Гдз по химии 8 класс рудзитис, фельдман параграф 47, задание(номер) 3

Галогены. Элементы VIIA-группы. Хлор, фтор

Ключевые слова: галогены, VIIA-группа, хлор, фтор, бром, йод, характеристика элемента, строение галогенов, получение хлора.
Раздел ОГЭ: 3.1.2. Химические свойства простых веществ-неметаллов: водорода, кислорода, галогенов, серы, азота, фосфора, углерода, кремния

Галогены (от греч. hals – соль и лат. genui – рождать, т. е. «рождающие соли») — это элементы VIIA-группы – фтор F, хлор Cl, бром Вг, йод I. Электронная конфигурация валентного слоя атомов галогенов в стационарном состоянии ns2np5. Радиусы атомов галогенов от фтора к йоду увеличиваются, энергия ионизации и электроотрицательности уменьшается, неметаллические свойства ослабляются.

ХАРАКТЕРИСТИКА ЭЛЕМЕНТА ХЛОР

Хлор Cl – элемент № 17, в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева находится в 3–м периоде, в VIIA группе. Электронная конфигурация атома хлора в стационарном состоянии 1s22s22p63s23p5:

В своих соединениях хлор проявляет валентности:

Наиболее характерными степенями окисления хлора являются следующие:

Высший оксид хлора – оксид хлора (VII) Cl₂О₇ – кислотный оксид, высшим гидроксидом хлора является хлорная кислота НСlO₄ (сильная кислота).

Водородное соединение хлора – хлороводород НCl (газ при обычных условиях), его водный раствор – соляная кислота, сильный электролит.

ХАРАКТЕРИСТИКА ЭЛЕМЕНТА ФТОР

Фтор F – элемент № 9, находится во 2–м периоде, в VIIA группе. Электронная конфигурация внешнего электронного атома фтора 1s22s22p5:

В атоме фтора нет вакантных орбиталей на втором энергетическом уровне для перехода атома в возбуждённое состояние. Переход на вакантные орбитали третьего энергетического уровня потребовал бы слишком больших затрат энергии, следовательно, фтор может быть только одновалентен.

Электроотрицательность фтора среди других элементов максимальна (∼4,0 по шкале Полинга). Следовательно, для фтора невозможны положительные степени окисления. Возможные степени окисления фтора: 0 (F₂) и –1 (HF, KF и т. д.).

СТРОЕНИЕ ГАЛОГЕНОВ – ПРОСТЫХ ВЕЩЕСТВ

Галогенам не присуща аллотропия, каждому элементу – галогену (Hal) соответствует одно простое вещество Наl₂. Галогены – вещества молекулярного строения.

При обычных условиях фтор F₂ – зеленовато–жёлтый газ; хлор Cl₂ – жёлто–зелёный газ; бром Вг₂ – красно–бурая жидкость, примерно в 3 раза тяжелее воды; йод I₂ – фиолетово–чёрные кристаллы с металлическим блеском. Все галогены обладают характерным запахом.

Хлор, бром, йод умеренно растворимы в воде, их растворы называются соответственно хлорной, бромной и йодной водой (фтор с водой реагирует).

О химических свойствах галогенов читайте конспект «Химические свойства галогенов»

ПОЛУЧЕНИЕ ХЛОРА

В промышленности хлор получают электролизом расплава поваренной соли.

Лабораторные способы получения хлора основаны на окислении хлора в соляной кислоте с помощью таких окислителей, как перманганат калия, дихромат калия или диоксид марганца. Приведём примеры этих реакций:

Конспект урока по химии «Галогены. Элементы VIIA-группы. Хлор, фтор «. Выберите дальнейшее действие:

• Вернуться к Списку конспектов по химии
• Найти конспект в Кодификаторе ОГЭ по химии
• Найти конспект в Кодификаторе ЕГЭ по химии

Для чего использовать решебник?

Некоторые взрослые уверены, что дети пользуются готовыми ответами по химии 8 класс Шиманович И. Е. (2018 г.) только в качестве шпаргалки, что совершенно неверно. Данный справочник больше похож на методическое пособие, поэтому и пользы из него можно извлечь намного больше. Главное, научиться с ним правильно работать и тщательно изучать все предоставленные сведения.

Основные направления, в которых школьники применяют решебник:

• повышение качества домашних заданий;
• подготовка к контрольным/тестам/олимпиадам;
• детальное штудирование параграфов;
• восполнение пробелов.

Если после прочтения параграфов, теория так и осталась для ребят китайской грамотой, то им явно стоит воспользоваться представленным изданием, чтобы не попасть впросак на уроке или дома. Систематические тренировки дадут ученикам возможность не только начать разбираться в одной из самых сложных наук, но и с интересом осваивать все более трудные темы. Решебник — ключ к полноценным знаниям, который всегда находится под рукой.

