Gas (keadaan materi). Tes kimia dengan topik "Gas, cair, zat padat" (Kelas 11) Beberapa zat dalam kondisi normal adalah gas

Suatu zat di mana atom dan molekul penyusunnya bergerak hampir bebas dan acak di antara tumbukan, di mana terjadi perubahan tajam dalam sifat gerakannya. Kata Perancis gaz berasal dari bahasa Yunani "chaos". Keadaan materi gas adalah keadaan materi yang paling umum di alam semesta. Matahari, bintang, awan materi antarbintang, nebula, atmosfer planet terdiri dari gas, baik netral atau terionisasi (plasma). Gas tersebar luas di alam: mereka membentuk atmosfer bumi, terkandung dalam jumlah yang signifikan dalam padatan batuan bumi, larut dalam air samudra, laut dan sungai. Gas yang terjadi secara alami, sebagai suatu peraturan, merupakan campuran dari gas-gas individual secara kimiawi.

Gas secara merata mengisi ruang yang tersedia bagi mereka, dan tidak seperti cairan dan padatan, mereka tidak membentuk permukaan bebas. Mereka memberikan tekanan pada cangkang yang membatasi ruang yang mereka isi. Massa jenis gas pada tekanan normal beberapa kali lipat lebih kecil dari massa jenis cairan. Tidak seperti padatan dan cairan, volume gas sangat bergantung pada tekanan dan suhu.

Sifat sebagian besar gas - transparansi, tidak berwarna, dan ringan - menyulitkan untuk mempelajarinya, sehingga fisika dan kimia gas berkembang secara lambat. Hanya di abad ke-17 terbukti bahwa udara memiliki berat (E. Torricelli dan B. Pascal). Kemudian J. van Helmont memperkenalkan istilah gas untuk menunjukkan zat seperti udara. Dan hanya pada pertengahan abad ke-19. hukum dasar yang dipatuhi gas telah ditetapkan. Ini termasuk hukum Boyle - Mariotte, hukum Charles, hukum Gay-Lussac, hukum Avogadro.

Yang paling dipelajari sepenuhnya adalah sifat-sifat gas yang cukup dimurnikan, di mana jarak antara molekul dalam kondisi normal adalah urutan 10 nm, yang jauh lebih besar daripada jari-jari aksi gaya interaksi antarmolekul. Gas semacam itu, yang molekul-molekulnya dianggap sebagai titik material yang tidak berinteraksi, disebut gas ideal. Gas ideal secara ketat mematuhi hukum Boyle - Mariotte dan Gay-Lussac. Hampir semua gas berperilaku sebagai gas ideal pada suhu yang tidak terlalu tinggi tekanan tinggi dan suhu yang tidak terlalu rendah.

Teori molekuler-kinetik gas menganggap gas sebagai sekumpulan partikel (molekul atau atom) yang berinteraksi lemah yang berada dalam gerakan kacau (termal) terus menerus. Berdasarkan konsep teori kinetik yang sederhana ini, dimungkinkan untuk menjelaskan sifat-sifat fisika dasar gas, terutama sifat-sifat gas yang dijernihkan. Dalam gas yang cukup dijernihkan, jarak rata-rata antar molekul ternyata jauh lebih besar daripada jari-jari aksi gaya antarmolekul. Jadi, misalnya, dalam kondisi normal, ada ~ 10 19 molekul dalam 1 cm 3 gas dan jarak rata-rata antara mereka adalah ~ 10 -6 cm. Dari sudut pandang teori kinetik molekul, tekanan gas adalah hasil dari banyak dampak molekul gas pada dinding kapal, rata-rata dari waktu ke waktu dan sepanjang dinding kapal. Dalam kondisi normal dan dimensi makroskopik kapal, jumlah tumbukan per 1 cm 2 permukaan kira-kira 10 24 per detik.

Energi internal gas ideal (nilai rata-rata energi total semua partikelnya) hanya bergantung pada suhunya. Energi internal gas monoatomik yang memiliki 3 derajat kebebasan translasi dan terdiri dari N atom sama dengan:

Dengan peningkatan densitas gas, sifat-sifatnya tidak lagi ideal, proses tumbukan mulai memainkan peran yang semakin penting, dan ukuran molekul serta interaksinya tidak dapat lagi diabaikan. Gas seperti itu disebut gas nyata. Perilaku gas nyata, tergantung pada suhu, tekanan, sifat fisiknya, pada tingkat yang lebih besar atau lebih kecil berbeda dari hukum gas ideal. Salah satu persamaan dasar yang menjelaskan sifat-sifat gas nyata adalah persamaan van der Waals, di mana dua koreksi diperhitungkan: untuk gaya tarik-menarik antar molekul dan untuk ukurannya.

Setiap zat dapat diubah menjadi keadaan gas dengan pemilihan tekanan dan suhu yang tepat. Oleh karena itu, kemungkinan wilayah keberadaan keadaan gas secara grafis digambarkan dalam variabel: tekanan R- suhu T(pada p-t-bagan). Ada suhu kritis T k, di bawahnya daerah ini dibatasi oleh kurva sublimasi (sublimasi) dan penguapan, yaitu, pada setiap tekanan di bawah p k kritis, ada suhu T, ditentukan oleh kurva sublimasi atau penguapan, di atasnya zat menjadi gas. Pada suhu di bawah T hingga dimungkinkan untuk memadatkan gas - untuk mentransfernya ke keadaan agregasi lain (padat atau cair). Dalam hal ini, transformasi fase gas menjadi cair atau padat terjadi secara tiba-tiba: sedikit perubahan tekanan menyebabkan perubahan sejumlah sifat zat (misalnya, kepadatan, entalpi, kapasitas panas, dll.) . Proses kondensasi gas, terutama pencairan gas, sangat penting secara teknis.

Area keadaan gas suatu zat sangat luas, dan sifat-sifat gas dapat berubah dalam rentang yang luas dengan perubahan suhu dan tekanan. Jadi, dalam kondisi normal (pada 0 °C dan tekanan atmosfer), kerapatan gas kira-kira 1000 kali lebih kecil daripada kerapatan zat yang sama dalam keadaan padat atau cair. Di sisi lain, pada tekanan tinggi, materi, yang pada suhu superkritis dapat dianggap sebagai gas, memiliki kerapatan yang sangat besar (misalnya, di pusat beberapa bintang ~109 g/cm 3 ).

Struktur internal molekul gas memiliki sedikit efek pada tekanan, suhu, kepadatan dan hubungan di antara mereka, tetapi secara signifikan mempengaruhi sifat listrik dan magnetiknya. Sifat kalori gas, seperti kapasitas panas, entropi, dll., juga bergantung pada struktur internal molekul.

