ГДЗ по химии, 8 класс, Габриелян, номер 31.9: Строение электронных оболочек атомов

Для решения задачи необходимо вспомнить правила записи электронных конфигураций атомов. Число перед символом элемента обычно обозначает порядковый номер (заряд ядра), который равен общему числу электронов в нейтральном атоме. Сумма цифр после символа должна равняться этому общему числу электронов.

Разберём каждый пункт отдельно:

• а) ¹⁰X 2, 8 . Здесь указано общее число электронов — 10. Проверим сумму слоёв: 2+8=10. Элемент с порядковым номером 10 в периодической системе — это неон (Ne). Следовательно, вместо X нужно подставить символ Ne.
• б) _xP 2, X, 5 . В условии есть опечатка или нестандартная запись, но логика такова: элемент P — это фосфор. Его порядковый номер x равен 15. Распределение электронов по слоям для фосфора: на первом слое 2 электрона, на втором — 8, на третьем — 5. Сумма: 2+8+5=15. Таким образом, нижний индекс x равен 15, а пропущенное число на втором слое (обозначенное как X в условии, хотя лучше читать как неизвестную цифру) равно 8. Если же X в условии означает сам элемент, то это фосфор, но тогда цифры должны совпасть. Исходя из стандартной схемы 2,n,m, для фосфора второй слой заполнен до 8. Значит, искомая цифра во втором слое — 8, а порядковый номер x=15.
• в) ^2He X . Гелий имеет порядковый номер 2. У него всего один электронный слой, на котором находится 2 электрона. Запись 2,... подразумевает первый слой. Так как всего электронов 2, то X (число электронов на указанном уровне или остаток) должно быть таким, чтобы сумма давала 2. Обычно электронная формула гелия записывается просто как 2. Если структура предполагает два числа, например 1,1 (что неверно для He) или просто одно число, то здесь X скорее всего обозначает количество электронов на внешнем (и единственном) уровне, если первый уровень уже учтён, либо это ошибка в задании. Однако, чаще всего в таких задачах X — это число электронов на последнем уровне. Для He внешний уровень содержит 2 электрона. Но так как у него только один уровень, запись 2 полная. Если предположить, что X — это второе число в паре, то для He оно отсутствует или равно 0. Но давайте посмотрим на вариант г).
• г) ^3X X, X, 2 . Порядковый номер 3 соответствует литию (Li). Электроны распределяются по слоям: на первом 2, на втором 1. Итого 2+1=3. В условии написано три значения: X,X,2. Это противоречит структуре лития (у него 2 слоя). Возможно, имеется в виду элемент с порядковым номером, где сумма X+X+2 равна заряду ядра. Если верхний индекс 3 верен, то 2X+2=3→2X=1, что невозможно для целого числа электронов.
  Давайте пересмотрим условие. Возможно, в пункте г) верхний индекс тоже является переменной или ошибкой OCR? Или элемент другой?
  Если мы ищем элемент, у которого распределение n_1,n_2,n₃, то минимальный элемент с тремя слоями — натрий (Na, Z=11): 2,8,1. Магний (Mg, Z=12): 2,8,2.
  В условии г) написано: ^3X X,X,2. Если верхняя тройка — это порядковый номер, то это Литий. У Лития нет третьего слоя. Значит, условие может содержать опечатку в индексе или в количестве чисел.
  Однако, если посмотреть на структуру ответа для б), там было xP. Может быть, в г) X — это символ элемента, а верхний индекс — порядковый номер? Нет, там ^3X.
  Рассмотрим альтернативную интерпретацию: возможно, в г) речь идет об элементе, у которого последний слой содержит 2 электрона, и он находится в 3-м периоде? Тогда это магний (Mg), Z=12. Конфигурация: 2,8,2. Здесь первое число 2, второе 8, третье 2. В условии написано X,X,2. Если X — это одна и та же цифра, то X,X,2 не подходит под Mg (2,8,2).
  А если X — это разные переменные? Нет, обычно одинаковые буквы означают одинаковые значения.
  Вернемся к пункту в). ^2He X. У гелия 2 электрона. На первом уровне 2. Если запись требует двух чисел, это странно. Но часто в школьных задачах X заменяется на число электронов на внешнем уровне. Для He внешний уровень — первый, на нем 2 электрона. Значит X=2.

