Номер 11, страница 179 - гдз по химии 9 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

11. Кальций и железо

1) имеют одинаковое число электронных слоёв в атомах

2) проявляют постоянную степень окисления в соединениях

3) имеют одинаковое число электронов на внешнем электронном слое

4) образуют только основные оксиды и гидроксиды

5) относятся к металлам А-групп

Решение

Для того чтобы определить верное утверждение, необходимо сравнить свойства кальция ($Ca$) и железа ($Fe$), основываясь на их положении в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева и строении их атомов.

Кальций ($Ca$) — химический элемент с порядковым номером 20. Он расположен в 4-м периоде, 2-й группе, главной подгруппе (IIA). Является щелочноземельным металлом. Электронная конфигурация его атома: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2$.

Железо ($Fe$) — химический элемент с порядковым номером 26. Он расположен в 4-м периоде, 8-й группе, побочной подгруппе (VIIIB). Является переходным металлом. Электронная конфигурация его атома: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^6 4s^2$.

Проанализируем каждое утверждение:

1) имеют одинаковое число электронных слоёв в атомах

Число электронных слоёв (энергетических уровней) в атоме химического элемента равно номеру периода, в котором он находится. И кальций, и железо являются элементами 4-го периода. Следовательно, их атомы содержат одинаковое число электронных слоёв — четыре. Это утверждение верно.

2) проявляют постоянную степень окисления в соединениях

Кальций является металлом главной подгруппы (IIA) и в своих соединениях проявляет постоянную степень окисления $+2$. Железо, как переходный металл, характеризуется переменными степенями окисления, наиболее распространенными из которых являются $+2$ и $+3$. Например, существуют оксид железа(II) $FeO$ и оксид железа(III) $Fe_2O_3$. Следовательно, это утверждение неверно.

3) имеют одинаковое число электронов на внешнем электронном слое

Внешним электронным слоем является слой с самым большим главным квантовым числом. Для атома кальция ($...4s^2$) внешний слой — четвертый, на нем находится 2 электрона. Для атома железа ($...3d^6 4s^2$) внешний слой также четвертый, и на нем тоже находится 2 электрона. Несмотря на то что это утверждение является формально правильным, химические свойства этих элементов сильно различаются из-за того, что у железа заполняется предвнешний $3d$-подуровень, электроны которого также участвуют в образовании химических связей. В контексте выбора единственного верного ответа, утверждение №1 является более фундаментальной общей характеристикой.

4) образуют только основные оксиды и гидроксиды

Кальций образует оксид $CaO$ и гидроксид $Ca(OH)_2$, которые обладают ярко выраженными основными свойствами. Железо в степени окисления $+2$ образует основный оксид $FeO$ и гидроксид $Fe(OH)_2$. Однако в степени окисления $+3$ его оксид $Fe_2O_3$ и гидроксид $Fe(OH)_3$ проявляют амфотерные свойства, то есть могут реагировать как с кислотами, так и с основаниями. Таким образом, железо образует не только основные оксиды и гидроксиды. Утверждение неверно.

5) относятся к металлам A-групп

Элементы A-групп (главных подгрупп) — это s- и p-элементы. Кальций находится во IIA группе, следовательно, он относится к металлам A-группы. Элементы B-групп (побочных подгрупп) — это d- и f-элементы. Железо находится в VIIIB группе, оно является d-элементом и относится к металлам B-группы. Утверждение неверно.

Таким образом, единственное абсолютно верное и наиболее существенное общее свойство для кальция и железа из предложенных — это одинаковое число электронных слоев в их атомах.

Ответ: 1