Готовимся к олимпиадам, страница 162 - гдз по химии 8 класс учебник Шиманович, Красицкий

Готовимся к олимпиадам

1. У атомов двух элементов электронные конфигурации имеют вид: $1s^22s^22p^63s^23p^1$ и $1s^22s^22p^4$. Простые вещества, образованные атомами этих элементов, вступили в химическое взаимодействие. Составьте уравнение соответствующей химической реакции.

Решение

Для решения задачи необходимо сначала определить химические элементы по их электронным конфигурациям, а затем составить уравнение реакции между соответствующими простыми веществами.

Первый элемент имеет электронную конфигурацию $1s^22s^22p^63s^23p^1$. Суммарное число электронов в атоме этого элемента равно $2+2+6+2+1=13$. В периодической системе Д.И. Менделеева элемент с порядковым номером 13 — это алюминий (Al). Алюминий является металлом IIIА группы, 3-го периода. Простое вещество, образованное атомами алюминия, — это металл алюминий (Al).

Второй элемент имеет электронную конфигурацию $1s^22s^22p^4$. Суммарное число электронов в атоме этого элемента равно $2+2+4=8$. Элемент с порядковым номером 8 — это кислород (O). Кислород является неметаллом (халькогеном) VIA группы, 2-го периода. Простое вещество, образованное атомами кислорода, — это газ кислород, состоящий из двухатомных молекул ($O_2$).

Простые вещества, алюминий и кислород, вступают в реакцию соединения. Алюминий, как активный металл, реагирует с кислородом при нагревании с образованием оксида алюминия. В данном соединении алюминий проявляет свою типичную степень окисления $+3$, а кислород — $-2$. Используя правило составления формул по степеням окисления, определяем формулу оксида алюминия: $Al_2O_3$.

Составим и сбалансируем уравнение химической реакции:
$Al + O_2 \rightarrow Al_2O_3$
Для уравнивания атомов кислорода найдем наименьшее общее кратное для 2 (в $O_2$) и 3 (в $Al_2O_3$), которое равно 6. Поставим коэффициент 3 перед $O_2$ и 2 перед $Al_2O_3$.
$Al + 3O_2 \rightarrow 2Al_2O_3$
Теперь сбалансируем атомы алюминия. В правой части уравнения их $2 \times 2 = 4$. Следовательно, перед Al в левой части ставим коэффициент 4.
$4Al + 3O_2 \rightarrow 2Al_2O_3$
Проверка показывает, что количество атомов каждого элемента в левой и правой частях уравнения одинаково, следовательно, уравнение составлено верно.

Ответ: $4Al + 3O_2 = 2Al_2O_3$.