Номер B, страница 72 - гдз по химии 9 класс учебник Усманова, Сакарьянова

B

1. Как изменится значение атомных радиусов в направлениях Be – Ba, Be – F?

2. Определите более электроотрицательные элементы в следующих парах: Mg – Cl, K – F. Объясните с точки зрения электронного строения атомов.

3. Определите степени окисления элементов в следующих соединениях: $HCl$, $Cl_2O_7$, $MgO$, $H_3P$, $H_2O$.

1. Решение:

Изменение атомных радиусов подчиняется периодическому закону и зависит от положения элемента в Периодической системе Д.И. Менделеева.

В направлении Be – Ba: Бериллий (Be) и Барий (Ba) находятся в одной группе (IIA, главная подгруппа). При движении сверху вниз по группе увеличивается число электронных слоев (энергетических уровней). У бериллия 2 электронных слоя, а у бария – 6. С увеличением числа слоев валентные (внешние) электроны находятся дальше от ядра, и сила их притяжения к ядру ослабевает. Это приводит к увеличению атомного радиуса. Таким образом, в ряду от Be к Ba атомный радиус увеличивается.

В направлении Be – F: Бериллий (Be) и Фтор (F) находятся в одном периоде (втором). При движении слева направо по периоду число электронных слоев остается неизменным, но происходит последовательное увеличение заряда ядра (у Be заряд ядра +4, у F – +9) и числа электронов на внешнем слое. Усиление притяжения электронов внешнего слоя к ядру приводит к "сжатию" электронной оболочки. Следовательно, атомный радиус уменьшается.

Ответ: В направлении Be – Ba атомный радиус увеличивается. В направлении Be – F атомный радиус уменьшается.

2. Решение:

Электроотрицательность – это мера способности атома в химическом соединении притягивать к себе электроны. В Периодической системе электроотрицательность возрастает в периодах слева направо и в группах снизу вверх.

В паре Mg – Cl: Магний (Mg) и Хлор (Cl) расположены в третьем периоде. Хлор находится в 17-й группе, а магний – во 2-й. Поскольку хлор расположен значительно правее магния, он обладает большей электроотрицательностью. С точки зрения электронного строения, атому хлора (электронная конфигурация $...3s^23p^5$) для завершения внешнего электронного слоя до стабильного октета не хватает всего одного электрона, и он активно стремится его принять. Атом магния ($...3s^2$) имеет на внешнем слое два электрона, которые он, наоборот, стремится отдать. Поэтому хлор (Cl) более электроотрицателен.

В паре K – F: Калий (K) – элемент 4-го периода, 1-й группы, а Фтор (F) – элемент 2-го периода, 17-й группы. Фтор находится в правом верхнем углу Периодической системы (не считая благородных газов) и является самым электроотрицательным элементом. Атом фтора ($...2s^22p^5$) имеет малый радиус и высокую потребность в одном электроне для завершения оболочки. Атом калия ($...4s^1$) – типичный металл с большим радиусом и одним валентным электроном, который он легко отдает. Таким образом, фтор (F) несравнимо более электроотрицателен, чем калий.

Ответ: В паре Mg – Cl более электроотрицательным элементом является Cl. В паре K – F более электроотрицательным элементом является F.

3. Решение:

Степень окисления – это условный заряд атома в соединении, вычисленный в предположении, что все связи являются ионными. Сумма степеней окисления всех атомов в нейтральной молекуле равна нулю.

• HCl (хлороводород): Степень окисления водорода в соединениях с неметаллами, как правило, +1. Пусть степень окисления хлора равна $x$. Тогда: $(+1) + x = 0$, следовательно $x = -1$. Получаем: $H^{+1}Cl^{-1}$.
• Cl₂O₇ (оксид хлора(VII)): Степень окисления кислорода в оксидах обычно -2. Пусть степень окисления хлора равна $x$. Тогда: $2 \cdot x + 7 \cdot (-2) = 0 \Rightarrow 2x - 14 = 0 \Rightarrow 2x = 14 \Rightarrow x = +7$. Получаем: $Cl_2^{+7}O_7^{-2}$.
• MgO (оксид магния): Магний — металл IIА группы, его постоянная степень окисления в соединениях +2. Тогда степень окисления кислорода должна быть -2, чтобы сумма была равна нулю: $(+2) + (-2) = 0$. Получаем: $Mg^{+2}O^{-2}$.
• H₃P (фосфин): Водород в соединениях с неметаллами имеет степень окисления +1. Пусть степень окисления фосфора равна $x$. Тогда: $3 \cdot (+1) + x = 0 \Rightarrow 3 + x = 0 \Rightarrow x = -3$. Получаем: $H_3^{+1}P^{-3}$.
• H₂O (вода, оксид водорода): Степень окисления водорода +1, кислорода -2. Проверка: $2 \cdot (+1) + (-2) = 0$. Получаем: $H_2^{+1}O^{-2}$.