Номер 1, страница 114 - гдз по химии 9 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Глава 6. Углерод и кремний. Параграф 31. Характеристика углерода и кремния. Аллотропия углерода. Подумай, ответь, выполни... - номер 1, страница 114.

Условие.

1. Перечислите химические элементы IVA-группы периодической системы Д. И. Менделеева. Найдите общие и отличительные черты в строении атомов этих элементов.

Решение.

Решение 2.

Перечислите химические элементы IVA-группы периодической системы Д. И. Менделеева.

К химическим элементам IVA-группы (или 14-й группы по современной классификации) периодической системы Д. И. Менделеева относятся:

• Углерод (C)
• Кремний (Si)
• Германий (Ge)
• Олово (Sn)
• Свинец (Pb)

Также в эту группу входит искусственно синтезированный радиоактивный элемент Флеровий (Fl).

Ответ: Элементы IVA-группы: Углерод (C), Кремний (Si), Германий (Ge), Олово (Sn), Свинец (Pb).

Найдите общие и отличительные черты в строении атомов этих элементов.

Общие черты:

Главной общей чертой в строении атомов всех элементов IVA-группы является одинаковое количество электронов на внешнем энергетическом уровне. У всех этих элементов на валентной оболочке находится по 4 электрона. Общая электронная формула их валентного слоя: $ns^2np^2$, где $n$ — номер периода, в котором находится элемент. Это определяет их положение в IV группе и обуславливает сходство многих химических свойств, например, проявление высшей степени окисления +4.

Отличительные черты:

Отличия в строении атомов связаны с последовательным увеличением заряда ядра и числа электронных слоев при переходе от одного элемента к другому сверху вниз по группе.

1. Число энергетических уровней: Оно увеличивается от 2 у углерода до 6 у свинца. Соответственно, растет и радиус атома.
2. Электронное строение: Несмотря на общую валентную конфигурацию, строение внутренних электронных оболочек усложняется:
   • $_{6}C: [He] 2s^22p^2$
   • $_{14}Si: [Ne] 3s^23p^2$
   • $_{32}Ge: [Ar] 3d^{10}4s^24p^2$ (появляется заполненный d-подуровень)
   • $_{50}Sn: [Kr] 4d^{10}5s^25p^2$
   • $_{82}Pb: [Xe] 4f^{14}5d^{10}6s^26p^2$ (появляется заполненный f-подуровень)
3. Свойства атомов: С увеличением радиуса атома валентные электроны слабее притягиваются к ядру, поэтому энергия ионизации и электроотрицательность закономерно уменьшаются сверху вниз по группе.
4. Характер простых веществ: Усиливаются металлические свойства. Углерод — типичный неметалл, кремний и германий — полуметаллы (металлоиды), а олово и свинец — металлы.
5. Стабильность степеней окисления: Для тяжелых элементов группы (олова и свинца) становится характерной и более устойчивой степень окисления +2 (в дополнение к +4), что связано с так называемым эффектом инертной пары.

Ответ:Общая черта: наличие 4 валентных электронов на внешнем энергетическом уровне, что соответствует общей электронной конфигурации валентной оболочки $ns^2np^2$. Отличительные черты: при движении по группе сверху вниз увеличивается число электронных слоев и радиус атома; усложняется строение внутренних электронных оболочек (появляются d- и f-подуровни); уменьшается энергия ионизации и электроотрицательность; происходит усиление металлических свойств (от неметалла C к металлу Pb).