Номер 2, страница 33 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 6. Фтор, бром, иод и их соединения. Глава 1. Неметаллы - номер 2, страница 33.

Условие.

2. Общее свойство галогенов — их высокая химическая активность. Как она изменяется в подгруппе? Подтвердите ответ примерами.

Решение.

Решение 2.

Галогены, элементы 17-й группы (VIIA) периодической системы, действительно обладают очень высокой химической активностью. Это их общее свойство объясняется наличием семи электронов на внешнем энергетическом уровне, что создает сильное стремление атома принять один недостающий электрон для завершения этого уровня до стабильной восьмиэлектронной конфигурации.

В подгруппе галогенов, при движении сверху вниз (от фтора F к иоду I и астатину At), их химическая активность, то есть их окислительная способность, закономерно уменьшается. Таким образом, ряд активности галогенов выглядит следующим образом: $F_2 > Cl_2 > Br_2 > I_2$. Фтор является самым активным неметаллом, а иод — наименее активным из широко распространенных галогенов.

Это ослабление активности связано с увеличением атомного радиуса и числа электронных оболочек. С ростом порядкового номера увеличивается расстояние от ядра до внешнего электронного уровня. В результате сила притяжения дополнительного электрона к ядру ослабевает, что и приводит к снижению окислительной способности (химической активности) элемента.

Подтвердить эту закономерность можно на следующих примерах:

1. Взаимодействие с водородом. Условия, при которых протекают реакции галогенов с водородом, ярко иллюстрируют различие в их активности:

• Фтор реагирует с водородом со взрывом даже в темноте и при очень низких температурах:
  $H_2 + F_2 \rightarrow 2HF$
• Хлор реагирует с водородом со взрывом только под действием света (квантов энергии) или при поджигании:
  $H_2 + Cl_2 \xrightarrow{h\nu} 2HCl$
• Бром вступает в реакцию с водородом только при нагревании:
  $H_2 + Br_2 \xrightarrow{t^\circ} 2HBr$
• Реакция иода с водородом протекает обратимо и только при сильном нагревании, не доходя до конца:
  $H_2 + I_2 \rightleftharpoons 2HI$

2. Реакции вытеснения. Более активный галоген (стоящий выше в подгруппе) способен вытеснять менее активный (стоящий ниже) из растворов его солей (галогенидов).

• Хлор, будучи более активным, чем бром и иод, вытесняет их из растворов их солей:
  $Cl_2 + 2KBr \rightarrow 2KCl + Br_2$
  $Cl_2 + 2KI \rightarrow 2KCl + I_2$
• Бром, в свою очередь, может вытеснить иод, но не может вытеснить хлор из его солей:
  $Br_2 + 2KI \rightarrow 2KBr + I_2$
  $Br_2 + KCl \rightarrow$ реакция не идет
• Иод, как наименее активный в этом ряду, не способен вытеснить ни хлор, ни бром.

Ответ: Химическая активность галогенов уменьшается в подгруппе сверху вниз от фтора к иоду ($F_2 > Cl_2 > Br_2 > I_2$). Это подтверждается примерами реакций: во-первых, условия взаимодействия с водородом становятся всё более жесткими (от взрыва в темноте для фтора до обратимой реакции при сильном нагревании для иода); во-вторых, вышестоящие (более активные) галогены вытесняют нижестоящие (менее активные) из растворов их солей.