1. Схемы строения атомов углерода и кремния:
Общее в строении атомов углерода (C) и кремния (Si):
- Оба элемента находятся в IV группе главной подгруппе периодической системы Д. И. Менделеева.
- Их атомы имеют 4 валентных электрона на внешнем энергетическом уровне (2s²2p² у C, 3s²3p² у Si).
- В соединениях проявляют степень окисления +4, могут проявлять -4.
- Имеют схожие химические свойства, являются типичными неметаллами.
Преобладание неметаллических свойств:
- Углерод (C) проявляет более выраженные неметаллические свойства, чем кремний (Si), так как находится выше и правее в периодической системе.
2. Типы химической связи и электронные формулы:
а) КР (Калий и Фосфор):
- Тип связи: Ионная.
- Электронная формула калия (K): 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹.
- Электронная формула фосфора (P): 1s²2s²2p⁶3s²3p³.
б) Н₂ (Водород):
- Тип связи: Ковалентная неполярная.
- Электронная формула водорода (H): 1s¹.
3. Степени окисления и окислительно-восстановительные реакции:
а) CuO + H₂→ Cu + H₂O
- Степени окисления:
- Cu: +2 (в CuO), 0 (в Cu).
- O: -2 (во всех соединениях).
- H: +1 (в H₂ и H₂O).
- Окислительно-восстановительная реакция: Да.
- Электронный баланс:
- Cu⁺² + 2e⁻ → Cu⁰ (восстановление)
- 2H⁺¹ + 2e⁻ → H₂⁰ (окисление)
- Окислитель: CuO (медь).
- Восстановитель: H₂ (водород).
- Процессы: Окисление водорода, восстановление меди.
- Коэффициенты: 1, 1, 1, 1.
б) H₂SO₄ + CuO→ CuSO₄ + H₂O
- Степени окисления:
- H: +1.
- S: +6.
- O: -2.
- Cu: +2.
- Окислительно-восстановительная реакция: Нет.
4. Вычисление массы соли:
Дано:
- Количество атомов магния (Mg): \( N(Mg) = 9 · 10^{23} \) атомов.
- Реагент: Серная кислота (H₂SO₄).
Решение:
- Найдем количество вещества магния:
- \( \nu(Mg) = \frac{N(Mg)}{N_A} \), где \( N_A \) — число Авогадро (\( 6,02 · 10^{23} \) моль⁻¹).
- \( \nu(Mg) = \frac{9 · 10^{23}}{6,02 · 10^{23}} ≈ 1,5 \) моль.
- Запишем уравнение реакции:
- \( Mg + H_2SO_4 → MgSO_4 + H_2 ↑ \)
- Из уравнения видно, что из 1 моль Mg образуется 1 моль MgSO₄. Следовательно, \( \nu(MgSO_4) = \nu(Mg) = 1,5 \) моль.
- Найдем молярную массу сульфата магния (MgSO₄):
- \( M(MgSO_4) = M(Mg) + M(S) + 4 · M(O) = 24,3 + 32,1 + 4 · 16 = 100,4 \) г/моль.
- Вычислим массу соли:
- \( m(MgSO_4) = \nu(MgSO_4) · M(MgSO_4) = 1,5 · 100,4 = 150,6 \) г.
Ответ: Масса образовавшейся соли составляет 150,6 г.
5. Дополнительное задание:
а) у магния или кальция:
- У магния (Mg) электроотрицательность больше, чем у кальция (Ca). Магний находится выше и правее кальция в периодической системе.
б) у фосфора или серы:
- У серы (S) электроотрицательность больше, чем у фосфора (P). Сера находится правее фосфора в периодической системе.