Номер 1, страница 12, часть 2 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

1. Изобразите электронную формулу меди, покажите распределение электронов по орбиталям. Какие степени окисления характерны для меди? Напишите формулы оксидов меди и соответствующие им гидроксиды.

Электронная формула меди и распределение электронов по орбиталям

Медь (Cuprum, $Cu$) — химический элемент 4-го периода, I группы, побочной подгруппы, с порядковым номером 29 в Периодической системе химических элементов. Атом меди содержит 29 протонов и 29 электронов.

Электронная конфигурация меди является исключением из общего правила заполнения орбиталей (правила Клечковского). Для достижения более устойчивого состояния, когда d-подуровень полностью заполнен, происходит так называемый "провал" одного электрона с 4s-орбитали на 3d-орбиталь. Вместо ожидаемой конфигурации $...3d^9 4s^2$ реализуется более энергетически выгодная конфигурация $...3d^{10} 4s^1$.

Полная электронная формула атома меди: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^{10} 4s^1$.

Сокращенная электронная формула, использующая символ предыдущего благородного газа (аргона), выглядит так: $[Ar] 3d^{10} 4s^1$.

Распределение электронов по орбиталям для внешнего и предвнешнего слоев можно изобразить в виде электронно-графической схемы:

Предвнешний уровень ($n=3$):

$3d$-подуровень: [↑↓] [↑↓] [↑↓] [↑↓] [↑↓]

Внешний уровень ($n=4$):

$4s$-подуровень: [↑]

Ответ: Электронная формула меди $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^{10} 4s^1$. Распределение по орбиталям валентных электронов: на 4s-подуровне находится 1 электрон, а предвнешний 3d-подуровень полностью заполнен 10 электронами.

Характерные степени окисления меди

Степени окисления меди обусловлены способностью атома отдавать электроны с внешнего 4s-уровня и предвнешнего 3d-уровня.

1. Атом меди может легко отдать один электрон с 4s-орбитали. При этом образуется ион $Cu^+$ со стабильной электронной конфигурацией $[Ar] 3d^{10}$. В этом случае медь проявляет степень окисления +1.

2. При более сильном воздействии окислителей атом меди может отдать еще один электрон, но уже с завершенного 3d-подуровня. При этом образуется ион $Cu^{2+}$ с электронной конфигурацией $[Ar] 3d^9$. В этом случае медь проявляет степень окисления +2. Эта степень окисления является наиболее устойчивой и распространенной для меди, особенно в водных растворах.

Ответ: Для меди характерны степени окисления +1 и +2.

Формулы оксидов меди и соответствующие им гидроксиды

В зависимости от степени окисления медь образует два ряда соединений, включая оксиды и гидроксиды.

1. В степени окисления +1:

- Оксид меди(I): $Cu_2O$. Это оксид красного цвета, проявляющий основные свойства.

- Гидроксид меди(I): $CuOH$. Этому оксиду соответствует неустойчивое основание белого цвета, которое легко разлагается при нагревании или даже при хранении.

2. В степени окисления +2:

- Оксид меди(II): $CuO$. Это оксид черного цвета, проявляющий преимущественно основные свойства (со слабыми амфотерными).

- Гидроксид меди(II): $Cu(OH)_2$. Этому оксиду соответствует нерастворимое в воде основание голубого цвета.

Ответ:

Степень окисления +1: оксид $Cu_2O$, гидроксид $CuOH$.

Степень окисления +2: оксид $CuO$, гидроксид $Cu(OH)_2$.