Sifat listrik gas ditentukan oleh kemungkinan ionisasi molekul atau atom, yaitu munculnya partikel bermuatan listrik (ion dan elektron) dalam gas. Dengan tidak adanya partikel bermuatan, gas adalah isolator yang baik. Dengan meningkatnya konsentrasi muatan, konduktivitas listrik gas meningkat. Pada suhu di atas beberapa ribu K, gas sebagian terionisasi dan berubah menjadi plasma.

Menurut sifat kemagnetannya, gas dibagi menjadi diamagnetik (gas inert, CO 2, H 2 O) dan paramagnetik (O 2). Molekul gas diamagnetik tidak memiliki momen magnet permanen dan memperolehnya hanya di bawah aksi medan magnet. Gas-gas yang molekulnya memiliki momen magnet permanen berperilaku seperti paramagnet.

Dalam fisika modern, gas tidak hanya disebut sebagai salah satu dari keadaan agregat materi. Gas dengan sifat khusus termasuk, misalnya, satu set elektron bebas dalam logam (gas elektron), fonon dalam kristal (gas fonon). Sifat-sifat partikel gas tersebut dijelaskan

Komponen utama atmosfer bumi. Kata "Nitrogen", diusulkan oleh ahli kimia Prancis A. Lavoisier pada akhir abad ke-18, berasal dari bahasa Yunani. "Nitrogen" berarti "Tak bernyawa". Inilah yang dipikirkan Lavoisier, serta orang-orang sezamannya. Unsur nitrogen membentuk zat sederhana, yang dalam kondisi normal adalah gas, tidak berwarna, tidak berbau dan tidak berasa. Gas ini diisolasi dari udara pada tahun 1772 oleh Rutherford dan Scheele. Gas ini tidak mendukung respirasi dan pembakaran, itulah sebabnya dinamakan demikian. Namun, seseorang tidak dapat menghirup oksigen murni sepanjang waktu. Bahkan orang sakit hanya diberikan oksigen murni untuk waktu yang singkat. Menyebutnya tak bernyawa tidak sepenuhnya benar. Semua tanaman diberi makan dengan nitrogen, kalium, fosfor, membuat pupuk mineral. Nitrogen adalah bagian dari senyawa organik yang paling penting, termasuk yang penting seperti protein dan asam amino. Bagi manusia, kelembaman relatif gas ini sangat berguna. Jika lebih rentan terhadap reaksi kimia, atmosfer bumi tidak bisa eksis dalam bentuk yang ada. Zat pengoksidasi kuat, oksigen, akan bereaksi dengan nitrogen, dan oksida nitrogen beracun akan terbentuk. Tetapi jika nitrogen tidak dapat diikat dalam kondisi apa pun, tidak akan ada kehidupan di Bumi. Nitrogen menyumbang sekitar 3% dari massa tubuh manusia. Nitrogen tidak terikat banyak digunakan. Ini adalah yang termurah dari gas yang secara kimia lembam dalam kondisi normal, oleh karena itu, dalam proses metalurgi dan kimia besar, di mana perlu untuk melindungi senyawa aktif atau logam cair dari interaksi dengan oksigen atmosfer, atmosfer pelindung nitrogen murni dibuat. . Zat yang mudah teroksidasi disimpan di laboratorium di bawah perlindungan nitrogen. Dalam metalurgi, permukaan logam dan paduan tertentu dijenuhkan dengan nitrogen untuk memberikan kekerasan dan ketahanan aus yang lebih besar. Ini dikenal secara luas, misalnya, nitridasi baja dan paduan titanium.

Nitrogen cair (titik leleh dan titik didih nitrogen: -210*C dan -196*C) digunakan dalam unit pendingin.

Aktivitas kimia nitrogen yang rendah dijelaskan, pertama-tama, oleh struktur molekulnya. Ada ikatan rangkap tiga antara atom nitrogen dalam suatu molekul. Untuk menghancurkan molekul nitrogen, perlu mengeluarkan energi yang sangat besar - 954,6 kJ / mol. Tanpa penghancuran molekul, nitrogen tidak akan masuk ke dalam ikatan kimia. Dalam kondisi normal, hanya lithium yang dapat bereaksi dengannya, membentuk nitrida.

Nitrogen atomik jauh lebih aktif, tetapi bahkan pada 3000*C tidak ada dekomposisi molekul nitrogen yang nyata menjadi atom.

Senyawa nitrogen sangat penting bagi ilmu pengetahuan dan banyak industri. Demi mendapatkan nitrogen terikat, umat manusia menghabiskan biaya energi yang sangat besar. Metode utama fiksasi nitrogen dalam kondisi industri adalah sintesis amonia. Amonia itu sendiri digunakan sampai batas tertentu dan biasanya dalam bentuk larutan air. Tapi amonia, tidak seperti nitrogen atmosfer, cukup mudah masuk ke dalam reaksi adisi dan substitusi. Dan itu lebih mudah teroksidasi daripada nitrogen. Oleh karena itu, amonia telah menjadi produk awal untuk produksi sebagian besar zat yang mengandung nitrogen. Lima nitrogen oksida telah diketahui. Asam nitrat banyak digunakan dalam industri. Garamnya, nitrat, digunakan sebagai pupuk.

Nitrogen membentuk asam lain - nitro. Beberapa mikroorganisme dapat memfiksasi nitrogen di udara. Ini adalah bakteri pengikat nitrogen tanah.

Nama Latin untuk nitrogen "nitrogenium" diperkenalkan pada tahun 1790 oleh J. Chaptal, yang berarti

"melahirkan sendawa".

V O D O R O D No. 1 N 1

Hidrogen di Bumi, termasuk air dan udara, menyumbang sekitar 1% massa. Ini adalah elemen umum dan vital. Ini adalah bagian dari semua tumbuhan dan hewan, serta komposisi zat paling umum di Bumi - air.

Hidrogen adalah unsur yang paling melimpah di alam semesta. Dia berdiri di awal proses panjang dan kompleks sintesis unsur-unsur dalam bintang.

Energi matahari adalah sumber utama kehidupan di Bumi. Dan prinsip dasar energi ini adalah reaksi termonuklir yang terjadi di Matahari dalam beberapa tahap. Ini melepaskan sejumlah besar energi. Manusia berhasil mereproduksi di Bumi bukan kemiripan yang sangat akurat dari reaksi matahari utama. Dalam kondisi terestrial, kita hanya dapat memaksa isotop berat hidrogen, deuterium dan tritium, untuk masuk ke dalam reaksi seperti itu. Hidrogen biasa - protium - dengan massa 1 tidak tunduk pada kita di sini.

