Номер 2, страница 66 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 14. Элементы подгруппы азота. Глава 1. Неметаллы - номер 2, страница 66.

Условие.

2. Как изменяются металлические свойства простых веществ в подгруппе азота с возрастанием порядкового номера элемента? Проиллюстрируйте свой ответ примерами.

Решение.

Решение 2.

В подгруппе азота (VА группа, или 15-я группа периодической системы) с возрастанием порядкового номера элемента металлические свойства простых веществ закономерно усиливаются.

Это происходит по следующей причине: при движении по группе сверху вниз увеличивается количество электронных слоев в атоме, что ведет к увеличению атомного радиуса. Валентные электроны (электроны внешнего слоя) оказываются дальше от положительно заряженного ядра и, как следствие, слабее с ним связаны. Энергия, необходимая для отрыва этих электронов (энергия ионизации), уменьшается. Способность атома легко отдавать электроны и является ключевой характеристикой металлических свойств. Таким образом, чем ниже элемент в группе, тем легче он отдает электроны и тем сильнее выражены его металлические свойства.

Проиллюстрируем этот ответ примерами.

Изменение свойств наглядно видно на примере самих элементов подгруппы азота и образуемых ими простых веществ:

• Азот ($N$) — порядковый номер 7. Простое вещество азот ($N_2$) — типичный неметалл, при нормальных условиях это инертный газ.
• Фосфор ($P$) — порядковый номер 15. Также является неметаллом. Образует несколько аллотропных модификаций (белый, красный, черный фосфор), являющихся твердыми веществами.
• Мышьяк ($As$) — порядковый номер 33. Является полуметаллом (металлоидом). Его наиболее устойчивая серая модификация имеет металлический блеск, но при этом хрупка и является полупроводником.
• Сурьма ($Sb$) — порядковый номер 51. Также полуметалл, но с более выраженными, чем у мышьяка, металлическими свойствами (например, лучшей электропроводностью).
• Висмут ($Bi$) — порядковый номер 83. Это уже типичный, хотя и хрупкий, металл серебристо-розового цвета.

Таким образом, в ряду $N \rightarrow P \rightarrow As \rightarrow Sb \rightarrow Bi$ происходит закономерный переход от неметаллов к металлу.

Еще одним ярким примером является изменение химических свойств оксидов этих элементов в высшей степени окисления. Их характер меняется от кислотного к основному:

• $N_2O_5$ (оксид азота(V)) и $P_4O_{10}$ (оксид фосфора(V)) — это сильные кислотные оксиды.
• $As_2O_5$ (оксид мышьяка(V)) и $Sb_2O_5$ (оксид сурьмы(V)) — амфотерные оксиды, то есть они реагируют и с кислотами, и со щелочами.
• Высший оксид висмута неустойчив, но оксид висмута(III) $Bi_2O_3$ проявляет ярко выраженные основные свойства.

Ответ: С возрастанием порядкового номера элемента в подгруппе азота металлические свойства простых веществ усиливаются. Это проявляется в переходе от типичных неметаллов (азот, фосфор) через полуметаллы (мышьяк, сурьма) к типичному металлу (висмут).