Проблема, страница 131 - гдз по химии 11 класс учебник Кузнецова, Левкин

Задания в параграфе. Параграф 19. Металлы - химические элементы и простые вещества. Глава 5. Металлы и неметаллы - страница 131.

Условие.

Проблема. Какие химические реакции подтверждают сходство водорода с щелочными металлами и галогенами? Напишите уравнения этих реакций.

Решение.

Решение 2.

Водород проявляет двойственные химические свойства, которые делают его похожим как на щелочные металлы (элементы IА группы), так и на галогены (элементы VIIА группы). Эта двойственность подтверждается его поведением в различных химических реакциях, где он может выступать и как восстановитель, и как окислитель.

Сходство с щелочными металлами

Подобно щелочным металлам, атом водорода имеет один валентный электрон на своей внешней электронной оболочке ($1s^1$). В реакциях с более электроотрицательными элементами, например, с неметаллами, водород выступает в роли восстановителя, отдавая свой единственный электрон и приобретая степень окисления +1. Это свойство сближает его со щелочными металлами, которые являются типичными восстановителями.

Реакция, подтверждающая это сходство, — взаимодействие водорода с галогенами, например, с хлором. В этой реакции водород окисляется, что характерно для металлов:

$H_2^0 + Cl_2^0 \rightarrow 2H^{+1}Cl^{-1}$

Для сравнения можно привести реакцию щелочного металла натрия с хлором, где натрий также отдает электрон:

$2Na^0 + Cl_2^0 \rightarrow 2Na^{+1}Cl^{-1}$

Ответ: Сходство водорода со щелочными металлами подтверждается его реакциями с неметаллами (например, с галогенами), где водород выступает в роли восстановителя, проявляя степень окисления +1. Уравнение реакции: $H_2 + Cl_2 \rightarrow 2HCl$.

Сходство с галогенами

Подобно галогенам, атому водорода не хватает одного электрона для завершения своего внешнего электронного слоя (до стабильной конфигурации благородного газа гелия). Поэтому в реакциях с активными металлами (которые менее электроотрицательны, чем водород) он может выступать в роли окислителя, принимая электрон и образуя гидрид-ион $H^-$ со степенью окисления -1. Также водород, как и все галогены (кроме астата), образует простое вещество в виде двухатомной молекулы ($H_2$).

Реакция, подтверждающая это сходство, — взаимодействие водорода со щелочными металлами, например, с натрием. В этой реакции водород восстанавливается, что характерно для галогенов:

$H_2^0 + 2Na^0 \rightarrow 2Na^{+1}H^{-1}$

Для сравнения можно привести реакцию галогена хлора с натрием, где хлор также принимает электроны:

$Cl_2^0 + 2Na^0 \rightarrow 2Na^{+1}Cl^{-1}$

Ответ: Сходство водорода с галогенами подтверждается его реакциями с активными металлами (например, со щелочными), где водород выступает в роли окислителя, проявляя степень окисления -1. Уравнение реакции: $H_2 + 2Na \rightarrow 2NaH$.