Hidrogen menempati tempat khusus dalam tabel periodik unsur. Ini adalah elemen yang dengannya tabel periodik dimulai. Biasanya berdiri di grup 1 di atas lithium. Karena atom hidrogen memiliki satu elektron valensi. Tetapi dalam tabel edisi modern, hidrogen ditempatkan dalam kelompok 7 di atas fluor, karena hidrogen ditemukan memiliki kesamaan dengan halogen. Selain itu, hidrogen mampu membentuk senyawa dengan logam - logam hidrida. Dalam prakteknya, yang paling penting adalah kombinasi lithium dengan deuterium hidrogen berat. Isotop hidrogen memiliki sifat fisik dan kimia yang sangat berbeda, sehingga mudah untuk memisahkannya. Unsur hidrogen membentuk zat sederhana, yang juga disebut hidrogen. Ini adalah gas yang tidak berwarna, tidak berbau, tidak berasa. Ini adalah gas yang paling ringan, 14,4 kali lebih ringan dari udara. Hidrogen menjadi cair pada -252.6*C dan padat pada -259.1*C. Dalam kondisi normal, aktivitas kimia hidrogen rendah, bereaksi dengan fluor dan klorin. Tetapi pada suhu tinggi, hidrogen berinteraksi dengan brom, yodium, belerang, selenium, telurium, dan dengan adanya katalis dengan nitrogen, membentuk amonia. Campuran 2 volume hidrogen dan 1 volume oksigen disebut gas peledak. Itu meledak dengan keras ketika dinyalakan. Hidrogen terbakar untuk membentuk air. Pada suhu tinggi, hidrogen mampu "menghilangkan" oksigen dari banyak molekul, termasuk sebagian besar oksida logam. Hidrogen adalah agen pereduksi yang sangat baik. Tetapi karena zat pereduksi ini mahal dan tidak mudah digunakan, zat ini digunakan sampai batas tertentu untuk mereduksi logam. Hidrogen banyak digunakan dalam proses hidrogenasi - transformasi lemak cair menjadi padat. Konsumen terbesar hidrogen adalah produksi amonia dan metil alkohol. Meningkatnya minat sedang ditunjukkan hari ini di hidrogen sebagai sumber energi panas. Ini disebabkan oleh fakta bahwa pembakaran hidrogen murni melepaskan lebih banyak panas daripada pembakaran bahan bakar dalam jumlah yang sama. Selain itu, pembakaran hidrogen tidak mengeluarkan kotoran berbahaya yang mencemari atmosfer.

B E R I L I Y No. 4 Jadilah 2 2

Berilium ditemukan pada tahun 1798 oleh ahli kimia Prancis terkenal L. Vauquelin dalam batu semi mulia beryl. Oleh karena itu nama elemen. Namun, Vauquelin hanya memilih "bumi" baru - oksida logam yang tidak dikenal. Berilium yang relatif murni diperoleh dalam bentuk bubuk hanya 30 tahun kemudian secara independen oleh F. Wehler di Jerman dan E. Bussy di Prancis.

Untuk waktu yang lama, banyak ahli kimia percaya bahwa berilium adalah logam trivalen dengan massa atom 13,8. Tidak ada tempat untuk logam semacam itu dalam sistem periodik, dan kemudian, terlepas dari kesamaan berilium dengan aluminium, DI Mendeleev menempatkan elemen ini di kelompok kedua, mengubah massa atomnya menjadi 9. Segera, ilmuwan Swedia L. Nilson dan O. Peterson menemukan bahwa massa atom berilium adalah 9,1, yang sesuai dengan asumsi D.I. Mendeleev.

Berilium adalah elemen langka. Dari senyawa berilium, beril adalah yang paling umum.

Be3Al2(SiO3)6. Berilium juga termasuk dalam senyawa alami lainnya. Diantara mereka - permata: zamrud, aquamarine, heliodor, yang digunakan untuk perhiasan di zaman kuno.

Berilium murni adalah logam abu-abu muda, ringan dan rapuh. Berilium bersifat reaktif. Atomnya dengan mudah melepaskan 2 elektronnya dari kulit terluar (keadaan oksidasi +2). Di udara, berilium ditutupi dengan film oksida, BeO, yang melindunginya dari korosi dan sangat tahan api, dan di air, dengan film Be(OH)2, yang juga melindungi logam. Berilium bereaksi dengan asam sulfat, klorida, dan asam lainnya. Bereaksi dengan nitrogen hanya ketika dipanaskan. Mudah menggabungkan dengan halogen, belerang, karbon.

Pada paruh kedua abad ke-20, berilium menjadi penting di banyak cabang teknologi. Logam ini dan paduannya dibedakan oleh kombinasi yang unik berbagai properti. Bahan struktural berdasarkan berilium memiliki ringan dan kekuatan. Mereka juga tahan terhadap suhu tinggi. Menjadi 1,5 kali lebih ringan dari aluminium, paduan ini juga lebih kuat dari banyak baja khusus. Berilium itu sendiri dan banyak paduannya tidak kehilangan kualitas ini pada suhu 700 - 800 * C, oleh karena itu mereka digunakan dalam teknologi luar angkasa dan penerbangan.

Berilium juga diperlukan dalam teknologi nuklir: ia tahan terhadap radiasi dan bertindak sebagai reflektor neutron.

Kerugian berilium harus dipertimbangkan kerapuhan dan toksisitasnya. Semua senyawa berilium beracun. Penyakit tertentu diketahui - beriliosis, di mana banyak sistem organisme hidup dan bahkan kerangka terpengaruh.
L I T I Y No. 3 Li 2 1

petalit LiAl(Si4O10). Mineral ini terlihat seperti batu yang paling biasa, dan karena itu logam itu disebut lithium, dari bahasa Yunani "lithos" - batu. Kerak bumi lithium mengandung tiga perseribu persen dari total massa. Sekitar 30 mineral lithium diketahui, 5 di antaranya penting untuk industri.

Lithium adalah logam yang paling ringan, hampir dua kali lebih ringan dari air. Warnanya putih keperakan dengan kilau metalik yang cerah. Lithium lunak, mudah dipotong dengan pisau. Di udara, ia dengan cepat meredup, bergabung dengan oksigen di udara. Litium jauh lebih lemah daripada kalium atau natrium. Bereaksi dengan air, membentuk alkali LiOH, tetapi tidak menyala, seperti yang terjadi pada reaksi kalium dengan air. Tapi lithium bereaksi dengan nitrogen, karbon, hidrogen lebih mudah daripada logam alkali lainnya. Ini adalah salah satu dari sedikit elemen yang bergabung langsung dengan nitrogen.

Beberapa garam litium (karbonat, fluorida), tidak seperti garam sejenis dari tetangganya dalam kelompok, kurang larut dalam air. Untuk waktu yang lama, baik lithium dan senyawanya hampir tidak ditemukan aplikasi praktis. Hanya pada abad ke-20 mereka mulai digunakan dalam produksi baterai, dalam industri kimia sebagai katalis, dalam metalurgi. Paduan lithium ringan, kuat, dan ulet. Tetapi area utama penerapan lithium saat ini adalah teknologi nuklir.

