Номер А, страница 125 - гдз по химии 8 класс учебник Усманова, Сакарьянова

A

1. Дайте определение ионной связи.

2. Приведите примеры соединений с ионной связью.

1. Прогноз свойств химических элементов рубидия (Rb) и брома (Br) на основе их положения в Периодической системе Д.И. Менделеева.

Рубидий (Rb)

• Положение в ПСХЭ: Рубидий находится в 5-м периоде, 1-й группе (IА подгруппа). Его атомный номер – 37.
• Строение атома: Электронная конфигурация атома рубидия заканчивается на ...$5s^1$. На внешнем энергетическом уровне находится один валентный электрон.
• Тип элемента и простого вещества: Это щелочной металл. Простое вещество рубидий – это мягкий, легкоплавкий металл серебристо-белого цвета.
• Химические свойства:
  • Как и все щелочные металлы, рубидий является очень сильным восстановителем. Он легко отдает свой единственный валентный электрон, образуя катион $Rb^+$ со степенью окисления +1.
  • Обладает чрезвычайно высокой химической активностью. На воздухе мгновенно окисляется. Очень бурно, со взрывом, реагирует с водой, образуя сильное основание (щелочь) гидроксид рубидия и водород: $2Rb + 2H_2O \rightarrow 2RbOH + H_2 \uparrow$.
  • Реагирует со всеми неметаллами, например, с бромом: $2Rb + Br_2 \rightarrow 2RbBr$.
  • Высший оксид $Rb_2O$ проявляет ярко выраженные основные свойства, а соответствующий ему гидроксид $RbOH$ является сильной щелочью. Металлические свойства у рубидия выражены сильнее, чем у калия, стоящего выше в группе, и слабее, чем у цезия, стоящего ниже.

Бром (Br)

• Положение в ПСХЭ: Бром находится в 4-м периоде, 17-й группе (VIIA подгруппа). Его атомный номер – 35.
• Строение атома: Электронная конфигурация атома брома заканчивается на ...$4s^24p^5$. На внешнем энергетическом уровне находится семь валентных электронов.
• Тип элемента и простого вещества: Это неметалл, относящийся к группе галогенов. Простое вещество бром ($Br_2$) при стандартных условиях – тяжелая красно-бурая жидкость с резким неприятным запахом.
• Химические свойства:
  • Как и все галогены, бром является сильным окислителем. Ему не хватает одного электрона до завершения внешнего электронного слоя, поэтому он легко принимает электрон, образуя анион $Br^−$ со степенью окисления -1.
  • Проявляет высокую химическую активность, уступая хлору, но превосходя иод. Реагирует с большинством металлов и многими неметаллами.
  • С водородом образует бромоводород $HBr$ – газ, водный раствор которого (бромоводородная кислота) является сильной кислотой.
  • В соединениях с более электроотрицательными элементами (кислородом, фтором) может проявлять положительные степени окисления: +1, +3, +5, +7. Высший оксид $Br_2O_7$ (неустойчив) и соответствующая ему бромная кислота $HBrO_4$ проявляют кислотные свойства.

Ответ: Рубидий (Rb) – это активный щелочной металл, расположенный в IА группе, является сильным восстановителем, образует основный оксид $Rb_2O$ и сильное основание $RbOH$. Бром (Br) – это активный неметалл-галоген, расположенный в VIIA группе, является сильным окислителем, образует кислотные оксиды и соответствующие им кислоты.

2. Элементы германий (Ge), мышьяк (As), селен (Se) и бром (Br) находятся в одном, 4-м, периоде Периодической системы. При движении по периоду слева направо в ряду Ge $\rightarrow$ As $\rightarrow$ Se $\rightarrow$ Br происходят следующие закономерные изменения:

• Увеличивается порядковый номер и, следовательно, заряд ядра атома (от +32 у Ge до +35 у Br).
• Число электронных слоев (энергетических уровней) остается постоянным и равным номеру периода, то есть 4.
• Радиус атомов уменьшается, так как притяжение электронов внешнего слоя к ядру усиливается с ростом его заряда.
• Число электронов на внешнем слое увеличивается от 4 (у Ge) до 7 (у Br).
• Способность атома отдавать электроны уменьшается, а способность принимать электроны (электроотрицательность) возрастает.

Все это приводит к ослаблению металлических свойств и усилению неметаллических свойств. Германий является металлоидом, проявляющим как металлические, так и неметаллические свойства. Мышьяк также является металлоидом, но его неметаллические свойства выражены сильнее. Селен – это уже типичный неметалл. Бром – активный неметалл, галоген, которому до завершения внешнего слоя не хватает всего одного электрона, что делает его сильным окислителем.

Ответ: В направлении от германия к брому неметаллические свойства закономерно усиливаются. Это связано с увеличением заряда ядра, уменьшением радиуса атома и ростом числа валентных электронов, что в совокупности увеличивает электроотрицательность элементов.

3. Эссе: Значение и применение металлов и неметаллов

Наш мир, от мельчайших чипов в смартфонах до гигантских мостов и небоскребов, построен из химических элементов, которые условно делятся на металлы и неметаллы. Их свойства и применение настолько разнообразны, что без них невозможно представить современную цивилизацию.

Металлы – это синоним прочности, надежности и прогресса. Железо и его сплавы, в первую очередь сталь, являются скелетом всей индустрии. Из них строят здания, корабли, автомобили и железные дороги. Легкий и устойчивый к коррозии алюминий позволил человеку подняться в небо, став основой авиации, а также нашел широкое применение в быту – от фольги до оконных рам. Медь, обладающая великолепной электропроводностью, буквально "опутала" мир проводами, обеспечивая нас светом и связью. Благородные металлы, такие как золото, платина и серебро, не только служат мерилом богатства, но и являются незаменимыми компонентами в высокоточной электронике и каталитических процессах. А такие металлы, как титан и литий, открывают новые горизонты в аэрокосмической отрасли, медицине и энергетике, являясь материалами будущего.

Роль неметаллов не менее значима, ведь они – основа самой жизни. Кислород дает нам возможность дышать, а углерод является строительным блоком всех органических молекул. В виде алмаза он поражает своей твердостью, а в виде графита служит для письма и создания электродов. Кремний, являясь по своей природе металлоидом, стал "мозгом" цифровой эпохи – без него не было бы ни компьютеров, ни смартфонов. Азот и фосфор, основа минеральных удобрений, кормят растущее население планеты. Галогены, такие как хлор и бром, стоят на страже нашего здоровья, обеззараживая воду, и служат сырьем для производства пластмасс, лекарств и средств пожаротушения. Даже инертные газы, считавшиеся "бесполезными", нашли свое применение: гелий поднимает в воздух воздушные шары, неон зажигает рекламные вывески, а аргон защищает металл при сварке.

Таким образом, металлы и неметаллы – это две стороны одной медали, называемой "материальный мир". Металлы создают прочный каркас нашей цивилизации, а неметаллы наполняют его жизнью, информацией и энергией. Их гармоничное сочетание и разумное использование – ключ к дальнейшему развитию науки, техники и повышению качества жизни человека.

Ответ: Эссе о значении и применении металлов и неметаллов представлено выше. В нем показано, что металлы (железо, алюминий, медь) являются основой промышленности, строительства и транспорта, в то время как неметаллы (кислород, углерод, кремний, азот) являются основой жизни, сельского хозяйства и современных технологий, включая электронику.