ГДЗ по Химии 8 Класс Страница 47 Рабочая тетрадь (2018) Габриелян — Подробные Ответы

2. Выберите формулы соединений с ковалентной полярной химической связью. Из букв, соответствующих правильным ответам, вы составите слово, означающее имитацию алмаза или другого драгоценного камня, выполненного из стекла:

1) HF ________ C
2) Al _________ X
3) FeBr₃ ______ T
4) Na₂O₂ _____ O
5) SO₂ _______ P
6) KCl _______ H
7) CO₂ _______ A
8) Ca ________ И
9) PCl₅ _______ 3

3. Постройте график зависимости порядкового номера химического элемента от электроотрицательности элементов одного периода. Точные значения электроотрицательности найдите с помощью Интернета.

Сделайте вывод.

4. Постройте график зависимости порядкового номера химического элемента от электроотрицательности элементов одной главной подгруппы. Точные значения электроотрицательности найдите с помощью Интернета.

Сделайте вывод.

Вопрос 2

В условии имеется ошибка: если подразумевалось слово СТРАЗ, то букве Т соответствует соединение FeBr₃, обладающее ионной связью.

Вопрос 3

Вывод: в периодах электроотрицательность возрастает с увеличением порядкового номера элемента.

Вопрос 4

Вывод: в главных подгруппах электроотрицательность элементов снижается с увеличением порядкового номера.

Вопрос 2

Для определения типа химической связи необходимо учитывать следующие критерии:

1. Ковалентная полярная связь: Образуется между атомами разных неметаллов с небольшой, но заметной разницей в электроотрицательности (обычно от 0,4 до 1,7-1,9 по Полингу). Электронная пара смещается к более электроотрицательному атому.

2. Ковалентная неполярная связь: Образуется между атомами одного и того же неметалла (например, O₂, N₂, Cl₂). Разница в электроотрицательности равна нулю.

3. Ионная связь: Образуется между металлом и неметаллом (или между катионом металла и анионом кислотного остатка). Разница в электроотрицательности большая (обычно более 1,7-1,9). Происходит полный переход электронов от металла к неметаллу, образуются ионы.

4. Металлическая связь: Образуется между атомами металлов в металлической решетке за счет обобществленных электронов.

Рассмотрим каждое соединение из списка:

1. HF (фтороводород)
— Элементы: H (неметалл) и F (неметалл).
— Электроотрицательность (ЭО): H ≈ 2.20, F ≈ 3.98. Разница = 3.98 — 2.20 = 1.78.
— Вывод: Это соединение образовано двумя разными неметаллами с большой разницей в ЭО, что указывает на ковалентную полярную связь.
— Соответствует букве: C

2. Al (алюминий)
— Элементы: Чистый металл.
— Вывод: В чистом металле присутствует металлическая связь.
— Соответствует букве: X

3. FeBr₃ (бромид железа(III))
— Элементы: Fe (металл) и Br (неметалл).
— Вывод: Соединение металла и неметалла образует ионную связь.
— Соответствует букве: T

4. Na₂O₂ (пероксид натрия)
— Элементы: Na (металл) и O (неметалл).
— Вывод: Соединение металла и неметалла образует ионную связь. (Внутри пероксид-иона O₂²⁻ есть ковалентная неполярная связь O-O, но связь между Na⁺ и O₂²⁻ является ионной, которая определяет класс соединения).
— Соответствует букве: O

5. SO₂ (оксид серы(IV))
— Элементы: S (неметалл) и O (неметалл).
— Электроотрицательность (ЭО): S ≈ 2.58, O ≈ 3.44. Разница = 3.44 — 2.58 = 0.86.
— Вывод: Это соединение образовано двумя разными неметаллами с заметной разницей в ЭО, что указывает на ковалентную полярную связь.
— Соответствует букве: P

6. KCl (хлорид калия)
— Элементы: K (металл) и Cl (неметалл).
— Вывод: Соединение металла и неметалла образует ионную связь.
— Соответствует букве: H

7. CO₂ (углекислый газ)
— Элементы: C (неметалл) и O (неметалл).
— Электроотрицательность (ЭО): C ≈ 2.55, O ≈ 3.44. Разница = 3.44 — 2.55 = 0.89.
— Вывод: Это соединение образовано двумя разными неметаллами с заметной разницей в ЭО, что указывает на ковалентную полярную связь.
— Соответствует букве: A

