ГДЗ по Химии 8 Класс Параграф 34 Вопрос 4 Габриелян, Остроумов — Подробные Ответы

Учебник 2023

Составьте схему образования ионной связи между фтором и элементами-металлами:
а) калием;
б) кальцием.

Учебник 2019

Составьте схему образования ионной связи между фтором и элементами-металлами:
а) калием;
б) кальцием;
в) алюминием.

Учебник 2023

А) Фторид калия
K )\({}_{2}\))\({}_{8}\))\({}_{8}\))\({}_{1}\)-e\(\rightarrow\)K\(^+\) )\({}_{2}\))\({}_{8}\))\({}_{8}\))\({}_{0}\)
F )\({}_{2}\))\({}_{7}\)+e\(\rightarrow\)F\(^-\) )\({}_{2}\))\({}_{8}\)
K\(^+\)+F\(^-\)\(\rightarrow\)K\(^+\)F\(^-\) — фторид калия

Б) Фторид кальция
Ca )\({}_{2}\))\({}_{8}\))\({}_{8}\))\({}_{2}\)-2e\(\rightarrow\)Ca\(^{+2}\) )\({}_{2}\))\({}_{8}\))\({}_{8}\))\({}_{0}\)
F )\({}_{2}\))\({}_{7}\)+e\(\rightarrow\)F\(^-\) )\({}_{2}\))\({}_{8}\)
Ca\(^{+2}\)+2F\(^-\)\(\rightarrow\)Ca\(^{+2}\)F\({}_{2}\)\(^-\) — фторид кальция

Учебник 2019

А) Фторид калия
А) K )\({}_{2}\))\({}_{8}\))\({}_{8}\))\({}_{1}\)-e\(\rightarrow\)K\(^+\) )\({}_{2}\))\({}_{8}\))\({}_{8}\))\({}_{0}\)
F )\({}_{2}\))\({}_{7}\)+e\(\rightarrow\)F\(^-\) )\({}_{2}\))\({}_{8}\)
K\(^+\)+F\(^-\)\(\rightarrow\)K\(^+\)F\(^-\) — фторид калия

Б) Фторид кальция
Б) Ca )\({}_{2}\))\({}_{8}\))\({}_{8}\))\({}_{2}\)-2e\(\rightarrow\)Ca\(^{+2}\) )\({}_{2}\))\({}_{8}\))\({}_{8}\))\({}_{0}\)
F )\({}_{2}\))\({}_{7}\)+e\(\rightarrow\)F\(^-\) )\({}_{2}\))\({}_{8}\)
Ca\(^{+2}\)+2F\(^-\)\(\rightarrow\)Ca\(^{+2}\)F\({}_{2}\)\(^-\) — фторид кальция

В) Фторид алюминия
В) Al )\({}_{2}\))\({}_{8}\))\({}_{3}\)-3e\(\rightarrow\)Al\(^{+3}\) )\({}_{2}\))\({}_{8}\))\({}_{0}\)
F )\({}_{2}\))\({}_{7}\)+e\(\rightarrow\)F\(^-\) )\({}_{2}\))\({}_{8}\)
Al\(^{+3}\)+3F\(^-\)\(\rightarrow\)Al\(^{+3}\)F\({}_{3}\)\(^-\) — фторид алюминия

Учебник 2023

Процесс образования ионной связи — это своего рода «химическая сделка», в которой атомы стремятся достичь максимально стабильного состояния. Для большинства элементов это состояние означает наличие восьми электронов на внешнем слое (правило октета).

Вот подробный разбор того, как именно это происходит в приведенных примерах:

Суть процесса

Металлы (калий и кальций) имеют «лишние» электроны на внешнем слое, от которых им проще избавиться, чтобы стать стабильными. Неметаллы (фтор) — наоборот, очень хотят заполучить недостающие электроны. Когда они встречаются, происходит передача электронов, и образуются заряженные частицы — ионы. Противоположные заряды (+ и -) притягиваются, создавая прочную ионную связь.

А) Взаимодействие калия и фтора

У калия (K) на внешнем слое всего один электрон. Ему гораздо легче отдать его, чем искать еще семь.

1. Окисление металла: Атом калия отдает 1 электрон и превращается в положительно заряженный ион (катион) калия K\(^+\). Его электронная конфигурация становится стабильной, как у благородного газа аргона.
K )\({}_{2}\))\({}_{8}\))\({}_{8}\))\({}_{1}\)-e\(\rightarrow\)K\(^+\) )\({}_{2}\))\({}_{8}\))\({}_{8}\))\({}_{0}\)
2. Восстановление неметалла: Атом фтора (F) имеет 7 электронов. Ему не хватает всего одного до заветной «восьмерки». Он с радостью принимает электрон от калия, становясь отрицательным ионом (анионом) F\(^-\).
F )\({}_{2}\))\({}_{7}\)+e\(\rightarrow\)F\(^-\) )\({}_{2}\))\({}_{8}\)
3. Притяжение: Разноименные заряды притягиваются, образуя соединение:
K\(^+\)+F\(^-\)\(\rightarrow\)K\(^+\)F\(^-\)

Б) Взаимодействие кальция и фтора

Здесь ситуация чуть интереснее, так как кальций (Ca) находится во второй группе и имеет два внешних электрона.