Сравнительная характеристика свойств галогенов

Задача 810. 
Дать сравнительную характеристику свойств образуемых галогенами простых веществ, указав характер изменения: а) стандартных энтальпий диссоциации молекул Г₂; б) агрегатного состояния простых веществ при обычной температуре и давлении; в) окислительно-восстановительных свойств. Назвать причины, вызывающие эти изменения.Решение:
а) В ряду Cl₂ — Br₂ — I₂ прочность связи между атомами в молекуле постепенно уменьшается, что находит отражение в уменьшении энтальпии диссоциации молекул Г₂ на атомы. Причины этого можно объяснить тем, что с увеличением размеров внешних электронных облаков взаимодействующих атомов степень их перекрывания уменьшается, а область перекрывания располагается всё дальше от атомных ядер. Поэтому при переходе от хлора к брому и йоду притяжение ядер атомов галогенов к области перекрывания электронных облаков уменьшается. Кроме того, в ряду: Cl — Br — I возрастает число промежуточных электронных слоёв, экранирующих ядро, что также ослабляет взаимодействие атомных ядер с областью перекрывания электронных облаков. Однако из этих данных выпадает фтор: прочность связи между атомами фтора в молекуле F₂ меньше, чем у хлора. Это можно объяснить отсутствием d-подуровня во внешнем электронном слое атома фтора. В молекулах других галогенов есть свободные d-орбитали и поэтому между атомами имеет место дополнительное донорно-акцепторное взаимодействие, упрочняющее связь между атомами. 

б) В обычных условиях фтор и хлор,  газообразные вещества, бром – жидкость, а йод – кристаллическое вещество. Температуры плавления и кипения галогенов закономерно увеличиваются в ряду F — Cl — Br — I. Объясняется это тем, что с увеличением радиуса атомов возрастает Поляризуемость молекул. В результате усиливается межмолекулярное дисперсионное взаимодействие, что обуславливает возрастание температур плавления и кипения простых веществ галогенов.

в) Окислительно-восстановительные свойства галогенов закономерно изменяются в ряду  F₂ — Cl₂ — Br₂ — I₂. Окислительные свойства уменьшаются в ряду галогенов от фтора к йоду, самый слабый окислитель – йод. Восстановительные свойства в ряду галогенов увеличиваются, самый слабый восстановитель – фтор. Происходит так, потому что в группе с увеличением порядкового номера элемента последовательно возрастают радиусы атомов и анионов Г- и уменьшается сродство к электрону и электроотрицательность элементов. Поэтому способность отдавать электроны увеличивается, а принимать – уменьшается в ряду
F₂ — Cl₂ — Br₂ — I₂.

Энергия диссоциации молекул галогенов

Задача 811. 
Энергия диссоциации молекул галогенов по схеме Г₂ 2Г составляет для фтора, хлора, брома и йода соответственно 155, 243, 190, 149 кДж/моль. Объяснить наибольшую прочность молекул хлора.Решение:
В ряду C_l2 — Br₂ — I₂ прочность связи между атомами в молекуле постепенно уменьшается, что находит отражение в уменьшении энтальпии диссоциации молекул Г₂ на атомы. Причины этого можно объяснить тем, что с увеличением размеров внешних электронных облаков взаимодействующих атомов степень их перекрывания уменьшается, а область перекрывания располагается всё дальше от атомных ядер. Поэтому при переходе от хлора к брому и йоду притяжение ядер атомов галогенов к области перекрывания электронных облаков уменьшается. Кроме того, в ряду: Cl — Br — I возрастает число промежуточных электронных слоёв, экранирующих ядро, что также ослабляет взаимодействие атомных ядер с областью перекрывания электронных облаков. Однако из этих данных выпадает фтор: прочность связи между атомами фтора в молекуле F₂ меньше, чем у хлора. Это можно объяснить отсутствием d-подуровня во внешнем электронном слое атома фтора. В молекулах других галогенов есть свободные d-орбитали и поэтому между атомами имеет место дополнительное донорно-акцепторное взаимодействие, упрочняющее связь между атомами. К тому же у хлора радиус атома ещё сравнительно мал, только чуть больше, чем у фтора, но значительно меньше, чем у брома и йода. Поэтому энергия связи в молекуле Cl₂ значительно больше, чем у F₂. Дополнительные донорно-акцепторные связи называют дативные.