8. Ca (кальций)
— Элементы: Чистый металл.
— Вывод: В чистом металле присутствует металлическая связь.
— Соответствует букве: И

9. PCl₅ (пентахлорид фосфора)
— Элементы: P (неметалл) и Cl (неметалл).
— Электроотрицательность (ЭО): P ≈ 2.19, Cl ≈ 3.16. Разница = 3.16 — 2.19 = 0.97.
— Вывод: Это соединение образовано двумя разными неметаллами с заметной разницей в ЭО, что указывает на ковалентную полярную связь.
— Соответствует букве: З

Суммируем правильные ответы (соединения с ковалентной полярной связью):

— HF (C)
— SO₂ (P)
— CO₂ (A)
— PCl₅ (З)

Составляем слово:

Из букв C, P, A, З можно составить слово СТРАЗ.

Вывод по ошибке в условии:

Если целью было получить слово «СТРАЗ», то буква «Т» должна была соответствовать соединению с ковалентной полярной связью. Однако, FeBr₃ (соответствующее букве Т) является соединением с ионной связью, поскольку образовано металлом (Fe) и неметаллом (Br). Это означает, что в условии задачи есть ошибка, так как FeBr₃ не подходит под критерий ковалентной полярной связи.

Таким образом, для получения слова «СТРАЗ» в данном задании есть несоответствие в пункте 3.

Вопрос 3

Для изучения зависимости электроотрицательности химических элементов от их порядкового номера в пределах одного периода, необходимо собрать соответствующие эмпирические данные. В качестве примера рассмотрим элементы второго периода периодической системы:

1. Сбор и представление данных:

Данные для элементов второго периода (по шкале Полинга):

2. Инструкции по построению графика:

Для визуализации данной зависимости следует выполнить следующие шаги:

— Оси координат: Начертите декартову систему координат. Горизонтальная ось (ось абсцисс, X) должна быть отведена для значений Электроотрицательности. Вертикальная ось (ось ординат, Y) должна представлять Порядковый номер.

— Масштабирование осей:

• Для оси X (Электроотрицательность) выберите масштаб, охватывающий диапазон значений от 0 до 5, с равномерными делениями.
• Для оси Y (Порядковый номер) выберите масштаб, охватывающий диапазон от 0 до 10, с делениями, соответствующими целым порядковым номерам.

— Нанесение точек: Для каждого элемента из таблицы нанесите соответствующую точку на график, используя его электроотрицательность как координату X и порядковый номер как координату Y.

• Li: (0.97, 3)
• Be: (1.47, 4)
• B: (2.02, 5)
• C: (2.5, 6)
• N: (3.07, 7)
• O: (3.5, 8)
• F: (4.1, 9)

— Соединение точек: Соедините нанесенные точки последовательно, что позволит наглядно отобразить характер зависимости.

3. Анализ графика и теоретическое обоснование:

Построенный график демонстрирует четкую тенденцию: по мере увеличения порядкового номера химического элемента в пределах одного периода, его электроотрицательность возрастает.

Данная закономерность объясняется фундаментальными изменениями в строении атома при движении по периоду слева направо:

— Увеличение заряда ядра: Порядковый номер элемента соответствует числу протонов в ядре. Следовательно, при переходе от одного элемента к следующему в периоде, положительный заряд ядра увеличивается на единицу.

— Постоянное число электронных слоев: Все элементы одного периода имеют одинаковое количество главных энергетических уровней (электронных слоев), на которых располагаются электроны. Например, у всех элементов второго периода валентные электроны находятся на втором энергетическом уровне.

— Возрастание эффективного заряда ядра: Несмотря на увеличение числа электронов, которые также добавляются при движении по периоду, экранирование валентных электронов внутренними слоями остается относительно постоянным. Это приводит к увеличению эффективного положительного заряда ядра, действующего на валентные электроны.

— Уменьшение атомного радиуса: Усиление притяжения валентных электронов к ядру (из-за возросшего эффективного заряда ядра) приводит к «сжатию» электронных оболочек и, как следствие, к уменьшению атомного радиуса при движении по периоду.

— Увеличение электроотрицательности: Электроотрицательность определяется как мера способности атома притягивать электроны в химической связи. Уменьшение атомного радиуса и усиление притяжения валентных электронов к ядру делают атом более эффективным в притяжении электронов от других атомов. Таким образом, способность атома притягивать электроны (электроотрицательность) возрастает.

