Номер 3, страница 192 - гдз по химии 9 класс учебник Еремин, Кузьменко

3. Сопоставьте строение атома и свойства химических элементов — металлов (натрий, алюминий) и неметаллов (фтор, сера).

Решение

Свойства химических элементов и образуемых ими веществ закономерно зависят от строения их атомов, в первую очередь от числа электронов на внешнем энергетическом уровне (валентных электронов), атомного радиуса и электроотрицательности.

Металлы (натрий, алюминий)

Общей чертой строения атомов металлов является небольшое число валентных электронов (как правило, 1-3). Это обусловливает их большой атомный радиус, низкую электроотрицательность и, как следствие, способность легко отдавать электроны из внешней оболочки. В химических реакциях они выступают в роли восстановителей, превращаясь в положительно заряженные ионы (катионы).

Натрий (Na)

- Положение в периодической системе: 3-й период, I группа, главная подгруппа. Порядковый номер $Z=11$.

- Строение атома: Заряд ядра $+11$. Атом содержит 11 протонов и 11 электронов. Электронная конфигурация: $1s^22s^22p^63s^1$.

- Связь строения и свойств: На внешнем энергетическом уровне находится всего один валентный электрон. Атом натрия имеет большой радиус и слабо удерживает этот электрон. Поэтому он очень легко отдает его, достигая стабильной конфигурации благородного газа неона и превращаясь в катион $Na^+$. Это определяет его ярко выраженные металлические и сильные восстановительные свойства. Натрий — типичный щелочной металл.

Ответ: Строение атома натрия (1 валентный электрон) обусловливает его способность легко отдавать этот электрон, что проявляется в сильных металлических и восстановительных свойствах.

Алюминий (Al)

- Положение в периодической системе: 3-й период, III группа, главная подгруппа. Порядковый номер $Z=13$.

- Строение атома: Заряд ядра $+13$. Атом содержит 13 протонов и 13 электронов. Электронная конфигурация: $1s^22s^22p^63s^23p^1$.

- Связь строения и свойств: На внешнем уровне находятся три валентных электрона. Атом алюминия также склонен отдавать эти электроны, образуя катион $Al^{3+}$. Это определяет его металлические свойства. Однако по сравнению с натрием, у алюминия больше валентных электронов и меньше атомный радиус (в пределах одного периода радиус уменьшается слева направо). Поэтому для отрыва трех электронов требуется значительно больше энергии. Вследствие этого металлические свойства алюминия выражены слабее, чем у натрия, и он проявляет амфотерность (его оксид и гидроксид реагируют и с кислотами, и с щелочами).

Ответ: Строение атома алюминия (3 валентных электрона) определяет его металлические свойства, однако более прочная связь электронов с ядром по сравнению с натрием приводит к проявлению амфотерности.

Неметаллы (фтор, сера)

Общей чертой строения атомов неметаллов является большое число электронов на внешнем уровне (как правило, 4-7). Они характеризуются малым атомным радиусом и высокой электроотрицательностью. Поэтому атомы неметаллов склонны принимать электроны для завершения своей внешней оболочки, выступая в роли окислителей. В реакциях с металлами они образуют отрицательно заряженные ионы (анионы), а с другими неметаллами — ковалентные полярные или неполярные связи.

Фтор (F)

- Положение в периодической системе: 2-й период, VII группа, главная подгруппа. Порядковый номер $Z=9$.

- Строение атома: Заряд ядра $+9$. Атом содержит 9 протонов и 9 электронов. Электронная конфигурация: $1s^22s^22p^5$.

- Связь строения и свойств: На внешнем уровне находится 7 валентных электронов. До завершения уровня до стабильной восьмиэлектронной оболочки атому фтора не хватает всего одного электрона. Обладая очень маленьким радиусом и находясь в конце периода, фтор имеет самую высокую электроотрицательность среди всех химических элементов. Он чрезвычайно активно принимает один электрон, превращаясь в анион $F^-$, и проявляет исключительно сильные неметаллические и окислительные свойства.

Ответ: Строение атома фтора (7 валентных электронов, малый радиус) определяет его высочайшую электроотрицательность и ярко выраженные неметаллические (окислительные) свойства.

Сера (S)

- Положение в периодической системе: 3-й период, VI группа, главная подгруппа. Порядковый номер $Z=16$.

- Строение атома: Заряд ядра $+16$. Атом содержит 16 протонов и 16 электронов. Электронная конфигурация: $1s^22s^22p^63s^23p^4$.

- Связь строения и свойств: На внешнем уровне находится 6 валентных электронов. До завершения уровня атому серы не хватает двух электронов. Она обладает высокой электроотрицательностью и проявляет типичные неметаллические, окислительные свойства, принимая 2 электрона (например, в реакциях с металлами с образованием аниона $S^{2-}$). Однако атом серы имеет больший радиус и меньшую электроотрицательность, чем фтор. Поэтому в реакциях с более электроотрицательными элементами (фтором, кислородом) сера способна отдавать свои валентные электроны, проявляя восстановительные свойства и различные степени окисления (до $+6$).

Ответ: Строение атома серы (6 валентных электронов) определяет ее типичные неметаллические (окислительные) свойства. Однако, в отличие от фтора, из-за большего радиуса и меньшей электроотрицательности сера также способна проявлять восстановительные свойства.