Номер 1, страница 182 - гдз по химии 8 класс учебник Оспанова, Аухадиева

1. Начертите схему строения атома углерода и укажите его валентные возможности.

1. Решение

Углерод (C) — это химический элемент с порядковым номером 6, расположенный во втором периоде, 14-й (IVA) группе периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева.

Схема строения атома углерода

1. Состав атома. Атом углерода состоит из ядра и электронной оболочки.

- Ядро содержит 6 протонов ($p^+$) и (в самом распространенном изотопе $^{12}C$) 6 нейтронов ($n^0$). Заряд ядра равен +6.

- На электронной оболочке вокруг ядра движутся 6 электронов ($e^-$).

2. Энергетические уровни (модель Бора). Электроны распределены по двум энергетическим уровням (электронным слоям).

- На первом уровне находятся 2 электрона.

- На втором (внешнем) уровне находятся 4 электрона.

Схематически это изображается так: $+6C \space )_{2e^{-}} \space )_{4e^{-}}$.

3. Электронная конфигурация. Полная электронная формула атома углерода в основном (невозбужденном) состоянии:

$1s^22s^22p^2$

Электронно-графическая схема валентных (внешних) электронов в основном состоянии:

$2p \quad \boxed{\uparrow\ } \boxed{\uparrow\ } \boxed{\ \ }$

$2s \quad \boxed{\uparrow\downarrow}$

На внешнем уровне 4 валентных электрона, из которых 2 являются неспаренными.

Валентные возможности углерода

Валентность атома определяется, как правило, числом неспаренных электронов, которые он может предоставить для образования химических связей.

1. Валентность II. В основном состоянии ($...2s^22p^2$) атом углерода имеет два неспаренных электрона. Это позволяет ему образовывать две ковалентные связи и проявлять валентность, равную II. Такое состояние реализуется, например, в молекуле угарного газа (CO) или в карбенах.

2. Валентность IV. Для образования большего числа связей атом углерода переходит в возбужденное состояние, получая небольшое количество энергии. Один из спаренных 2s-электронов переходит на свободную 2p-орбиталь.

Электронная конфигурация возбужденного атома углерода ($C^*$):

$1s^22s^12p^3$

Электронно-графическая схема валентных электронов в возбужденном состоянии:

$2p \quad \boxed{\uparrow\ } \boxed{\uparrow\ } \boxed{\uparrow\ }$

$2s \quad \boxed{\uparrow\ }$

В этом состоянии атом углерода имеет четыре неспаренных электрона и, следовательно, может образовывать четыре ковалентные связи. Валентность IV является наиболее распространенной и характерной для углерода (например, в $CH_4$, $CO_2$, $C_2H_6$). Для объяснения геометрии и равноценности образующихся связей используют концепцию гибридизации орбиталей ($sp^3$, $sp^2$, $sp$).

Ответ: Схема строения атома углерода: ядро с зарядом +6 (6 протонов, 6 нейтронов), 6 электронов, распределенных по двум энергетическим уровням (2 на первом, 4 на втором). Электронная формула: $1s^22s^22p^2$. Валентные возможности углерода: II (в основном состоянии) и IV (в возбужденном состоянии). Наиболее характерной и распространенной является валентность IV.