Страница 121 - гдз по химии 8 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

4. Когда атом химического элемента принимает электроны на внешний энергетический уровень, образуется __________, а когда отдаёт их — __________

Решение

Атом в своем основном состоянии является электрически нейтральной частицей. Это означает, что количество положительно заряженных протонов в его ядре равно количеству отрицательно заряженных электронов, вращающихся вокруг ядра. Атомы стремятся к наиболее стабильному состоянию, которым чаще всего является наличие полностью заполненного внешнего энергетического уровня (электронной оболочки), как у инертных газов. Для достижения этого состояния атомы могут вступать во взаимодействие, в ходе которого они либо принимают, либо отдают электроны. Этот процесс приводит к образованию ионов — заряженных частиц.

1. Принятие электронов. Когда атом принимает на свою внешнюю оболочку один или несколько электронов, количество электронов (отрицательных зарядов) становится больше количества протонов (положительных зарядов) в ядре. В результате атом приобретает суммарный отрицательный заряд и превращается в отрицательно заряженный ион, который называется анион. Этот процесс характерен для атомов неметаллов. Например, атом фтора ($F$) имеет 9 протонов и 9 электронов. Приняв один электрон, он превращается в анион фтора ($F^−$) с 9 протонами и 10 электронами.

2. Отдача электронов. Когда атом, наоборот, отдает один или несколько электронов со своей внешней оболочки, количество электронов становится меньше количества протонов. В результате атом приобретает суммарный положительный заряд и превращается в положительно заряженный ион, который называется катион. Этот процесс характерен для атомов металлов. Например, атом лития ($Li$) имеет 3 протона и 3 электрона. Отдав один электрон, он превращается в катион лития ($Li^+$) с 3 протонами и 2 электронами.

Таким образом, при принятии электронов образуется анион, а при отдаче — катион.

Ответ:

Когда атом химического элемента принимает электроны на внешний энергетический уровень, образуется анион, а когда отдаёт их — катион.

5. Отрицательно заряженные ионы могут образовывать все элементы ряда:

1) $Cl$, $F$, $Be$

2) $Cl$, $S$, $O$

3) $Al$, $Si$, $C$

4) $Li$, $O$, $F$

Ответ: □

Отрицательно заряженные ионы, или анионы, образуются, когда атомы химических элементов принимают на свою внешнюю электронную оболочку один или несколько электронов. Эта способность наиболее выражена у неметаллов, так как им энергетически выгоднее завершить свой внешний электронный уровень, приняв недостающие электроны, чем отдавать уже имеющиеся. Металлы, напротив, склонны отдавать электроны с внешней оболочки, превращаясь в положительно заряженные ионы — катионы.

Проанализируем каждый из предложенных рядов элементов:

1) Cl, F, Be
В этом ряду хлор (Cl) и фтор (F) являются типичными неметаллами-галогенами и легко образуют анионы $Cl^-$ и $F^-$, принимая по одному электрону. Однако бериллий (Be) — это щелочноземельный металл, который отдает два валентных электрона, образуя катион $Be^{2+}$. Следовательно, не все элементы в этом ряду могут образовывать отрицательные ионы.

2) Cl, S, O
Все элементы в этом ряду — хлор (Cl), сера (S) и кислород (O) — являются типичными неметаллами. Хлор, как и другие галогены, образует ион $Cl^-$. Кислород и сера находятся в 16-й группе периодической таблицы и для завершения внешней электронной оболочки им необходимо принять два электрона, в результате чего они образуют анионы $O^{2-}$ и $S^{2-}$. Таким образом, все элементы этого ряда способны образовывать отрицательные ионы.

3) Al, Si, C
Алюминий (Al) — это металл, который всегда проявляет металлические свойства и образует катион $Al^{3+}$, отдавая три электрона. Кремний (Si) и углерод (C) могут образовывать отрицательные ионы в соединениях с металлами (силициды и карбиды), но из-за присутствия алюминия этот ряд не подходит.

4) Li, O, F
Литий (Li) — это щелочной металл, который легко отдает один электрон, образуя катион $Li^+$. Кислород (O) и фтор (F) образуют анионы, но наличие лития делает этот вариант неверным, так как не все элементы ряда способны на это.

Таким образом, единственным рядом, в котором все химические элементы могут образовывать отрицательно заряженные ионы, является ряд под номером 2.

Ответ: 2

1. Атомы химических элементов стремятся получить ____________ энергетический уровень, подобно атомам ____________ газов. Это достигается двумя способами:

1. Атомы химических элементов стремятся получить завершённый внешний энергетический уровень, подобно атомам благородных газов. Это достигается двумя способами:

Первый способ – отдача или присоединение электронов. Этот процесс лежит в основе образования ионной связи. Атомы, как правило, металлов, имеющие на внешнем энергетическом уровне небольшое количество электронов (1–3), стремятся их отдать. В результате они превращаются в положительно заряженные ионы (катионы) с завершённой предвнешней электронной оболочкой. Атомы, как правило, неметаллов, у которых на внешнем уровне не хватает 1–3 электронов до его завершения, стремятся их присоединить. В результате они превращаются в отрицательно заряженные ионы (анионы) с завершённой внешней электронной оболочкой. Разноименно заряженные ионы притягиваются друг к другу, образуя химическое соединение.