Графическое представление наглядно подтверждает эту периодическую закономерность, отражающую взаимосвязь между строением атома и его химическими свойствами.

Вопрос 4

Для выполнения поставленной задачи по построению и анализу зависимости порядкового номера химического элемента от его электроотрицательности в пределах одной главной подгруппы, необходимо последовательно выполнить несколько шагов.

1. Сбор и представление данных

Первым шагом является определение элементов, принадлежащих к одной главной подгруппе, и сбор их соответствующих значений порядкового номера и электроотрицательности. В данном случае, для примера, мы сосредоточимся на элементах второй главной подгруппы (щелочноземельные металлы): бериллий (Be), магний (Mg), кальций (Ca), стронций (Sr), барий (Ba) и радий (Ra).

Для получения точных значений электроотрицательности (по шкале Полинга) и порядковых номеров, производится поиск в надежных химических базах данных или справочниках. После сбора данных, формируется следующая таблица:

2. Инструкции по построению графика

Для наглядной демонстрации зависимости порядкового номера от электроотрицательности, следует построить график.

— Оси координат: Начертите декартову систему координат.

• Горизонтальная ось (ось абсцисс, X): Отведите для значений Электроотрицательности (ЭО).
• Вертикальная ось (ось ординат, Y): Отведите для значений Порядкового номера (Z).

— Масштабирование осей:

• Для оси X (Электроотрицательность) выберите масштаб, охватывающий диапазон значений от примерно 0,5 до 2, с равномерными делениями.
• Для оси Y (Порядковый номер) выберите масштаб, охватывающий диапазон от 0 до 100, обеспечивая адекватное отображение всех значений порядковых номеров.

— Нанесение точек: Для каждого элемента из таблицы нанесите соответствующую точку на график. Координаты каждой точки будут (ЭО, Z):

• Be: (1,47; 4)
• Mg: (1,23; 12)
• Ca: (1,04; 20)
• Sr: (0,99; 38)
• Ba: (0,97; 56)
• Ra: (0,97; 88)

— Соединение точек: Соедините нанесенные точки последовательно, чтобы визуализировать характер зависимости.

3. Анализ графика и теоретическое обоснование

Построенный график продемонстрирует следующую закономерность: при увеличении порядкового номера химического элемента в пределах одной главной подгруппы (то есть при движении сверху вниз по группе), его электроотрицательность, как правило, уменьшается.

Данная тенденция обусловлена изменениями в строении атомов по мере увеличения порядкового номера в группе:

— Увеличение числа электронных слоев: При переходе от одного элемента к другому в пределах одной группы, каждый последующий элемент имеет на один электронный слой больше. Это означает, что валентные электроны располагаются на все более удаленных от ядра энергетических уровнях.

— Увеличение атомного радиуса: Добавление новых электронных слоев приводит к значительному увеличению размера атома (атомного радиуса). Валентные электроны оказываются все дальше от ядра.

— Экранирование заряда ядра: Внутренние электронные слои эффективно экранируют (защищают) валентные электроны от полного притяжения положительно заряженного ядра. Хотя заряд ядра увеличивается с ростом порядкового номера, эффект экранирования растет еще быстрее, или, по крайней мере, компенсирует увеличение заряда ядра в части притяжения к валентным электронам.

— Уменьшение эффективного заряда ядра: В результате увеличения расстояния до ядра и усиления экранирования, эффективный положительный заряд ядра, действующий на валентные электроны, уменьшается. Это означает, что валентные электроны удерживаются ядром менее прочно.

— Снижение электроотрицательности: Электроотрицательность отражает способность атома притягивать электроны в химической связи. Поскольку валентные электроны удерживаются менее прочно, а атомный радиус увеличивается, способность атома притягивать чужие электроны также ослабевает. Следовательно, электроотрицательность уменьшается.

Вывод

На основе анализа данных и построенного графика можно сделать вывод, что в пределах одной главной подгруппы периодической системы химических элементов, с увеличением порядкового номера (то есть при движении сверху вниз по группе), электроотрицательность элементов закономерно уменьшается. Это объясняется увеличением атомного радиуса и усилением экранирования валентных электронов внутренними электронными слоями, что приводит к ослаблению притяжения валентных электронов к ядру и, как следствие, к снижению способности атома притягивать электроны в химической связи.