Условие задачи

Схема строения иона углерода со степенью окисления -41) +14 2ē 8ē 4ē2) +6 2ē 4ē3) +6 2ē 8ē4) +14 2ē 8ē 8ē

Решение

Наша задача относится к химии, точнее к теме атомной структуры ионов и электронной конфигурации. Здесь нужно построить схему, показывающую состав ядра и распределение электронов по оболочкам для углеродного иона, у которого степень окисления равна –4.

Для пояснения разберём пошагово:

1. ‹Ядро атома›
• В атоме углерода число протонов постоянно: 6 протонов, что даёт положительный заряд +6.
• Если речь идёт об изотопе углерода с массовым числом 14 (напр., углерод‑14), то кроме 6 протонов в ядре находятся 8 нейтронов, так как 14 – 6 = 8.
• Иногда в подобных схемах пишут число «+14», обозначая массовое число ядра, хотя по сути положительный заряд определяется числом протонов (+6).

2. ‹Электронная оболочка›
• Нейтральный атом углерода имеет 6 электронов.
• Если углеродный ион имеет степень окисления –4, значит, к нейтральному атому прибавляются 4 электрона. Таким образом, ион содержит 6 + 4 = 10 электронов.
• Электронное распределение для атома углерода (с 10 электронами) будет следующим:
– Первая оболочка (близко расположенная к ядру) вмещает 2 электрона
– Вторая оболочка вмещает оставшиеся 8 электронов
• Это можно записать как: 1s² 2s² 2p⁴ (при использовании квантовомеханического описания орбиталей). Но в наглядной схеме обычно указывают число электронов в каждой оболочке.

3. ‹Схема построения›
Из перечисленного видно, что правильная схема для углеродного иона со степенью окисления –4 должна содержать:
– Ядро, обозначенное либо числом протонов (+6) с дополнением нейтронов (общий массовый номер +14),
– Электронную оболочку, где первая оболочка содержит 2 электрона, а вторая – 8 электронов.

4. ‹Соотношение зарядов›
• Ядро имеет суммарно +6 (от 6 протонов)
• Электронная оболочка с 10 электронами имеет заряд –10
• Итоговый заряд системы: +6 + (–10) = –4, что соответствует условию задачи.

Таким образом, рассматривая предложенные варианты записи, правильной будет схема вида:

«+14 2ē 8ē 8ē»

то есть:
– +14 (массовое число ядра: 6 протонов и 8 нейтронов)
– 2ē (2 электрона в первой оболочке)
– 8ē (8 электронов во второй оболочке)

Эта запись отражает, что углеродный ион C^(4–) имеет ядро с массой 14 и электронную конфигурацию, позволяющую получить общий заряд –4.

Ответ: Схема строения иона углерода со степенью окисления –4 выглядит так:
Ядро: «+14» (6 протонов + 8 нейтронов),
Оболочки: первая оболочка – «2ē», вторая оболочка – «8ē».
Общая схема: «+14 2ē 8ē 8ē».