Номер 3, страница 127 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян, Остроумов

§ 28. Естественные семейства химических элементов. Амфотерность. Глава 4. Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева. Строение атома - номер 3, страница 127.

3. Какие общие свойства лежат в основе объединения элементов в группу галогенов? Какие закономерности наблюдаются в этой группе с ростом относительной атомной массы галогена?

Какие общие свойства лежат в основе объединения элементов в группу галогенов?

В основе объединения элементов — фтора ($F$), хлора ($Cl$), брома ($Br$), йода ($I$) и астата ($At$) — в группу галогенов (17-я или VIIA группа Периодической системы) лежит сходство в строении их атомов, что определяет их общие химические свойства.

• Строение атома: Все атомы галогенов имеют на внешнем энергетическом уровне 7 валентных электронов. Их общая электронная конфигурация внешнего слоя — $ns^2np^5$, где $n$ — номер периода. Это обуславливает их ярко выраженную склонность к принятию одного электрона для завершения внешнего электронного слоя до стабильной восьмиэлектронной конфигурации (октета).
• Степень окисления: Вследствие стремления принять один электрон, для галогенов наиболее характерна степень окисления -1. Фтор, как самый электроотрицательный элемент, во всех своих соединениях проявляет только эту степень окисления. Остальные галогены могут проявлять и положительные степени окисления (+1, +3, +5, +7) в соединениях с более электроотрицательными элементами, например, с кислородом или фтором.
• Химические свойства: Галогены являются типичными неметаллами и одними из самых сильных окислителей. Их высокая окислительная способность напрямую связана с высоким сродством к электрону. Они активно реагируют с большинством металлов, образуя соли (само название "галогены" переводится как "рождающие соли"), и с водородом, образуя летучие водородные соединения — галогеноводороды ($HF$, $HCl$, $HBr$, $HI$).
• Простые вещества: В свободном состоянии галогены существуют в виде двухатомных молекул ($F_2$, $Cl_2$, $Br_2$, $I_2$), в которых атомы соединены одинарной ковалентной неполярной связью.

Ответ: Основой объединения элементов в группу галогенов является одинаковое строение внешнего электронного уровня их атомов (наличие 7 валентных электронов, конфигурация $ns^2np^5$), что обуславливает их общие свойства: высокую химическую активность, способность выступать в роли сильных окислителей и проявлять характерную степень окисления -1.

Какие закономерности наблюдаются в этой группе с ростом относительной атомной массы галогена?

С ростом относительной атомной массы и, соответственно, порядкового номера (то есть при движении по группе сверху вниз от фтора к астату), наблюдаются следующие закономерные изменения свойств галогенов и их соединений:

• Атомный радиус: Увеличивается, так как с каждым последующим элементом возрастает число электронных слоев в атоме.
• Электроотрицательность: Уменьшается. Валентные электроны располагаются дальше от ядра и сильнее экранируются внутренними электронами, в результате чего ядро слабее притягивает к себе электроны от других атомов.
• Окислительная активность простых веществ: Ослабевает в ряду $F_2 > Cl_2 > Br_2 > I_2$. Каждый вышестоящий галоген способен вытеснять нижестоящие из их солей (например, $Cl_2 + 2KI \rightarrow 2KCl + I_2$). Фтор является самым сильным химическим окислителем.
• Физические свойства простых веществ: Изменяется агрегатное состояние при стандартных условиях: фтор и хлор — газы, бром — летучая жидкость, йод и астат — твердые вещества.
• Температуры плавления и кипения: Закономерно возрастают. Это связано с увеличением числа электронов в молекулах, что ведет к усилению межмолекулярных сил притяжения (ван-дер-ваальсовых сил).
• Цвет простых веществ: Становится интенсивнее и темнее: фтор — бледно-желтый, хлор — желто-зеленый, бром — красно-бурый, йод — темно-серый с металлическим блеском.
• Свойства водных растворов галогеноводородов: В ряду $HF – HCl – HBr – HI$ прочность ковалентной связи в молекулах уменьшается, а сила кислот в водных растворах возрастает. Плавиковая кислота ($HF$) является слабой, в то время как соляная ($HCl$), бромоводородная ($HBr$) и йодоводородная ($HI$) кислоты — сильные.

Ответ: С ростом относительной атомной массы в группе галогенов увеличиваются атомный радиус, температуры плавления и кипения простых веществ, а также усиливаются кислотные свойства их водородных соединений. Одновременно с этим уменьшаются электроотрицательность и окислительная активность, то есть ослабевают неметаллические свойства.