Номер 5, страница 54 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

5. Почему простые вещества — металлы в химических реакциях проявляют только восстановительные свойства?

Простые вещества — металлы в химических реакциях проявляют только восстановительные свойства, что напрямую связано с особенностями строения их атомов.

Ключевые факторы, определяющие такое поведение, следующие:

1. Строение внешнего электронного слоя. Атомы металлов, как правило, содержат небольшое количество электронов на внешнем энергетическом уровне — чаще всего от 1 до 3.
2. Низкая электроотрицательность и энергия ионизации. Металлы характеризуются относительно большими атомными радиусами. Это приводит к тому, что валентные электроны находятся далеко от ядра и слабо с ним связаны. В результате для отрыва этих электронов требуется мало энергии (низкая энергия ионизации), и атомы металлов слабо притягивают чужие электроны (низкая электроотрицательность).
3. Стремление к стабильности. В ходе химических реакций атомы стремятся достичь наиболее стабильной электронной конфигурации, подобной конфигурации инертных газов (с завершенным внешним электронным слоем). Для атома металла, имеющего 1-3 валентных электрона, энергетически гораздо выгоднее отдать эти электроны, чем присоединять недостающие до восьми (например, 5, 6 или 7 электронов).

Процесс отдачи электронов называется окислением. Атом, ион или молекула, отдающие электроны, называются восстановителем.

В виде простого вещества любой металл имеет степень окисления 0. Вступая в химическую реакцию, атом металла отдает свои валентные электроны, превращаясь в положительно заряженный ион (катион) и повышая свою степень окисления. Общая схема этого процесса выглядит так: $Me^0 - ne^- \rightarrow Me^{+n}$ Например, для натрия и магния: $Na^0 - 1e^- \rightarrow Na^{+1}$ $Mg^0 - 2e^- \rightarrow Mg^{+2}$

Чтобы проявить окислительные свойства, атом металла должен был бы принять электроны, то есть его степень окисления должна была бы понизиться (стать отрицательной). Однако из-за низкой электроотрицательности это энергетически крайне невыгодный процесс. Поэтому в химических реакциях металлы выступают исключительно как восстановители.

Ответ: Металлы в химических реакциях проявляют только восстановительные свойства, потому что их атомы имеют малое число электронов на внешнем энергетическом уровне, низкую электроотрицательность и низкую энергию ионизации. Вследствие этого им энергетически выгодно отдавать свои валентные электроны для достижения стабильной электронной конфигурации, а не принимать чужие. Процесс отдачи электронов является окислением, а вещества, отдающие электроны, — восстановителями.