Номер 9, страница 22 - гдз по химии 7-9 класс дидактические и диагностические материалы Аршанский, Белохвостов

Определите символ элемента

Дано:

Химическое количество элемента, $n = 0,04$ моль

Общее число протонов в образце, $N_p = 3,3712 \cdot 10^{23}$

Постоянная Авогадро, $N_A \approx 6,02 \cdot 10^{23}$ моль⁻¹

Найти:

Символ химического элемента - ?

Решение:

1. Порядковый номер элемента в периодической системе (Z) численно равен количеству протонов в ядре одного атома. Чтобы найти Z, необходимо общее число протонов в образце ($N_p$) разделить на число атомов в этом образце ($N$).

2. Число атомов ($N$) в образце можно вычислить, умножив химическое количество вещества ($n$) на постоянную Авогадро ($N_A$):

$N = n \cdot N_A$

3. Выведем общую формулу для нахождения порядкового номера Z:

$Z = \frac{N_p}{N} = \frac{N_p}{n \cdot N_A}$

4. Подставим известные значения в формулу и произведем расчет:

$Z = \frac{3,3712 \cdot 10^{23}}{0,04 \text{ моль} \cdot 6,02 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1}} = \frac{3,3712}{0,2408} = 14$

5. Порядковый номер 14 в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева принадлежит кремнию.

Ответ: символ элемента - Si (кремний).

Опишите этот элемент по его положению в периодической системе

Кремний (Si) — химический элемент с порядковым номером 14. Биологическая роль, описанная в условии (антиоксидант, важен для здоровья кожи, волос, ногтей и кровеносных сосудов), полностью соответствует кремнию, который необходим для синтеза коллагена и эластина в организме.

Положение в периодической системе:

Кремний расположен в 3-м периоде, в 14-й группе (по устаревшей классификации — в главной подгруппе IV группы, IVA). Относительная атомная масса элемента составляет примерно $28,086$ а.е.м.

Строение атома:

Атом кремния имеет заряд ядра +14. В его состав входят 14 протонов и, у наиболее стабильного изотопа $^{28}\text{Si}$, 14 нейтронов. Вокруг ядра на трех энергетических уровнях располагаются 14 электронов. Электронная конфигурация атома кремния: $1s^22s^22p^63s^23p^2$. На внешнем (третьем) энергетическом уровне находятся 4 валентных электрона.

Свойства элемента и его соединений:

Кремний является неметаллом (иногда его относят к полуметаллам). Для него наиболее характерна степень окисления +4. Высший оксид кремния $SiO_2$ (оксид кремния(IV)) — это кислотный оксид, который является основным компонентом песка и кварца. Ему соответствует очень слабая, нерастворимая в воде кремниевая кислота $H_2SiO_3$. Кремний также образует летучее водородное соединение — силан $SiH_4$.

Ответ: кремний (Si) — это p-элемент 3-го периода 14-й (IVA) группы с атомным номером 14. Атом кремния состоит из ядра с зарядом +14 и 14 электронов, расположенных на трех электронных оболочках ($1s^22s^22p^63s^23p^2$). Кремний является неметаллом, образует кислотный оксид $SiO_2$ и соответствующую ему слабую кремниевую кислоту $H_2SiO_3$.