Номер 6-22, страница 79 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

Вопросы и задания

6-22. В данном перечне элементов найдите полные и неполные электронные аналоги: кремний, фосфор, олово, титан, бериллий. Ответ обоснуйте.

Для определения полных и неполных электронных аналогов необходимо проанализировать электронные конфигурации атомов данных элементов. Электронными аналогами называют элементы, расположенные в одной подгруппе периодической системы.

• Полные электронные аналоги — это элементы, атомы которых имеют одинаковое строение не только внешнего, но и предвнешнего электронного слоя.
• Неполные электронные аналоги — это элементы, атомы которых имеют одинаковое строение внешнего электронного слоя, но разное строение предвнешнего слоя.

Рассмотрим электронные конфигурации предложенных элементов:

• Кремний (Si): Порядковый номер 14. Элемент 3-го периода, 14-й группы (IVA). Электронная конфигурация: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^2$. Внешний слой (n=3): $3s^2 3p^2$. Предвнешний слой (n=2): $2s^2 2p^6$ (содержит 8 электронов).
• Фосфор (P): Порядковый номер 15. Элемент 3-го периода, 15-й группы (VA). Электронная конфигурация: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^3$. Внешний слой: $3s^2 3p^3$.
• Олово (Sn): Порядковый номер 50. Элемент 5-го периода, 14-й группы (IVA). Электронная конфигурация: $[Kr] 4d^{10} 5s^2 5p^2$. Внешний слой (n=5): $5s^2 5p^2$. Предвнешний слой (n=4): $4s^2 4p^6 4d^{10}$ (содержит 18 электронов).
• Титан (Ti): Порядковый номер 22. Элемент 4-го периода, 4-й группы (IVB). Электронная конфигурация: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^2 4s^2$. Внешний слой: $4s^2$.
• Бериллий (Be): Порядковый номер 4. Элемент 2-го периода, 2-й группы (IIA). Электронная конфигурация: $1s^2 2s^2$. Внешний слой: $2s^2$.

Теперь проведем поиск аналогов среди перечисленных элементов.

Неполные электронные аналоги

В данном списке парой неполных электронных аналогов являются кремний (Si) и олово (Sn).

Обоснование:

Кремний и олово расположены в одной подгруппе (IVA), что делает их электронными аналогами. Сравним строение их электронных оболочек:

1. Внешний электронный слой. Оба элемента имеют по 4 валентных электрона с общей формулой $ns^2 np^2$. У кремния это $3s^2 3p^2$, у олова — $5s^2 5p^2$. Строение внешних слоев аналогично, что обуславливает сходство их химических свойств.
2. Предвнешний электронный слой. У кремния предвнешним является второй слой (n=2), который имеет завершенную конфигурацию $2s^2 2p^6$ и содержит 8 электронов. У олова предвнешним является четвертый слой (n=4), который имеет завершенную конфигурацию $4s^2 4p^6 4d^{10}$ и содержит 18 электронов.

Так как строение внешних электронных слоев у атомов кремния и олова аналогично, а предвнешних — различается (8 электронов против 18), они являются неполными электронными аналогами.

Ответ: Неполными электронными аналогами в данном перечне являются кремний и олово.

Полные электронные аналоги

Полные электронные аналоги должны иметь одинаковое строение как внешнего, так и предвнешнего электронного слоя. Для элементов IVA группы, к которым относятся кремний и олово, полными аналогами были бы элементы, у которых предвнешний слой содержит одинаковое число электронов (например, 18). Как показано выше, у кремния предвнешний слой содержит 8 электронов, а у олова — 18. Никакая другая пара элементов из списка не находится в одной подгруппе. Следовательно, в данном перечне нет элементов, являющихся полными электронными аналогами.

Ответ: Полные электронные аналоги в данном перечне отсутствуют.