Номер 1, страница 158 - гдз по химии 9 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Глава 7. Металлы. Параграф 44. Магний. Щелочноземельные металлы. Подумай, ответь, выполни... - номер 1, страница 158.

Условие.

1. На основе положения в периодической таблице и представлений о строении атомов поясните, какие свойства магния и кальция являются общими. Составьте уравнения соответствующих реакций.

Решение.

Решение 2.

Решение

Для определения общих свойств магния ($Mg$) и кальция ($Ca$) обратимся к их положению в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева и строению их атомов.

1. Положение в периодической таблице и строение атомов.

Магний ($Mg$) — химический элемент с порядковым номером 12. Он расположен в 3-м периоде, главной подгруппе II группы (IIA).

Кальций ($Ca$) — химический элемент с порядковым номером 20. Он расположен в 4-м периоде, главной подгруппе II группы (IIA).

Оба элемента находятся в одной группе, что указывает на сходство их химических свойств.

Рассмотрим электронное строение их атомов:

Атом магния ($_{12}Mg$) имеет заряд ядра +12 и 12 электронов, распределенных по трем электронным слоям: $1s^22s^22p^63s^2$. На внешнем (третьем) энергетическом уровне находятся 2 электрона ($3s^2$).

Атом кальция ($_{20}Ca$) имеет заряд ядра +20 и 20 электронов, распределенных по четырем электронным слоям: $1s^22s^22p^63s^23p^64s^2$. На внешнем (четвертом) энергетическом уровне также находятся 2 электрона ($4s^2$).

Общим для атомов магния и кальция является наличие двух электронов на внешнем энергетическом уровне. Эти электроны являются валентными.

2. Общие химические свойства.

Наличие двух валентных электронов определяет общие химические свойства магния и кальция. Они являются типичными металлами и сильными восстановителями. В химических реакциях они легко отдают свои два валентных электрона, превращаясь в положительно заряженные ионы $Mg^{2+}$ и $Ca^{2+}$, и проявляют постоянную степень окисления +2.

Общими для магния и кальция являются следующие реакции:

а) Взаимодействие с неметаллами.

Оба металла активно реагируют с кислородом при нагревании, образуя оксиды:

$2Mg + O_2 \rightarrow 2MgO$ (оксид магния)

$2Ca + O_2 \rightarrow 2CaO$ (оксид кальция)

Они также реагируют с галогенами, например, с хлором:

$Mg + Cl_2 \rightarrow MgCl_2$ (хлорид магния)

$Ca + Cl_2 \rightarrow CaCl_2$ (хлорид кальция)

б) Взаимодействие с водой.

Оба металла реагируют с водой, вытесняя водород и образуя гидроксиды. Однако реакционная способность кальция выше, чем у магния. Кальций реагирует с холодной водой, а магний — только с горячей водой или паром:

$Ca + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + H_2 \uparrow$

$Mg + 2H_2O \xrightarrow{t^\circ} Mg(OH)_2 \downarrow + H_2 \uparrow$

в) Взаимодействие с кислотами.

Как активные металлы, стоящие в ряду активности до водорода, они реагируют с растворами кислот (кроме азотной и концентрированной серной), вытесняя водород и образуя соль:

$Mg + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2 \uparrow$

$Ca + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2 \uparrow$

г) Свойства оксидов и гидроксидов.

Их оксиды ($MgO$, $CaO$) являются основными, а гидроксиды ($Mg(OH)_2$, $Ca(OH)_2$) — основаниями.

Ответ: Общими свойствами магния и кальция, обусловленными их принадлежностью к главной подгруппе II группы периодической таблицы и наличием двух валентных электронов на внешнем слое, являются:

• Они — типичные металлы и сильные восстановители.
• В соединениях проявляют постоянную степень окисления +2.
• Реагируют с неметаллами (кислородом, галогенами), водой и кислотами с образованием соединений схожего типа.

Уравнения соответствующих реакций:

1. С кислородом:

$2Mg + O_2 \rightarrow 2MgO$

$2Ca + O_2 \rightarrow 2CaO$

2. С водой:

$Ca + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + H_2 \uparrow$

$Mg + 2H_2O \xrightarrow{t^\circ} Mg(OH)_2 \downarrow + H_2 \uparrow$

3. С соляной кислотой:

$Mg + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2 \uparrow$

$Ca + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2 \uparrow$