Решение задачи: Почему сера не имеет атомную кристаллическую решетку?

Хорошо, давайте пересмотрим пункт про серу и фосфор, учитывая, что в школьной программе часто делают акцент на наиболее типичных представителях атомных решеток и могут не включать полимерные формы серы и фосфора в эту категорию.

Пересмотренное решение:

Для решения этой задачи нужно вспомнить, какие простые вещества имеют атомную кристаллическую решётку. Атомная кристаллическая решётка характерна для веществ, в которых атомы соединены между собой прочными ковалентными связями, образуя единую пространственную структуру. Такие вещества обычно очень твёрдые, тугоплавкие и не проводят электрический ток (за исключением некоторых полупроводников).

Рассмотрим каждый из предложенных элементов:

1. Кремний (Si)

• Простое вещество кремний имеет атомную кристаллическую решётку, подобную алмазу.
• Кремний является полупроводником и очень твёрдым веществом.
• Выбираем кремний.

2. Йод (I)

• Простое вещество йод (I₂) имеет молекулярную кристаллическую решётку. Молекулы I₂ связаны между собой слабыми межмолекулярными силами.
• Йод легко сублимируется (переходит из твёрдого состояния сразу в газообразное) при нагревании.
• Не выбираем йод.

3. Фосфор (P)

• Фосфор существует в нескольких аллотропных модификациях. Белый фосфор (P₄) имеет молекулярную решётку. Красный и чёрный фосфор имеют полимерное строение. Хотя эти формы более прочные, чем белый фосфор, в строгом смысле или в упрощенном школьном курсе их не всегда относят к классическим атомным решеткам, как алмаз или кремний. Если вопрос подразумевает только "чисто" атомные решетки, то фосфор может не подойти. Однако, если рассматривать полимерные структуры как разновидность атомных, то фосфор подходит. Давайте пока оставим его под вопросом и посмотрим на другие варианты.

4. Азот (N)

• Простое вещество азот (N₂) при обычных условиях является газом и имеет молекулярную структуру. В твёрдом состоянии (при очень низких температурах) он образует молекулярную кристаллическую решётку.
• Не выбираем азот.

5. Сера (S)

• Сера также имеет несколько аллотропных модификаций. Ромбическая и моноклинная сера состоят из циклических молекул S₈ и имеют молекулярную кристаллическую решётку. Пластическая сера имеет полимерное строение, но её также не относят к веществам с "чисто атомной" решёткой в классическом понимании, как алмаз или кремний.
• Не выбираем серу.

6. Углерод (C)

• Углерод образует несколько аллотропных модификаций, таких как алмаз и графит.
• Алмаз имеет атомную кристаллическую решётку, где каждый атом углерода связан с четырьмя другими атомами углерода.
• Графит также имеет слоистую атомную кристаллическую решётку (в слоях атомы связаны ковалентно, между слоями - слабые межмолекулярные силы).
• Выбираем углерод.

Возвращаясь к фосфору: если мы исключаем серу, то, скорее всего, и фосфор (красный и чёрный) также не подразумевается как "чисто" атомная решетка в контексте данного вопроса, который, вероятно, ищет наиболее очевидные примеры. Классическими примерами веществ с атомной кристаллической решеткой являются алмаз (углерод), кремний, германий, карбид кремния, оксид кремния (IV). Фосфор (красный и черный) и полимерная сера имеют более сложную структуру, которая может быть интерпретирована по-разному, но в школьном курсе их часто не относят к "атомным" в том же ряду, что и алмаз.

Таким образом, наиболее однозначные ответы, соответствующие классическому пониманию атомной кристаллической решетки в школьной программе, это:

• Кремний
• Углерод

Итоговый список элементов, которые могут образовывать простые вещества с атомной кристаллической решёткой (наиболее однозначные варианты):

• Кремний
• Углерод

Ответ:

Кремний

Углерод