Номер 1, страница 141, часть 1 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

1. На основе положения в периодической системе химических элементов и представлений о строении атомов поясните, какие свойства магния и кальция являются общими. Составьте уравнения соответствующих реакций.

Магний (Mg) и кальций (Ca) являются химическими элементами, расположенными во второй группе, главной подгруппе периодической системы. Магний находится в 3-м периоде (порядковый номер 12), а кальций — в 4-м периоде (порядковый номер 20). Их положение в одной группе определяет общность их свойств, которая объясняется сходством в строении их атомов.

Сходство в строении атомов

Электронная конфигурация атома магния: $Mg: +12) \,\, 2e^- 8e^- 2e^-$, или $1s^22s^22p^63s^2$.

Электронная конфигурация атома кальция: $Ca: +20) \,\, 2e^- 8e^- 8e^- 2e^-$, или $1s^22s^22p^63s^23p^64s^2$.

Главное сходство заключается в том, что на внешнем энергетическом уровне у атомов обоих элементов находится одинаковое количество электронов — два. Эти электроны являются валентными и определяют химические свойства элементов.

Общие химические свойства

1. Восстановительные свойства. Оба элемента являются типичными металлами (относятся к щёлочноземельным металлам) и сильными восстановителями. В химических реакциях они легко отдают два своих валентных электрона, проявляя постоянную степень окисления +2. Этот процесс можно схематически записать так:

$Mg^0 - 2e^- \rightarrow Mg^{2+}$

$Ca^0 - 2e^- \rightarrow Ca^{2+}$

2. Взаимодействие с неметаллами. Магний и кальций активно реагируют при нагревании со многими неметаллами, например, с кислородом (горение) и хлором, образуя оксиды и хлориды соответственно.

Уравнения реакций с кислородом:

$2Mg + O_2 \rightarrow 2MgO$

$2Ca + O_2 \rightarrow 2CaO$

Уравнения реакций с хлором:

$Mg + Cl_2 \rightarrow MgCl_2$

$Ca + Cl_2 \rightarrow CaCl_2$

3. Взаимодействие с кислотами. Как и все металлы, стоящие в ряду активности до водорода, магний и кальций реагируют с растворами кислот (кроме азотной кислоты), вытесняя водород и образуя соль.

Уравнения реакций с соляной кислотой:

$Mg + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2\uparrow$

$Ca + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2\uparrow$

4. Взаимодействие с водой. Оба металла реагируют с водой, образуя соответствующий гидроксид (основание) и водород. Кальций реагирует при обычных условиях, а магний — при кипении.

Уравнения реакций с водой:

$Ca + 2H_2o \rightarrow Ca(OH)_2 + H_2\uparrow$

$Mg + 2H_2o \xrightarrow{t} Mg(OH)_2 + H_2\uparrow$

Таким образом, сходство в строении внешнего электронного уровня атомов магния и кальция обуславливает их принадлежность к одному классу веществ (активные металлы) и схожий характер химических превращений.

Ответ: Общие свойства магния и кальция обусловлены их положением во II группе периодической системы и наличием двух валентных электронов на внешнем энергетическом уровне. К общим свойствам относятся: сильная восстановительная способность с образованием ионов $Mg^{2+}$ и $Ca^{2+}$; взаимодействие с неметаллами (например, $2Mg + O_2 \rightarrow 2MgO$; $2Ca + O_2 \rightarrow 2CaO$); взаимодействие с кислотами с вытеснением водорода (например, $Mg + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2\uparrow$; $Ca + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2\uparrow$); образование оксидов и гидроксидов основного характера.