Номер 2, страница 152 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян, Остроумов

§ 34. Ионная химическая связь. Глава 5. Химическая связь. Окислительно-восстановительные реакции - номер 2, страница 152.

2. Найдите сходство и различия между:

а) атомом кальция и ионом кальция;

б) атомом кислорода и ионом кислорода.

а) атомом кальция и ионом кальция

Сходства:
И атом кальция (Ca), и ион кальция ($Ca^{2+}$) относятся к одному и тому же химическому элементу — кальцию. У них одинаковое строение атомного ядра: они содержат одинаковое число протонов (20) и, для конкретного изотопа, одинаковое число нейтронов. Следовательно, у них одинаковый заряд ядра, равный +20.

Различия:
Количество электронов и заряд: Атом кальция является электронейтральной частицей, так как число протонов в ядре (20) равно числу электронов на орбиталях (20). Его общий заряд равен 0. Ион кальция $Ca^{2+}$ образуется, когда атом отдает 2 электрона со своей внешней электронной оболочки. В результате ион имеет 18 электронов и приобретает положительный заряд +2.
Электронная конфигурация: Атом кальция имеет электронную конфигурацию $1s^22s^22p^63s^23p^64s^2$. У него 4 электронных уровня, внешний уровень не завершен. Ион кальция $Ca^{2+}$ имеет электронную конфигурацию $1s^22s^22p^63s^23p^6$. У него 3 электронных уровня, и внешний (третий) уровень является завершенным (содержит 8 электронов), что делает ион стабильным.
Радиус: Радиус иона кальция ($Ca^{2+}$) значительно меньше радиуса атома кальция (Ca). Это связано с тем, что, во-первых, ион теряет целый внешний электронный уровень (четвертый), и, во-вторых, оставшиеся 18 электронов сильнее притягиваются к тому же ядру с зарядом +20.
Химические свойства: Атом кальция — химически активный щелочноземельный металл, легко вступающий в реакции, в ходе которых он отдает свои 2 валентных электрона. Ион кальция $Ca^{2+}$ химически стабилен, так как имеет завершенную внешнюю электронную оболочку, и не склонен к дальнейшим химическим превращениям.

Ответ: Сходство атома и иона кальция заключается в одинаковом составе ядра (20 протонов), что определяет их принадлежность к одному элементу. Различия заключаются в количестве электронов (20 у атома, 18 у иона), общем заряде (0 у атома, +2 у иона), радиусе (ион меньше атома), электронной конфигурации и химической активности (атом активен, ион стабилен).

б) атомом кислорода и ионом кислорода

Сходства:
И атом кислорода (O), и ион кислорода ($O^{2-}$) относятся к одному и тому же химическому элементу — кислороду. У них одинаковое строение атомного ядра: они содержат 8 протонов и, для конкретного изотопа, одинаковое число нейтронов. Заряд ядра у них также одинаков и равен +8.

Различия:
Количество электронов и заряд: Атом кислорода электронейтрален, он содержит 8 протонов и 8 электронов, его заряд равен 0. Ион кислорода $O^{2-}$ (оксид-ион) образуется, когда атом кислорода принимает 2 электрона на свою внешнюю электронную оболочку. В результате ион имеет 10 электронов и приобретает отрицательный заряд -2.
Электронная конфигурация: Атом кислорода имеет электронную конфигурацию $1s^22s^22p^4$. Его внешний электронный уровень не завершен (содержит 6 электронов). Ион кислорода $O^{2-}$ имеет электронную конфигурацию $1s^22s^22p^6$. Его внешний электронный уровень является завершенным (содержит 8 электронов), что придает ему стабильность.
Радиус: Радиус иона кислорода ($O^{2-}$) больше радиуса атома кислорода (O). Присоединение двух дополнительных электронов усиливает взаимное отталкивание электронов на внешней оболочке, в то время как притягивающая сила ядра остается прежней (+8). Это приводит к увеличению размера электронной оболочки.
Химические свойства: Атом кислорода — химически очень активный неметалл, сильный окислитель, который стремится принять 2 электрона для завершения своего внешнего уровня. Ион кислорода $O^{2-}$ химически стабилен благодаря завершенной внешней электронной оболочке и существует в составе ионных соединений (оксидов).

Ответ: Сходство атома и иона кислорода заключается в одинаковом составе ядра (8 протонов). Различия заключаются в количестве электронов (8 у атома, 10 у иона), общем заряде (0 у атома, -2 у иона), радиусе (ион больше атома), электронной конфигурации и химической активности (атом активен, ион стабилен).