Номер 9, страница 106 - гдз по химии 11 класс учебник Мычко, Прохоревич

9. Дайте полную характеристику реакции между простыми веществами, атомы которых имеют электронную конфигурацию $ \text{[Ne]}3s^1 $ и $ \text{[He]}2s^22p^5 $.

Для начала определим, атомы каких элементов имеют указанные электронные конфигурации и какие простые вещества они образуют.

1. Элемент с электронной конфигурацией $[Ne]3s^1$.

Конфигурация $[Ne]$ соответствует 10 электронам. Общее число электронов у атома равно $10 + 1 = 11$. Элемент с порядковым номером 11 — это натрий (Na). Натрий — щелочной металл, находится в 3-м периоде, IА группе. Простое вещество — натрий (Na), твердое вещество при нормальных условиях.

2. Элемент с электронной конфигурацией $[He]2s^22p^5$.

Конфигурация $[He]$ соответствует 2 электронам. Общее число электронов у атома равно $2 + 2 + 5 = 9$. Элемент с порядковым номером 9 — это фтор (F). Фтор — галоген, находится во 2-м периоде, VIIА группе, является самым электроотрицательным элементом. Простое вещество — фтор ($F_2$), газ при нормальных условиях.

Реакция между натрием (типичный металл) и фтором (типичный неметалл) приводит к образованию ионного соединения — фторида натрия. Уравнение реакции:

$2\text{Na}_{\text{(тв)}} + \text{F}_{2\text{(г)}} \rightarrow 2\text{NaF}_{\text{(тв)}}$

Дадим полную характеристику этой реакции по различным признакам.

По числу и составу исходных веществ и продуктов реакции

В реакцию вступают два простых вещества (натрий и фтор), а в результате образуется одно сложное вещество (фторид натрия). Такие реакции, где из двух или более простых или сложных веществ образуется одно более сложное, относятся к реакциям соединения.

Ответ: реакция соединения.

По изменению степеней окисления химических элементов

В ходе реакции происходит изменение степеней окисления атомов: натрий повышает степень окисления, а фтор понижает.

$\text{Na}^0 \rightarrow \text{Na}^{+1}$

$\text{F}_2^0 \rightarrow 2\text{F}^{-1}$

Процессы окисления и восстановления:

$\text{Na}^0 - 1e^- \rightarrow \text{Na}^{+1}$ (окисление, натрий — восстановитель).

$\text{F}_2^0 + 2e^- \rightarrow 2\text{F}^{-1}$ (восстановление, фтор — окислитель).

Поскольку степени окисления элементов изменяются, реакция является окислительно-восстановительной.

Ответ: окислительно-восстановительная реакция.

По тепловому эффекту

Реакция между активным щелочным металлом и самым активным неметаллом протекает очень бурно, со взрывом и яркой вспышкой, и сопровождается выделением большого количества теплоты ($ \Delta H < 0 $).

Ответ: экзотермическая реакция.

По обратимости

Фторид натрия — очень устойчивое соединение. Реакция протекает практически до конца в одном направлении и не является обратимой в обычных условиях.

Ответ: необратимая реакция.

По участию катализатора

Данная реакция начинается самопроизвольно при контакте реагентов (для твердого натрия может потребоваться небольшое нагревание для начала реакции) и не требует участия катализатора для своего протекания.

Ответ: некаталитическая реакция.

По агрегатному состоянию (фазе) реагентов

Реакция протекает между твердым веществом (натрий) и газом (фтор). Поскольку реагенты находятся в разных фазах (агрегатных состояниях), реакция является гетерогенной.

Ответ: гетерогенная реакция.