Номер 3, страница 145 - гдз по химии 9 класс учебник Еремин, Кузьменко

3. Объясните, почему галогены не встречаются в природе в виде простых веществ, а азот, наоборот, более распространён в форме простого вещества.

Различие в распространенности галогенов и азота в виде простых веществ в природе объясняется их разной химической активностью, которая, в свою очередь, определяется строением их атомов и молекул.

Галогены (фтор, хлор, бром, йод) являются элементами 17-й группы периодической системы. На их внешнем электронном слое находится 7 электронов. Для достижения стабильной электронной конфигурации благородного газа (8 электронов на внешней оболочке) атому галогена не хватает всего одного электрона. Это обуславливает их чрезвычайно высокую электроотрицательность и химическую активность. Галогены — очень сильные окислители, они легко вступают в реакции с большинством металлов и неметаллов, образуя устойчивые соединения — галиды (например, $NaCl$, $CaF_2$). Из-за своей высокой реакционной способности галогены в свободном виде (в форме двухатомных молекул $F_2$, $Cl_2$ и т.д.) в природе не встречаются. Любые образовавшиеся простые вещества немедленно прореагировали бы с окружающей средой, образуя более стабильные соединения. Поэтому галогены существуют в природе исключительно в виде соединений.

Азот, в отличие от галогенов, является элементом 15-й группы. В виде простого вещества он существует в форме двухатомных молекул $N_2$. В этой молекуле атомы азота связаны между собой очень прочной тройной ковалентной связью ($N \equiv N$). Энергия разрыва этой связи чрезвычайно велика (около 945 кДж/моль). Такая высокая прочность связи делает молекулу азота очень стабильной и химически инертной при обычных условиях. Чтобы заставить азот вступить в реакцию, необходимо затратить огромное количество энергии (например, условия высоких температур и давлений, как в процессе Габера-Боша, или энергия электрического разряда молнии). Благодаря своей инертности, молекулярный азот не вступает в реакции с другими веществами в земной коре и атмосфере, что позволяет ему накапливаться в свободном состоянии. Именно поэтому азот является основным компонентом воздуха (около 78% по объему).

Ответ: Галогены химически чрезвычайно активны из-за их стремления принять один электрон для завершения внешней электронной оболочки, поэтому они встречаются в природе только в виде соединений. Азот, наоборот, в виде простого вещества ($N_2$) очень инертен из-за наличия прочной тройной связи между атомами в молекуле, что позволяет ему существовать в свободном виде и составлять основную часть атмосферы.