Номер 1, страница 227 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 49. Ртуть. Глава 4. Металлы побочных подгрупп - номер 1, страница 227.

Условие.

1. Почему ртуть правильнее рассматривать отдельно от переходных металлов?

Решение.

Решение 2.

1. Ртуть (Hg) правильнее рассматривать отдельно от переходных металлов по нескольким ключевым причинам, связанным с её электронной конфигурацией и, как следствие, уникальными свойствами.

Во-первых, согласно определению Международного союза теоретической и прикладной химии (IUPAC), переходным элементом является «элемент, атом которого имеет незавершенную d-подоболочку или который может образовывать катионы с незавершенной d-подоболочкой».

Рассмотрим электронную конфигурацию атома ртути (порядковый номер 80): $[Xe] 4f^{14} 5d^{10} 6s^2$. Как видно, её d-подоболочка (5d) полностью заполнена (10 электронов).

Наиболее распространённые степени окисления ртути — это +1 (в виде димерного иона $Hg_2^{2+}$) и +2 (в виде иона $Hg^{2+}$).

• В ионе $Hg^{2+}$ электронная конфигурация становится $[Xe] 4f^{14} 5d^{10}$. D-подоболочка остаётся полностью заполненной.
• В димерном ионе $Hg_2^{2+}$ каждый атом ртути формально имеет степень окисления +1 и конфигурацию $[Xe] 4f^{14} 5d^{10} 6s^1$. И в этом случае d-подоболочка заполнена.

Таким образом, ни в основном состоянии, ни в своих типичных ионных формах ртуть не имеет частично заполненной d-подоболочки. По этому формальному признаку ртуть, так же как цинк (Zn) и кадмий (Cd), не является переходным металлом. Эти элементы (группа 12) часто относят к классу постпереходных металлов.

Во-вторых, физические и химические свойства ртути резко отличают её от типичных переходных металлов. Самое известное свойство — ртуть является единственным металлом, который находится в жидком состоянии при стандартных условиях. Это объясняется очень слабыми металлическими связями между атомами ртути. Причиной этого являются релятивистские эффекты: у тяжелых атомов, как ртуть, электроны на внутренних орбиталях (особенно s-орбиталях) движутся со скоростями, сравнимыми со скоростью света. Это приводит к релятивистскому сжатию s- и p-орбиталей. В случае ртути 6s-орбиталь сильно сжата и стабилизирована, поэтому её электроны прочно удерживаются ядром и неохотно участвуют в образовании металлической связи. Заполненная и стабильная 5d-оболочка также слабо участвует в межатомном взаимодействии. В результате атомы ртути связаны между собой очень слабо, что и обуславливает её низкую температуру плавления ($-38,83 \text{ °C}$).

Ответ: Ртуть правильнее рассматривать отдельно, так как она не соответствует формальному определению переходного металла (её d-подоболочка всегда полностью заполнена) и обладает уникальными физико-химическими свойствами (например, жидкое агрегатное состояние при н.у.), которые сильно отличают её от других d-элементов и объясняются релятивистскими эффектами.

2. Вопрос неполон. Текст на изображении обрывается после слов "Как объяснить тот факт, что...". Для предоставления ответа необходимо полное условие вопроса.

Ответ: Невозможно дать ответ, так как вопрос сформулирован не до конца.