Номер 4, страница 9 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 1. Классификация простых веществ. Водород. Глава 1. Неметаллы - номер 4, страница 9.

Условие.

4. Как изменяется энергия ионизации в ряду:

а) $Li$-$Na$-$K$;

б) $Na$-$Mg$-$Al$-$Si$-$P$-$S$?

Решение.

Решение 2.

а) Li–Na–K

Решение

Энергия ионизации – это энергия, которую необходимо затратить для отрыва электрона от атома. Элементы литий (Li), натрий (Na) и калий (K) находятся в I группе главной подгруппе (щелочные металлы) Периодической системы. В ряду Li–Na–K мы движемся по группе сверху вниз. При движении по группе сверху вниз происходит следующее:

1. Увеличивается число электронных слоев (у Li – 2, у Na – 3, у K – 4).
2. Увеличивается радиус атома, так как внешний (валентный) электрон оказывается всё дальше от ядра.
3. Усиливается экранирование заряда ядра внутренними электронами.

В результате этих факторов притяжение валентного электрона к ядру ослабевает, и для его отрыва требуется всё меньше энергии. Следовательно, энергия ионизации в этом ряду уменьшается.

Ответ: В ряду Li–Na–K энергия ионизации последовательно уменьшается.

б) Na–Mg–Al–Si–P–S

Решение

Элементы натрий (Na), магний (Mg), алюминий (Al), кремний (Si), фосфор (P) и сера (S) находятся в 3-м периоде Периодической системы. Общая закономерность изменения энергии ионизации по периоду слева направо — её увеличение. Это связано с тем, что при переходе к следующему элементу в периоде увеличивается заряд ядра, а электроны добавляются на тот же внешний энергетический уровень. В результате атомный радиус уменьшается, а притяжение внешних электронов к ядру усиливается, что и приводит к росту энергии ионизации.

Однако в данной последовательности есть два отклонения от монотонного возрастания:

1. Переход от магния (Mg) к алюминию (Al). Энергия ионизации уменьшается. Электронная конфигурация внешнего слоя Mg — ...3s². Это завершенный s-подуровень, который является достаточно стабильным. У алюминия (Al) конфигурация ...3s²3p¹. Начинает заполняться p-подуровень, энергия которого выше энергии s-подуровня. Поэтому оторвать один p-электрон у Al энергетически легче, чем s-электрон у Mg.

2. Переход от фосфора (P) к сере (S). Энергия ионизации также уменьшается. У фосфора (P) конфигурация внешнего слоя ...3s²3p³. Это устойчивая конфигурация с наполовину заполненным p-подуровнем (на каждой из трёх p-орбиталей находится по одному неспаренному электрону). У серы (S) конфигурация ...3s²3p⁴. На одной из p-орбиталей появляется первая пара спаренных электронов. Возникающее между ними электростатическое отталкивание облегчает отрыв одного из этих электронов. Поэтому энергия ионизации S оказывается меньше, чем у P.

Таким образом, изменение энергии ионизации в ряду Na–Mg–Al–Si–P–S не является монотонным.

Ответ: Энергия ионизации в ряду Na–Mg–Al–Si–P–S в целом возрастает, но уменьшается при переходе от Mg к Al и от P к S.