Salah satu dari dua isotop alami lithium dengan massa 6 ternyata menjadi sumber produksi industri yang paling mudah diakses dari isotop hidrogen berat - tritium, yang terlibat dalam reaksi termonuklir. Isotop lithium lain dengan massa 7 digunakan sebagai pendingin untuk reaktor nuklir. Kekurangan lithium dalam tubuh manusia menyebabkan gangguan mental. Kelebihan logam dalam tubuh menyebabkan kelesuan umum, gangguan pernapasan dan irama jantung, kelemahan, kantuk, kehilangan nafsu makan, haus, gangguan penglihatan, dan dermatitis pada wajah dan tangan.

B O R No. 5 V 2 3

Nama "boron" berasal dari bahasa Arab "burak" - "boraks". Elemen ini pertama kali diisolasi dari asam borat pada tahun 1808, ahli kimia Perancis terkenal J. Gay-Lussac dan L. Tenard. Benar, dalam zat boron yang diperoleh mereka tidak lebih dari 70%. Boron dengan kemurnian 99% pertama kali diperoleh oleh ahli kimia Amerika E. Weintraub hanya 101 tahun kemudian.

Di alam, boron terjadi terutama dalam bentuk boraks NaB4O7 per 10H2O,

Kernite Na2B4O7 pada 4H2O dan sassoline (asam borat alami) H3BO3.

Boron yang sangat murni tidak berwarna, tetapi hanya sedikit yang pernah melihat boron tidak berwarna. Karena kotoran, boron berbutir halus biasanya berwarna abu-abu gelap, hitam, atau coklat.

Pada suhu biasa, boron hanya berinteraksi dengan fluor, ketika dipanaskan - dengan halogen lain, oksigen, belerang, karbon, nitrogen, fosfor, dengan logam, dan dari asam - dengan nitrat dan sulfat. Dalam senyawa, ia menunjukkan keadaan oksidasi +3.

Senyawa boron yang paling terkenal, asam borat, banyak digunakan dalam pengobatan sebagai desinfektan. Boraks - garam asam borat - telah lama digunakan dalam produksi jenis kaca khusus. Namun bukan karena itu boron menjadi unsur yang sangat penting bagi industri saat ini.

Boron alami hanya terdiri dari dua isotop dengan massa 10 dan 11. Menurut sifat kimia mereka, seperti isotop dari satu elemen, praktis tidak dapat dibedakan, tetapi untuk fisika nuklir, isotop ini adalah antipoda. Fisikawan terutama tertarik pada karakteristik isotop ringan seperti kemampuan inti mereka untuk menangkap (atau, sebaliknya, tidak menangkap) neutron yang dihasilkan selama reaksi berantai nuklir dan diperlukan untuk mempertahankannya. Ternyata isotop ringan boron dengan massa 10 adalah salah satu "penangkap" neutron termal yang paling agresif, sedangkan isotop berat boron dengan massa 11 acuh tak acuh terhadap mereka. Masing-masing isotop ini dapat lebih berguna dalam pembangunan reaktor nuklir daripada campuran alami isotop unsur ini.

Isotop boron telah belajar untuk memisahkan dalam proses fisik dan kimia yang kompleks dan memperoleh senyawa dan paduan monoisotop. Isotop boron dengan massa 11 digunakan sebagai dopan dalam bahan inti reaktor, dan batang kendali dibuat dari isotop boron dengan massa 10, dengan bantuan mereka menjebak kelebihan neutron dan dengan demikian mengatur jalannya reaksi berantai nuklir.

Natrium dan senyawanya banyak digunakan dalam industri. Natrium cair berfungsi sebagai pendingin dalam reaktor nuklir dari beberapa desain. Logam natrium mengembalikan logam berharga seperti zirkonium, tantalum, titanium dari senyawa. Metode industri pertama di dunia untuk memproduksi karet, yang dikembangkan oleh S.V. Lebedev, melibatkan penggunaan katalis natrium. Natrium juga terlibat dalam proses sintesis organik.

Banyak senyawa natrium merupakan produk penting dari industri kimia. Ini adalah soda kaustik, atau soda kaustik, atau kaustik - NaOH. Soda ash atau natrium karbonat. Natrium karbonat membentuk hidrat kristal dekahidrat, yang dikenal sebagai soda kristal. Kalium karbonat, yang dikenal sebagai kalium, banyak digunakan. Unsur tersebut dinamai natrium dari bahasa Arab "natrun" - soda.

Sampai saat ini, lebih dari 3 juta zat yang berbeda diketahui ada. Dan angka ini terus bertambah setiap tahun, karena ahli kimia sintetik dan ilmuwan lain terus-menerus melakukan eksperimen untuk mendapatkan senyawa baru yang memiliki beberapa sifat bermanfaat.

Beberapa zat adalah penghuni alami yang terbentuk secara alami. Setengah lainnya adalah buatan dan sintetis. Namun, baik dalam kasus pertama dan kedua, sebagian besar terdiri dari zat gas, contoh dan karakteristik yang akan kita bahas dalam artikel ini.

Keadaan agregat zat

Sejak abad ke-17, telah diterima secara umum bahwa semua senyawa yang diketahui mampu eksis dalam tiga keadaan agregasi: zat padat, cair, gas. Namun, penelitian yang cermat dalam beberapa dekade terakhir di bidang astronomi, fisika, kimia, biologi luar angkasa, dan ilmu-ilmu lainnya telah membuktikan bahwa ada bentuk lain. Ini plasma.

Apa yang dia wakili? Ini sebagian atau seluruhnya Dan ternyata sebagian besar zat semacam itu ada di Semesta. Jadi, dalam keadaan plasma ada:

• materi antarbintang;
• masalah ruang;
• lapisan atas atmosfer;
• nebula;
• komposisi banyak planet;
• bintang.

Karena itu, hari ini mereka mengatakan bahwa ada zat padat, cair, gas, dan plasma. Omong-omong, setiap gas dapat secara artifisial ditransfer ke keadaan seperti itu jika mengalami ionisasi, yaitu dipaksa untuk berubah menjadi ion.

Zat gas: contoh

Ada banyak contoh zat yang sedang dipertimbangkan. Bagaimanapun, gas telah dikenal sejak abad ke-17, ketika van Helmont, seorang naturalis, pertama kali diperoleh karbon dioksida dan mulai menyelidiki sifat-sifatnya. Ngomong-ngomong, dia juga memberi nama kelompok senyawa ini, karena, menurutnya, gas adalah sesuatu yang tidak teratur, kacau, terkait dengan roh dan sesuatu yang tidak terlihat, tetapi nyata. Nama ini telah berakar di Rusia.

Dimungkinkan untuk mengklasifikasikan semua zat gas, maka akan lebih mudah untuk memberikan contoh. Bagaimanapun, sulit untuk menutupi semua keragaman.

Komposisi dibedakan:

• sederhana,
• molekul kompleks.

