Номер 74, страница 30 - гдз по химии 10 класс сборник задач Матулис, Матулис

74. Укажите число валентных электронов в атомах лития, натрия, калия, углерода, кремния, азота, фосфора. Составьте электронные формулы перечисленных атомов. В каком периоде и в какой группе периодической системы находятся перечисленные элементы? Какие закономерности можно проследить?

Укажите число валентных электронов в атомах лития, натрия, калия, углерода, кремния, азота, фосфора. Составьте электронные формулы перечисленных атомов.

Для элементов главных подгрупп (А-групп), к которым относятся все перечисленные в задаче, число валентных электронов (электронов на внешнем энергетическом уровне) равно номеру группы в периодической системе.

Литий ($_{3}Li$): электронная формула $1s^2 2s^1$. На внешнем втором уровне находится 1 электрон. Число валентных электронов — 1.

Натрий ($_{11}Na$): электронная формула $1s^2 2s^2 2p^6 3s^1$. На внешнем третьем уровне находится 1 электрон. Число валентных электронов — 1.

Калий ($_{19}K$): электронная формула $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^1$. На внешнем четвертом уровне находится 1 электрон. Число валентных электронов — 1.

Углерод ($_{6}C$): электронная формула $1s^2 2s^2 2p^2$. На внешнем втором уровне находятся $2+2=4$ электрона. Число валентных электронов — 4.

Кремний ($_{14}Si$): электронная формула $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^2$. На внешнем третьем уровне находятся $2+2=4$ электрона. Число валентных электронов — 4.

Азот ($_{7}N$): электронная формула $1s^2 2s^2 2p^3$. На внешнем втором уровне находятся $2+3=5$ электронов. Число валентных электронов — 5.

Фосфор ($_{15}P$): электронная формула $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^3$. На внешнем третьем уровне находятся $2+3=5$ электронов. Число валентных электронов — 5.

Ответ: Число валентных электронов: у лития, натрия, калия — 1; у углерода, кремния — 4; у азота, фосфора — 5. Электронные формулы: Li — $1s^2 2s^1$; Na — $1s^2 2s^2 2p^6 3s^1$; K — $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^1$; C — $1s^2 2s^2 2p^2$; Si — $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^2$; N — $1s^2 2s^2 2p^3$; P — $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^3$.

В каком периоде и в какой группе периодической системы находятся перечисленные элементы?

Литий (Li): 2-й период, I группа, главная подгруппа (IA).

Натрий (Na): 3-й период, I группа, главная подгруппа (IA).

Калий (K): 4-й период, I группа, главная подгруппа (IA).

Углерод (C): 2-й период, IV группа, главная подгруппа (IVA).

Кремний (Si): 3-й период, IV группа, главная подгруппа (IVA).

Азот (N): 2-й период, V группа, главная подгруппа (VA).

Фосфор (P): 3-й период, V группа, главная подгруппа (VA).

Ответ: Литий: 2 период, IА группа. Натрий: 3 период, IА группа. Калий: 4 период, IА группа. Углерод: 2 период, IVА группа. Кремний: 3 период, IVА группа. Азот: 2 период, VА группа. Фосфор: 3 период, VА группа.

Какие закономерности можно проследить?

На основе полученных данных можно выявить несколько ключевых закономерностей, отражающих периодический закон:

1. Номер периода, в котором расположен элемент, соответствует количеству электронных (энергетических) уровней в его атоме. Например, у лития (2-й период) электроны расположены на двух уровнях, у натрия (3-й период) — на трех, у калия (4-й период) — на четырех.

2. Для элементов главных подгрупп (А-групп) номер группы равен числу валентных электронов. Например, литий, натрий и калий находятся в IА группе и все имеют по одному валентному электрону. Углерод и кремний (IVА группа) имеют по четыре валентных электрона. Азот и фосфор (VА группа) — по пять.

3. Элементы, находящиеся в одной группе (особенно в одной подгруппе), обладают сходным строением внешнего электронного уровня. Это является причиной сходства их химических свойств. Например, Li, Na, K — это щелочные металлы, проявляющие схожие восстановительные свойства. Углерод и кремний, а также азот и фосфор являются химическими аналогами в своих группах.

Ответ: Основные закономерности: 1) номер периода равен числу электронных уровней в атоме; 2) для элементов главных подгрупп номер группы равен числу валентных электронов; 3) элементы одной группы имеют сходное строение внешнего электронного слоя, что обуславливает их химическое сходство.