Вопрос ✔, страница 19 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Элементы VIIIA-группы называют благородными газами. Даже простые вещества, образованные этими элементами, существуют в виде отдельных, не связанных друг с другом атомов. Такая особенность объясняется тем, что атомы этих элементов имеют завершённый внешний электронный слой. Как атомам остальных химических элементов заполнить свой внешний электронный слой?

Атомы химических элементов, за исключением благородных газов, имеют незавершенный внешний электронный слой, что делает их химически активными. Стремясь к более устойчивому состоянию, подобному состоянию атомов благородных газов, они вступают в химические взаимодействия, чтобы завершить свой внешний электронный слой. Как правило, это означает достижение конфигурации с восемью электронами на внешней оболочке (правило октета) или с двумя электронами для элементов первого периода, таких как водород и литий (правило дуплета). Существует несколько основных способов, которыми атомы достигают этой стабильной электронной конфигурации.

1. Отдача или присоединение электронов (ионная связь)

Этот способ характерен для взаимодействия атомов металлов и неметаллов.

• Атомы металлов, имеющие на внешнем слое небольшое число электронов (обычно 1, 2 или 3), стремятся отдать эти электроны. Теряя электроны, атом превращается в положительно заряженный ион (катион). Внешним электронным слоем у катиона становится предыдущий, который является завершенным. Например, атом натрия ($Na$), имеющий один электрон на внешнем слое, легко отдает его, превращаясь в ион $Na^+$ с электронной конфигурацией благородного газа неона: $Na - 1e^- \rightarrow Na^+$.
• Атомы неметаллов, у которых на внешнем слое не хватает до завершения нескольких электронов (обычно 1, 2 или 3), стремятся присоединить недостающие электроны. Принимая электроны, атом превращается в отрицательно заряженный ион (анион) с завершенным внешним слоем. Например, атом хлора ($Cl$), имеющий семь электронов на внешнем слое, принимает один электрон, превращаясь в ион $Cl^-$ с электронной конфигурацией благородного газа аргона: $Cl + 1e^- \rightarrow Cl^-$.

В результате такого перехода электронов образуются противоположно заряженные ионы, которые притягиваются друг к другу, формируя ионную связь и образуя химическое соединение (например, $NaCl$).

2. Образование общих электронных пар (ковалентная связь)

Этот способ характерен для взаимодействия атомов неметаллов друг с другом. Атомы не отдают и не принимают электроны полностью, а обобществляют их, то есть создают общие электронные пары. Каждая такая пара принадлежит одновременно обоим атомам, что позволяет каждому из них завершить свой внешний электронный слой. Такая связь называется ковалентной.

• Например, два атома водорода ($H$), у каждого из которых по одному электрону, образуют одну общую электронную пару. В результате образуется молекула водорода $H_2$, и каждый атом достигает стабильной двухэлектронной конфигурации, как у гелия.
• Два атома хлора ($Cl$), у каждого из которых по семь валентных электронов, образуют одну общую пару. В молекуле $Cl_2$ каждый атом хлора имеет в своем распоряжении 8 электронов (6 собственных и 2 общих) и достигает стабильного октета.

Атомы могут образовывать не только одну (одинарную), но и две (двойную) или три (тройную) общие электронные пары для достижения стабильности.

3. Обобществление электронов в кристалле (металлическая связь)

Для атомов в простых веществах — металлах — характерен еще один способ достижения стабильности. Атомы металлов отдают свои валентные электроны в общее пользование, но не передают их конкретному атому. Эти электроны становятся «свободными» и движутся по всему объему кристалла металла, образуя так называемый «электронный газ». Атомы же превращаются в положительно заряженные ионы, расположенные в узлах кристаллической решетки. Эта система из катионов и обобществленных электронов удерживается вместе за счет металлической связи, что и обеспечивает стабильность вещества.

Таким образом, атомы стремятся заполнить свой внешний электронный слой, вступая в химические связи с другими атомами.

Ответ: Атомы остальных химических элементов могут заполнить свой внешний электронный слой двумя основными путями: 1) путем передачи электронов от одного атома (обычно металла) к другому (обычно неметаллу), что приводит к образованию ионов и ионной связи; 2) путем образования общих электронных пар между атомами (обычно неметаллами), что приводит к формированию ковалентной связи.