Номер 105, страница 266 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

10.105. Установите формулы молекул или ионов, содержащих указанное число частиц. Заполните таблицу.

Для определения формулы частицы (атома, молекулы или иона) необходимо использовать следующие принципы:

• Число протонов в ядре атома однозначно определяет химический элемент и равно его порядковому номеру (Z) в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева.
• Общее число протонов в молекуле или ионе равно сумме протонов всех атомов, входящих в состав частицы.
• В нейтральной частице (атоме или молекуле) число электронов равно общему числу протонов.
• Если число электронов не равно числу протонов, то частица является ионом. Заряд иона равен разности между числом протонов и числом электронов. Если протонов больше, ион положительный (катион), если электронов больше — отрицательный (анион).

Проанализируем каждую строку таблицы:

1. Частица: 1 атом, 1 протон, 2 электрона

Частица состоит из одного атома. Число протонов равно 1, что соответствует атому водорода (H). В частице 2 электрона, что на один больше, чем число протонов. Следовательно, это анион с зарядом $1 - 2 = -1$.

Ответ: $H⁻$.

2. Частица: 1 атом, 2 протона, 2 электрона

Частица состоит из одного атома. Число протонов равно 2, что соответствует атому гелия (He). Число электронов (2) равно числу протонов (2), следовательно, это нейтральный атом.

Ответ: $He$.

3. Частица: 2 атома, 2 протона, 2 электрона

Частица состоит из двух атомов, а общее число протонов равно 2. Единственный способ получить 2 протона из двух атомов — это объединить два атома водорода (H), каждый из которых имеет по 1 протону. Число электронов (2) равно числу протонов (2), значит, это нейтральная молекула.

Ответ: $H₂$.

4. Частица: 3 атома, 10 протонов, 10 электронов

Частица состоит из трех атомов и является электронейтральной (10 протонов, 10 электронов). Необходимо найти комбинацию из трех атомов, дающую в сумме 10 протонов. Распространенной трехатомной молекулой является вода. В молекуле воды ($H₂O$) 2 атома водорода (2 × 1 протон) и 1 атом кислорода (8 протонов). Сумма атомов: $2 + 1 = 3$. Сумма протонов: $2 \cdot 1 + 8 = 10$. Условия выполняются.

Ответ: $H₂O$.

5. Частица: 4 атома, 10 протонов, 10 электронов

Частица состоит из четырех атомов и является электронейтральной (10 протонов, 10 электронов). Ищем комбинацию из четырех атомов с суммарным числом протонов 10. Рассмотрим молекулу аммиака ($NH₃$). В ней 1 атом азота (7 протонов) и 3 атома водорода (3 × 1 протон). Сумма атомов: $1 + 3 = 4$. Сумма протонов: $7 + 3 \cdot 1 = 10$. Условия выполняются.

Ответ: $NH₃$.

6. Частица: 4 атома, 11 протонов, 10 электронов

Частица состоит из четырех атомов. Число протонов (11) на единицу больше числа электронов (10), следовательно, это катион с зарядом $+1$. Ищем комбинацию из четырех атомов с суммарным числом протонов 11. Рассмотрим ион гидроксония ($H₃O⁺$). В нем 3 атома водорода (3 × 1 протон) и 1 атом кислорода (8 протонов). Сумма атомов: $3 + 1 = 4$. Сумма протонов: $3 \cdot 1 + 8 = 11$. Условия выполняются.

Ответ: $H₃O⁺$.

7. Частица: 5 атомов, 10 протонов, 10 электронов

Частица состоит из пяти атомов и является электронейтральной (10 протонов, 10 электронов). Ищем комбинацию из пяти атомов с суммарным числом протонов 10. Рассмотрим молекулу метана ($CH₄$). В ней 1 атом углерода (6 протонов) и 4 атома водорода (4 × 1 протон). Сумма атомов: $1 + 4 = 5$. Сумма протонов: $6 + 4 \cdot 1 = 10$. Условия выполняются.

Ответ: $CH₄$.

8. Частица: 3 атома, 22 протона, 22 электрона

Частица состоит из трех атомов и является электронейтральной (22 протона, 22 электрона). Ищем комбинацию из трех атомов с суммарным числом протонов 22. Рассмотрим молекулу диоксида углерода ($CO₂$). В ней 1 атом углерода (6 протонов) и 2 атома кислорода (2 × 8 протонов). Сумма атомов: $1 + 2 = 3$. Сумма протонов: $6 + 2 \cdot 8 = 6 + 16 = 22$. Условия выполняются.

Ответ: $CO₂$.

9. Частица: 4 атома, 30 протонов, 32 электрона

Частица состоит из четырех атомов. Число электронов (32) на два больше числа протонов (30), следовательно, это анион с зарядом $-2$. Ищем комбинацию из четырех атомов с суммарным числом протонов 30. Рассмотрим карбонат-ион ($CO₃^{2-}$). В нем 1 атом углерода (6 протонов) и 3 атома кислорода (3 × 8 протонов). Сумма атомов: $1 + 3 = 4$. Сумма протонов: $6 + 3 \cdot 8 = 6 + 24 = 30$. Условия выполняются.

Ответ: $CO₃^{2-}$.

10. Частица: 4 атома, 31 протон, 32 электрона

Частица состоит из четырех атомов. Число электронов (32) на один больше числа протонов (31), следовательно, это анион с зарядом $-1$. Ищем комбинацию из четырех атомов с суммарным числом протонов 31. Рассмотрим нитрат-ион ($NO₃^{-}$). В нем 1 атом азота (7 протонов) и 3 атома кислорода (3 × 8 протонов). Сумма атомов: $1 + 3 = 4$. Сумма протонов: $7 + 3 \cdot 8 = 7 + 24 = 31$. Условия выполняются.

Ответ: $NO₃^{-}$.

11. Частица: 5 атомов, 31 протон, 32 электрона

Частица состоит из пяти атомов. Число электронов (32) на один больше числа протонов (31), следовательно, это анион с зарядом $-1$. Ищем комбинацию из пяти атомов с суммарным числом протонов 31. Рассмотрим гидрокарбонат-ион ($HCO₃^{-}$). В нем 1 атом водорода (1 протон), 1 атом углерода (6 протонов) и 3 атома кислорода (3 × 8 протонов). Сумма атомов: $1 + 1 + 3 = 5$. Сумма протонов: $1 + 6 + 3 \cdot 8 = 7 + 24 = 31$. Условия выполняются.

Ответ: $HCO₃^{-}$.

Итоговая заполненная таблица: