Номер 4, страница 94 - гдз по химии 8 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

4. Плотность простых веществ — галогенов с возрастанием относительной атомной массы

1) уменьшается

2) не изменяется

3) увеличивается

4) закономерность отсутствует

Решение

Вопрос касается изменения плотности простых веществ, образованных элементами-галогенами, при движении по группе сверху вниз в периодической таблице. Галогены — это элементы 17-й группы: фтор (F), хлор (Cl), бром (Br), иод (I), астат (At).

С увеличением порядкового номера (движение вниз по группе) относительная атомная масса галогенов закономерно возрастает:

$Ar(F) < Ar(Cl) < Ar(Br) < Ar(I)$

Простые вещества галогены состоят из двухатомных молекул ($F_2$, $Cl_2$, $Br_2$, $I_2$). Рассмотрим, как изменяются их свойства, влияющие на плотность ($ \rho = \frac{m}{V} $).

1. Агрегатное состояние. С ростом атомной массы усиливаются межмолекулярные силы (силы Ван-дер-Ваальса), что приводит к изменению агрегатного состояния при стандартных условиях:
   • Фтор ($F_2$) и хлор ($Cl_2$) — газы.
   • Бром ($Br_2$) — жидкость.
   • Иод ($I_2$) — твердое вещество.
   Переход от газа к жидкости и затем к твердому телу сопровождается значительным уменьшением объема, занимаемого одним и тем же количеством вещества, так как молекулы упаковываются все плотнее. Это является основной причиной резкого роста плотности.
2. Масса и объем. Плотность — это отношение массы к объему. При переходе от фтора к иоду молярная масса простых веществ значительно увеличивается (от 38 г/моль у $F_2$ до 254 г/моль у $I_2$). Хотя атомный (и молекулярный) радиус тоже растет, увеличение массы происходит гораздо существеннее, чем увеличение объема, который занимает одна молекула в конденсированном состоянии.

Приведем конкретные значения плотности:

• Плотность $F_2$ (газ, н.у.): $1,7 \text{ г/л}$
• Плотность $Cl_2$ (газ, н.у.): $3,2 \text{ г/л}$
• Плотность $Br_2$ (жидкость, 20°C): $3,12 \text{ г/см}^3 = 3120 \text{ г/л}$
• Плотность $I_2$ (твердое тело, 20°C): $4,93 \text{ г/см}^3 = 4930 \text{ г/л}$

Данные наглядно показывают, что плотность простых веществ галогенов с возрастанием их относительной атомной массы увеличивается.

Ответ: 3