Номер 1, страница 121 - гдз по химии 8 класс учебник Оспанова, Аухадиева

1. Как изменяются с возрастанием относительных атомных масс щелочных металлов:

а) их физические свойства;

б) их химические свойства;

в) растворимость гидроксидов?

а) их физические свойства

Решение:

С возрастанием относительной атомной массы щелочных металлов (то есть при движении по IА группе периодической системы сверху вниз от лития к цезию) их физические свойства изменяются следующим образом:

1. Атомный радиус увеличивается. Это происходит потому, что с каждым следующим элементом в группе добавляется новый электронный энергетический уровень, что приводит к увеличению размера атома.

2. Плотность в целом возрастает от лития к цезию. Например, плотность лития $0,53$ г/см³, а цезия $1,93$ г/см³. Однако существует аномалия: калий ($0,86$ г/см³) имеет меньшую плотность, чем предшествующий ему натрий ($0,97$ г/см³).

3. Температуры плавления и кипения закономерно понижаются. Это связано с ослаблением металлической связи. По мере увеличения радиуса атома расстояние между положительно заряженными ионами в узлах кристаллической решетки и "электронным газом" увеличивается, что приводит к уменьшению сил притяжения и, как следствие, к снижению температур фазовых переходов.

4. Твердость уменьшается. Щелочные металлы становятся все более мягкими. Литий является самым твердым среди них (хотя его можно резать ножом), а цезий — очень мягкий металл, который плавится уже при $28,4$°C.

Ответ: С возрастанием относительных атомных масс плотность щелочных металлов в целом увеличивается, а их температуры плавления, кипения и твердость уменьшаются.

б) их химические свойства

Решение:

Химические свойства щелочных металлов также изменяются закономерно с увеличением их относительной атомной массы:

1. Химическая активность (реакционная способность) резко возрастает в ряду от лития к цезию. Это делает их самыми химически активными металлами.

2. Восстановительные свойства усиливаются. Основной причиной этого является уменьшение энергии ионизации — энергии, необходимой для отрыва единственного валентного электрона. Увеличение атомного радиуса и эффекта экранирования внутреннего электронного слоя приводит к тому, что валентный электрон слабее связан с ядром и может быть легче отдан в химических реакциях.

3. Характер взаимодействия с другими веществами становится все более бурным. Например, реакция с водой: литий реагирует спокойно, натрий — бурно, с шипением, калий — еще более активно, с воспламенением выделяющегося водорода (фиолетовое пламя), а рубидий и цезий реагируют со взрывом.

Ответ: С возрастанием относительных атомных масс химическая активность щелочных металлов и их восстановительные свойства усиливаются.

в) растворимость гидроксидов

Решение:

Гидроксиды щелочных металлов (формула $ЭОН$, где Э — щелочной металл) являются сильными основаниями, называемыми щелочами. Их растворимость в воде изменяется в группе следующим образом:

Растворимость гидроксидов в ряду $LiOH$ – $NaOH$ – $KOH$ – $RbOH$ – $CsOH$ значительно увеличивается. Гидроксид лития $LiOH$ является наименее растворимым в этом ряду, в то время как гидроксид цезия $CsOH$ обладает чрезвычайно высокой растворимостью. Одновременно с ростом растворимости в этом же ряду усиливается и сила оснований.

Увеличение растворимости объясняется соотношением двух факторов: энергии кристаллической решетки и энергии гидратации ионов. С увеличением радиуса катиона металла ($Li^+ < Na^+ < K^+ < Rb^+ < Cs^+$) энергия кристаллической решетки гидроксида уменьшается быстрее, чем энергия гидратации катиона. Это облегчает разрушение кристаллической структуры молекулами воды и переход ионов в раствор.

Ответ: С возрастанием относительных атомных масс щелочных металлов растворимость их гидроксидов в воде увеличивается.