1. Щедрость кальция: Чтобы стать стабильным, кальцию нужно отдать оба электрона. Отдав их, он превращается в ион Ca\(^{+2}\).
Ca )\({}_{2}\))\({}_{8}\))\({}_{8}\))\({}_{2}\)-2e\(\rightarrow\)Ca\(^{+2}\) )\({}_{2}\))\({}_{8}\))\({}_{8}\))\({}_{0}\)
2. Потребность фтора: Один атом фтора может принять только один электрон. Поэтому, чтобы «забрать» оба электрона у одного атома кальция, нам понадобятся два атома фтора. Каждый из них заберет по одному электрону.
F )\({}_{2}\))\({}_{7}\)+e\(\rightarrow\)F\(^-\) )\({}_{2}\))\({}_{8}\)
3. Итоговая формула: Один двухзарядный катион кальция притягивает два однозарядных аниона фтора. Так получается электронейтральное вещество:
Ca\(^{+2}\)+2F\(^-\)\(\rightarrow\)Ca\(^{+2}\)F\({}_{2}\)\(^-\)

Учебник 2019

Процесс образования ионной связи основан на стремлении атомов достичь стабильного состояния, при котором их внешний электронный слой будет полностью заполнен (обычно это 8 электронов, как у благородных газов). Металлы при этом отдают лишние электроны, а неметаллы их принимают.

Общий принцип взаимодействия

В данных примерах металлы (калий, кальций и алюминий) выступают в роли доноров. Они легко расстаются с электронами на внешнем слое. Фтор (неметалл) выступает в роли акцептора — ему не хватает всего одного электрона до полной восьмерки, и он активно забирает его у металла. В результате образуются частицы с зарядами — ионы, которые притягиваются друг к другу как магниты.

А) Фторид калия

Калий (K) находится в первой группе периодической таблицы, значит, у него на внешнем слое 1 электрон.

1. Отдача электрона: Калий отдает свой единственный внешний электрон и превращается в положительный ион K\(^+\). Его электронная оболочка становится такой же стабильной, как у аргона.
2. Прием электрона: Фтор (F) принимает этот электрон, заполняя свой внешний слой до 8 электронов, и становится отрицательным ионом F\(^-\).
3. Связь: Один ион калия притягивает один ион фтора. Образуется соединение с соотношением 1:1.

Схема процесса:
А) K )\({}_{2}\))\({}_{8}\))\({}_{8}\))\({}_{1}\)-e\(\rightarrow\)K\(^+\) )\({}_{2}\))\({}_{8}\))\({}_{8}\))\({}_{0}\)
F )\({}_{2}\))\({}_{7}\)+e\(\rightarrow\)F\(^-\) )\({}_{2}\))\({}_{8}\)
K\(^+\)+F\(^-\)\(\rightarrow\)K\(^+\)F\(^-\) — фторид калия

Б) Фторид кальция

Кальций (Ca) находится во второй группе, у него на внешнем слое 2 электрона.

1. Отдача электронов: Кальцию нужно отдать оба электрона, чтобы стать стабильным. Так он превращается в ион Ca\(^{+2}\).
2. Проблема баланса: Один атом фтора может принять только 1 электрон. Поэтому, чтобы пристроить оба электрона кальция, требуются два атома фтора.
3. Связь: Один двухзарядный ион кальция связывается с двумя однозарядными ионами фтора. Так в формуле появляется индекс 2.

Схема процесса:
Б) Ca )\({}_{2}\))\({}_{8}\))\({}_{8}\))\({}_{2}\)-2e\(\rightarrow\)Ca\(^{+2}\) )\({}_{2}\))\({}_{8}\))\({}_{8}\))\({}_{0}\)
F )\({}_{2}\))\({}_{7}\)+e\(\rightarrow\)F\(^-\) )\({}_{2}\))\({}_{8}\)
Ca\(^{+2}\)+2F\(^-\)\(\rightarrow\)Ca\(^{+2}\)F\({}_{2}\)\(^-\) — фторид кальция

В) Фторид алюминия

Алюминий (Al) — элемент третьей группы, имеющий 3 электрона на внешнем слое.

1. Отдача электронов: Алюминий отдает все 3 электрона, приобретая заряд +3.
2. Распределение: Поскольку каждому атому фтора по-прежнему нужен только один электрон, алюминию приходится взаимодействовать сразу с тремя атомами фтора.
3. Связь: Три отрицательных иона фтора нейтрализуют заряд одного иона алюминия.

Схема процесса:
В) Al )\({}_{2}\))\({}_{8}\))\({}_{3}\)-3e\(\rightarrow\)Al\(^{+3}\) )\({}_{2}\))\({}_{8}\))\({}_{0}\)
F )\({}_{2}\))\({}_{7}\)+e\(\rightarrow\)F\(^-\) )\({}_{2}\))\({}_{8}\)
Al\(^{+3}\)+3F\(^-\)\(\rightarrow\)Al\(^{+3}\)F\({}_{3}\)\(^-\) — фторид алюминия

Ключевой вывод: Количество атомов фтора в соединении всегда совпадает с зарядом иона металла. Это необходимо для того, чтобы итоговое вещество было электронейтральным (суммарный заряд равен нулю). Именно поэтому в схемах для кальция и алюминия перед ионом фтора ставятся коэффициенты 2 и 3 соответственно.