de medicamente de acasă.

Iodul cristalin și grafitul nu sunt ca alte substanțe simple - nemetale, au un luciu metalic.

Pentru a arăta relativitatea diviziunii substanţelor simple pe baza lor proprietăți fiziceîn metale și nemetale, luați în considerare alotropia elementului chimic staniu Sn. La temperatura camerei, de obicei există beta staniu (β-Sn). Aceasta este binecunoscuta tablă albă - metalul din care erau turnați anterior soldații de tablă (Fig. 51, a) (amintiți-vă de basmul de H. C. Andersen „The Steadfast soldat de tablă"). Interiorul conservelor este acoperit cu tablă (Fig. 51, b). Face parte dintr-un aliaj bine-cunoscut precum bronzul, precum și lipirea (Fig. 51, c).

Orez. 51.
Domenii de aplicare a cositoriei:
a - jucării; b - producerea conservelor; c - lipire

La temperaturi sub +13,2 °C, staniul alfa (α-Sn) este mai stabil - o pulbere fin-cristalină de culoare gri, care are mai degrabă proprietățile unui nemetal. Procesul de transformare a staniului alb în gri are loc cel mai rapid la o temperatură de -33 ° C. Această transformare a primit numele figurat de „ciumă de staniu”.

Să comparăm acum substanțe simple - metale și nemetale folosind tabelul 3.

Tabelul 3
Substanțe simple

Cuvinte și expresii cheie

  1. Gaze nobile.
  2. Alotropie și modificări alotropice, sau modificări.
  3. Oxigen și ozon.
  4. Diamant și grafit.
  5. Roșu și alb fosfor.
  6. Tablou alb si gri.
  7. Relativitatea diviziunii substanţelor simple în metale şi nemetale.

Lucrul cu un computer

  1. Consultați aplicația electronică. Studiați materialul lecției și finalizați sarcinile atribuite.
  2. Găsiți pe Internet adrese de e-mail care pot servi drept surse suplimentare care dezvăluie conținutul cuvintelor cheie și al expresiilor din paragraf. Oferiți-vă ajutorul profesorului în pregătirea unei noi lecții - faceți un raport asupra cuvintelor și expresiilor cheie din următorul paragraf.

Întrebări și sarcini

  1. Luați în considerare etimologia numelor de gaze nobile individuale.
  2. De ce expresia poetică „A fost o furtună în aer” este incorectă din punct de vedere chimic?
  3. Notați schemele de formare pentru molecule: Na 2, Br 2, O 2, N 2. Care este tipul legătură chimicăîn aceste molecule?
  4. Ce tip de legătură chimică trebuie să existe în hidrogenul metalic?
  5. Expediția exploratorului polar R. Scott la Polul Sud din 1912 a murit din cauza faptului că și-a pierdut întreaga aprovizionare cu combustibil: era în rezervoare sigilate cu tablă. Care proces chimic a fost baza pentru asta?