Номер 6, страница 95 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Используйте дополнительную информацию. Параграф 17. Неметаллы. Глава III. Вещества и их свойства - номер 6, страница 95.

Условие.

6. Аргументируйте причины двойственного положения водорода в периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева.

Решение.

Решение 2.

Двойственное положение водорода в периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева объясняется его уникальным строением атома, которое обусловливает проявление им свойств, характерных как для элементов IА группы (щелочных металлов), так и для элементов VIIА группы (галогенов).

Сходство с щелочными металлами (IА группа)

• Атом водорода, как и атомы щелочных металлов, имеет на внешнем электронном уровне один электрон. Электронная конфигурация водорода — $1s^1$, а щелочных металлов — $ns^1$.
• В большинстве своих соединений (с более электроотрицательными элементами) водород, подобно щелочным металлам, проявляет степень окисления +1 (например, в $H_2O$, $HCl$, $NH_3$).
• Водород, как и щелочные металлы, является восстановителем. Он может восстанавливать металлы из их оксидов: $CuO + H_2 \rightarrow Cu + H_2O$.
• Атом водорода способен отдавать свой единственный электрон, превращаясь в положительно заряженный ион — протон $H^+$. Этот процесс аналогичен образованию катионов щелочных металлов ($Li^+$, $Na^+$ и т.д.).

Сходство с галогенами (VIIА группа)

• Атому водорода, как и атомам галогенов, не хватает одного электрона для завершения внешнего электронного уровня. Водороду — до стабильной конфигурации гелия ($1s^2$), а галогенам — до конфигурации инертного газа ($ns^2np^6$).
• Водород способен принимать один электрон, образуя отрицательно заряженный гидрид-ион $H^-$. Это свойство сближает его с галогенами, которые образуют анионы-галиды ($F^-$, $Cl^-$). Гидрид-ионы существуют в соединениях с активными металлами (гидридах), например, $NaH$, $CaH_2$. В этих соединениях водород имеет степень окисления -1.
• Простое вещество водород, как и галогены, является неметаллом и при нормальных условиях существует в виде двухатомных молекул ($H_2$, $F_2$, $Cl_2$), в которых атомы связаны ковалентной неполярной связью.
• Водород является газом (при н.у.), так же как фтор и хлор.

Таким образом, водород проявляет двойственность свойств, поскольку его единственный электронный уровень является одновременно и первым, и последним, и наполовину заполненным. Это позволяет ему как отдавать электрон, проявляя свойства восстановителя (подобно металлам I группы), так и принимать электрон, завершая свой электронный уровень (подобно неметаллам VII группы).

Ответ: Двойственное положение водорода в периодической системе обусловлено его электронной конфигурацией ($1s^1$). С одной стороны, имея один валентный электрон, он схож со щелочными металлами (IА группа): проявляет степень окисления +1, является восстановителем и может образовывать катион $H^+$. С другой стороны, ему не хватает одного электрона до завершения оболочки, что роднит его с галогенами (VIIА группа): он может принимать электрон, образуя гидрид-ион $H^-$ (степень окисления -1), существует в виде двухатомной молекулы $H_2$ и является неметаллом.