Задание, страница 138 - гдз по химии 11 класс учебник Кузнецова, Левкин

Задания в параграфе. Параграф 20. Металлы ІА-ІIIА-групп. Глава 5. Металлы и неметаллы - страница 138.

Условие.

Задание. Изучите таблицу 22. Как изменяются важнейшие характеристики элементов от лития к цезию? Каковы причины этих изменений?

Решение.

Решение 2.

Как изменяются важнейшие характеристики элементов от лития к цезию?

При движении по I группе главной подгруппы (группе щелочных металлов) от лития (Li) к цезию (Cs) наблюдаются следующие закономерные изменения важнейших характеристик. Атомный радиус последовательно увеличивается, так как с каждым последующим элементом добавляется новый электронный слой. Энергия ионизации (энергия, необходимая для отрыва валентного электрона) уменьшается, поскольку валентный электрон находится дальше от ядра и слабее с ним связан. Электроотрицательность (способность атома притягивать к себе электроны) также уменьшается, делая цезий одним из самых электроположительных элементов. Вследствие облегчения отдачи электрона, металлические свойства и химическая активность усиливаются. Цезий — самый активный из стабильных металлов. Температуры плавления и кипения уменьшаются из-за ослабления металлической связи в кристаллической решетке с ростом размера атома. Плотность, в целом, возрастает, так как атомная масса растет быстрее, чем атомный объем.

Ответ: При переходе от лития к цезию атомный радиус, химическая активность и плотность увеличиваются, а энергия ионизации, электроотрицательность, а также температуры плавления и кипения уменьшаются.

Каковы причины этих изменений?

Все перечисленные изменения обусловлены изменением строения атомов щелочных металлов при движении вниз по группе. Главной причиной является увеличение числа электронных слоев. У лития ($Li: [He] 2s^1$) два электронных слоя, а у цезия ($Cs: [Xe] 6s^1$) — шесть. Это приводит к увеличению атомного радиуса — валентный электрон располагается все дальше от ядра. Одновременно усиливается эффект экранирования: внутренние электроны ослабляют притяжение валентного электрона к положительно заряженному ядру. В результате этих двух факторов (большее расстояние и экранирование) связь валентного электрона с ядром ослабевает. Это напрямую объясняет уменьшение энергии ионизации и электроотрицательности, а также усиление металлических свойств (повышение химической активности). Ослабление металлической связи, вызванное увеличением межатомных расстояний в кристаллической решетке, является причиной снижения температур плавления и кипения.

Ответ: Основные причины — увеличение числа электронных слоев и, как следствие, увеличение атомного радиуса и усиление экранирования заряда ядра внутренними электронами. Это приводит к ослаблению связи валентного электрона с ядром и ослаблению металлической связи в кристалле.