Номер 68, страница 29 - гдз по химии 10 класс сборник задач Матулис, Матулис

68. *Приведите примеры двух катионов и двух анионов, электронная конфигурация которых $...3s^23p^6$. Приведите примеры веществ, состоящих из таких катионов и анионов.

Заданная электронная конфигурация внешнего слоя ...3s²3p⁶ означает, что третий электронный уровень атома или иона является внешним и полностью завершенным. Он содержит 8 электронов. Полная электронная конфигурация такого иона будет $1s^22s^22p^63s^23p^6$. Общее число электронов в таком ионе равно $2+2+6+2+6=18$. Такой же электронной конфигурацией обладает инертный газ аргон (Ar).

Ионы с такой конфигурацией образуются, когда атомы либо теряют электроны с более высоких энергетических уровней (образуя катионы), либо принимают недостающие электроны на третий уровень (образуя анионы), чтобы достичь стабильной конфигурации благородного газа.

Приведите примеры двух катионов и двух анионов, электронная конфигурация которых ...3s²3p⁶.

Катионы (положительно заряженные ионы) образуются из атомов металлов, которые отдают электроны со своего внешнего слоя. Чтобы в результате получился ион с 18 электронами, исходный атом должен иметь более 18 электронов (т.е. порядковый номер больше 18).

Катион калия ($K^+$): Атом калия (K) имеет порядковый номер 19 и электронную конфигурацию $1s^22s^22p^63s^23p^64s^1$. Отдавая один электрон с 4s-подуровня, он превращается в катион $K^+$ с 18 электронами и стабильной конфигурацией $1s^22s^22p^63s^23p^6$.

Катион кальция ($Ca^{2+}$): Атом кальция (Ca) имеет порядковый номер 20 и электронную конфигурацию $1s^22s^22p^63s^23p^64s^2$. Отдавая два внешних электрона с 4s-подуровня, он превращается в катион $Ca^{2+}$ с 18 электронами и конфигурацией $1s^22s^22p^63s^23p^6$.

Анионы (отрицательно заряженные ионы) образуются из атомов неметаллов, которые принимают электроны на свой внешний слой. Чтобы в результате получился ион с 18 электронами, исходный атом должен иметь менее 18 электронов (т.е. порядковый номер меньше 18).

Анион хлора (хлорид-ион, $Cl^−$): Атом хлора (Cl) имеет порядковый номер 17 и электронную конфигурацию $1s^22s^22p^63s^23p^5$. Ему не хватает одного электрона до завершения внешнего уровня. Принимая один электрон, он превращается в анион $Cl^−$ с 18 электронами и конфигурацией $1s^22s^22p^63s^23p^6$.

Анион серы (сульфид-ион, $S^{2−}$): Атом серы (S) имеет порядковый номер 16 и электронную конфигурацию $1s^22s^22p^63s^23p^4$. Ему не хватает двух электронов до завершения внешнего уровня. Принимая два электрона, он превращается в анион $S^{2−}$ с 18 электронами и конфигурацией $1s^22s^22p^63s^23p^6$.

Ответ: Примеры катионов: $K^+$, $Ca^{2+}$. Примеры анионов: $Cl^−$, $S^{2−}$.

Приведите примеры веществ, состоящих из таких катионов и анионов.

Вещества с ионной связью состоят из катионов и анионов. Они электронейтральны, то есть суммарный положительный заряд катионов равен суммарному отрицательному заряду анионов. Можно составить соединения из найденных выше ионов:

Хлорид калия ($KCl$): состоит из катионов калия $K^+$ (заряд +1) и хлорид-анионов $Cl^−$ (заряд -1). Заряды уравновешивают друг друга в соотношении 1:1.

Хлорид кальция ($CaCl_2$): состоит из катионов кальция $Ca^{2+}$ (заряд +2) и хлорид-анионов $Cl^−$ (заряд -1). Для нейтральности на один ион кальция требуется два хлорид-иона.

Сульфид калия ($K_2S$): состоит из катионов калия $K^+$ (заряд +1) и сульфид-анионов $S^{2−}$ (заряд -2). Для нейтральности на один сульфид-ион требуется два иона калия.

Сульфид кальция ($CaS$): состоит из катионов кальция $Ca^{2+}$ (заряд +2) и сульфид-анионов $S^{2−}$ (заряд -2). Заряды уравновешивают друг друга в соотношении 1:1.

Ответ: Примеры веществ: хлорид калия ($KCl$), хлорид кальция ($CaCl_2$), сульфид калия ($K_2S$), сульфид кальция ($CaS$).