Номер 6-17, страница 78 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

6-17. Приведите примеры ионов, у которых электронная конфигурация

а) такая же, как у атомов криптона $Kr$;

б) как у ионов хлора $Cl^{-}$;

в) как у ионов рубидия $Rb^{+}$.

Решение

Ионы, имеющие одинаковую электронную конфигурацию, называются изоэлектронными. Чтобы найти такие ионы, необходимо определить количество электронов у эталонного атома или иона, а затем подобрать другие ионы с таким же числом электронов.

а) такая же, как у атомов криптона Kr

Атом криптона (Kr) имеет порядковый номер Z = 36. В нейтральном атоме число электронов равно порядковому номеру, следовательно, у Kr 36 электронов. Его электронная конфигурация: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^{10} 4s^2 4p^6$.
Нам нужно найти ионы, у которых также 36 электронов.
Катионы (положительно заряженные ионы) образуются при потере электронов атомами металлов, расположенных в периодической таблице после криптона. Например:
- Атом рубидия (Rb, Z=37) теряет 1 электрон: $Rb - 1e^- \rightarrow Rb^+$. Ион $Rb^+$ имеет 37 - 1 = 36 электронов.
- Атом стронция (Sr, Z=38) теряет 2 электрона: $Sr - 2e^- \rightarrow Sr^{2+}$. Ион $Sr^{2+}$ имеет 38 - 2 = 36 электронов.
Анионы (отрицательно заряженные ионы) образуются при присоединении электронов атомами неметаллов, расположенных в периодической таблице до криптона. Например:
- Атом брома (Br, Z=35) присоединяет 1 электрон: $Br + 1e^- \rightarrow Br^-$. Ион $Br^-$ имеет 35 + 1 = 36 электронов.
- Атом селена (Se, Z=34) присоединяет 2 электрона: $Se + 2e^- \rightarrow Se^{2-}$. Ион $Se^{2-}$ имеет 34 + 2 = 36 электронов.
Таким образом, ионы $Rb^+$, $Sr^{2+}$, $Br^-$, $Se^{2-}$ имеют такую же электронную конфигурацию, как у атома криптона.

Ответ: Примеры ионов: $Rb^+$, $Sr^{2+}$, $Br^-$, $Se^{2-}$.

б) как у ионов хлора Cl⁻

Атом хлора (Cl) имеет порядковый номер Z = 17. В ионе хлора $Cl^-$ на один электрон больше, чем в нейтральном атоме. Следовательно, у иона $Cl^-$ 17 + 1 = 18 электронов. Его электронная конфигурация: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6$. Эта конфигурация соответствует конфигурации благородного газа аргона (Ar, Z=18).
Нам нужно найти другие ионы, у которых также 18 электронов.
Катионы:
- Атом калия (K, Z=19) теряет 1 электрон: $K - 1e^- \rightarrow K^+$. Ион $K^+$ имеет 19 - 1 = 18 электронов.
- Атом кальция (Ca, Z=20) теряет 2 электрона: $Ca - 2e^- \rightarrow Ca^{2+}$. Ион $Ca^{2+}$ имеет 20 - 2 = 18 электронов.
Анионы:
- Атом серы (S, Z=16) присоединяет 2 электрона: $S + 2e^- \rightarrow S^{2-}$. Ион $S^{2-}$ имеет 16 + 2 = 18 электронов.
- Атом фосфора (P, Z=15) присоединяет 3 электрона: $P + 3e^- \rightarrow P^{3-}$. Ион $P^{3-}$ имеет 15 + 3 = 18 электронов.
Таким образом, ионы $K^+$, $Ca^{2+}$, $S^{2-}$, $P^{3-}$ имеют такую же электронную конфигурацию, как у иона хлора $Cl^-$.

Ответ: Примеры ионов: $K^+$, $Ca^{2+}$, $S^{2-}$, $P^{3-}$.

в) как у ионов рубидия Rb⁺

Атом рубидия (Rb) имеет порядковый номер Z = 37. Ион рубидия $Rb^+$ образуется при потере одного электрона. Следовательно, у иона $Rb^+$ 37 - 1 = 36 электронов. Его электронная конфигурация: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^{10} 4s^2 4p^6$.
Эта электронная конфигурация идентична конфигурации атома криптона (Kr). Таким образом, задача сводится к поиску ионов, изоэлектронных атому криптона, как и в пункте а).
Примерами таких ионов (кроме самого $Rb^+$) являются:
- Ион стронция $Sr^{2+}$ (38 протонов, 38 - 2 = 36 электронов).
- Ион брома $Br^-$ (35 протонов, 35 + 1 = 36 электронов).
- Ион селена $Se^{2-}$ (34 протона, 34 + 2 = 36 электронов).

Ответ: Примеры ионов: $Sr^{2+}$, $Br^-$, $Se^{2-}$, $Y^{3+}$.