Номер 2, страница 102 - гдз по химии 9 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

2. Атом углерода отличается от атома кремния

1) числом электронов на внешнем слое

2) электроотрицательностью

3) высшей степенью окисления

4) валентностью

Решение

Для того чтобы определить, чем атом углерода отличается от атома кремния, необходимо рассмотреть их положение в периодической системе химических элементов и проанализировать их свойства. Углерод (C) и кремний (Si) оба находятся в 14-й группе (или IVА группе) периодической системы. Углерод расположен во 2-м периоде, а кремний – в 3-м. Это означает, что они являются элементами-аналогами и имеют сходное строение внешнего электронного слоя, что обуславливает схожесть их химических свойств. Однако, из-за разного числа электронных слоев, некоторые их свойства будут различаться. Рассмотрим каждый из предложенных вариантов.

1) числом электронов на внешнем слое

Поскольку углерод и кремний находятся в одной и той же, 14-й (IVА) группе, у них одинаковое число электронов на внешнем энергетическом уровне (валентных электронов). Это число равно номеру группы для элементов главных подгрупп. Электронная конфигурация углерода (C), порядковый номер 6: $1s^2 2s^2 2p^2$. На внешнем втором уровне находится $2+2=4$ электрона. Электронная конфигурация кремния (Si), порядковый номер 14: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^2$. На внешнем третьем уровне находится $2+2=4$ электрона. Таким образом, по числу электронов на внешнем слое атомы углерода и кремния не отличаются.

2) электроотрицательностью

Электроотрицательность – это фундаментальная химическая характеристика атома, мера его способности притягивать к себе электроны от других атомов в химической связи. В группах периодической системы электроотрицательность, как правило, уменьшается сверху вниз. Это связано с тем, что с увеличением номера периода растет радиус атома (добавляется новый электронный слой), и валентные электроны оказываются дальше от ядра и слабее притягиваются к нему. Углерод находится во 2-м периоде, а кремний – в 3-м, непосредственно под углеродом. Следовательно, атом углерода имеет меньший радиус и притягивает электроны сильнее, чем атом кремния. Электроотрицательность углерода по шкале Полинга составляет примерно 2,55, а кремния – 1,90. Следовательно, атомы углерода и кремния существенно отличаются по электроотрицательности.

3) высшей степенью окисления

Высшая степень окисления для элементов главных подгрупп, как правило, равна номеру группы. И углерод, и кремний находятся в 14-й (IVА) группе, поэтому их высшая степень окисления одинакова и равна $+4$. Эта степень окисления соответствует отдаче всех четырех валентных электронов. Например, в оксидах $CO_2$ (диоксид углерода) и $SiO_2$ (диоксид кремния) оба элемента проявляют степень окисления $+4$. Таким образом, по высшей степени окисления атомы углерода и кремния не отличаются.

4) валентностью

Валентность определяется числом химических связей, которые атом образует с другими атомами. Для углерода и кремния, имеющих по 4 валентных электрона, наиболее характерная и высшая валентность равна IV. Например, в соединениях $CH_4$ (метан) и $SiH_4$ (силан) оба элемента четырехвалентны. Таким образом, по своей высшей (и наиболее характерной) валентности атомы углерода и кремния не отличаются.

Из проведенного анализа следует, что единственным свойством из перечисленных, по которому атом углерода отличается от атома кремния, является электроотрицательность.

Ответ: 2