Схема образования связей в молекулах F₂ и Cl₂:

Валентные состояния атомов галогенов

Задача 808.
Исходя из строения атомов галогенов, указать, какие валентные состояния характерны для фтора, хлора, брома и йода. Какие степени окисленности проявляют галогены в своих соединениях?Решение:
На внешнем электронном слое атомы галогенов содержат семь электронов – два на s- и пять на р-орбиталях (ns2np5). До полного завершения внешнего электронного слоя атомам галогенов не хватает одного электрона, поэтому атомы всех галогенов легко присоединяют по одному электрону, образуя однозарядные отрицательные ионы (Г-). Валентность галогенов при этом равна единице, а степень окисления равна -1. 

Атомы фтора не содержат свободные d-орбитали, поэтому невозможен переход s- и р-электронов на d-орбитали. Отсюда фтор всегда в своих соединениях находится в степени окисления -1 и, при этом проявляет валентность равную единице. Остальные галогены имеют свободные d- орбитали, поэтому возможен переход одного s- и двух р-электронов на d-подуровни. Распределение электронов внешнего электронного уровня атомов фтора, хлора, брома и йода по квантовым ячейкам имеет вид: 

Нормальное состояние атома фтора:

Нормальное состояние атома галогена (хлора, брома и йода):

Состояние атомов галогенов (хлора, брома и йода) при возбуждении:

Поэтому атомы хлора, брома и йода  проявляют различные степени окисления от -1 до 0, а также от  +1 до +7. Характерными степенями окисления для них являются -1, 0, +3, +5, +7. Степень окисления -1 характерна для всех галогенов, так как их атомы обладают в невозбуждённом состоянии одним неспаренным электроном, который может участвовать в образовании одной связи по ковалентному механизму. Степень окисления +1 наблюдается тогда, когда атом галогена отдаёт свой единственный неспаренный р-электрон более электроотрицательному элементу, например, кислороду. Исключением является фтор, так как он самый электроотрицательный элемент. Степени окисления хлора, брома и йода в возбуждённом состоянии их атомов могут принимать значения, характеризующиеся тремя, пятью и семью неспаренными электронами (+3, +5, +7).

За исключением некоторых оксидов (ClO₂, Cl₂O₆) галогены кроме фтора (-1), проявляют нечётные степени окисления в своих соединениях.

Почему ученики выбирают ГДЗ?

Можно придумать множество способов выполнить домашнее задание, не вникая в суть предмета. Но все это бесполезно, ведь первое же тестирование продемонстрирует весьма плачевные итоги. Поэтому, хоть школьники и не горят особым желанием, но изучать дисциплину им предстоит добросовестно. Не обязательно зубрить все, что написано в учебниках, нужно просто начать заниматься с решебником к учебнику химия 8 класс Шиманович.

Школьники все чаще прибегают к использованию электронных пособий, так как:

1. занятия у репетитора отнимают много времени;
2. родители на данном этапе мало чем могут помочь;
3. у учителей нет возможности дополнительно пояснять параграфы;
4. списывать у одноклассников — гиблое дело.

В решебниках авторы привели верные ответы и наглядные примеры, готовые решения и дополнительные подсказки. Подросткам лучше побороть возникающее искушение — скопировать представленные номера в свою тетрадь, так как особой пользы это не принесет. Справочник стоит использовать в основном для самопроверки и проработки обнаруженных недочетов.

Сравнительная характеристика атомов галогенов

Задача 809. 
Дать сравнительную характеристику атомов галогенов, указав: а) характер изменения первых потенциалов ионизации; 6) характер энергии сродства к электрону.Решение:
а) Первые потенциалы ионизации у атомов галогенов закономерно уменьшаются с увеличением порядкового номера элемента, что свидетельствует об усилении металлических свойств. Так у фтора потенциал ионизации I равен 17,42 эВ, у хлора – 12,97 эВ, у брома – 11,48 эВ, у йода – 10,45 эВ. Эта закономерность связана с возрастанием радиусов атомов, так как с увеличение порядкового номера элемента появляются новые электронные слои. Увеличение числа промежуточных электронных слоёв, расположенных между ядром атома и внешними электронами, приводит к более сильному экранированию ядра, т. е. к уменьшению его эффективного заряда. Оба эти фактора (растущее удаление внешних электронов от ядра и удаление его эффективного заряда) приводят к ослаблению связи внешних электронов с ядром и, следовательно, к уменьшению потенциала ионизации.

б) Энергия сродства к электрону – это энергия, выделяющаяся при присоединении к свободному атому. У атомов галогенов с ростом порядкового номера элемента сродство к электрону закономерно уменьшается в ряду: F, Cl, Br, I. У атома хлора сродство к электрону больше, чем фтора, потому что у хлора появляется на внешнем энергетическом уровне d-подуровень. Уменьшение энергии сродства к электрону с ростом заряда ядра атома объясняется ростом радиуса атома элемента и, следовательно, уменьшением при этом эффективного заряда ядра.