Номер 4, страница 125 - гдз по химии 8 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

ч. II. § 33. Характеристика элемента по его положению в Периодической системе. Глава 4. Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева. Строение атома - номер 4, страница 125.

4. Охарактеризуйте магний по приведённому в учебнике плану характеристики элемента-металла.

Решение

Характеристика магния как химического элемента-металла по стандартному плану.

1. Положение в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева и строение атома

Магний (химический символ – Mg, от лат. Magnesium) – химический элемент с атомным номером 12. Он расположен в 3-м периоде, во IIA группе (2-й группе по современной классификации) Периодической системы. Относительная атомная масса магния составляет приблизительно 24,305 а.е.м.

Атом магния состоит из ядра, содержащего 12 протонов, и 12 электронов, которые движутся вокруг ядра. Электронная конфигурация атома магния: $1s^22s^22p^63s^2$. На внешнем, третьем, энергетическом уровне находится 2 валентных электрона. В химических реакциях атом магния легко отдает эти два электрона, проявляя постоянную степень окисления +2 и являясь сильным восстановителем. Это определяет его типично металлические свойства.

Ответ: Магний (Mg) – элемент 3-го периода, IIA группы с атомным номером 12. Строение атома ($...3s^2$) определяет его типичные металлические свойства и постоянную степень окисления +2 в соединениях.

2. Физические свойства простого вещества

Магний в виде простого вещества – это лёгкий, ковкий, пластичный металл серебристо-белого цвета. Он обладает характерным металлическим блеском, но на воздухе быстро тускнеет, покрываясь тонкой, но прочной защитной оксидной плёнкой MgO. Магний является хорошим проводником электричества и тепла. Его плотность при нормальных условиях составляет 1,738 г/см³, что делает его одним из самых лёгких конструкционных металлов. Температура плавления – 650 °C, температура кипения – 1091 °C.

Ответ: Магний – лёгкий, пластичный, ковкий металл серебристо-белого цвета с хорошей электро- и теплопроводностью, покрывающийся на воздухе защитной оксидной пленкой.

3. Химические свойства

Магний – химически активный щелочноземельный металл, сильный восстановитель.

а) Взаимодействие с неметаллами: При нагревании активно реагирует со многими неметаллами. Ярко горит на воздухе (взаимодействуя и с кислородом, и с азотом) ослепительно белым пламенем:
$2Mg + O_2 \rightarrow 2MgO$ (оксид магния)
$3Mg + N_2 \xrightarrow{t} Mg_3N_2$ (нитрид магния)
Реагирует с галогенами, серой при нагревании:
$Mg + Cl_2 \rightarrow MgCl_2$ (хлорид магния)
$Mg + S \xrightarrow{t} MgS$ (сульфид магния)

б) Взаимодействие с водой: С холодной водой реагирует очень медленно из-за образования на поверхности нерастворимой пленки гидроксида магния. При кипячении или с горячим паром реакция протекает энергично:
$Mg + 2H_2O_{ (горяч.)} \rightarrow Mg(OH)_2 \downarrow + H_2 \uparrow$

в) Взаимодействие с кислотами: Легко растворяется в разбавленных кислотах с выделением водорода:
$Mg + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2 \uparrow$
$Mg + H_2SO_{4(разб.)} \rightarrow MgSO_4 + H_2 \uparrow$
Взаимодействие с концентрированными кислотами-окислителями (серной, азотной) протекает сложнее, без выделения водорода, с образованием различных продуктов восстановления кислоты.

г) Взаимодействие с растворами солей: Как более активный металл, магний вытесняет менее активные металлы из растворов их солей:
$Mg + CuSO_4 \rightarrow MgSO_4 + Cu \downarrow$

Ответ: Магний является активным металлом, проявляет сильные восстановительные свойства, реагируя с неметаллами (при нагревании), водой (при нагревании), кислотами и солями менее активных металлов.

4. Основные соединения и их характер

а) Оксид магния (MgO) – белое тугоплавкое вещество. Проявляет ярко выраженные основные свойства: реагирует с кислотами и кислотными оксидами с образованием соли. В воде практически нерастворим.
$MgO + 2HNO_3 \rightarrow Mg(NO_3)_2 + H_2O$

б) Гидроксид магния (Mg(OH)₂) – белое, нерастворимое в воде вещество. Является слабым, но химически активным основанием. Реагирует с кислотами (реакция нейтрализации).
$Mg(OH)_2 + H_2SO_4 \rightarrow MgSO_4 + 2H_2O$
При нагревании разлагается:
$Mg(OH)_2 \xrightarrow{t} MgO + H_2O$

в) Соли магния (например, $MgCl_2$, $MgSO_4$, $MgCO_3$) в большинстве своем хорошо растворимы в воде (кроме карбоната, фосфата и др.). Растворы солей магния, образованных сильными кислотами, имеют слабокислую среду из-за гидролиза по катиону.

Ответ: Оксид и гидроксид магния проявляют основные свойства. Гидроксид магния является слабым, нерастворимым в воде основанием. Соли магния широко распространены в природе.

5. Применение

Магний и его сплавы (с алюминием, цинком, марганцем) широко применяются в промышленности благодаря своей лёгкости и прочности. Их используют в авиа- и ракетостроении, автомобильной промышленности. Магний используется в пиротехнике для создания осветительных и зажигательных составов, так как он горит ярким белым пламенем. В металлургии его применяют как восстановитель для получения редких металлов (например, титана). В органическом синтезе магнийорганические соединения (реактив Гриньяра) являются одними из важнейших реагентов. Соединения магния, такие как сульфат и оксид, находят применение в медицине.

Ответ: Магний и его соединения имеют стратегическое значение в авиакосмической отрасли, автомобилестроении, металлургии, пиротехнике, органическом синтезе и медицине.