Проблема, страница 175 - гдз по химии 11 класс учебник Кузнецова, Левкин

Вопросы и задания. Параграф 24. Галогены. Глава 5. Металлы и неметаллы - страница 175.

Условие.

Проблема. В чём причина химической инертности благородных газов?

Решение.

Решение 2.

Причина химической инертности благородных газов заключается в особой стабильности их электронной конфигурации. Благородные газы, к которым относятся гелий (He), неон (Ne), аргон (Ar), криптон (Kr), ксенон (Xe) и радон (Rn), расположены в 18-й группе периодической системы элементов и имеют полностью завершенный внешний электронный слой.

У большинства благородных газов на внешнем энергетическом уровне находится 8 электронов (электронный октет) с общей формулой $ns^2np^6$, где n – номер периода. Например, у неона электронная конфигурация $[He]2s^22p^6$, у аргона – $[Ne]3s^23p^6$. Исключением является гелий, у которого внешний слой (первый) полностью заполнен двумя электронами: $1s^2$. Такая конфигурация является энергетически наиболее выгодной и устойчивой.

Согласно правилу октета, атомы других элементов вступают в химические реакции (отдают, принимают или обобществляют электроны), чтобы достичь такой же стабильной восьмиэлектронной (или двухэлектронной для элементов первого периода) оболочки, как у благородных газов. Поскольку у атомов благородных газов эта устойчивая конфигурация уже существует, у них практически нет стимула вступать в химические связи.

Это проявляется в двух ключевых физико-химических свойствах. Во-первых, у них очень высокая энергия ионизации: требуется очень много энергии, чтобы оторвать электрон от атома, так как электроны внешнего слоя прочно удерживаются ядром. Во-вторых, у них низкое сродство к электрону (часто отрицательное): присоединение дополнительного электрона энергетически невыгодно, так как он должен будет занять новый, более высокий и удаленный от ядра энергетический уровень.

Стоит отметить, что термин «инертные» является несколько устаревшим. Начиная с 1962 года, были получены химические соединения более тяжелых благородных газов (криптона, ксенона, радона) с самыми электроотрицательными элементами, такими как фтор и кислород. Это возможно, поскольку у более тяжелых газов валентные электроны находятся дальше от ядра и слабее удерживаются, что снижает их энергию ионизации и позволяет им вступать в реакции в экстремальных условиях. Тем не менее, по сравнению с другими элементами, их химическая активность чрезвычайно низка.

Ответ: Химическая инертность благородных газов обусловлена их электронной конфигурацией с полностью завершенным внешним электронным слоем (восемь электронов у большинства газов, два у гелия). Эта конфигурация является очень стабильной и энергетически выгодной, из-за чего атомы благородных газов не склонны отдавать, присоединять или обобществлять электроны, то есть образовывать химические связи.