Номер 3, страница 95 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Проверьте свои знания. Параграф 17. Неметаллы. Глава III. Вещества и их свойства - номер 3, страница 95.

Условие.

3. В чём сходство и различия ряда электроотрицательности и ряда напряжений металлов?

Решение.

Решение 2.

Для ответа на этот вопрос необходимо рассмотреть определения, области применения и физический смысл каждого из рядов.

Ряд электроотрицательности (РЭО) — это последовательность химических элементов, упорядоченная по возрастанию их электроотрицательности, то есть способности атомов в молекуле притягивать к себе электроны.

Ряд напряжений металлов (электрохимический ряд активности, ЭХР) — это последовательность металлов, расположенных в порядке возрастания их стандартных электродных потенциалов ($E^0$), которая характеризует их сравнительную химическую активность (способность к окислению) в водных растворах.

Сходство

Сходство между рядом электроотрицательности и рядом напряжений металлов заключается в их общей фундаментальной основе и общей тенденции.

• Общая основа: Оба ряда отражают способность атома металла отдавать свои валентные электроны. Металлы с низкой электроотрицательностью легко отдают электроны и являются сильными восстановителями. Аналогично, металлы, стоящие в начале ряда напряжений (с наиболее отрицательными значениями $E^0$), также являются сильными восстановителями.
• Общая тенденция: В большинстве случаев наблюдается корреляция в расположении металлов. Активные металлы, такие как щелочные (Li, K, Na) и щелочноземельные (Ca, Mg), имеют низкую электроотрицательность и занимают левую часть (начало) ряда напряжений. Менее активные (благородные) металлы, такие как серебро (Ag), платина (Pt) и золото (Au), имеют более высокие значения электроотрицательности и находятся в конце ряда напряжений.

Ответ: Сходство рядов заключается в том, что оба они отражают способность металлов отдавать электроны (восстановительную способность), и в целом, чем активнее металл в ряду напряжений, тем ниже его электроотрицательность.

Различия

Несмотря на сходство, между рядами существуют принципиальные различия, обусловленные их физическим смыслом, областью применения и составом.

• Состав рядов: Ряд электроотрицательности включает все химические элементы (металлы и неметаллы), в то время как ряд напряжений включает только металлы и водород (в качестве эталона).
• Физический смысл:
  • Электроотрицательность — это относительная, безразмерная величина, характеризующая свойство отдельного атома в химической связи. Она вычисляется теоретически или определяется косвенными методами (например, по шкале Полинга).
  • Ряд напряжений основан на экспериментально измеренных стандартных электродных потенциалах ($E^0$, в вольтах). Эта величина характеризует термодинамическую систему "металл — раствор его ионов" и зависит от совокупности энергетических факторов: энергии ионизации атома, энергии кристаллической решетки металла и энергии гидратации иона в водном растворе.
• Область применения:
  • Ряд электроотрицательности используется для определения типа химической связи (ионная, ковалентная) и ее полярности.
  • Ряд напряжений используется для прогнозирования исхода окислительно-восстановительных реакций именно в водных растворах: возможности вытеснения одного металла другим из раствора соли, реакции металлов с кислотами.
• Несовпадение порядка элементов: Из-за разницы в физическом смысле порядок некоторых элементов не совпадает. Классический пример — литий (Li). В ряду напряжений он стоит на первом месте (самый сильный восстановитель в водной среде) из-за аномально высокой энергии гидратации его иона $Li^+$. Однако его электроотрицательность (0.98) выше, чем у калия (K) (0.82) и цезия (Cs) (0.79).

Ответ: Различия заключаются в том, что ряд электроотрицательности описывает свойство атома и включает все элементы, а ряд напряжений описывает поведение металла в водном растворе и включает только металлы; их основа (расчетная величина против экспериментальной), область применения и порядок некоторых элементов не совпадают.