Страница 128 - гдз по химии 8 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

1. Атомы металлов IA- и IIA-групп отдают внешние электроны до получения заполненного внешнего электронного слоя

$Na - \bar{e} \to Na^+$

атом ион

$Ca - 2\bar{e} \to Ca^{2+}$

атом ион

При этом образуются __________ ионы,

или _ _ _ _ _ _ _.

1.

Решение:

В задании рассматривается процесс ионизации атомов металлов, расположенных в IА и IIА группах периодической системы. Эти элементы (щелочные и щелочноземельные металлы) характеризуются наличием небольшого числа электронов (одного или двух соответственно) на внешней электронной оболочке и стремлением их отдать для достижения устойчивой электронной конфигурации, подобной конфигурации инертного газа.

Атом в исходном состоянии электронейтрален, так как число положительно заряженных протонов в ядре равно числу отрицательно заряженных электронов. Когда атом теряет один или несколько электронов ($\bar{e}$), он перестает быть нейтральным. Количество протонов остается прежним, а количество электронов уменьшается, что приводит к возникновению избыточного положительного заряда.

Частицы, образующиеся в результате потери атомами электронов, являются положительно заряженными ионами. Такие ионы также имеют специальное название — катионы.

В приведенных примерах:

Атом натрия ($Na$), отдав один электрон, превращается в ион натрия с зарядом +1: $Na - \bar{e} \rightarrow Na^+$
Атом кальция ($Ca$), отдав два электрона, превращается в ион кальция с зарядом +2: $Ca - 2\bar{e} \rightarrow Ca^{2+}$

Следовательно, чтобы завершить предложение "При этом образуются ____________ ионы, или _________.", необходимо вставить соответствующие термины.

В первый пропуск нужно вписать слово, характеризующее заряд образовавшихся ионов, — положительные.

Во второй пропуск, состоящий из семи пустых ячеек, идеально подходит слово катионы, которое является синонимом для положительно заряженных ионов.

Ответ: При этом образуются положительные ионы, или катионы.

2. В общем виде превращение атомов металлов в ионы можно представить схемой

$M - n\bar{e} \to M^{n+}$,

атом ион

где $n$ — число электронов __________ слоя атома, соответствующее номеру __________ химического элемента.

Решение

В представленной схеме $M - n\bar{e} \to M^{n+}$ описывается процесс окисления атома металла. В ходе этого процесса нейтральный атом металла (М) отдает $n$ электронов ($\bar{e}$) и превращается в положительно заряженный ион, или катион ($M^{n+}$).

Атомы металлов, особенно те, что находятся в главных подгруппах периодической таблицы, имеют на своем внешнем энергетическом уровне небольшое количество электронов. Они стремятся отдать эти электроны, чтобы достичь стабильной электронной конфигурации, чаще всего конфигурации ближайшего инертного газа. Электроны, которые атом может отдать, находятся на самом дальнем от ядра, то есть на внешнем электронном слое (или оболочке). Следовательно, в первом пропуске должно быть слово "внешнего".

Для химических элементов главных подгрупп (A-групп) Периодической системы Д.И. Менделеева число электронов на внешнем слое, как правило, равно номеру группы, в которой расположен элемент. Именно это число электронов ($n$) атом металла отдает, образуя ион. Например, щелочные металлы I группы (Li, Na, K) отдают 1 электрон, образуя ионы с зарядом +1. Металлы II группы (Be, Mg, Ca) отдают 2 электрона, образуя ионы с зарядом +2. Таким образом, во второй пропуск необходимо вставить слово "группы".

Полностью фраза выглядит так: где $n$ — число электронов внешнего слоя атома, соответствующее номеру группы химического элемента.

Ответ: внешнего, группы.

3. Атомы неметаллов VIIA-групп принимают недостающие до заполнения внешнего электронного слоя электроны (до 8$\bar{\text{e}}$):

$\text{Cl} + 1\bar{\text{e}} \to \text{Cl}^{-}$

атом ион

$\text{Br} + 1\bar{\text{e}} \to \text{Br}^{-}$

атом ион

При этом образуются _________________ ионы, или ______.

Решение

В задании описан процесс, в ходе которого атомы неметаллов VIIA-группы (галогены), такие как хлор ($Cl$) и бром ($Br$), принимают один электрон для завершения своего внешнего электронного слоя до стабильных восьми электронов (правило октета).

Изначально атом электрически нейтрален, так как количество положительно заряженных протонов в его ядре равно количеству отрицательно заряженных электронов. Когда атом принимает дополнительный электрон ($e^-$), он приобретает отрицательный заряд, поскольку теперь электронов становится больше, чем протонов.

Такие заряженные частицы называются ионами. Положительно заряженные ионы — это катионы, а отрицательно заряженные ионы — это анионы.

Следовательно, в данном процессе образуются отрицательно заряженные ионы. Второе пропущенное слово, судя по шести клеткам, — это "анионы".

Заполненное предложение выглядит так:
При этом образуются отрицательно заряженные ионы, или анионы.

