شیمی دوازدهم صفحه ۷۰ - با هم بیندیشیم
۱- با توجه به شکلهای زیر به پرسشهای داده شده پاسخ دهید.
(تصویر شامل ساختارهای اتمی و مولکولی برای $SiO_{2}(s)$ سیلیس، $CO_{2}(s)$ یخ خشک و $CO_{2}(g)$ گاز کربن دیاکسید است)
آ) از شیمی ۱ به یاد دارید که مواد مولکولی در ساختار خود مولکولهای مجزا دارند. کدام ماده جزو مواد مولکولی است؟
ب) ماده کووالانسی مجموعهای از اتمهای بسیاری است که با هم پیوندهای اشتراکی دارند. بر این اساس کدام ماده، کووالانسی است؟
پاسخ تشریحی و گام به گام شیمی دوازدهم صفحه ۷۰ - با هم بیندیشیم
سلام به شیمیدانهای عزیز! در این بخش میخواهیم تفاوت ساختاری بین دو مادهای را بررسی کنیم که فرمولهای شیمیایی مشابهی دارند ($SiO_{2}$ و $CO_{2}$)، اما رفتار آنها کاملاً متفاوت است.
**پاسخ بخش آ:**
ماده **$CO_{2}$ (کربن دیاکسید)** جزو مواد مولکولی است.
همانطور که در تصویر سمت راست میبینید، چه در حالت جامد (یخ خشک) و چه در حالت گازی، واحدهای مجزا و مستقلی به نام **مولکول** وجود دارند که از یک اتم کربن و دو اتم اکسیژن تشکیل شدهاند.
در حالت جامد، این مولکولها فقط توسط نیروهای ضعیف بینمولکولی در کنار هم قرار گرفتهاند.
**پاسخ بخش ب:**
ماده **$SiO_{2}$ (سیلیسیم دیاکسید یا سیلیس)** یک ماده کووالانسی (جامد کووالانسی) است.
با دقت در تصویر سمت چپ متوجه میشویم که برخلاف کربن دیاکسید، در اینجا خبری از مولکولهای جداگانه نیست.
در عوض، تمامی اتمهای سیلیسیم و اکسیژن در سرتاسر بلور توسط **پیوندهای اشتراکی (کووالانسی)** قوی به یکدیگر متصل شدهاند و یک شبکه عظیم و یکپارچه را ساختهاند.
به همین دلیل است که سیلیس برخلاف یخ خشک، در دمای اتاق جامدی بسیار سخت و با دمای ذوب بسیار بالاست.
شیمی دوازدهم صفحه ۷۰ - تمرین ۲
۲- پیشبینی کنید کدام ماده:
آ) سختتر است؟ چرا؟
ب) نقطهٔ ذوب پایینتری دارد؟ چرا؟
پاسخ تشریحی و گام به گام شیمی دوازدهم صفحه ۷۰ - تمرین ۲
این تمرین به ما نشان میدهد که چگونه نوع پیوندهای بین ذرات، خواص فیزیکی یک ماده را تعیین میکند.
**پاسخ بخش آ (سختی):**
ماده **$SiO_{2}$ (سیلیس)** بسیار سختتر است.
دلیل آن ساختار **شبکهای کووالانسی** آن است؛ برای خراش دادن یا شکستن این ماده، باید پیوندهای اشتراکی بسیار قوی بین اتمها شکسته شود که انرژی زیادی میطلبد.
در حالی که در مواد مولکولی مثل $CO_{2}$، ذرات با نیروهای ضعیف واندروالسی کنار هم هستند.
**پاسخ بخش ب (نقطه ذوب):**
ماده **$CO_{2}$ (کربن دیاکسید)** نقطهٔ ذوب بسیار پایینتری دارد.
دلیل این امر **مولکولی** بودن آن است.
هنگام ذوب شدن (یا تصعید) یخ خشک، پیوندهای اشتراکی درون مولکولها نمیشکنند، بلکه فقط **نیروهای بینمولکولی ضعیف** از بین میروند که با صرف مقدار کمی انرژی (دمای پایین) امکانپذیر است.
در مقابل، برای ذوب کردن سیلیس باید پیوندهای اشتراکی قوی را در کل شبکه شکست که فقط در دماهای بسیار بالا رخ میدهد.
