Кристаллические решётки

Молекулярное и немолекулярное строение. Вещество молекулярного строения состоит из молекул: внутри молекулы атомы связаны ковалентными связями, а молекулы между собой — слабыми межмолекулярными силами (и водородными связями). Вещество немолекулярного строения состоит из атомов или ионов, связанных прочными химическими связями по всему кристаллу; отдельной молекулы в нём нет, и формула (\(\ce{NaCl}\), \(\ce{SiO2}\)) показывает лишь соотношение частиц. Рассуждать удобно так: если в веществе есть металл или катион аммония (алкиламмония), оно построено из ионов и немолекулярно; металл как простое вещество — тоже немолекулярное. Из остальных немолекулярны только углерод (алмаз, графит), кремний, бор и их соединения \(\ce{SiO2}\), \(\ce{SiC}\), \(\ce{BN}\); всё прочее — молекулярное: большинство простых веществ-неметаллов, водородные соединения неметаллов, оксиды неметаллов (кроме \(\ce{SiO2}\)), кислоты, галогениды неметаллов (\(\ce{PCl3}\), \(\ce{CCl4}\), \(\ce{SF6}\)), органические вещества, кроме солей. Частая ошибка — с оксидами: \(\ce{SiO2}\) немолекулярный (атомная решётка), а оксид фосфора(V) молекулярный — его молекулы имеют состав \(\ce{P4O10}\). Все газы при обычных условиях молекулярны; «в твёрдом состоянии имеют молекулярное строение» означает, что речь о кристалле, который вещество образует при охлаждении (твёрдые азот, фосфин, этилен).

Решётка и свойства. Молекулярные вещества легкоплавки и летучи, многие имеют запах, твёрдость их кристаллов мала, ток они не проводят. Ионные вещества тугоплавки и нелетучи, их кристаллы твёрдые, но хрупкие: при сдвиге слоя одноимённо заряженные ионы оказываются рядом и отталкиваются; в твёрдом состоянии ток не проводят (ионы закреплены в узлах), а расплав и раствор проводят — на этом основан электролиз расплавов \(\ce{NaCl}\), \(\ce{NaOH}\), \(\ce{CaCl2}\). Вещества с атомной решёткой очень твёрдые, очень тугоплавкие и практически нерастворимы; графит в заданиях ФИПИ относят к атомным, но, в отличие от других, он проводит ток — в его слоях есть подвижные электроны. Металлы проводят ток и тепло в твёрдом состоянии, пластичны, имеют металлический блеск; температуры плавления у них очень разные: натрий плавится при 98 °C, вольфрам — при 3422 °C. Поэтому ток в твёрдом состоянии проводят металлы и графит, а «не проводят в твёрдом состоянии, но проводят в расплаве» — ионные вещества, которые плавятся без разложения.

Органические вещества в задании 4. Связи \(\ce{C-H}\), \(\ce{C-O}\), \(\ce{O-H}\), \(\ce{C=O}\), \(\ce{C-N}\), \(\ce{N-H}\), \(\ce{C-Cl}\) полярные; неполярная — только связь между двумя атомами углерода (одинарная, двойная или тройная). Поэтому вопрос о неполярной связи сводится к вопросу, есть ли в молекуле два непосредственно связанных атома углерода; для ответа достаточно записать структурную формулу.

Все органические вещества, кроме солей, имеют молекулярное строение. Органические соли — вещества с ионной решёткой и ковалентными связями внутри органического иона; этилат натрия, ацетат калия, фенолят натрия отвечают сразу нескольким условиям: «ионная связь», «ионная решётка», «ковалентная полярная связь», «ковалентная неполярная связь», а метилат и формиат натрия — всем, кроме последнего. Соли аммония и аминов (ацетат аммония, хлорид метиламмония) содержат ещё и донорно-акцепторную связь \(\ce{N->H}\).