Номер 3, страница 148 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 31. Общая характеристика элементов главной подгруппы II группы. Глава 3. Металлы главных подгрупп - номер 3, страница 148.

Условие.

3. Как изменяется устойчивость хлоридов к гидролизу в ряду $BeCl_2$ — $MgCl_2$ — $CaCl_2$? Мотивируйте свой ответ.

Решение.

Решение 2.

3. Устойчивость хлоридов к гидролизу в ряду $BeCl_2$ — $MgCl_2$ — $CaCl_2$ возрастает. Это связано с изменением свойств катионов металлов $Be^{2+}$, $Mg^{2+}$ и $Ca^{2+}$, образующих эти соли.

Мотивация ответа:

1. Тип гидролиза. Все три соли образованы катионами металлов второй группы главной подгруппы и анионом сильной соляной кислоты ($Cl^−$). Гидролиз таких солей протекает по катиону, так как катионы металлов взаимодействуют с молекулами воды, создавая в растворе избыток ионов водорода $H^+$ и, следовательно, кислую среду. Общее уравнение гидролиза по первой ступени выглядит так:

$Me^{2+} + H_2O \rightleftharpoons [Me(OH)]^+ + H^+$

2. Факторы, влияющие на степень гидролиза. Степень гидролиза по катиону зависит от его поляризующей способности, то есть способности притягивать и деформировать электронные оболочки других частиц (в данном случае, молекул воды). Поляризующая способность тем выше, чем больше заряд катиона и чем меньше его радиус.

3. Изменение свойств в ряду $Be \rightarrow Mg \rightarrow Ca$.

• Заряд катионов в этом ряду одинаков и равен $+2$.
• При движении вниз по группе с увеличением числа электронных слоев ионный радиус катиона растет: $r(Be^{2+}) < r(Mg^{2+}) < r(Ca^{2+})$.

Следовательно, плотность положительного заряда на катионе и его поляризующая способность уменьшаются в ряду от бериллия к кальцию: $Be^{2+} > Mg^{2+} > Ca^{2+}$.

4. Вывод.

• Катион $Be^{2+}$ обладает наименьшим радиусом и наибольшей поляризующей способностью, поэтому $BeCl_2$ подвергается очень сильному, практически необратимому гидролизу.
• Катион $Mg^{2+}$ имеет больший радиус, его поляризующая способность слабее, поэтому гидролиз $MgCl_2$ протекает в заметной степени, но является обратимым.
• Катион $Ca^{2+}$ имеет самый большой радиус в этом ряду и наименьшую поляризующую способность. Кроме того, гидроксид кальция $Ca(OH)_2$ является сильным основанием (щелочью). Поэтому соль $CaCl_2$, образованная сильным основанием и сильной кислотой, практически не гидролизуется, и ее водный раствор имеет нейтральную среду.

Таким образом, степень гидролиза уменьшается в ряду $BeCl_2 > MgCl_2 > CaCl_2$, а устойчивость к гидролизу, соответственно, возрастает.

Ответ: Устойчивость хлоридов к гидролизу в ряду $BeCl_2 — MgCl_2 — CaCl_2$ возрастает. Это объясняется уменьшением поляризующей способности катиона металла в ряду $Be^{2+} \rightarrow Mg^{2+} \rightarrow Ca^{2+}$ вследствие увеличения его ионного радиуса при сохранении постоянного заряда $+2$. Чем слабее поляризующая способность катиона, тем в меньшей степени протекает гидролиз и тем более устойчива соль к этому процессу.