Задание №6 — Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева. Строение атомов

Решение.

Для того чтобы правильно ответить на вопрос, проанализируем положение указанных элементов в Периодической системе Д.И. Менделеева. Элементы углерод $\text{C}$, азот $\text{N}$ и кислород $\text{O}$ находятся во втором периоде и следуют друг за другом слева направо (порядковые номера 6, 7 и 8 соответственно).

Рассмотрим, как изменяются предложенные характеристики в этом ряду:

1) Заряд ядра атома. Заряд ядра численно равен порядковому номеру элемента. У углерода он равен $+6$, у азота $+7$, у кислорода $+8$. Следовательно, в ряду $\text{C} \rightarrow \text{N} \rightarrow \text{O}$ заряд ядра увеличивается. Это утверждение неверно.

2) Радиус атома. При движении по периоду слева направо заряд ядра растёт, а число электронных слоёв остаётся неизменным. Из-за этого электроны сильнее притягиваются к ядру, и атом как бы «сжимается». Таким образом, радиус атома в ряду $\text{C} \rightarrow \text{N} \rightarrow \text{O}$ уменьшается. Это утверждение верно.

3) Электроотрицательность элемента. Электроотрицательность — это способность атома притягивать к себе электроны. В периодах слева направо (в сторону фтора) она растёт. Значит, в данном ряду электроотрицательность увеличивается. Это утверждение неверно.

4) Валентность в летучем водородном соединении. Составим формулы летучих водородных соединений для этих элементов:
- Для углерода ($\text{IV}$ группа): $\text{CH}_{4}$, валентность углерода равна $4$.
- Для азота ($\text{V}$ группа): $\text{NH}_{3}$, валентность азота равна $3$.
- Для кислорода ($\text{VI}$ группа): $\text{H}_{2}\text{O}$, валентность кислорода равна $2$.
Мы видим, что значения валентности изменяются в ряду: $4 \rightarrow 3 \rightarrow 2$, то есть валентность уменьшается. Это утверждение верно.

5) Число заполненных электронами энергетических уровней. Все три элемента находятся во втором периоде. Это значит, что у каждого из них электроны располагаются на $2$ энергетических уровнях. Число уровней не изменяется. Это утверждение неверно.

Таким образом, в ряду $\text{C} \rightarrow \text{N} \rightarrow \text{O}$ уменьшаются радиус атома и валентность в летучем водородном соединении.

Ответ: 24

Источник: ФИПИ