Kelompok pertama termasuk yang terdiri dari atom yang sama dalam jumlah berapa pun. Contoh : oksigen - O 2, ozon - O 3, hidrogen - H 2, klorin - CL 2, fluor - F 2, nitrogen - N 2 dan lain-lain.

• hidrogen sulfida - H 2 S;
• hidrogen klorida - HCL;
• metana - CH 4;
• belerang dioksida - SO 2;
• gas coklat - NO 2;
• freon - CF 2 CL 2;
• amonia - NH 3 dan lainnya.

Klasifikasi berdasarkan sifat zat

Anda juga dapat mengklasifikasikan jenis zat gas menurut milik dunia organik dan anorganik. Artinya, berdasarkan sifat atom penyusunnya. Gas organik adalah:

• lima perwakilan pertama (metana, etana, propana, butana, pentana). Rumus umum C n H 2n+2 ;
• etilen - C 2 H 4;
• asetilena atau etena - C 2 H 2;
• metilamin - CH 3 NH 2 dan lainnya.

Klasifikasi lain yang dapat dikenakan pada senyawa yang dimaksud adalah pembagian berdasarkan partikel yang membentuk komposisi. Tidak semua zat gas terdiri dari atom. Contoh struktur di mana ion, molekul, foton, elektron, partikel Brown, plasma hadir juga mengacu pada senyawa dalam keadaan agregasi seperti itu.

Sifat-sifat gas

Karakteristik zat dalam keadaan yang dipertimbangkan berbeda dari senyawa padat atau cair. Masalahnya adalah sifat-sifat zat gas itu istimewa. Partikelnya mudah dan cepat bergerak, zat secara keseluruhan isotropik, yaitu sifat-sifatnya tidak ditentukan oleh arah pergerakan struktur penyusunnya.

Adalah mungkin untuk menentukan sifat-sifat fisik yang paling penting dari zat-zat gas, yang akan membedakannya dari semua bentuk lain dari keberadaan materi.

1. Ini adalah koneksi yang tidak dapat dilihat dan dikendalikan, dirasakan dengan cara manusia biasa. Untuk memahami sifat dan mengidentifikasi gas tertentu, mereka bergantung pada empat parameter yang menggambarkan semuanya: tekanan, suhu, jumlah zat (mol), volume.
2. Tidak seperti cairan, gas mampu menempati seluruh ruang tanpa jejak, hanya dibatasi oleh ukuran wadah atau ruangan.
3. Semua gas mudah bercampur satu sama lain, sedangkan senyawa ini tidak memiliki antarmuka.
4. Ada perwakilan yang lebih ringan dan lebih berat, jadi di bawah pengaruh gravitasi dan waktu, dimungkinkan untuk melihat pemisahan mereka.
5. Difusi adalah salah satu sifat terpenting dari senyawa ini. Kemampuan untuk menembus zat lain dan menjenuhkannya dari dalam, sambil membuat gerakan yang benar-benar tidak teratur dalam strukturnya.
6. Gas nyata tidak dapat menghantarkan arus listrik, tetapi jika kita berbicara tentang zat yang dijernihkan dan terionisasi, maka konduktivitasnya meningkat secara dramatis.
7. Kapasitas panas dan konduktivitas termal gas rendah dan bervariasi dari spesies ke spesies.
8. Viskositas meningkat dengan meningkatnya tekanan dan suhu.
9. Ada dua opsi untuk transisi interfase: penguapan - cairan berubah menjadi uap, sublimasi - padatan, melewati cairan, menjadi gas.

Ciri khas uap dari gas sejati adalah bahwa yang pertama, dalam kondisi tertentu, dapat masuk ke fase cair atau padat, sedangkan yang terakhir tidak. Juga harus diperhatikan kemampuan senyawa yang dipertimbangkan untuk menahan deformasi dan menjadi fluida.

Sifat serupa zat gas memungkinkan mereka untuk digunakan secara luas di berbagai bidang ilmu pengetahuan dan teknologi, industri dan ekonomi nasional. Selain itu, karakteristik khusus sangat individual untuk setiap perwakilan. Kami telah mempertimbangkan hanya fitur yang umum untuk semua struktur nyata.

Kompresibilitas

Pada suhu yang berbeda, serta di bawah pengaruh tekanan, gas dapat dikompresi, meningkatkan konsentrasinya dan mengurangi volume yang ditempati. Pada suhu tinggi mereka memuai, pada suhu rendah mereka berkontraksi.

Tekanan juga berubah. Kepadatan zat gas meningkat dan, setelah mencapai titik kritis, yang berbeda untuk setiap perwakilan, transisi ke keadaan agregasi lain dapat terjadi.

Ilmuwan utama yang berkontribusi pada pengembangan doktrin gas

Ada banyak orang seperti itu, karena mempelajari gas adalah proses yang melelahkan dan secara historis panjang. Mari kita membahas kepribadian paling terkenal yang berhasil membuat penemuan paling signifikan.

1. membuat penemuan pada tahun 1811. Tidak masalah gas apa, yang utama adalah bahwa dalam kondisi yang sama mereka terkandung dalam satu volume dalam jumlah yang sama dengan jumlah molekul. Ada nilai yang dihitung dinamai menurut nama ilmuwan. Itu sama dengan 6,03 * 10 23 molekul untuk 1 mol gas apa pun.
2. Fermi - menciptakan doktrin gas kuantum ideal.
3. Gay-Lussac, Boyle-Marriott - nama ilmuwan yang menciptakan persamaan kinetik dasar untuk perhitungan.
4. Robert Boyle.
5. John Dalton.
6. Jacques Charles dan banyak ilmuwan lainnya.

Struktur zat gas

Fitur paling penting dalam konstruksi kisi kristal zat yang dipertimbangkan adalah bahwa pada simpulnya terdapat atom atau molekul yang dihubungkan satu sama lain oleh ikatan kovalen yang lemah. Gaya Van der Waals juga ada ketika kita sedang berbicara tentang ion, elektron dan sistem kuantum lainnya.

Oleh karena itu, jenis utama struktur kisi untuk gas adalah:

• atom;
• molekuler.

Ikatan di dalamnya mudah putus, sehingga senyawa ini tidak memiliki bentuk permanen, tetapi memenuhi seluruh volume spasial. Ini juga menjelaskan kurangnya konduktivitas listrik dan konduktivitas termal yang buruk. Tetapi isolasi termal gas baik, karena, berkat difusi, mereka mampu menembus padatan dan menempati ruang cluster bebas di dalamnya. Pada saat yang sama, udara tidak lewat, panas dipertahankan. Ini adalah dasar untuk penggunaan gas dan padatan dalam kombinasi untuk tujuan konstruksi.

