Номер 3, страница 20 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 3. Хлор. Глава 1. Неметаллы - номер 3, страница 20.

Условие.

3. Как вы думаете, какой хлор — атомарный $Cl$ или молекулярный $Cl_2$ — химически более активен? Ответ поясните.

Решение.

Решение 2.

Решение

Химическая активность вещества определяется его способностью вступать в химические реакции. Эта способность напрямую связана с электронной конфигурацией и стабильностью частиц (атомов или молекул).

Рассмотрим атомарный хлор ($Cl$) и молекулярный хлор ($Cl_2$) с точки зрения их строения и стабильности.

1. Атомарный хлор ($Cl$). Атом хлора имеет 7 электронов на внешнем энергетическом уровне. До завершения этого уровня и достижения стабильной электронной конфигурации (октета), как у инертного газа аргона, ему не хватает одного электрона. Наличие неспаренного электрона делает атом хлора очень нестабильной и реакционноспособной частицей (радикалом). Атомы с незавершенными внешними электронными оболочками стремятся вступить в реакцию, чтобы завершить их, отдавая, принимая или обобществляя электроны.

2. Молекулярный хлор ($Cl_2$). В молекуле хлора два атома $Cl$ связаны между собой ковалентной неполярной связью. Каждый из атомов предоставляет по одному электрону для образования общей электронной пары ($Cl-Cl$). Благодаря этому обобществлению, каждый атом хлора в молекуле $Cl_2$ имеет завершенный внешний энергетический уровень из 8 электронов. Такая конфигурация является энергетически выгодной и стабильной. Чтобы молекулярный хлор вступил в реакцию, необходимо затратить энергию на разрыв прочной ковалентной связи между атомами (энергия диссоциации связи $Cl-Cl$ составляет около 242 кДж/моль).

Таким образом, атомарный хлор, будучи нестабильным радикалом с незавершенной электронной оболочкой, обладает значительно большей химической активностью, чем стабильная молекула хлора, в которой уже достигнута устойчивая электронная конфигурация и для реакции с которой требуется предварительный разрыв химической связи.

Ответ: Атомарный хлор ($Cl$) химически значительно более активен, чем молекулярный хлор ($Cl_2$). Это объясняется тем, что атом хлора имеет незавершенный внешний электронный уровень (7 электронов) и является нестабильным радикалом, стремящимся принять электрон. В то время как в молекуле $Cl_2$ оба атома уже имеют стабильную восьмиэлектронную оболочку за счет образования ковалентной связи, для разрыва которой требуется значительная энергия.