  Итак, скорректируем логику для пункта г). Если элемент имеет порядковый номер 3 (Литий), его схема 2,1. В условии три числа. Это невозможно.
  Что если верхний индекс в г) — это не 3, а переменная? Или элемент X имеет заряд ядра, равный сумме X+X+2?
  Давайте предположим, что в условии г) опечатка в верхнем индексе, и он должен соответствовать сумме. Например, если это Алюминий (Al, Z=13): 2,8,3. Не подходит. Кремний (Si, Z=14): 2,8,4. Фосфор (P, Z=15): 2,8,5. Серa (S, Z=16): 2,8,6. Хлор (Cl, Z=17): 2,8,7. Аргон (Ar, Z=18): 2,8,8.
  Единственный случай, когда последнее число 2 — это Магний (2,8,2). Но тогда первые два числа разные (2 и 8). В условии они оба X. Значит, X не может быть одним и тем же числом для первого и второго слоя, если это Mg.
  Может быть, это Кальций (Ca, Z=20)? 2,8,8,2. Четыре слоя.
  Рассмотрим вариант, что X в условии г) — это не одна и та же цифра, а просто обозначение неизвестных. Но математически X=X.
  Скорее всего, в пункте г) подразумевается элемент, у которого на внешнем уровне 2 электрона, и это третий слой. Самый простой пример — Магний. Но его конфигурация 2,8,2. Здесь X=2 и X=8 — противоречие.
  А что если это элемент Берилий (Be, Z=4)? Конфигурация 2,2. Два слоя. В условии три числа.
  Проверим пункт б) еще раз. xP 2, X, 5. Фосфор: 2,8,5. Здесь X=8. Порядок x=15. Все сходится.
  Пункт в) ^2He X. Гелий: 2. Если требуется заполнить пробел после запятой, то его нет. Но если X — это число электронов на внешнем уровне, то X=2.
  Пункт г) ^3X X, X, 2. Если верхний индекс 3 — это номер периода? Нет, обычно верхний индекс слева — порядковый номер. Если это порядковый номер 3, то это Li (2,1). Три числа невозможны.
  Возможно, в условии г) верхний индекс — это не 3, а буквенное обозначение или другая цифра? Или элемент X находится в 3-м периоде? Если элемент в 3-м периоде и имеет 2 электрона на внешнем уровне, это Mg (Z=12). Схема: 2,8,2. Если в условии X,X,2 означает, что первые два слоя имеют одинаковое число электронов? Такого элемента нет (1-й слой всегда 2, 2-й всегда 8).
  Другой вариант: опечатка в условии учебника, и должно быть ¹²Mg 2,8,2. Или ^4Be 2,2 (но там два числа).
  Учитывая типичные ошибки в таких сборниках, наиболее вероятный ответ для г) основан на том, что X — это символ элемента, а цифры — слои. Если элемент имеет 3 слоя и последний слой 2 электрона, и при этом первые два слоя... нет, они фиксированы.
  Давайте посмотрим на пункт а) снова. ¹⁰X 2, 8. Ответ Ne.
  Пункт б) ₁₅P 2, 8, 5. Ответ x=15, средняя цифра 8.
  Пункт в) ^2He 2. Ответ X=2 (если считать, что X — это число электронов на указанном уровне, или просто полное число).
  Пункт г) Если предположить, что верхний индекс 3 — это опечатка и должно быть 12 (Магний), то X в схеме 2,8,2 не работает как единая переменная.
  Но! Что если в г) речь идет о Боре (B, Z=5)? 2,3. Два слоя.
  Что если это Натрий (Na, Z=11)? 2,8,1.
  Единственный элемент с симметричной записью, где могут быть одинаковые цифры, кроме крайних случаев, — это если бы слои были 2,2,2 (невозможно) или 1,1,1 (невозможно).
  Однако, есть элемент Кальций (Ca, Z=20): 2,8,8,2. Здесь средние два слоя равны 8. Но слоев четыре.
  Вероятнее всего, в пункте г) имелся в виду элемент Бериллий (Be), но с ошибкой в количестве чисел, или Магний , но с ошибкой в обозначении переменных.
  Тем не менее, если строго следовать математике: 2X+2=Z. Если Z=3, то 2X=1, X=0.5 (невозможно).
  Если мы игнорируем верхний индекс 3 как опечатку и ищем элемент вида X,X,2, то такого стабильного атома в основном состоянии нет (1-й слой 2, 2-й слой 8).
  Поэтому, скорее всего, в условии г) X в верхнем индексе и X в схеме — это разные вещи, или это задача на поиск элемента, где порядковый номер равен сумме.
  Но давайте посмотрим на ключевые слова темы «Строение электронных оболочек». Часто встречаются элементы: H, He, Li, Be, B, C, N, O, F, Ne, Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, Ar, K, Ca.
  Из них только Mg (2,8,2) и Ca (2,8,8,2) заканчиваются на 2.
  Если в г) написано ^3X, возможно, это не 3, а Z? Или это элемент с зарядом ядра 3? Нет.
  Предположим, что в г) опечатка и должно быть ¹²Mg 2,8,2. Тогда заменить символ X на нужный элемент: это Mg. Цифры: 2, 8, 2.
  Если же нужно найти цифру X в выражении X,X,2, то это невозможно для реальных элементов.
  Однако, иногда в задачах путают порядок. Например, 2,X,2? Тогда 2+X+2=Z. Если это Mg (Z=12), то 4+X=12→X=8. Схема 2,8,2. Подходит!
  Так что, вероятно, в условии г) должно быть ¹²Mg 2,X,2 или аналогично, где средний слой неизвестен. Но в тексте сказано X,X,2.
  Я дам решение, исходя из наиболее вероятной логики исправления опечаток в типовых задачах этого уровня:
  а) Неон.
  б) Фосфор, x=15, средний слой 8.
  в) Гелий, X=2.
  г) Скорее всего, это Магний, и в схеме должно быть 2,8,2. Если же требовать строгого соблюдения букв X,X, то задача не имеет физического смысла. Я укажу элемент Магний и его корректную схему, отметив несоответствие в условии.