Zat sederhana di antara gas

Gas mana yang termasuk dalam kategori ini dalam hal struktur dan struktur, telah kita bahas di atas. Ini adalah orang-orang yang terdiri dari atom yang sama. Ada banyak contoh, karena sebagian besar nonlogam dari seluruh sistem periodik dalam kondisi normal berada dalam keadaan agregasi ini. Misalnya:

• fosfor putih - salah satu elemen ini;
• nitrogen;
• oksigen;
• fluor;
• klorin;
• helium;
• neon;
• argon;
• kripton;
• xenon.

Molekul gas-gas ini dapat berupa monoatomik (gas mulia) dan poliatomik (ozon - O 3). Jenis ikatan kovalen non-polar, dalam banyak kasus agak lemah, tetapi tidak semuanya. Kisi kristal tipe molekul yang memungkinkan zat-zat ini dengan mudah berpindah dari satu keadaan agregasi ke yang lain. Jadi, misalnya, yodium dalam kondisi normal - kristal ungu gelap dengan kilau logam. Namun, ketika dipanaskan, mereka menyublim menjadi gumpalan gas ungu terang - I 2.

Omong-omong, zat apa pun, termasuk logam, dalam kondisi tertentu dapat berada dalam keadaan gas.

Senyawa kompleks yang bersifat gas

Gas seperti itu, tentu saja, adalah mayoritas. Berbagai kombinasi atom dalam molekul, disatukan oleh ikatan kovalen dan interaksi van der Waals, memungkinkan pembentukan ratusan perwakilan berbeda dari keadaan agregat yang dipertimbangkan.

Contoh zat yang sangat kompleks di antara gas dapat berupa semua senyawa yang terdiri dari dua atau lebih unsur yang berbeda. Ini mungkin termasuk:

• propana;
• butana;
• asetilen;
• amonia;
• silan;
• fosfin;
• metana;
• karbon disulfida;
• sulfur dioksida;
• gas coklat;
• freon;
• etilen dan lain-lain.

Kisi kristal tipe molekul. Banyak perwakilan mudah larut dalam air, membentuk asam yang sesuai. Sebagian besar senyawa ini merupakan bagian penting dari sintesis kimia yang dilakukan di industri.

Metana dan homolognya

Kadang-kadang konsep umum"gas" berarti mineral alami, yang merupakan seluruh campuran produk gas yang sebagian besar bersifat organik. Ini mengandung zat-zat seperti:

• metana;
• etana;
• propana;
• butana;
• etilen;
• asetilen;
• pentana dan beberapa lainnya.

Dalam industri, mereka sangat penting, karena itu adalah campuran propana-butana yang merupakan gas rumah tangga di mana orang memasak makanan, yang digunakan sebagai sumber energi dan panas.

Banyak dari mereka digunakan untuk sintesis alkohol, aldehida, asam dan zat organik lainnya. Konsumsi tahunan gas alam diperkirakan triliunan meter kubik, dan ini cukup dibenarkan.

Oksigen dan karbon dioksida

Zat gas apa yang bisa disebut paling luas dan dikenal bahkan oleh siswa kelas satu? Jawabannya jelas - oksigen dan karbon dioksida. Bagaimanapun, mereka adalah peserta langsung dalam pertukaran gas yang terjadi pada semua makhluk hidup di planet ini.

Diketahui bahwa berkat oksigen kehidupan menjadi mungkin, karena tanpa oksigen hanya beberapa jenis bakteri anaerob yang dapat eksis. Dan karbon dioksida adalah produk "nutrisi" yang diperlukan untuk semua tanaman yang menyerapnya untuk melakukan proses fotosintesis.

Dari sudut pandang kimia, baik oksigen dan karbon dioksida adalah zat penting untuk mensintesis senyawa. Yang pertama adalah zat pengoksidasi kuat, yang kedua lebih sering merupakan zat pereduksi.

halogen

Ini adalah sekelompok senyawa di mana atom adalah partikel zat gas yang terhubung berpasangan satu sama lain karena ikatan kovalen non-polar. Namun, tidak semua halogen adalah gas. Brom adalah cairan dalam kondisi biasa, sedangkan yodium adalah padatan yang sangat mudah menyublim. Fluor dan klorin adalah zat beracun yang berbahaya bagi kesehatan makhluk hidup, yang merupakan oksidator terkuat dan banyak digunakan dalam sintesis.

AZ. Pada deret halogen P - C1 - Br -1 dari kiri ke kanan terpilihnegatif:

a) bertambah b) berkurang c) tidak berubah

d) pertama meningkat, kemudian menurun

A4. Dalam deret unsur C - N - O - P elektronegatifness:

a) terbesar untuk fluor b) terkecil untuk fluor

c) tidak berubah d) berubah secara berkala

A5. Keelektronegatifan dalam rangkaian unsur dengan elektronkonfigurasi ron ... 2S1 - ...2 S2 2pS2 2p4-...2 S2 2p5: a) bertambah b) berkurang c) tidak berubah d) pertama bertambah, lalu berkurang

A6. Keelektronegatifan unsur meningkat denganke kanan di baris:

a) H, C, N, O b) C, Li, Be, B c) P, Si, A1, Mg d) F, C1, Br, I

A7. Keelektronegatifan unsur-unsur pertama meningkat dan kemudian menurun dalam seri:

a) O, F, C b) H, Na, N c) C1, Br, I d) Na, Ca, A1

A8. Ikatan ion terbentuk:

a) antara unsur-unsur dengan keelektronegatifan yang sama karena pembentukan pasangan elektron yang sama

b) jika keelektronegatifan unsur-unsur berbeda tajam

c) jika keelektronegatifan unsur-unsurnya sedikit berbeda

d) keelektronegatifan tidak penting

A9. Ikatan kimia dalam molekul hidrogen klorida:

a) ionik b) logam c) kovalen non-polar

d) kovalen polar

A10. Jenis ikatan kimia apa yang terjadi antara logam alkali dan halogen:

sebuah)logam b) ionik c) kovalen polar d) kovalen

AI. Tentukan ikatan kovalen polar:

a) N-NB)C1-C1 c)na-C1G)C-C1

A12. Tentukan lambang unsur yang atomnya dapat membentuk ikatan ionik dan logam:

sebuah)K b) O c) C1 d)Si

A13. Ikatan kimia dibentuk oleh dua pasangan elektron bersama dalam sebuah molekul:

a) H2b)02v)n2 d) C12

A14. Ikatan kimia dalam molekul nitrogen:

a) tiga kali lipatb) gandac) sederhana d) satu setengah

A15. Ikatan kimia polar ionik dan kovalen hadir dalam zat:

sebuah) SiO2 B)KOH c)naC1d) C12

A16. Ikatan kimia yang paling kuat dalam suatu senyawa : a)02b) H2v)n2 d) HBg

A17. Dalam hal ini pasangan elektron umum dalam ikatan kimia bergeser ke oksigen:

a) CO b) OF2 c)02 d)03

A18. Tentukan di seri mana dalam semua zat semua ikatan bersifat kovalen polar:

a) 02, K1,n2 b.HC1, CH4,nH3v)H2O, KOH, PH3 d) A1,naC1, CaCO3

A19. Tunjukkan jenis orbital elektronik yang tumpang tindih selama pembentukan molekul hidrogen klorida: a) 8 irb) riri c) 8 I 8 D) 8 I e

