Номер 3, страница 372 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 8. Металлы. Параграф 51. Металлы 1Б-группы: медь и серебро - номер 3, страница 372.

Условие.

3. Для выполнения заданий используйте следующий ряд химических элементов:

1) Na; 2) Ag; 3) Li; 4) Cu; 5) K.

Ответом является последовательность цифр, под которыми указаны химические элементы в данном ряду.

а) Из указанных химических элементов выберите элементы, максимальная степень окисления которых больше $ +1 $.

б) На вопрос «Какие из перечисленных элементов имеют наименьший радиус атома?» правильный ответ: 2 и 4. Объясните, почему ответ именно такой.

в) Выберите химические элементы, соответствующие простым веществам, которые реагируют с водой при комнатной температуре.

Решение.

Решение 2.

а)

Проанализируем максимальные степени окисления для каждого элемента. Щелочные металлы натрий (Na), литий (Li) и калий (K) находятся в IА группе и всегда проявляют степень окисления +1. Переходные металлы серебро (Ag) и медь (Cu) могут проявлять переменные степени окисления. Для меди (Cu) характерны степени окисления +1 и +2. Для серебра (Ag), кроме основной степени окисления +1, возможны также +2 и +3. Следовательно, максимальная степень окисления больше +1 у меди и серебра.

Ответ: 24

б)

Ответ «2 и 4» (серебро и медь) является правильным из-за закономерностей изменения радиусов атомов в Периодической системе Д.И. Менделеева.

1. В пределах одного периода радиус атомов уменьшается слева направо с ростом заряда ядра, так как увеличивается сила притяжения электронов к ядру.
2. В пределах одной группы (главной подгруппы) радиус атомов увеличивается сверху вниз с ростом числа электронных слоев.

Рассмотрим данные элементы:
- Li, Na, K – щелочные металлы IА группы. Их радиус увеличивается в ряду $R(Li) < R(Na) < R(K)$.
- Cu, Ag – металлы IБ группы (11-й группы). Они находятся в периодах значительно правее щелочных металлов.
Из-за положения в правой части периода радиусы атомов меди и серебра значительно меньше, чем у щелочных металлов. Например, в 4-м периоде медь (Cu) стоит намного правее калия (K), поэтому её радиус намного меньше ($R(Cu) << R(K)$).
Несмотря на то, что у Cu и Ag больше электронных слоев, чем у Li, их радиусы оказываются меньше из-за значительно большего заряда ядра ($Z_{Cu}=29, Z_{Ag}=47$ против $Z_{Li}=3$), который сильнее притягивает электроны. Таким образом, у переходных металлов Cu и Ag наименьшие радиусы атомов в представленном списке.

Ответ: Объяснение приведено выше.

в)

Способность простого вещества реагировать с водой при комнатной температуре определяется его активностью, которую можно оценить по положению в электрохимическом ряду напряжений металлов. Металлы, стоящие в ряду до водорода, способны вытеснять его из воды. Щелочные металлы (Li, Na, K) делают это наиболее активно.
- Литий (Li), натрий (Na) и калий (K) – активные щелочные металлы, которые бурно реагируют с водой при комнатной температуре.
$2Li + 2H_2O \rightarrow 2LiOH + H_2 \uparrow$
$2Na + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + H_2 \uparrow$
$2K + 2H_2O \rightarrow 2KOH + H_2 \uparrow$
- Серебро (Ag) и медь (Cu) – металлы, стоящие в ряду напряжений после водорода. Они неактивны и не реагируют с водой при комнатной температуре.

Ответ: 135