Решебник по химии 9 класс. Рудзитис ФГОС §14

Характеристика галогенов

Стр. 60

Вопросы

1. Какие естественные семейства элементов вы знаете?

Естественные семейства элементов — это группы химических элементов, обладающих сходным строением атомов и, соответственно, сходными химическими свойствами. К таким семействам относятся:

– Щелочные металлы (группа IА): Li, Na, K, Rb, Cs, Fr;

– Щёлочноземельные металлы (группа IIА): Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra;

– Галогены (группа VIIА): F, Cl, Br, I, At;

– Благородные газы (группа VIIIА): He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn.

Элементы в этих семействах объединяются по сходному числу валентных электронов и характерным химическим реакциям.

2. Как с увеличением порядковых номеров изменяются свойства химических элементов в А-группах периодической таблицы?

При движении вниз по группе (т. е. с увеличением порядкового номера):

– Увеличивается атомный радиус (так как увеличивается число энергетических уровней);

– Снижается электроотрицательность (элемент слабее притягивает электроны);

– Увеличивается металлический характер (например, Li → Fr);

– Увеличивается восстановительная способность у металлов и

– Снижается окислительная способность у неметаллов (например, F — самый сильный окислитель в галогенах, а I — слабее).

Таким образом, химическая активность металлов усиливается, а неметаллов — ослабевает по мере движения вниз в А-группах.

Стр. 66

Подумай, ответь, выполни

1. Начертите схемы распределения электронов по энергетическим уровням в атомах галогенов. Поясните, какой из галогенов и почему должен быть самым сильным окислителем.

Схемы распределения электронов:

Фтор (F): 2 уровень — 7 электронов → 1s² 2s² 2p⁵ → 2 энергетических уровня (2e, 7e)

Хлор (Cl): 3 уровня → 2e, 8e, 7e

Бром (Br): 4 уровня → 2e, 8e, 18e, 7e

Иод (I): 5 уровней → 2e, 8e, 18e, 18e, 7e

Ответ: Самым сильным окислителем является фтор, потому что у него наименьший радиус атома и наибольшая электроотрицательность, поэтому он легче всего принимает электрон для завершения внешнего уровня.

2. Изобразите строение молекул фтора и фтороводорода с помощью структурных и электронных формул. Укажите вид химической связи.

F₂ (фтор).

Структурная формула: F—F

Электронная: каждая атомная оболочка содержит по 7 электронов, одна общая пара образует ковалентную неполярную связь.

HF (фтороводород):

Структурная формула: H—F

Электронная: H (1e) + F (7e), одна общая пара

Вид связи: ковалентная полярная (из-за разной электроотрицательности).

3. Чем различаются вещества фтор, фтороводород, фторид натрия:

а) по виду химической связи;

б) по строению кристаллической решётки;

в) по химическим свойствам?

а) по виду химической связи:

F₂ — ковалентная неполярная

HF — ковалентная полярная

NaF — ионная связь (Na⁺ + F⁻)

б) по строению кристаллической решётки:

F₂ — молекулярная

HF — молекулярная

NaF — ионная кристаллическая решётка

в) по химическим свойствам:

F₂ — сильнейший окислитель

HF — кислота

NaF — соль, не проявляет окислительных свойств

4. Охарактеризуйте способы получения галогенов. Какие из галогенов труднее, а какие легче выделить в свободном состоянии?

Фтор получают только электролизом расплава фторидов (например, KF), так как он очень активен.

Хлор можно получить электролизом растворов солей или окислением хлорид-ионов (Cl⁻) с помощью MnO₂ и HCl.

Бром и иод можно получить окислением соответствующих ионов (Br⁻, I⁻) более активным галогеном или окислителем (например, хлором или марганцем).

Вывод: Легче всего выделить иод, труднее всего — фтор, хлор и бром — средняя сложность.

5. К водному раствору иодида калия добавили раствор крахмального клейстера. Затем через этот раствор пропустили хлор. Как изменился цвет раствора и почему?

Хлор вытесняет иод из раствора иодида калия, так как он более активен. Свободный иод реагирует с крахмалом, и раствор становится фиолетово-синим.

Уравнение реакции:

(Cl₂ + 2KI → 2KCl + I₂)

Вывод: Цвет изменился из-за образования свободного иода, который с крахмалом даёт характерное синее окрашивание.

6. Найдите в тексте два предложения, содержащие фактические ошибки. Запишите эти предложения, исправив найденные вами ошибки. Письменно обоснуйте одно из исправлений с точки зрения химии. Соблюдайте нормы литературной письменной речи.

1. Галогены находятся в VIIА-группе периодической таблицы.

2. На внешнем энергетическом уровне атомов галогенов находится пять электронов.

3. Галогены — сильные восстановители.

4. В соединениях с водородом галогены проявляют отрицательную степень окисления.

Неверное предложение 2 (исправленное)

2. На внешнем энергетическом уровне атомов галогенов находится семь электронов.

Обоснование: Галогены — элементы главной подгруппы VII группы (17 группы по современной нумерации) периодической системы. У них на внешнем энергетическом уровне семь электронов, а не пять. Именно из-за наличия семи электронов на внешнем уровне они проявляют высокую окислительную способность, стремясь присоединить один электрон для завершения октава.

Неверное предложение 3 (исправленное)

3. Галогены — сильные окислители.

Обоснование: Галогены, особенно фтор, обладают высокой электроотрицательностью и легко присоединяют электрон, переходя из состояния атома в анион (например, Cl⁰ → Cl⁻). Это делает их типичными окислителями, а не восстановителями. Восстановителями являются вещества, которые легко отдают электроны, например, активные металлы.

Предложения 1 и 4 верны:

1. Галогены действительно находятся в VIIА-группе (или 17 группе по международной системе).

2. В соединениях с водородом (например, HF, HCl) галогены проявляют отрицательную степень окисления –1, что соответствует их способности принимать один электрон.

Стр. 66

Тестовые задания

1. Наиболее сильным окислителем является галоген

1. фтор

2. хлор

3. бром

4. иод

Правильный ответ: 1) фтор

Обоснование:

Фтор обладает наименьшим атомным радиусом и самой высокой электроотрицательностью среди всех галогенов. Он легче других принимает электрон, проявляя наибольшую окислительную способность. Поэтому фтор — самый сильный окислитель.

2. Нельзя практически осуществить химическую реакцию

1. KI + Br₂ →

2. KI + Cl₂ →

3. KCl + Br₂ →

4. F₂ + H₂O →

Правильный ответ: 4) F₂ + H₂O →

Обоснование:

Хотя фтор реагирует с водой, реакция происходит настолько бурно (с выделением кислорода и плавиковой кислоты), что она не может быть проведена в лабораторных условиях, особенно в водных растворах. Поэтому реакцию F₂ + H₂O практически не осуществляют.

Уравнение (теоретическое):

(2F₂ + 2H₂O → 4HF + O₂↑)

Остальные реакции возможны:

(KI + Br₂ → KBr + I₂) — происходит, т.к. бром вытесняет иод;

(KI + Cl₂ → KCl + I₂) — происходит, т.к. хлор активнее иода;

(KCl + Br₂ →) — не происходит, но возможно теоретически, если активность хлора выше, но не наоборот.