Номер 1, страница 47, часть 2 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

1. Начертите схему строения атома углерода и укажите его валентные возможности.

1. Решение

Углерод (C) — это химический элемент, расположенный во 2-м периоде и IVА группе Периодической таблицы. Его порядковый номер — 6.

Схема строения атома углерода

Атом углерода состоит из положительно заряженного ядра и электронной оболочки.

• Заряд ядра равен $+6$, так как в ядре содержится 6 протонов.

• Общее число электронов также равно 6. Они располагаются на двух электронных слоях (энергетических уровнях).

• На первом слое находятся 2 электрона.

• На втором (внешнем, валентном) слое находятся 4 электрона.

Схематическое изображение строения атома: $C \ +6 \ )_2 )_4$.

Полная электронная конфигурация атома углерода: $1s^22s^22p^2$.

Валентные возможности углерода

Валентность элемента определяется числом неспаренных электронов, участвующих в образовании химических связей. Для углерода характерны два состояния — основное и возбужденное, что определяет его валентные возможности.

1. Основное состояние

Электронно-графическая формула валентного (второго) слоя $2s^22p^2$ в основном состоянии выглядит так:

$$ \underset{2s}{\boxed{\uparrow\downarrow}} \quad \underset{2p}{\boxed{\uparrow\;}\boxed{\uparrow\;}\boxed{\phantom{\uparrow}}} $$

В этом состоянии атом углерода имеет два неспаренных p-электрона. Это позволяет ему образовывать две химические связи. Таким образом, в основном состоянии углерод проявляет валентность II. Пример соединения — угарный газ, $CO$.

2. Возбужденное состояние

При поглощении энергии (например, при химической реакции) атом углерода переходит в возбужденное состояние. Один электрон с $2s$-подуровня "перескакивает" на свободную орбиталь $2p$-подуровня.

Электронная конфигурация валентного слоя в возбужденном состоянии становится $2s^12p^3$. Его электронно-графическая формула:

$$ \underset{2s}{\boxed{\uparrow\;}} \quad \underset{2p}{\boxed{\uparrow\;}\boxed{\uparrow\;}\boxed{\uparrow\;}} $$

В возбужденном состоянии у атома углерода есть четыре неспаренных электрона (один s-электрон и три p-электрона). Это позволяет атому образовывать четыре химические связи. В этом состоянии углерод проявляет валентность IV. Это наиболее характерная валентность для углерода, которую он проявляет в подавляющем большинстве своих соединений, особенно в органической химии (например, в метане $CH_4$, этане $C_2H_6$, диоксиде углерода $CO_2$).

Ответ: Схема строения атома углерода: ядро с зарядом $+6$, два электронных слоя с распределением электронов $2, 4$. Электронная формула $1s^22s^22p^2$. Валентные возможности углерода: II (в основном состоянии) и IV (в возбужденном состоянии). Наиболее характерной является валентность IV.