Номер 2, страница 163 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян, Остроумов

2. Сравните щелочные и щелочноземельные металлы. Укажите вид связи и тип кристаллической решётки в простых веществах, образованных этими металлами.

Решение

Сравнение щелочных и щелочноземельных металлов

Щелочные металлы (элементы 1-й группы, главной подгруппы) и щелочноземельные металлы (элементы 2-й группы, главной подгруппы, начиная с Ca) относятся к s-элементам и обладают рядом общих и отличительных свойств.

Сходства:

И щелочные, и щелочноземельные металлы являются сильными восстановителями и обладают ярко выраженными металлическими свойствами. Они очень химически активны, особенно по отношению к воде и неметаллам, поэтому в свободном виде в природе не встречаются, а только в виде соединений. Их оксиды и гидроксиды проявляют сильные основные свойства (за исключением амфотерного Be(OH)₂ и слабого основания Mg(OH)₂). Гидроксиды щелочных металлов и типичных щелочноземельных (Ca, Sr, Ba) являются щелочами.

Различия:

1. Положение в Периодической системе и строение атома. Щелочные металлы находятся в 1-й группе, на внешнем энергетическом уровне их атомы содержат один s-электрон (электронная конфигурация $ns^1$). Щелочноземельные металлы — элементы 2-й группы с двумя s-электронами на внешнем уровне ($ns^2$).

2. Степень окисления. Из строения атома следует, что для щелочных металлов характерна постоянная степень окисления +1, а для щелочноземельных — +2.

3. Физические свойства. Щелочноземельные металлы более твёрдые, плотные и тугоплавкие по сравнению с щелочными металлами того же периода. Это связано с тем, что в образовании металлической связи у них участвуют два электрона от каждого атома, а у щелочных — только один, что делает связь у щелочноземельных металлов более прочной.

4. Атомные характеристики. В пределах одного периода атомные радиусы у щелочных металлов больше, чем у щелочноземельных. При этом первые энергии ионизации и значения электроотрицательности у щелочных металлов ниже.

5. Химическая активность. Щелочные металлы являются более активными, чем щелочноземельные металлы того же периода.

Вид связи и тип кристаллической решётки

В простых веществах, образованных как щелочными, так и щелочноземельными металлами, реализуется металлическая химическая связь. Она осуществляется за счет электростатического притяжения между положительно заряженными ионами металлов в узлах кристаллической решётки и обобществленными валентными электронами, свободно движущимися по всему объёму кристалла (так называемый «электронный газ»).

Типы кристаллических решёток у этих металлов в твёрдом состоянии различаются:

• Для щелочных металлов (Li, Na, K, Rb, Cs) характерна объёмно-центрированная кубическая (ОЦК) решётка.

• У щелочноземельных металлов наблюдается разнообразие кристаллических структур: бериллий (Be) и магний (Mg) имеют гексагональную плотноупакованную (ГПУ); кальций (Ca) и стронций (Sr) — гранецентрированную кубическую (ГЦК); барий (Ba) и радий (Ra) — объёмно-центрированную кубическую (ОЦК).

Ответ: Щелочные металлы (1-я группа, $ns^1$, ст. ок. +1) и щелочноземельные металлы (2-я группа, $ns^2$, ст. ок. +2) — это активные s-металлы, сильные восстановители. Щелочные металлы более активны, мягче и имеют больший атомный радиус, чем щелочноземельные металлы того же периода, которые, в свою очередь, твёрже и имеют более высокие температуры плавления из-за более прочной металлической связи. В простых веществах у обеих групп металлов вид связи — металлическая. Тип кристаллической решётки у щелочных металлов — объёмно-центрированная кубическая (ОЦК). У щелочноземельных металлов типы решёток разные: гексагональная плотноупакованная (ГПУ у Be, Mg), гранецентрированная кубическая (ГЦК у Ca, Sr) и объёмно-центрированная кубическая (ОЦК у Ba, Ra).