ГДЗ по химии, 9 класс, Габриелян, номер p68.3: Галогены

План решения:

Для выполнения задания необходимо систематизировать знания о физических свойствах галогенов (фтор, хлор, бром, йод) и установить закономерность изменения их агрегатного состояния, цвета и плотности при движении вниз по группе в периодической системе. Мы рассмотрим каждый элемент отдельно, а затем объясним причины наблюдаемых изменений.

Характеристика физических свойств галогенов:

• Фтор (F₂): Ядовитый газ бледно-жёлтого (почти бесцветного) цвета с резким запахом. Имеет наименьшую плотность среди галогенов. Жидкий фтор имеет светло-голубой цвет.
• Хлор (Cl₂): Ядовитый газ жёлто-зелёного цвета с удушливым запахом. Плотнее воздуха. В жидком состоянии приобретает желтовато-зелёный оттенок.
• Бром (Br₂): Тяжёлая жидкость тёмно-красного (бурого) цвета с едким запахом. При испарении образует пары того же цвета. Один из двух элементов, являющихся жидкостью при нормальных условиях.
• Йод (I₂): Твёрдое вещество кристаллической структуры чёрного цвета с металлическим блеском. При нагревании возгоняется, образуя фиолетовые пары. Растворяется в спирте (настойка йода).

Объяснение изменения цвета и плотности в ряду F₂→Cl₂→Br₂→I₂:

Изменение цвета: Цвет галогенов становится всё более насыщенным и темным: от бледно-жёлтого (F₂) через жёлто-зелёный (Cl₂) и красный (Br₂) до фиолетового/чёрного (I₂). Это связано с уменьшением энергии перехода электронов между молекулярными орбиталями при увеличении размера атомов. Более крупные атомы поглощают свет с меньшей энергией (более длинной волны), что приводит к смещению воспринимаемого цвета в сторону красной и фиолетовой части спектра.

Изменение плотности: Плотность галогенов закономерно возрастает сверху вниз по группе. Это обусловлено двумя факторами: во-первых, увеличивается молярная масса веществ; во-вторых, усиливаются межмолекулярные силы Ван-дер-Ваальса (дисперсионное взаимодействие) из-за роста поляризуемости электронных оболочек крупных атомов. Силы притяжения между молекулами становятся сильнее, что приводит к переходу от газообразного состояния (F_2,Cl₂) к жидкому (Br₂) и твёрдому (I₂), а также к уплотнению вещества.