Номер 4, страница 11 - гдз по химии 11 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

Часть II. Периодическая система химических элементов и учение о строении атома. Глава I. Строение веществ - номер 4, страница 11.

Условие.

4. Укажите не менее трёх ионов, электронные конфигурации которых совпадают с конфигурацией атома аргона. ________

1) ________

2) ________

3) ________

Решение.

Решение 2.

Решение

Для ответа на этот вопрос необходимо сначала определить электронную конфигурацию атома аргона (Ar). Аргон — это инертный газ, находящийся в 18-й группе и 3-м периоде периодической системы. Его порядковый номер Z = 18. Следовательно, нейтральный атом аргона содержит 18 протонов и 18 электронов.

Электронная конфигурация атома аргона: $Ar: 1s^22s^22p^63s^23p^6$.

Эта конфигурация с полностью завершенным внешним электронным слоем (8 электронов) является очень стабильной. Другие атомы могут приобретать или терять электроны, чтобы достичь такой же устойчивой конфигурации, превращаясь в ионы. Наша задача — найти ионы, которые также имеют 18 электронов. Такие ионы называются изоэлектронными атому аргона. Их можно найти среди элементов, расположенных в периодической таблице по соседству с аргоном.

1)

Анионы (отрицательно заряженные ионы) образуются, когда атомы неметаллов, расположенные перед аргоном, принимают электроны для завершения своего внешнего слоя.

Возьмем атом хлора (Cl). Его порядковый номер 17, электронная конфигурация: $1s^22s^22p^63s^23p^5$. Для достижения стабильной конфигурации аргона атому хлора не хватает одного электрона. Принимая один электрон, атом хлора превращается в анион $Cl^−$. Этот ион будет иметь 17 протонов, но уже 18 электронов, а его электронная конфигурация станет $1s^22s^22p^63s^23p^6$, что полностью совпадает с конфигурацией атома аргона.

Ответ: ион хлорида (хлорид-ион) $Cl^−$.

2)

Катионы (положительно заряженные ионы) образуются, когда атомы металлов, расположенные после аргона, отдают электроны со своего внешнего слоя.

Рассмотрим атом калия (K). Его порядковый номер 19, электронная конфигурация: $1s^22s^22p^63s^23p^64s^1$. Атом калия имеет один валентный электрон на четвертом энергетическом уровне. Отдавая этот электрон, атом калия превращается в катион $K^+$. У иона калия остается 18 электронов, и его электронная конфигурация ($1s^22s^22p^63s^23p^6$) становится идентичной конфигурации атома аргона.

Ответ: ион калия $K^+$.

3)

Аналогично калию, рассмотрим атом кальция (Ca). Его порядковый номер 20, электронная конфигурация: $1s^22s^22p^63s^23p^64s^2$. На внешнем уровне у атома кальция находятся два электрона. Чтобы достичь стабильности, атом кальция отдает эти два электрона, образуя двухзарядный катион $Ca^{2+}$. Этот ион имеет 20 протонов и 18 электронов, а его электронная конфигурация $1s^22s^22p^63s^23p^6$ совпадает с конфигурацией атома аргона.

Ответ: ион кальция $Ca^{2+}$.

Другими примерами ионов с электронной конфигурацией атома аргона являются: сульфид-ион $S^{2−}$, фосфид-ион $P^{3−}$, ион скандия $Sc^{3+}$.