Номер 4, страница 152 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян, Остроумов

§ 34. Ионная химическая связь. Глава 5. Химическая связь. Окислительно-восстановительные реакции - номер 4, страница 152.

4. Составьте схему образования ионной связи между фтором и элементами-металлами:

а) калием;

б) кальцием.

а) калием

Ионная связь возникает между атомами элементов с большой разницей в электроотрицательности, как правило, между типичным металлом и типичным неметаллом. Калий (K) — это щелочной металл, расположенный в 1-й группе, 4-м периоде. Фтор (F) — самый электроотрицательный элемент, галоген, расположенный в 17-й группе, 2-м периоде.

1. Атом калия имеет порядковый номер 19. Его электронная конфигурация $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^1$. На внешнем энергетическом уровне у калия находится один валентный электрон. Чтобы достичь стабильного состояния (завершить внешний электронный слой), атому калия энергетически выгоднее отдать этот электрон, чем принять семь недостающих. Теряя один электрон, атом калия превращается в положительно заряженный ион — катион $K^+$.

Схема процесса потери электрона:

$K^0 - 1e^- \rightarrow K^+$

2. Атом фтора имеет порядковый номер 9. Его электронная конфигурация $1s^2 2s^2 2p^5$. На внешнем энергетическом уровне у фтора находится семь валентных электронов. Для достижения стабильной восьмиэлектронной оболочки (октета) атому фтора необходимо принять один электрон. Принимая электрон, атом фтора превращается в отрицательно заряженный ион — анион $F^-$.

Схема процесса присоединения электрона:

$F^0 + 1e^- \rightarrow F^-$

3. В процессе взаимодействия атом калия передает свой валентный электрон атому фтора. В результате образуются разноименно заряженные ионы $K^+$ и $F^-$, которые притягиваются друг к другу за счет электростатических сил. Эта сила притяжения и есть ионная связь. Образуется соединение — фторид калия (KF).

Общая схема образования связи с использованием электронных точек (структуры Льюиса):

$K \cdot \quad + \quad \cdot \ddot{F}: \quad \rightarrow \quad K^{+} \quad [: \ddot{F} :]^{-}$

Ответ: Схема образования ионной связи между калием и фтором заключается в переходе одного валентного электрона от атома калия к атому фтора. В результате образуется катион калия $K^+$ и анион фтора $F^-$, которые, притягиваясь, формируют ионное соединение KF. Процессы для атомов: $K^0 - 1e^- \rightarrow K^+$; $F^0 + 1e^- \rightarrow F^-$.

б) кальцием

Кальций (Ca) — это щелочноземельный металл, расположенный во 2-й группе, 4-м периоде. Фтор (F) — неметалл из 17-й группы.

1. Атом кальция имеет порядковый номер 20. Его электронная конфигурация $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2$. На внешнем энергетическом уровне у кальция находятся два валентных электрона. Для достижения стабильной электронной конфигурации инертного газа (аргона), атому кальция необходимо отдать эти два электрона. При этом он превращается в двухзарядный катион $Ca^{2+}$.

Схема процесса потери электронов:

$Ca^0 - 2e^- \rightarrow Ca^{2+}$

2. Атом фтора, как было показано ранее, для завершения своего внешнего электронного слоя может принять только один электрон, образуя анион $F^-$.

3. Поскольку атом кальция отдает два электрона, а один атом фтора может принять только один, то для образования нейтрального соединения один атом кальция должен провзаимодействовать с двумя атомами фтора. Атом кальция передает по одному электрону каждому из двух атомов фтора.

В результате образуется один катион кальция $Ca^{2+}$ и два аниона фтора $F^-$. Между этими разноименно заряженными ионами возникает электростатическое притяжение, которое приводит к образованию ионного соединения — фторида кальция ($CaF_2$).

Общая схема образования связи с использованием электронных точек:

$\cdot Ca \cdot \quad + \quad 2 \cdot \ddot{F}: \quad \rightarrow \quad Ca^{2+} \quad 2[: \ddot{F} :]^{-}$

Или в развернутом виде:

$: \ddot{F} \cdot \quad + \quad \cdot Ca \cdot \quad + \quad \cdot \ddot{F}: \quad \rightarrow \quad [: \ddot{F} :]^{-} \quad Ca^{2+} \quad [: \ddot{F} :]^{-}$

Ответ: Схема образования ионной связи между кальцием и фтором заключается в переходе двух валентных электронов от одного атома кальция к двум атомам фтора (по одному электрону на каждый атом фтора). В результате образуется один катион кальция $Ca^{2+}$ и два аниона фтора $F^-$. Электростатическое притяжение между ионами формирует соединение фторид кальция, $CaF_2$. Процессы для атомов: $Ca^0 - 2e^- \rightarrow Ca^{2+}$; $2F^0 + 2e^- \rightarrow 2F^-$.