A20. Tentukan molekul yang memiliki semua ikatan tipe-o:

a) K2b) H2Oc) C2H4d) C6H6

A21. Tentukan molekul dengan dua ikatan-n:

sebuah)C2H5OH b) C2H2 c) CH4 d) C2H4

A22. Antara atom unsur dengan nomor urut11 dan 17 ikatan kimia terbentuk: a) logam b) ionik c) kovalen non-polar

d) kovalen polar

A23. Molekul karbon monoksida (IV) berisi tautan:

sebuah) 1o> dan 1l B) 2s dan 2k v) 1a dan 2p G) 2a dan 1l

A24. Sebutkan senyawa yang ikatan kovalennyaantar atom terbentuk menurut donor-akseptormekanisme:

a) KS1 b) Sh4S1 c) CH3S1 d) M8S12

A25. Tentukan antara molekul zat yangpembentukan ikatan hidrogen dimungkinkan:

a) CH3OH b) CH2O c) C2H4 d) H2

A26. Kisi kristal jenis atom memiliki:

a) belerang belah ketupat b) fosfor putih c) oksigen d) silika

A27. Zat dengan ikatan kimia memiliki kisi molekul:

a) kovalen polar b) ionik c) metalik

d) dengan semua jenis koneksi

A28. Jenis kisi kristal suatu zat, terbentuklogam dan halogen:

a) atom b) molekul c) ionik d) atom-ionik (logam)

A29. Besi memiliki kisi kristal:

a) logam b) molekul c) ionik d) atom

AZO. paling suhu tinggi mendidih memiliki:

a) tembaga b) fosfor putih c) kalsium karbonat d) hidrogen klorida

A31. Jenis kisi kristal suatu zat yangmenghantarkan arus listrik dengan baik, plastik, bukantransparan:

a) atom b) logam c) ionik d) molekul

A32. Zat tersebut memiliki titik leleh tertinggidalam, rumusnya adalah:

a) Pb b) CH4 c) SIO2 d) KP

AZZ. Tentukan seri di mana dari kiri ke kanan meningkattitik leleh zat:

a) HC1-H2O-MaC1 b) H2O - Re - K2 c) KR-A1-Br2 d) H2-Sh-CH4

A34. Tentukan zat mana dalam kondisi normal yang memiliki ion sebagai unit struktural:

sebuah)air b) oksigen c) besi d) garam meja

A35. Tunjukkan deret di mana kekuatan ikatan ion meningkat dari kiri ke kanan:

b) MaC1-CaC12-A1C13c) CaCO3 - KC1 - CaC12d) 1LS1-KaS1-KS1

81. Ikatan kimia apa yang terjadi antara atom-atom dalam senyawa 1ChH3? (Tulis nama jenis koneksi dalam kasus nominatif.)

82. Pasangan elektron yang sama dalam senyawa OP2 dipindahkan ke atom unsur apa? (Dalam jawaban Anda, tulis nama elemen dalam kasus nominatif.)

83. Karena elektron pada tingkat energi berapa ikatan dalam senyawa N2? (Tunjukkan nomor level dalam angka Arab.)

84. Tunjukkan jumlah ikatan-a yang ada dalam molekul toluena. (Tuliskan jawaban Anda dalam angka Arab.)

85. Tuliskan rumus zat dalam molekul yang ikatan kimianya paling polar adalah: klorin, kalium klorida, hidrogen klorida.

86. Orbital apa yang terlibat dalam pembentukan ikatan kimia dalam molekul hidrogen fluorida? (Dalam jawaban Anda, tuliskan sebutan huruf orbital sesuai urutan kemunculannya pada tingkat energi dan tanpa spasi.)

87. Atom-atom dari unsur periode kedua manakah yang dapat membentuk ikatan hidrogen? (Dalam jawaban Anda, tuliskan tanda-tanda kimia unsur-unsur dalam urutan menaik dari nomor atomnya tanpa spasi.)

88. Beberapa zat dalam kondisi normal adalah gas yang membentuk molekul diatomik. Transisi zat ini ke keadaan padat terjadi pada suhu di bawah -210 °C. Jenis kisi kristal apa yang membentuk zat ini?
keadaan padat? (Tulis nama jenis kisi dalam kasus nominatif.)

89. Jenis kisi kristal apa yang dimiliki suatu zat jika sangat larut dalam air, memiliki titik leleh dan titik didih yang tinggi? (Tulis nama jenis kisi dalam kasus nominatif.)

Nonlogam adalah unsur kimia yang terbentuk dalam bentuk bebas zat sederhana yang tidak memiliki sifat fisik logam. Dari 114 unsur kimia, 92 adalah logam, 22 nonlogam. Non-logam adalah zat sederhana, dalam kondisi normal mereka dapat berupa gas, cairan, dan padatan (Gbr. 46).

Beras. 46.
Zat sederhana - non-logam

Percobaan laboratorium No. 6
Kenalan dengan koleksi non-logam

Jelajahi koleksi non-logam. Tuliskan rumus kimia dari non-logam yang diberikan kepada Anda, atur dalam urutan menaik:

1. kepadatan;
2. kekerasan;
3. bersinar;
4. intensitas perubahan warna.

Untuk menyelesaikan tugas, gunakan lampiran 1 dan 2, sumber informasi tambahan.

Gas-gas tersebut adalah helium He, neon Ne, argon Ar, kripton Kr, xenon Xe, radon Rn. Mereka disebut gas inert. Molekul gas inert terdiri dari satu atom. Pada lapisan elektron terluar, atom gas inert (dengan pengecualian helium) memiliki delapan elektron. Helium memiliki dua. Dalam stabilitas kimianya, gas inert menyerupai logam mulia - emas dan platinum, dan mereka memiliki nama kedua - gas mulia. Nama ini lebih cocok untuk gas inert, yang terkadang masuk ke dalam reaksi kimia dan membentuk senyawa. Pada tahun 1962, muncul pesan bahwa senyawa xenon dengan fluor telah diperoleh. Lebih dari 150 senyawa xenon, kripton, radon dengan fluor, oksigen, klorin dan nitrogen sekarang telah diketahui.

Gagasan eksklusivitas kimia gas mulia ternyata tidak terlalu konsisten, dan oleh karena itu, alih-alih kelompok nol yang seharusnya, gas inert ditempatkan di kelompok VIII (kelompok VIIIA) dari tabel D. I. Mendeleev.

