Номер 40, страница 14 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

40. Изоэлектронными называются частицы, имеющие одинаковое число электронов. Например, атом неона $Ne$ и ион натрия $Na^+$ содержат по 10 электронов и поэтому являются изоэлектронными частицами. Какие пары частиц являются изоэлектронными:

а) $CO$ и $N_2$;

б) $Cl^-$ и $K^+$;

в) $Mg^{2+}$ и $Ar$;

г) $H_2O$ и $Ne$;

д) $SO_2$ и $Cl_2O$;

е) $Ca^{2+}$ и $Cl^-$;

ё) $Br^-$ и $Kr$;

ж) $H_2S$ и $PH_3$;

з) $O^{2-}$ и $F$?

Изоэлектронные частицы — это атомы, ионы или молекулы, которые имеют одинаковое количество электронов. Для определения, является ли пара частиц изоэлектронной, необходимо подсчитать общее число электронов для каждой частицы в паре. Число электронов в нейтральном атоме равно его порядковому номеру (Z) в Периодической системе. Для ионов число электронов рассчитывается как Z минус положительный заряд или Z плюс абсолютное значение отрицательного заряда. Для молекул число электронов равно сумме электронов всех входящих в нее атомов.

a) CO и N₂

Число электронов в молекуле оксида углерода(II) CO: атом углерода C (Z=6) имеет 6 электронов, атом кислорода O (Z=8) имеет 8 электронов.

Всего электронов: $6 + 8 = 14$.

Число электронов в молекуле азота N₂: атом азота N (Z=7) имеет 7 электронов.

Всего электронов: $7 \times 2 = 14$.

Количество электронов одинаково (14).

Ответ: пара является изоэлектронной.

б) Cl⁻ и K⁺

Число электронов в хлорид-ионе Cl⁻: атом хлора Cl (Z=17) имеет 17 электронов. Ион имеет заряд -1, значит, он принял 1 электрон.

Всего электронов: $17 + 1 = 18$.

Число электронов в ионе калия K⁺: атом калия K (Z=19) имеет 19 электронов. Ион имеет заряд +1, значит, он отдал 1 электрон.

Всего электронов: $19 - 1 = 18$.

Количество электронов одинаково (18).

Ответ: пара является изоэлектронной.

в) Mg²⁺ и Ar

Число электронов в ионе магния Mg²⁺: атом магния Mg (Z=12) имеет 12 электронов. Ион имеет заряд +2, значит, он отдал 2 электрона.

Всего электронов: $12 - 2 = 10$.

Число электронов в атоме аргона Ar (Z=18): 18 электронов.

Количество электронов разное ($10 \neq 18$).

Ответ: пара не является изоэлектронной.

г) H₂O и Ne

Число электронов в молекуле воды H₂O: два атома водорода H (Z=1) и один атом кислорода O (Z=8).

Всего электронов: $(1 \times 2) + 8 = 10$.

Число электронов в атоме неона Ne (Z=10): 10 электронов.

Количество электронов одинаково (10).

Ответ: пара является изоэлектронной.

д) SO₂ и Cl₂O

Число электронов в молекуле диоксида серы SO₂: атом серы S (Z=16) и два атома кислорода O (Z=8).

Всего электронов: $16 + (8 \times 2) = 32$.

Число электронов в молекуле оксида дихлора Cl₂O: два атома хлора Cl (Z=17) и один атом кислорода O (Z=8).

Всего электронов: $(17 \times 2) + 8 = 34 + 8 = 42$.

Количество электронов разное ($32 \neq 42$).

Ответ: пара не является изоэлектронной.

е) Ca²⁺ и Cl⁻

Число электронов в ионе кальция Ca²⁺: атом кальция Ca (Z=20) имеет 20 электронов. Ион имеет заряд +2, значит, он отдал 2 электрона.

Всего электронов: $20 - 2 = 18$.

Число электронов в хлорид-ионе Cl⁻: атом хлора Cl (Z=17) имеет 17 электронов. Ион имеет заряд -1, значит, он принял 1 электрон.

Всего электронов: $17 + 1 = 18$.

Количество электронов одинаково (18).

Ответ: пара является изоэлектронной.

ё) Br⁻ и Kr

Число электронов в бромид-ионе Br⁻: атом брома Br (Z=35) имеет 35 электронов. Ион имеет заряд -1, значит, он принял 1 электрон.

Всего электронов: $35 + 1 = 36$.

Число электронов в атоме криптона Kr (Z=36): 36 электронов.

Количество электронов одинаково (36).

Ответ: пара является изоэлектронной.

ж) H₂S и PH₃

Число электронов в молекуле сероводорода H₂S: два атома водорода H (Z=1) и один атом серы S (Z=16).

Всего электронов: $(1 \times 2) + 16 = 18$.

Число электронов в молекуле фосфина PH₃: один атом фосфора P (Z=15) и три атома водорода H (Z=1).

Всего электронов: $15 + (1 \times 3) = 18$.

Количество электронов одинаково (18).

Ответ: пара является изоэлектронной.

з) O²⁻ и F?

Предположительно, в записи "F?" допущена опечатка, и имелся в виду фторид-ион F⁻.

Число электронов в оксид-ионе O²⁻: атом кислорода O (Z=8) имеет 8 электронов. Ион имеет заряд -2, значит, он принял 2 электрона.

Всего электронов: $8 + 2 = 10$.

Число электронов во фторид-ионе F⁻: атом фтора F (Z=9) имеет 9 электронов. Ион имеет заряд -1, значит, он принял 1 электрон.

Всего электронов: $9 + 1 = 10$.

При данном предположении количество электронов одинаково (10). Если бы имелся в виду нейтральный атом фтора F, у него было бы 9 электронов, и пара не была бы изоэлектронной.

Ответ: пара является изоэлектронной (при условии, что F? — это ион F⁻).