Номер 7, страница 263 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 56. Межмолекулярные взаимодействия. Глава 5. Строение вещества - номер 7, страница 263.

Условие.

7. Объясните, почему температуры плавления и кипения инертных газов увеличиваются при движении вниз по группе.

Решение.

Решение 2.

7. Объясните, почему температуры плавления и кипения инертных газов увеличиваются при движении вниз по группе.

Инертные газы, являющиеся элементами 18-й группы периодической таблицы (гелий, неон, аргон, криптон, ксенон, радон), представляют собой одноатомные газы. В жидком и твердом состояниях атомы инертных газов удерживаются вместе за счет слабых межмолекулярных сил, известных как лондоновские дисперсионные силы (или силы Ван-дер-Ваальса). Эти силы являются единственным типом межмолекулярного взаимодействия для неполярных атомов инертных газов.

Лондоновские силы возникают из-за мгновенного, случайного смещения электронов в электронном облаке атома, что создает временный (мгновенный) диполь. Этот временный диполь затем индуцирует диполь в соседнем атоме, вызывая кратковременное электростатическое притяжение между ними.

Сила этих дисперсионных сил напрямую зависит от поляризуемости атома — способности его электронного облака деформироваться под действием внешнего электрического поля. При движении вниз по группе инертных газов увеличивается как общее число электронов в атоме, так и атомный радиус, поскольку электроны занимают все более удаленные от ядра энергетические уровни. Большее количество электронов, расположенных дальше от ядра, приводит к тому, что электронное облако становится более "рыхлым" и легко деформируемым, то есть поляризуемость атома возрастает. Чем выше поляризуемость, тем легче создаются и сильнее оказываются мгновенные диполи, а значит, и лондоновские силы притяжения между атомами становятся значительно мощнее.

Температуры плавления и кипения — это мера энергии, необходимой для преодоления сил притяжения между частицами (в данном случае, атомами) для перехода из твердого состояния в жидкое и из жидкого в газообразное соответственно. Поскольку при движении вниз по группе от гелия к радону межмолекулярные (межатомные) силы притяжения усиливаются, требуется все больше энергии для их преодоления. Это и объясняет закономерное увеличение температур плавления и кипения в ряду инертных газов.

Ответ: Температуры плавления и кипения инертных газов увеличиваются при движении вниз по группе из-за усиления межмолекулярных лондоновских дисперсионных сил. Это усиление обусловлено ростом числа электронов и атомного радиуса, что повышает поляризуемость атомов. Для преодоления более сильных сил притяжения требуется больше энергии, что соответствует более высоким температурам фазовых переходов.