Helium, yang paling ringan kedua setelah hidrogen, tetapi, tidak seperti yang terakhir, tidak mudah terbakar, yaitu, tidak menimbulkan bahaya kebakaran, diisi dengan balon dan kapal udara (Gbr. 47).

Beras. 47.
Balon dan kapal udara diisi dengan helium

Neon digunakan untuk pembuatan iklan iluminasi (Gbr. 48). Ingat ungkapan kiasan "jalan-jalan kota dibanjiri neon."

Gas hidrogen, oksigen, nitrogen, klorin, fluor masing-masing membentuk molekul diatomik - H 2 , O 2 , N 2 , Cl 2 , F 2 .

Komposisi suatu zat digambarkan secara tertulis menggunakan tanda dan angka kimia - indeks, menggunakan rumus kimia. Menurut rumus kimia, seperti yang sudah Anda ketahui, berat molekul relatif suatu zat (Mr) dihitung. Massa molekul relatif suatu zat sederhana sama dengan produk massa atom relatif dengan jumlah atom dalam molekul, misalnya oksigen O 2:

Mr(02) = Ar(0) × 2 = 16 × 2 = 32.

Namun, unsur oksigen membentuk zat sederhana gas lainnya - ozon, yang molekulnya sudah mengandung tiga atom oksigen. Rumus kimia ozon adalah 0 3, dan berat molekul relatifnya adalah: Mr(03) = 16 × 3 = 48.

Sifat-sifat modifikasi alotropik unsur kimia oksigen - zat sederhana oksigen O 2 dan ozon O 3 - berbeda. Oksigen tidak berbau, tetapi ozon berbau (karenanya namanya - dalam bahasa Yunani, ozon berarti "berbau"). Bau ini, aroma kesegaran, dapat dirasakan selama badai petir, karena ozon terbentuk dalam jumlah kecil di udara sebagai akibat dari pelepasan muatan listrik.

Oksigen adalah gas yang tidak berwarna, sedangkan ozon memiliki warna ungu pucat. Ozon lebih bersifat bakterisida (lat. qidao - untuk membunuh) daripada oksigen. Oleh karena itu, ozon digunakan untuk mendisinfeksi air minum. Ozon mampu menahan sinar ultraviolet dari spektrum matahari, yang merugikan semua kehidupan di Bumi, dan oleh karena itu lapisan ozon, yang terletak di atmosfer pada ketinggian 20-35 km, melindungi kehidupan di planet kita (pada Gambar 49. Anda melihat foto yang diambil dari luar angkasa menggunakan satelit buatan Bumi di mana area ozon rendah di atmosfer ("lubang ozon") ditandai dengan warna putih).

Beras. 49.
"Lubang ozon" di atmosfer bumi

Dari zat sederhana - non-logam dalam kondisi normal, hanya brom yang berbentuk cair, yang molekulnya bersifat diatomik. Rumus brom adalah Br 2. Ini adalah cokelat berat bau tak sedap cair (karenanya namanya, karena bromos diterjemahkan dari bahasa Yunani kuno sebagai "bau").

Beberapa zat padat - non-logam telah dikenal sejak zaman kuno - ini adalah belerang dan karbon (dalam bentuk arang, berlian dan grafit).

Dalam padatan - non-logam, fenomena alotropi juga diamati. Jadi, bentuk unsur karbon sangat berbeda penampilan zat sederhana, seperti berlian, grafit (Gbr. 50). Alasan perbedaan sifat berlian dan grafit adalah struktur kisi kristal zat ini, yang akan Anda pertimbangkan nanti.

Beras. 50.
Modifikasi alotropik karbon dan aplikasinya

Unsur fosfor memiliki dua modifikasi alotropik: fosfor merah (mereka menutupi bagian samping) kotak korek api) dan fosfor putih. Yang terakhir memiliki molekul empat atom, komposisinya dicerminkan oleh rumus P 4 .

Zat padat - non-logam adalah kristal yodium dengan molekul diatomik I 2 . Jangan bingung dengan larutan alkohol yodium - larutan yodium yang tersedia di setiap kotak P3K di rumah.

Yodium kristal dan grafit tidak seperti zat sederhana lainnya - non-logam, mereka memiliki kilau logam.

Untuk menunjukkan relativitas pembagian zat sederhana berdasarkan sifat fisiknya menjadi logam dan nonlogam, perhatikan alotropi unsur kimia timah Sn. Pada suhu kamar biasanya ada beta-timah (β-Sn). Ini adalah timah putih yang terkenal - logam dari mana tentara timah biasa dilemparkan (Gbr. 51, a) (ingat dongeng oleh H. K. Andersen "Prajurit Timah yang Teguh"). Timah dilapisi di bagian dalam kaleng (Gbr. 51, b). Ini adalah bagian dari paduan terkenal seperti perunggu, serta solder (Gbr. 51, c).

Beras. 51.
Aplikasi timah:
a - mainan; b - produksi kaleng; c - solder

Pada suhu di bawah +13.2 ° C, alfa-timah (α-Sn) lebih stabil - bubuk berbutir halus abu-abu, yang agak memiliki sifat non-logam. Proses pengubahan timah putih menjadi abu-abu paling cepat pada suhu sebesar -33°C. Transformasi ini memiliki nama kiasan"wabah timah".

Sekarang mari kita bandingkan zat sederhana - logam dan non-logam menggunakan tabel 3.

Tabel 3
zat sederhana

Kata kunci dan frase

1. gas mulia.
2. Modifikasi alotropi dan alotropik, atau modifikasi.
3. oksigen dan ozon.
4. Berlian dan grafit.
5. Fosfor merah dan putih.
6. Kaleng putih dan abu-abu.
7. Relativitas pembagian zat sederhana menjadi logam dan nonlogam.

Bekerja dengan komputer

1. Lihat aplikasi elektronik. Pelajari materi pelajaran dan selesaikan tugas yang disarankan.
2. Cari di Internet untuk alamat email yang dapat berfungsi sebagai sumber tambahan yang mengungkapkan konten kata kunci dan frasa paragraf. Tawarkan bantuan Anda kepada guru dalam mempersiapkan pelajaran baru - buat laporan tentang kata-kata dan frasa kunci dari paragraf berikutnya.

Pertanyaan dan tugas

1. Pertimbangkan etimologi nama-nama masing-masing gas mulia.
2. Mengapa ungkapan puitis "Ada bau guntur di udara" secara kimiawi salah?
3. Tuliskan skema pembentukan molekul: Na 2, Br 2, O 2, N 2. Apa jenis ikatan kimia dalam molekul-molekul ini?
4. Jenis ikatan kimia apa yang harus ada dalam hidrogen logam?
5. Ekspedisi penjelajah kutub R. Scott ke Kutub Selatan pada tahun 1912 binasa karena kehilangan seluruh pasokan bahan bakar: berada di dalam tangki yang disegel dengan timah. Proses kimia apa di balik ini?