Номер 3, страница 255 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 54. Ионная связь. Строение ионных кристаллов. Глава 5. Строение вещества - номер 3, страница 255.

Условие.

3. Какие из фторидов элементов 3-го периода имеют ионный характер?

Решение.

Решение 2.

Решение

Характер химической связи (ионный или ковалентный) в бинарных соединениях определяется разностью электроотрицательностей ($\Delta\chi$) атомов, образующих связь. Ионная связь возникает между атомами с большой разницей в электроотрицательности. Условно принято считать, что если разность электроотрицательностей по шкале Полинга больше 1.7, то связь преимущественно ионная. Такая связь, как правило, образуется между атомами типичных металлов (низкая электроотрицательность) и типичных неметаллов (высокая электроотрицательность).

Рассмотрим элементы 3-го периода и их фториды. Элементы 3-го периода — это натрий (Na), магний (Mg), алюминий (Al), кремний (Si), фосфор (P), сера (S) и хлор (Cl). Фтор (F) — самый электроотрицательный элемент, его электроотрицательность ($\chi$) составляет 3.98.

Проанализируем характер связи во фторидах этих элементов, рассчитав разность электроотрицательностей ($\Delta\chi = \chi(F) - \chi(Элемент)$):

1. Фторид натрия (NaF). Натрий (Na) — щелочной металл с электроотрицательностью $\chi(Na) \approx 0.93$.
   $\Delta\chi = 3.98 - 0.93 = 3.05$.
   Это значение значительно больше 1.7, поэтому связь в NaF является ионной. NaF — это твердое кристаллическое вещество с ионной решеткой.
2. Фторид магния (MgF₂). Магний (Mg) — щелочноземельный металл, $\chi(Mg) \approx 1.31$.
   $\Delta\chi = 3.98 - 1.31 = 2.67$.
   Это значение также намного больше 1.7, следовательно, связь в MgF₂ ионная.
3. Фторид алюминия (AlF₃). Алюминий (Al) — металл, $\chi(Al) \approx 1.61$.
   $\Delta\chi = 3.98 - 1.61 = 2.37$.
   Разность электроотрицательностей велика, связь имеет преимущественно ионный характер. AlF₃ — твердое вещество с ионной кристаллической решеткой.
4. Фторид кремния (SiF₄). Кремний (Si) — неметалл, $\chi(Si) \approx 1.90$.
   $\Delta\chi = 3.98 - 1.90 = 2.08$.
   Хотя значение $\Delta\chi$ превышает 1.7, связь Si-F является сильно полярной ковалентной. Физические свойства (SiF₄ — газ при нормальных условиях) подтверждают его молекулярное строение, а не ионное.
5. Фториды фосфора (PF₃, PF₅). Фосфор (P) — неметалл, $\chi(P) \approx 2.19$.
   $\Delta\chi = 3.98 - 2.19 = 1.79$.
   Значение находится на границе ионной и ковалентной связи. Однако фосфор является неметаллом, а его фториды (газы при н.у.) — это молекулярные соединения с ковалентными полярными связями.
6. Фториды серы (SF₄, SF₆). Сера (S) — неметалл, $\chi(S) \approx 2.58$.
   $\Delta\chi = 3.98 - 2.58 = 1.40$.
   Значение $\Delta\chi < 1.7$, связь S-F является ковалентной полярной.
7. Фториды хлора (ClF, ClF₃). Хлор (Cl) — неметалл, $\chi(Cl) \approx 3.16$.
   $\Delta\chi = 3.98 - 3.16 = 0.82$.
   Связь между двумя неметаллами с небольшой разницей в электроотрицательности является ковалентной полярной.

Таким образом, при движении по периоду слева направо металлические свойства элементов ослабевают, а электроотрицательность растет. В результате разность электроотрицательностей между элементом и фтором уменьшается, и характер связи в их фторидах меняется с ионного на ковалентный полярный. Ярко выраженный ионный характер имеют фториды металлов, находящихся в начале периода.

Ответ: Ионный характер имеют фториды натрия (NaF), магния (MgF₂) и алюминия (AlF₃).