Номер 2, страница 36 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 7. Халькогены. Глава 1. Неметаллы - номер 2, страница 36.

Условие.

2. Сравните электронное строение атомов кислорода и серы. Что у них общего? Чем они отличаются?

Решение.

Решение 2.

1. Халькогены – это химические элементы 16-й группы (или VIA группы по старой классификации) Периодической системы Д.И. Менделеева. К ним относятся кислород (O), сера (S), селен (Se), теллур (Te), полоний (Po) и ливерморий (Lv).

Общие черты строения атомов:

• На внешнем энергетическом уровне атомы всех халькогенов имеют 6 валентных электронов.
• Общая электронная формула внешнего слоя – $ns^2np^4$, где $n$ – номер периода.
• До завершения внешнего энергетического уровня им не хватает двух электронов, что определяет их высокую химическую активность и склонность к принятию электронов.

Свойства простых веществ и соединений:

• Физические свойства: С увеличением порядкового номера (сверху вниз по группе) увеличиваются атомные радиусы, уменьшается электроотрицательность и энергия ионизации. Неметаллические свойства ослабевают, а металлические – усиливаются. Кислород – газ, сера и селен – твердые неметаллы, теллур – металлоид, полоний – металл.
• Химические свойства: Халькогены являются сильными окислителями. Самый сильный окислитель – кислород, его электроотрицательность уступает только фтору. В соединениях с металлами и водородом халькогены обычно проявляют степень окисления -2. Все халькогены, кроме кислорода, могут проявлять и положительные степени окисления (+2, +4, +6), образуя соединения с более электроотрицательными элементами (кислородом, фтором). Это связано с наличием у них свободных d-орбиталей на валентном уровне (начиная с серы).
• Водородные соединения: Все халькогены образуют летучие водородные соединения состава H₂Э (где Э – халькоген). Вода (H₂O) – жидкость при нормальных условиях благодаря сильным водородным связям. Сероводород (H₂S), селеноводород (H₂Se) и теллуроводород (H₂Te) – ядовитые газы с неприятным запахом, прочность и устойчивость которых уменьшается в ряду H₂S – H₂Se – H₂Te.
• Оксиды: Высшие оксиды имеют состав ЭO₃ (для серы, селена, теллура) и проявляют кислотный характер. Например, SO₃ – кислотный оксид, которому соответствует сильная серная кислота H₂SO₄.

Ответ: Халькогены – это элементы 16-й группы, имеющие 6 валентных электронов ($ns^2np^4$). Они являются типичными неметаллами (кроме полония) и сильными окислителями, проявляя характерную степень окисления -2. С ростом атомного номера их неметаллические свойства ослабевают. Начиная с серы, они также могут проявлять положительные степени окисления (+4, +6).

---

2. Сравнение электронного строения атомов кислорода и серы.

Электронная конфигурация атома кислорода (порядковый номер 8): $O: +8) \ 1s^22s^22p^4$.

Электронная конфигурация атома серы (порядковый номер 16): $S: +16) \ 1s^22s^22p^63s^23p^4$.

Что у них общего:

• Оба элемента находятся в одной группе – 16-й (VIA), то есть являются халькогенами.
• Их атомы имеют одинаковое число валентных электронов – 6.
• Внешний энергетический уровень имеет схожее строение, описываемое общей формулой $ns^2np^4$. Это обуславливает сходство их химических свойств, например, способность принимать 2 электрона с образованием иона со степенью окисления -2 (O²⁻, S²⁻).

Чем они отличаются:

• Количество энергетических уровней: Атом кислорода имеет 2 энергетических уровня (находится во 2-м периоде), а атом серы – 3 энергетических уровня (находится в 3-м периоде).
• Атомный радиус: Атомный радиус серы больше, чем у кислорода, так как у серы больше электронных слоев.
• Электроотрицательность: Кислород значительно более электроотрицателен, чем сера. Это связано с его меньшим радиусом и, как следствие, более сильным притяжением валентных электронов к ядру.
• Наличие d-подуровня: У атома серы на внешнем (третьем) энергетическом уровне есть вакантный 3d-подуровень. Это позволяет атому серы переходить в возбужденное состояние, распаривая электроны и перемещая их на d-орбитали. Благодаря этому сера может проявлять высшие положительные степени окисления +4 и +6 (например, в SO₂ и SO₃). У кислорода на втором уровне d-подуровня нет, поэтому для него такие состояния не характерны.

Ответ: Общим для атомов кислорода и серы является принадлежность к 16-й группе и наличие 6 валентных электронов, что определяет сходство их химических свойств. Отличия заключаются в числе энергетических уровней (2 у O, 3 у S), большем атомном радиусе и меньшей электроотрицательности у серы, а также в наличии у серы вакантного d-подуровня, что позволяет ей проявлять переменные положительные степени окисления (+4, +6), в отличие от кислорода.