ГДЗ по Химии 8 Класс Параграф 37 Вопрос 1 Базовый Уровень Габриелян — Подробные Ответы

Сравните по строению и свойствам:

а) \(\text{Ca}^0\) и \(\text{Ca}^{2+}\);
б) \(\text{Cu}^{2+}\) (гидрат) и \(\text{Cu}^{2+}\) (негидрат);
в) \(\text{H}_2^0\) и \(\text{H}^+\).

а) \(\text{Ca}^0\) — это мягкий серый металл, обладающий высокой химической активностью. При взаимодействии с водой образует малорастворимый гидроксид \(\text{Ca(OH)}_2\). Атомы металлического кальция имеют два электрона на внешнем энергетическом уровне, которые участвуют в формировании металлической связи. Металлический кальций имеет кристаллическую решётку с металлическим типом связи.

\(\text{Ca}^{2+}\) — это ион, присутствующий в составе оксидов и солей кальция. Ионы кальция обладают завершённой электронной оболочкой с 8 электронами. Они участвуют в формировании ионной связи. Соединения, содержащие \(\text{Ca}^{2+}\), чаще всего имеют ионную кристаллическую решётку.

б) \(\text{Cu}^{2+}\) (гидратированный) — это ион, входящий в состав растворимых соединений меди (II), таких как сульфаты или хлориды. Гидратированные ионы меди придают растворам характерный голубой или синий цвет.

\(\text{Cu}^{2+}\) (негидратированный) — это ион, входящий в состав нерастворимых соединений меди (II), таких как гидроксид, оксид или фосфат меди.

Ионы меди \(\text{Cu}^{2+}\) находятся в максимальной степени окисления, что обуславливает их выраженные окислительные свойства.

в) \(\text{H}_2^0\) — это молекула с неполярной ковалентной связью. В нормальных условиях это газ, который проявляет как окислительные свойства (например, образует гидриды с щелочными металлами), так и восстановительные (например, взаимодействует с кислородом, образуя воду).

\(\text{H}^+\) — это ион, определяющий кислотность среды. Он обладает исключительно окислительными свойствами и входит в состав кислот. У него отсутствует электронная оболочка, поэтому он представляет собой положительно заряженное ядро атома водорода.

Сравнение по строению и свойствам:

а) \( \text{Ca}^0 \) и \( \text{Ca}^{2+} \)

1. \( \text{Ca}^0 \):

— Строение:
\( \text{Ca}^0 \) — это атом кальция, который находится в нейтральном состоянии. У него на внешнем энергетическом уровне расположены два валентных электрона (\( 4s^2 \)), которые участвуют в образовании металлической химической связи. Атомы кальция объединяются в металлическую кристаллическую решётку, где электроны свободно перемещаются, формируя электронный газ.

— Свойства:

• Физические свойства:
  Кальций — мягкий металл серебристо-серого цвета.
• Химические свойства:
  — Кальций активно реагирует с водой, образуя малорастворимый гидроксид \( \text{Ca(OH)}_2 \) и выделяя водород:
  \(
  \text{Ca} + 2\text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Ca(OH)}_2 + \text{H}_2\uparrow
  \)
  — Проявляет восстановительные свойства, так как легко отдаёт свои два валентных электрона.

2. \( \text{Ca}^{2+} \):

— Строение:
\( \text{Ca}^{2+} \) — это ион кальция, который образуется после потери двух валентных электронов. У него сформирована завершённая электронная оболочка с 8 электронами (\( 3s^2 3p^6 \)), что делает его устойчивым. Ионы кальция входят в состав различных соединений, таких как соли (\( \text{CaCl}_2 \)) и оксиды (\( \text{CaO} \)).

— Свойства:

• Физические свойства:
  Соединения \( \text{Ca}^{2+} \), такие как соли, часто имеют ионную кристаллическую решётку.
• Химические свойства:
  — Ион кальция участвует в образовании ионной связи в соединениях.
  — Соединения кальция (\( \text{Ca}^{2+} \)) чаще всего растворимы в воде (например, \( \text{CaCl}_2 \)), но некоторые (например, \( \text{CaCO}_3 \)) малорастворимы.

б) \( \text{Cu}^{2+} \) (гидратированный) и \( \text{Cu}^{2+} \) (негидратированный)

1. \( \text{Cu}^{2+} \) (гидратированный):

— Строение:
Гидратированный ион меди (\( \text{Cu}^{2+} \)) окружён молекулами воды, образующими гидратную оболочку. В растворе такие ионы находятся в составе растворимых соединений меди (II), например, сульфатов (\( \text{CuSO}_4 \)) или хлоридов (\( \text{CuCl}_2 \)).

— Свойства:

• Гидратированные ионы меди придают растворам характерный голубой или синий цвет.
• Такие соединения хорошо растворимы в воде.

2. \( \text{Cu}^{2+} \) (негидратированный):

— Строение:
Негидратированный ион меди (\( \text{Cu}^{2+} \)) входит в состав нерастворимых соединений меди (II), таких как гидроксид (\( \text{Cu(OH)}_2 \)), оксид (\( \text{CuO} \)) или фосфат меди.

— Свойства:

• Нерастворимые соединения меди (II) не образуют гидратной оболочки и не диссоциируют в воде.
• Эти вещества обычно имеют осадочную форму.

Общие свойства ионов меди (\( \text{Cu}^{2+} \)):
— Ионы меди находятся в степени окисления \( +2 \), что делает их сильными окислителями.
— Они взаимодействуют с восстановителями, например, с водородом или металлами, восстанавливаясь до металлической меди (\( \text{Cu}^0 \)).

в) \( \text{H}_2^0 \) и \( \text{H}^+ \)

1. \( \text{H}_2^0 \):

— Строение:
Молекула водорода состоит из двух атомов, связанных неполярной ковалентной связью (\( H-H \)). В нормальных условиях водород — это газ, состоящий из молекул \( \text{H}_2 \).

— Свойства:

• Проявляет как окислительные свойства (взаимодействие с металлами с образованием гидридов), так и восстановительные свойства (реакция с кислородом):
  \(
  2\text{H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{H}_2\text{O}
  \)
• Входит в состав многих соединений, например, воды или органических веществ.

2. \( \text{H}^+ \):

— Строение:
Ион водорода (\( \text{H}^+ \)) представляет собой протон — положительно заряженное ядро атома водорода без электронной оболочки.

— Свойства:

• Обладает исключительно окислительными свойствами, так как не имеет электронов для отдачи.
• Определяет кислотность среды, входя в состав кислот:
  \(
  \text{HCl} \rightarrow \text{H}^+ + \text{Cl}^-
  \)
• Очень активен химически и взаимодействует с основаниями, образуя воду.

Итог:
— Атомы и ионы различаются по строению электронной оболочки, типу химической связи и физическим свойствам.
— Гидратированные ионы отличаются от негидратированных наличием оболочки из молекул воды и растворимостью.
— Молекула водорода (\( \text{H}_2^0 \)) проявляет как восстановительные, так и окислительные свойства, тогда как ион водорода (\( \text{H}^+ \)) исключительно окислителен.