Второй способ – образование общих электронных пар. Этот процесс является основой ковалентной связи. Атомы (чаще всего неметаллов) объединяют свои неспаренные валентные электроны, формируя одну или несколько общих электронных пар. Эти общие пары одновременно принадлежат обоим атомам, что позволяет каждому из них достичь устойчивой электронной конфигурации. Таким образом, за счёт "обобществления" электронов атомы связываются друг с другом в молекулы или более сложные структуры.

Ответ: Пропущенные слова в предложении: завершённый, внешний, благородных. Два способа, которыми это достигается: 1) отдача или присоединение электронов; 2) образование общих электронных пар.

2. Чем легче атом присоединяет недостающие до завершения электронного слоя электроны, тем сильнее выражены __________ свойства химического элемента.

2.

Данное утверждение описывает связь между способностью атома присоединять электроны и его химическими свойствами. Эта способность, называемая электроотрицательностью, является основной количественной мерой неметаллических свойств химического элемента.

Атомы стремятся к достижению наиболее стабильной электронной конфигурации, которой соответствует завершенный внешний электронный слой (чаще всего это 8 электронов, так называемый «октет»).

Атомы неметаллов, как правило, имеют на внешнем электронном слое большое число электронов (от 4 до 7). Для них энергетически выгоднее принять недостающие до завершения слоя электроны, чем отдать все имеющиеся. Способность принимать электроны — это проявление окислительных свойств. Чем легче атом принимает электроны, тем он является более сильным окислителем и тем ярче у него выражены неметаллические свойства. Наиболее сильными неметаллическими свойствами обладают элементы в правом верхнем углу Периодической таблицы, такие как фтор, кислород и хлор.

В противоположность этому, атомы металлов имеют мало электронов на внешнем слое и, наоборот, стремятся их отдать, проявляя восстановительные (металлические) свойства.

Следовательно, в пропуске должно стоять слово «неметаллические».

Полное утверждение выглядит так: Чем легче атом присоединяет недостающие до завершения электронного слоя электроны, тем сильнее выражены неметаллические свойства химического элемента.

Ответ: неметаллические.

3. Чем легче атом отдаёт внешние электроны, тем сильнее выражены __________ свойства химического элемента.

3. Чем легче атом отдает внешние электроны, тем сильнее выражены металлические свойства химического элемента.

Обоснование:

Основные химические свойства элемента определяются поведением его атомов в химических реакциях, а именно их способностью отдавать или принимать электроны для достижения устойчивой электронной конфигурации.

Металлические свойства — это совокупность свойств, характеризующих элемент как металл. Ключевым из этих свойств является способность атомов легко отдавать электроны с внешнего энергетического уровня (валентные электроны), превращаясь при этом в положительно заряженные ионы (катионы). Этот процесс можно представить в общем виде:
$Э^0 - ne^- \rightarrow Э^{n+}$
где $Э$ — атом элемента, $n$ — число отданных электронов, $Э^{n+}$ — образовавшийся катион.

Способность атома отдавать электрон количественно характеризуется энергией ионизации — это энергия, которую необходимо затратить для отрыва электрона от атома. Чем меньше энергия ионизации, тем легче атом расстается с электроном.

Таким образом, утверждение "чем легче атом отдает внешние электроны" напрямую означает, что у атома низкая энергия ионизации. Элементы с низкой энергией ионизации и есть типичные металлы. Следовательно, чем легче атом отдает электроны, тем сильнее проявляются его металлические свойства.

В периодической системе Д.И. Менделеева металлические свойства усиливаются в группах сверху вниз (с увеличением радиуса атома внешние электроны слабее связаны с ядром) и ослабевают в периодах слева направо (с ростом заряда ядра притяжение электронов к нему усиливается).

Также стоит отметить, что способность отдавать электроны определяет и восстановительные свойства элемента. Атом, отдающий электроны, является восстановителем. Поэтому чем легче атом отдает электроны, тем он более сильный восстановитель. Однако "металлические свойства" — более общее и фундаментальное понятие в данном контексте, которое и лежит в основе сильных восстановительных свойств.

Ответ: металлические.

4. С ростом порядкового номера элемента в периоде слева [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] направо [ ] [ ] [ ] [ ] свойства ослабевают,

а [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] свойства усиливаются.

Это связано со следующими изменениями в строении атомов:

4.

Решение: В периодах периодической системы химических элементов при движении слева направо с ростом порядкового номера элемента происходит следующее:
1. Увеличивается заряд ядра атома, так как растет число протонов в ядре.
2. Число электронных слоев (энергетических уровней) остается неизменным.
3. Вследствие усиления притяжения электронов к более мощному ядру атомный радиус уменьшается.
Металлические свойства определяются способностью атома отдавать электроны. Чем легче атом отдает электроны, тем сильнее выражены его металлические свойства. Поскольку в периоде слева направо из-за уменьшения радиуса и роста заряда ядра притяжение валентных электронов к ядру усиливается, отдавать их становится всё труднее. Следовательно, металлические свойства ослабевают.

Ответ: металлические.

а

Решение: Как было указано выше, при движении по периоду слева направо увеличивается заряд ядра, уменьшается радиус атома, а также возрастает число электронов на внешнем слое. Это приводит к увеличению электроотрицательности — способности атома притягивать к себе электроны от других атомов. Неметаллические свойства определяются способностью атома принимать электроны для завершения своего внешнего электронного слоя. Так как способность притягивать и присоединять электроны возрастает, неметаллические свойства элементов в периоде слева направо усиливаются.

Ответ: неметаллические.