Номер 238, страница 41 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

238. Число электронов всех атомов в составе формульной единицы карбоната щелочного металла равно 36. Установите щелочной металл.

Дано:

Общее число электронов в формульной единице карбоната щелочного металла: $N_{e, \text{общ}} = 36$.

Соединение - карбонат щелочного металла.

Найти:

Неизвестный щелочной металл (M).

Решение:

Щелочные металлы являются элементами I группы главной подгруппы периодической системы и в соединениях проявляют степень окисления +1. Карбонат-ион ($CO_3$) имеет заряд 2-. Для составления электронейтральной формульной единицы необходимо два иона щелочного металла на один карбонат-ион. Таким образом, общая формула карбоната щелочного металла (M) имеет вид $M_2CO_3$.

Число электронов в нейтральном атоме любого химического элемента равно его порядковому номеру (Z) в периодической системе Д.И. Менделеева.

Рассчитаем общее число электронов в карбонатной группе $CO_3$:

Атом углерода (C) имеет порядковый номер Z=6, следовательно, в нем 6 электронов ($N_{e, (C)}=6$).

Атом кислорода (O) имеет порядковый номер Z=8, следовательно, в нем 8 электронов ($N_{e, (O)}=8$).

Общее число электронов в группе $CO_3$ составляет:

$N_{e, (CO_3)} = N_{e, (C)} + 3 \cdot N_{e, (O)} = 6 + 3 \cdot 8 = 6 + 24 = 30$ электронов.

Общее число электронов в формульной единице $M_2CO_3$ по условию равно 36. Оно складывается из числа электронов двух атомов металла M и числа электронов карбонатной группы.

Пусть $Z_M$ - это порядковый номер (и число электронов) неизвестного щелочного металла М. Тогда можно составить уравнение:

$N_{e, \text{общ}} = 2 \cdot Z_M + N_{e, (CO_3)}$

Подставим известные значения:

$36 = 2 \cdot Z_M + 30$

Решим полученное уравнение относительно $Z_M$:

$2 \cdot Z_M = 36 - 30$

$2 \cdot Z_M = 6$

$Z_M = \frac{6}{2} = 3$

Порядковый номер искомого металла равен 3. Элемент с порядковым номером 3 в периодической системе - это литий (Li), который является щелочным металлом.

Ответ: Щелочной металл - литий (Li).