Вопрос, страница 19 - гдз по химии 11 класс учебник Кузнецова, Левкин

Задания в параграфе. Параграф 3. Современные представления о строении атома. Глава 2. Строение вещества. Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева - страница 19.

Условие.

Что такое атом?

Какие сведения о строении атома вы почерпнули на уроках физики и химии?

Приведите примеры взаимосвязи между строением атома и свойствами химического элемента.

Решение.

Решение 2.

Что такое атом?
Атом — это наименьшая, электронейтральная, химически неделимая частица химического элемента, являющаяся носителем его свойств. Слово "атом" происходит от древнегреческого "ἄτομος" (атомос), что означает "неделимый", "неразрезаемый". Несмотря на то, что в XX веке ученые обнаружили, что атом состоит из еще более мелких, субатомных частиц, и, следовательно, делим, историческое название сохранилось.

Ответ: Атом — это мельчайшая частица химического элемента, состоящая из ядра и электронов, которая определяет свойства этого элемента.

Какие сведения о строении атома вы почерпнули на уроках физики и химии?
На уроках физики и химии мы узнаем, что атом имеет сложное строение, которое описывается планетарной моделью Резерфорда, а более точно — квантово-механической моделью.
Основные сведения о строении атома:
1. В центре атома находится положительно заряженное ядро, в котором сосредоточена практически вся масса атома.
2. Ядро состоит из элементарных частиц двух типов: протонов ($p^+$), имеющих положительный заряд, и нейтронов ($n^0$), не имеющих заряда.
3. Вокруг ядра по определенным орбиталям (энергетическим уровням) движутся отрицательно заряженные электроны ($e^-$).
4. Атом в целом электронейтрален, так как число протонов в ядре равно общему числу электронов в атоме.
5. Количество протонов в ядре определяет атомный номер элемента ($Z$) в Периодической системе и, следовательно, определяет сам химический элемент. Например, у всех атомов водорода в ядре 1 протон, у гелия — 2, у лития — 3.
6. Сумма числа протонов ($Z$) и нейтронов ($N$) в ядре называется массовым числом ($A$). Атомы одного и того же элемента, имеющие разное число нейтронов (и, соответственно, разное массовое число), называются изотопами.
7. Электроны в атоме располагаются слоями — на энергетических уровнях. Число энергетических уровней в атоме соответствует номеру периода, в котором находится элемент.
8. Химические свойства элемента определяются в основном строением его внешнего энергетического уровня, то есть количеством валентных электронов.

Ответ: Атом состоит из положительно заряженного ядра (включающего протоны и нейтроны) и движущихся вокруг него отрицательно заряженных электронов, расположенных на энергетических уровнях. Число протонов определяет химический элемент, а число электронов на внешнем уровне — его химические свойства.

Приведите примеры взаимосвязи между строением атома и свойствами химического элемента.
Взаимосвязь между строением атома и свойствами элемента является фундаментальным принципом химии, который наглядно демонстрирует Периодический закон Д.И. Менделеева. Свойства элементов периодически повторяются, потому что периодически повторяется строение внешнего электронного слоя их атомов.

Пример 1: Щелочные металлы (Li, Na, K и др., 1-я группа)
Строение: Атомы всех щелочных металлов имеют на внешнем энергетическом уровне всего один электрон (валентный электрон). Например, у лития ($Li$) электронная конфигурация $1s^22s^1$, у натрия ($Na$) — $1s^22s^22p^63s^1$.
Свойства: Из-за наличия одного слабо связанного с ядром электрона на внешней оболочке, эти атомы очень легко его отдают, превращаясь в положительно заряженные ионы ($Li^+$, $Na^+$). Это определяет их ключевые свойства: они являются очень активными металлами и сильными восстановителями, бурно реагируют с водой и неметаллами.

Пример 2: Галогены (F, Cl, Br и др., 17-я группа)
Строение: Атомы всех галогенов имеют на внешнем энергетическом уровне семь электронов. Например, у фтора ($F$) конфигурация $1s^22s^22p^5$, у хлора ($Cl$) — $1s^22s^22p^63s^23p^5$.
Свойства: Для завершения внешнего уровня до стабильной восьмиэлектронной конфигурации им не хватает всего одного электрона. Поэтому они проявляют высокую способность принимать электрон, превращаясь в отрицательно заряженные ионы ($F^-$, $Cl^-$). Это делает их типичными неметаллами, очень активными окислителями, которые легко реагируют с металлами.

Пример 3: Благородные (инертные) газы (He, Ne, Ar и др., 18-я группа)
Строение: Атомы всех благородных газов (кроме гелия) имеют на внешнем энергетическом уровне завершенную, стабильную конфигурацию из восьми электронов (у гелия — из двух). Например, у неона ($Ne$) конфигурация $1s^22s^22p^6$, у аргона ($Ar$) — $1s^22s^22p^63s^23p^6$.
Свойства: Такая электронная конфигурация является энергетически очень выгодной и стабильной. Атомы благородных газов не склонны ни отдавать, ни принимать электроны. Вследствие этого они химически инертны — практически не вступают в химические реакции и существуют в виде отдельных атомов (одноатомных газов).

Ответ: Строение внешней электронной оболочки атома напрямую определяет его химические свойства: атомы с 1-2 валентными электронами (металлы) легко их отдают и активны как восстановители; атомы с 6-7 валентными электронами (неметаллы) стремятся принять электроны и являются окислителями; атомы с завершенной внешней оболочкой (благородные газы) химически инертны.