Ответ: отрицательно заряженные, анионы.

4. В общем виде превращение атомов неметаллов в ионы можно представить схемой

$HM + (8 - n)\bar{e} \rightarrow HM^{(8 - n)-}$

атомион

Решение

Представленная схема $НМ + (8 - n)\overline{e} \rightarrow НМ^{(8-n)-}$ описывает общий принцип образования отрицательно заряженных ионов (анионов) из атомов неметаллов. Этот процесс основан на стремлении атомов к достижению стабильной электронной конфигурации.

Атомы неметаллов, расположенные в правых группах периодической системы (группы 14-17), имеют на внешнем электронном уровне от 4 до 7 электронов. Согласно правилу октета, наиболее устойчивой является электронная конфигурация с полностью заполненным внешним уровнем, содержащим 8 электронов (как у благородных газов). Чтобы достичь этой стабильной конфигурации, атомы неметаллов склонны принимать электроны, а не отдавать их, так как энергетически это более выгодно.

Рассмотрим компоненты общей схемы:

- $НМ$ — это условное обозначение нейтрального атома неметалла (например, $O$ - кислород, $Cl$ - хлор, $N$ - азот).

- $n$ — это число электронов на внешнем (валентном) электронном уровне атома неметалла. Для элементов главных подгрупп это число, как правило, совпадает с номером группы.

- $(8 - n)$ — эта разность показывает, сколько электронов не хватает атому неметалла для завершения своего внешнего электронного уровня до стабильного октета (8 электронов).

- $\overline{e}$ — это символ электрона. Коэффициент $(8 - n)$ перед ним указывает на количество электронов, которые присоединяет атом.

- $НМ^{(8-n)-}$ — это анион, то есть отрицательно заряженный ион, который образуется после присоединения электронов. Атом становится ионом с отрицательным зарядом, величина которого равна числу присоединенных электронов. Например, если атом принял 2 электрона, его заряд становится 2-.

Приведем несколько конкретных примеров, иллюстрирующих эту схему:

1. Атом кислорода (O). Кислород находится в 16-й (VIA) группе, следовательно, у него $n=6$ валентных электронов. Для достижения октета ему необходимо принять $8 - 6 = 2$ электрона. Схема превращения выглядит так:

$O + 2\overline{e} \rightarrow O^{2-}$

В результате образуется оксид-ион с зарядом 2-.

2. Атом хлора (Cl). Хлор — элемент 17-й (VIIA) группы, у него $n=7$ валентных электронов. Ему не хватает до октета $8 - 7 = 1$ электрона.

$Cl + \overline{e} \rightarrow Cl^{-}$

В результате образуется хлорид-ион с зарядом 1-.

3. Атом азота (N). Азот находится в 15-й (VA) группе, у него $n=5$ валентных электронов. Для завершения внешнего уровня ему нужно принять $8 - 5 = 3$ электрона.

$N + 3\overline{e} \rightarrow N^{3-}$

В результате образуется нитрид-ион с зарядом 3-.

Таким образом, данная схема является обобщенным представлением процесса восстановления атома неметалла, в ходе которого он приобретает электроны и превращается в устойчивый анион.

Ответ:

Схема $НМ + (8 - n)\overline{e} \rightarrow НМ^{(8-n)-}$ иллюстрирует процесс превращения атома неметалла ($НМ$) в отрицательно заряженный ион (анион). В этой формуле $n$ обозначает число валентных электронов у атома. Для достижения стабильной восьмиэлектронной внешней оболочки (октета), атом присоединяет недостающее количество электронов, равное $(8 - n)$. В результате образуется анион $НМ^{(8-n)-}$, заряд которого равен числу присоединенных электронов.

5. Между противоположно заряженными __________

возникает химическая связь, которая называется [ ] [ ] [ ] [ ] [ ].

5.

Решение:

В задании представлено предложение с двумя пропусками, которое описывает один из основных типов химической связи. Для его выполнения необходимо определить, между какими частицами и как образуется данный вид связи.

Химическая связь, возникающая между противоположно заряженными частицами, основана на их электростатическом притяжении. В химии заряженные частицы, которые образуются из атомов или групп атомов в результате потери или приобретения электронов, называются ионами. Положительно заряженные ионы называются катионами, а отрицательно заряженные – анионами. Следовательно, в первом пропуске должно стоять слово «ионами».

Связь, которая образуется за счёт электростатического притяжения между катионами и анионами, называется ионной связью. Обычно она возникает между атомами типичных металлов, которые легко отдают электроны, образуя катионы (например, Na⁺, Ca²⁺), и атомами типичных неметаллов, которые легко принимают электроны, образуя анионы (например, Cl^-, O^2-).

Таким образом, во втором пропуске должно стоять прилагательное, характеризующее эту связь – «ионной». Это слово состоит из шести букв (И-О-Н-Н-О-Й), что соответствует количеству пустых клеток в задании.

Полностью заполненное предложение выглядит так: Между противоположно заряженными ионами возникает химическая связь, которая называется ионной.

Ответ: ионами, ионной.