Номер 5, страница 57 - гдз по химии 11 класс учебник Мычко, Прохоревич

5. Почему элементы одной группы проявляют сходство в свойствах? В чём причина различия свойств химических элементов, расположенных в одной группе?

Почему элементы одной группы проявляют сходство в свойствах?

Сходство свойств химических элементов, расположенных в одной и той же группе (особенно в главных подгруппах) периодической системы, объясняется строением их атомов. Ключевым фактором является одинаковое количество электронов на внешнем энергетическом уровне, которые называют валентными электронами.

Именно количество валентных электронов и конфигурация внешнего электронного слоя определяют основные химические свойства элемента: его валентность, характерные степени окисления, способность образовывать те или иные химические связи и, как следствие, тип и свойства образуемых им соединений.

Например, все щелочные металлы (литий Li, натрий Na, калий K и др.) находятся в 1-й (IA) группе. Атомы каждого из этих элементов имеют по одному электрону на внешнем слое (общая электронная конфигурация внешнего слоя $ns^1$). Поэтому все они легко отдают этот электрон, образуя катион с зарядом +1, и являются очень активными восстановителями (металлами). Они образуют соединения схожего состава и свойств, например, оксиды состава $R_2O$, гидроксиды $ROH$ и соли, такие как хлориды $RCl$.

Ответ: Сходство свойств элементов одной группы обусловлено одинаковым строением их внешнего электронного слоя, то есть одинаковым числом валентных электронов, которые определяют их химическое поведение.

В чём причина различия свойств химических элементов, расположенных в одной группе?

Несмотря на общую схожесть, свойства элементов в одной группе не являются идентичными, а закономерно изменяются при движении по группе сверху вниз. Причина этих различий также кроется в строении атома, а именно в увеличении числа электронных слоев (энергетических уровней) при переходе к каждому следующему элементу в группе.

С увеличением порядкового номера элемента вниз по группе происходят следующие изменения:

1. Увеличивается радиус атома. Валентные электроны располагаются на новом, более удаленном от ядра энергетическом уровне.

2. Ослабевает связь валентных электронов с ядром. Это происходит из-за увеличения расстояния до ядра и усиления экранирующего эффекта внутренних электронов. В результате уменьшается энергия ионизации (энергия, необходимая для отрыва электрона).

3. Уменьшается электроотрицательность. Способность атома притягивать к себе электроны в химических соединениях ослабевает.

Эти фундаментальные изменения приводят к закономерному изменению химических и физических свойств. Например, в группах металлов (IA, IIA) восстановительные свойства (химическая активность) усиливаются сверху вниз, так как атому становится всё легче отдавать свои валентные электроны. В то же время в группах неметаллов (например, в VIIA группе галогенов) окислительные свойства, наоборот, ослабевают сверху вниз. Также по группе усиливаются металлические свойства: так, в VA группе азот и фосфор — типичные неметаллы, мышьяк и сурьма проявляют амфотерные свойства, а висмут — металл.

Ответ: Причина различия свойств элементов в одной группе заключается в увеличении числа электронных слоев при движении сверху вниз. Это ведет к увеличению атомного радиуса и ослаблению связи валентных электронов с ядром, что вызывает закономерное изменение металлических, неметаллических, окислительных и восстановительных свойств.