Вспомните!, страница 124 - гдз по химии 8 класс учебник Усманова, Сакарьянова

Как образуются ионы? В каком случае атом теряет электрон и когда приобретает?

1. Как изменится значение атомных радиусов в направлениях Ba – Cl, Be – F?

Атомный радиус в периодической системе химических элементов изменяется по следующим закономерностям:

• В периоде (при движении слева направо) атомный радиус уменьшается. Это связано с тем, что при одинаковом числе электронных слоев заряд ядра увеличивается, и валентные электроны сильнее притягиваются к ядру.
• В группе (при движении сверху вниз) атомный радиус увеличивается. Это происходит из-за добавления новых, более удаленных от ядра электронных слоев.

Рассмотрим заданные направления:

Направление Ba – Cl:

Барий (Ba) — элемент 6-го периода, 2-й группы. Хлор (Cl) — элемент 3-го периода, 17-й группы.

При переходе от Ba к Cl происходит движение вверх по группам (с 6-го периода на 3-й) и вправо по периодам. Оба этих фактора ведут к уменьшению атомного радиуса: уменьшается число электронных слоев, и возрастает сила притяжения электронов к ядру. Следовательно, атомный радиус в направлении Ba – Cl резко уменьшается.

Направление Be – F:

Бериллий (Be) — элемент 2-го периода, 2-й группы. Фтор (F) — элемент 2-го периода, 17-й группы.

Оба элемента находятся в одном периоде. При движении по периоду слева направо от Be к F увеличивается заряд ядра (у Be +4, у F +9), а число электронных слоев остается неизменным (равным 2). Усиление притяжения электронов к ядру приводит к сжатию электронной оболочки, и, следовательно, к уменьшению атомного радиуса.

Ответ: В обоих направлениях (Ba → Cl и Be → F) значения атомных радиусов уменьшаются.

2. Определите более электроотрицательные элементы в следующих парах: Mg – Cl, K – F. Объясните с точки зрения электронного строения атомов.

Электроотрицательность – это мера способности атома в химическом соединении притягивать к себе общие электронные пары. В периодической системе электроотрицательность увеличивается в периоде слева направо и уменьшается в группе сверху вниз.

Пара Mg – Cl:

Магний (Mg) и хлор (Cl) находятся в одном, 3-м периоде. Mg находится во 2-й группе, а Cl – в 17-й. Поскольку электроотрицательность в периоде возрастает слева направо, хлор (Cl) является более электроотрицательным элементом.

Объяснение с точки зрения строения: Атом Mg (заряд ядра +12) имеет 3 электронных слоя и 2 валентных электрона ($3s^2$). Он склонен их отдавать. Атом Cl (заряд ядра +17) также имеет 3 электронных слоя, но 7 валентных электронов ($3s^23p^5$). Больший заряд ядра Cl и близость к завершению внешнего слоя (необходим всего 1 электрон) обуславливают его высокую способность притягивать электроны.

Пара K – F:

Калий (K) — элемент 4-го периода, 1-й группы. Фтор (F) — элемент 2-го периода, 17-й группы. Фтор — самый электроотрицательный элемент, а калий, как щелочной металл, имеет очень низкую электроотрицательность. Следовательно, фтор (F) является значительно более электроотрицательным элементом.

Объяснение с точки зрения строения: Атом F (заряд ядра +9) имеет малый радиус (2 электронных слоя) и 7 валентных электронов ($2s^22p^5$). Ему не хватает одного электрона до завершения внешнего слоя, и ядро сильно притягивает электроны. Атом K (заряд ядра +19) имеет большой радиус (4 электронных слоя) и всего один валентный электрон ($4s^1$), который слабо связан с ядром и легко отдается.

Ответ: В паре Mg – Cl более электроотрицателен Cl. В паре K – F более электроотрицателен F.

3. Определите заряды элементов в следующих соединениях: HCl; Cl₂O₇; MgO; H₃P; H₂O.

В данном контексте под "зарядами" понимаются степени окисления элементов. Степень окисления – это условный заряд атома в молекуле, вычисленный из предположения, что все связи являются ионными. Сумма степеней окисления всех атомов в нейтральной молекуле равна нулю.

• HCl (хлороводород): Водород в соединениях с более электроотрицательными неметаллами имеет степень окисления +1. Тогда для хлора (Cl) степень окисления будет -1.

  $H^{+1}Cl^{-1}$

• Cl₂O₇ (оксид хлора(VII)): Кислород в оксидах почти всегда имеет степень окисления -2. Пусть степень окисления хлора (Cl) равна $x$. Тогда: $2 \cdot x + 7 \cdot (-2) = 0 \implies 2x - 14 = 0 \implies x = +7$.

  $Cl_2^{+7}O_7^{-2}$

• MgO (оксид магния): Магний (Mg) – металл IIA группы, его степень окисления в соединениях постоянна и равна +2. Степень окисления кислорода (O) равна -2.

  $Mg^{+2}O^{-2}$

• H₃P (фосфин): В гидридах неметаллов (если неметалл не фтор или кислород) водороду принято приписывать степень окисления +1. Тогда для фосфора (P): $3 \cdot (+1) + x = 0 \implies x = -3$.

  $H_3^{+1}P^{-3}$

• H₂O (вода): Степень окисления кислорода (O) равна -2, а водорода (H) равна +1.

  $H_2^{+1}O^{-2}$

Ответ: HCl: H(+1), Cl(-1); Cl₂O₇: Cl(+7), O(-2); MgO: Mg(+2), O(-2); H₃P: H(+1), P(-3); H₂O: H(+1), O(-2).