Номер 2, страница 154 - гдз по химии 9 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Глава 7. Металлы. Параграф 43. Щелочные металлы. Подумай, ответь, выполни... - номер 2, страница 154.

Условие.

2. Почему все щелочные металлы — сильные восстановители?

Решение.

Решение 2.

Щелочные металлы — это химические элементы IА группы периодической системы (литий Li, натрий Na, калий K, рубидий Rb, цезий Cs и франций Fr). Они являются сильнейшими восстановителями среди всех металлов. Восстановитель — это частица (атом, ион или молекула), которая в ходе окислительно-восстановительной реакции отдает электроны. Способность вещества отдавать электроны называется восстановительными свойствами.

Сильные восстановительные свойства щелочных металлов обусловлены несколькими ключевыми факторами, связанными со строением их атомов:

1. Электронная конфигурация. Атомы всех щелочных металлов имеют на внешнем энергетическом уровне всего один валентный электрон (общая конфигурация $ns^1$). Этот электрон находится на большом расстоянии от ядра и слабо с ним связан.
2. Низкая энергия ионизации. Это энергия, необходимая для отрыва электрона от атома. Щелочные металлы обладают самыми низкими значениями первой энергии ионизации в своих периодах. Это значит, что для отрыва их единственного валентного электрона требуется минимальное количество энергии. Процесс можно описать общей схемой: $M - e^- \rightarrow M^+$.
3. Большой атомный радиус. В каждом периоде щелочные металлы имеют самые большие атомные радиусы. Из-за большого размера атома валентный электрон удален от положительно заряженного ядра и испытывает слабое притяжение, что облегчает его отрыв.
4. Образование стабильного катиона. После отдачи одного электрона щелочной металл превращается в положительно заряженный ион (катион), который приобретает очень устойчивую электронную конфигурацию благородного газа, предшествующего ему в таблице Менделеева. Достижение этой стабильной конфигурации является мощной движущей силой процесса.
5. Низкая электроотрицательность. Электроотрицательность — это способность атома притягивать к себе электроны. Щелочные металлы имеют самые низкие значения электроотрицательности, что говорит об их неспособности удерживать собственный валентный электрон и, следовательно, о высокой склонности его отдавать.

В группе щелочных металлов восстановительная способность возрастает сверху вниз от лития к цезию. Это связано с тем, что с увеличением порядкового номера элемента увеличивается радиус атома и количество внутренних электронных слоев, экранирующих ядро. В результате связь внешнего электрона с ядром ослабевает, и энергия ионизации уменьшается, поэтому цезий (Cs) отдает свой электрон легче, чем литий (Li).

Ответ: Щелочные металлы являются сильными восстановителями, так как их атомы имеют всего один валентный электрон на внешнем уровне, который легко отрывается из-за большого радиуса атома, низкой энергии ионизации и низкой электроотрицательности. Отдавая этот электрон, атом превращается в энергетически выгодный, стабильный катион с электронной конфигурацией благородного газа.