Вопрос, страница 159 - гдз по химии 11 класс учебник Кузнецова, Левкин

Задания в параграфе. Параграф 23. Неметаллы - химические элементы и простые вещества. Глава 5. Металлы и неметаллы - страница 159.

Условие.

Укажите, где расположены неметаллы в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева.

Какие особенности строения атомов неметаллов вы можете назвать?

Какой вид химической связи и какие типы кристаллических решёток характерны для неметаллов? Как это сказывается на физических свойствах неметаллов?

Какие химические свойства характерны для неметаллов?

Решение.

Решение 2.

Укажите, где расположены неметаллы в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева.

Неметаллы в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева занимают правый верхний угол. Условную границу между металлами и неметаллами можно провести по диагонали от бора ($B$) к астатину ($At$). Элементы, расположенные правее этой диагонали (в главных подгруппах), являются неметаллами. К ним относятся элементы IV-VIII групп (или 14-18 групп по современной классификации), находящиеся в главных подгруппах. Исключением является водород ($H$), который, будучи неметаллом, расположен в левом верхнем углу таблицы — в I группе, 1-м периоде. Также к неметаллам относятся инертные газы (VIIIА или 18-я группа).

Ответ: Неметаллы расположены в правом верхнем углу Периодической системы (справа от диагонали $B-At$), а также водород ($H$) в левом верхнем углу.

Какие особенности строения атомов неметаллов вы можете назвать?

Атомы неметаллов имеют следующие характерные особенности строения:

• На внешнем (валентном) электронном слое находится относительно большое число электронов, как правило, от 4 до 8 (за исключением водорода, у которого 1 электрон, и бора, у которого 3).

• Атомы неметаллов имеют сравнительно небольшой радиус по сравнению с атомами металлов того же периода.

• Для них характерны высокие значения электроотрицательности и энергии ионизации. Это означает, что атомы неметаллов с трудом отдают свои валентные электроны и, наоборот, сильно притягивают электроны других атомов.

• В химических реакциях они проявляют тенденцию к принятию электронов для завершения своего внешнего электронного слоя до стабильной конфигурации (чаще всего 8 электронов), превращаясь в отрицательно заряженные ионы (анионы), либо к образованию общих электронных пар с другими атомами.

Ответ: Особенностями строения атомов неметаллов являются: большое число электронов на внешнем слое (от 4 до 8), малый атомный радиус, высокая электроотрицательность и энергия ионизации, а также способность принимать или обобществлять электроны.

Какой вид химической связи и какие типы кристаллических решёток характерны для неметаллов? Как это сказывается на физических свойствах неметаллов?

Для неметаллов характерен в основном ковалентный вид химической связи. Связь может быть:

• Ковалентной неполярной — образуется между атомами одного и того же неметалла в простых веществах (например, в молекулах $H_2$, $O_2$, $Cl_2$).

• Ковалентной полярной — образуется между атомами разных неметаллов (например, в молекулах $H_2O$, $NH_3$, $HCl$).

В соединениях с активными металлами неметаллы образуют ионную связь, принимая электроны и становясь анионами (например, в $NaCl$, $CaF_2$).

Для неметаллов в твёрдом состоянии характерны два типа кристаллических решёток:

1. Молекулярная кристаллическая решётка. В узлах такой решётки находятся молекулы (например, $I_2$, $S_8$, $P_4$), связанные между собой слабыми межмолекулярными силами (силами Ван-дер-Ваальса). Это обуславливает их физические свойства: низкие температуры плавления и кипения, летучесть, малая твёрдость, нерастворимость в воде, но растворимость в органических растворителях. Большинство веществ с такой решёткой при обычных условиях являются газами ($O_2, N_2$), жидкостями ($Br_2$) или легкоплавкими твёрдыми веществами ($I_2$). Они не проводят электрический ток.

2. Атомная кристаллическая решётка. В узлах такой решётки находятся отдельные атомы, связанные между собой прочными ковалентными связями. Такое строение имеют, например, алмаз и графит (аллотропные модификации углерода $C$), кремний ($Si$), бор ($B$), красный фосфор ($P$). Это обуславливает их физические свойства: очень высокие температуры плавления, большая твёрдость (алмаз — самое твёрдое природное вещество), нерастворимость в растворителях. Большинство из них являются диэлектриками или полупроводниками (кремний). Исключение — графит, который проводит электрический ток.

Ответ: Для неметаллов характерна ковалентная (полярная и неполярная) химическая связь. Типы кристаллических решёток — молекулярная и атомная. Вещества с молекулярной решёткой имеют низкие температуры плавления, летучи и непрочны. Вещества с атомной решёткой — тугоплавкие, очень твёрдые и нелетучие.

Какие химические свойства характерны для неметаллов?

Химические свойства неметаллов определяются их высокой электроотрицательностью и способностью как принимать, так и отдавать электроны.

• Проявление окислительных свойств. Это наиболее характерное свойство неметаллов. Они выступают в роли окислителей при взаимодействии с металлами, водородом и менее электроотрицательными неметаллами.
  Пример с металлом: $2Na + Cl_2 \rightarrow 2NaCl$
  Пример с водородом: $H_2 + S \rightarrow H_2S$

• Проявление восстановительных свойств. Неметаллы могут быть восстановителями в реакциях с более электроотрицательными неметаллами, в первую очередь с фтором и кислородом.
  Пример с кислородом: $S + O_2 \rightarrow SO_2$
  Пример с фтором: $Cl_2 + 3F_2 \rightarrow 2ClF_3$
  Чем выше электроотрицательность неметалла, тем сильнее его окислительные свойства и слабее восстановительные. Самый сильный окислитель — фтор ($F_2$), он проявляет только окислительные свойства.

• Образование кислотных оксидов и соответствующих гидроксидов (кислот). Большинство оксидов неметаллов являются кислотными (например, $SO_3, P_2O_5, CO_2$) и при реакции с водой образуют соответствующие кислоты ($H_2SO_4, H_3PO_4, H_2CO_3$). Некоторые оксиды являются несолеобразующими ($CO, NO, N_2O$).

• Образование летучих водородных соединений. Многие неметаллы образуют с водородом газообразные при обычных условиях соединения (например, $CH_4, NH_3, H_2S, HF, HCl$). Водные растворы водородных соединений галогенов и халькогенов являются кислотами.

Ответ: Для неметаллов характерны как окислительные (в реакциях с металлами и менее электроотрицательными неметаллами), так и восстановительные свойства (в реакциях с более электроотрицательными неметаллами). Они образуют кислотные оксиды и летучие водородные соединения.