Номер 6-23, страница 79 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

6-23. Из данного перечня элементов выберите полные и неполные электронные аналоги: скандий, алюминий, магний, иттрий, стронций. Ответ обоснуйте.

Электронными аналогами называют элементы, атомы которых имеют сходное строение внешних электронных оболочек. Это сходство определяет их принадлежность к одной группе периодической системы и схожесть химических свойств. Аналоги бывают полными и неполными. Для определения аналогов среди предложенных элементов (скандий, алюминий, магний, иттрий, стронций) необходимо рассмотреть их электронные конфигурации и положение в периодической системе.

• Магний (Mg): №12, 3-й период, IIA группа. Электронная конфигурация: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2$. Валентные электроны: $3s^2$.
• Стронций (Sr): №38, 5-й период, IIA группа. Электронная конфигурация: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^{10} 4s^2 4p^6 5s^2$. Валентные электроны: $5s^2$.
• Алюминий (Al): №13, 3-й период, IIIA группа. Электронная конфигурация: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^1$. Валентные электроны: $3s^2 3p^1$.
• Скандий (Sc): №21, 4-й период, IIIB группа. Электронная конфигурация: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^1 4s^2$. Валентные электроны: $3d^1 4s^2$.
• Иттрий (Y): №39, 5-й период, IIIB группа. Электронная конфигурация: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^{10} 4s^2 4p^6 4d^1 5s^2$. Валентные электроны: $4d^1 5s^2$.

Полные электронные аналоги

Полными электронными аналогами являются элементы, принадлежащие к одной и той же подгруппе периодической системы. У атомов таких элементов одинаковое строение валентных электронных слоев.

1. Магний (Mg) и стронций (Sr). Оба элемента находятся во II группе, главной подгруппе (IIA). Они являются s-элементами. Их атомы имеют по два электрона на внешней s-орбитали ($ns^2$). Строение их валентных электронных слоев ($3s^2$ у Mg и $5s^2$ у Sr) аналогично, что обуславливает их сходство как щелочноземельных металлов.

2. Скандий (Sc) и иттрий (Y). Оба элемента находятся в III группе, побочной подгруппе (IIIB). Они являются d-элементами. Их валентные электроны имеют схожую конфигурацию $(n-1)d^1 ns^2$ ($3d^1 4s^2$ у Sc и $4d^1 5s^2$ у Y). Тип заполняемого подуровня и число валентных электронов у них совпадают.

Ответ: Полными электронными аналогами являются пары: магний и стронций (Mg – Sr); скандий и иттрий (Sc – Y).

Неполные электронные аналоги

Неполными электронными аналогами являются элементы одной группы, но разных подгрупп. У них одинаковое число валентных электронов, но разное строение электронных оболочек (заполняются орбитали разного типа: s, p, d).

Алюминий (Al), скандий (Sc) и иттрий (Y). Все эти элементы формально относятся к III группе. Однако алюминий находится в главной подгруппе (IIIA), а скандий и иттрий — в побочной (IIIB).

• Алюминий является p-элементом с валентной конфигурацией $3s^2 3p^1$.
• Скандий и иттрий являются d-элементами с валентными конфигурациями $3d^1 4s^2$ и $4d^1 5s^2$ соответственно.

Несмотря на одинаковое число валентных электронов (три) и общую высшую степень окисления +3, тип заполняемой орбитали и структура электронных оболочек у них различны. Поэтому алюминий является неполным электронным аналогом для скандия и иттрия.

Ответ: Неполными электронными аналогами являются пары: алюминий и скандий (Al – Sc); алюминий и иттрий (Al – Y).