Для решения этой задачи нам нужны: Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева, «прямые руки», ясная голова и элементарные знания в объёме средней школы. Впрочем, руки могут быть любыми, голова, как мне кажется, тоже… А на тот случай, если все знания в том числе и школьные, давно покинули эту голову (которая может быть «любой», как мы уже договаривались выше), отчаиваться тоже не следует. Решение будет простым и понятным.
Из таблицы нам нужны всего лишь 7 элементов, поэтому всю целиком мы её рассматривать не будем. Это для того, чтобы не грузить Вас лишней информацией, хотя, как вы понимаете, информация никогда лишней не бывает.
Итак, по условию задания мы рассмотрим 5 металлов: железо Fe, магний Mg, кальций Ca, алюминий Al и медь Cu.
И ещё, чтобы, как и указано в условии задания, иметь возможность работать с оксидами и нитридами этих металлов, мы возьмём кислород О и азот N.
Первым делом нам нужно узнать сколько электронов в атомах каждого из этих элементов. Иначе как мы узнаем в оксиде какого металла их меньше, чем в нитриде. А для этого нужно всего лишь взглянуть на атомный номер соответствующего элемента в таблице Менделеева. К примеру, возьмём железо:
Атомный номер элемента обычно указывается вверху ячейки, посередине или в углу. Может также находиться под символом или названием элемента.
Атомный номер всегда целое число. В данном случае число «26» и есть атомный номер железа.
Помните слова из фильма «Москва слезам не верит»:
Вот и здесь так же. Атомный номер, он же порядковый номер химического элемента, оно же атомное число, оно же зарядовое число атомного ядра. Атомный номер соответствует числу протонов в ядре атома. Для химического элемента количество протонов в ядре – число постоянное. Ведь в противном случае это уже будет совсем другой элемент!
В обычном своём состоянии атомы нейтральны, потому что содержат одинаковое количество положительно заряженных протонов и отрицательно заряженных электронов. Значит количество электронов и протонов равны. За исключением, конечно, тех случаев, когда атом «захватывает» лишние или «теряет» свои электроны и ионизируется. Но в данной задаче о таких атомах речь не идёт.
Таким образом мы установили, что количество электронов в атоме можно установить, зная атомный номер элемента. Так давайте же быстрее займёмся этим увлекательным процессом.
Вот наши результаты по количеству электронов:
Fe – 26
Mg – 12
Ca – 20
Al – 13
Cu – 29
О – 8
N – 7
На втором этапе нам нужно определить количество электронов в оксидах и нитридах каждого из данных металлов. А это ещё проще.
A) Начнём с Fe. У железа известны 4 наиболее распространённых оксида и 1 нитрид:
Посмотрим, сколько там всего электронов, а заодно сразу и вычислим насколько их в оксидах меньше, чем в нитриде:
этот ответ нам не подходит.
Дальше вычислять не имеет смысла, т.к. мы видим, что в остальных оксидах электронов больше, чем в нитриде. Но для общего развития всё же доведём расчёты до конца.
Как мы видим из расчётов, ставку на Fe (железо) делать не стоит.
Порядок работы со всеми остальными металлами такой же, как и с железом, поэтому дальше пойдут голые расчёты без комментариев.
B) Mg
Это не совсем то, что нам нужно.
C) Ca
Мы нашли его! Это Ca. В его оксиде число электронов в 2,64 раза меньше, чем в нитриде, что и требуется по условию теста.
В принципе, на этом можно было бы и закончить. Но для чистоты эксперимента расчёты нужно довести до конца. А вдруг здесь несколько правильных ответов. Кто может гарантировать, что в оксидах оставшихся металлов электронов не в 2,64 раза меньше, чем в их нитридах?
D) Al
В оксиде алюминия электронов больше, чем в его нитриде.
Алюминий нам вообще не подходит.
E) Cu
Нет, наши «подозрения» не подтвердились. Ничего кроме кальция нам не подходит. Потому что только в его оксиде электронов ровно в 2,64 раза меньше, чем в нитриде.
Ответ: C) Ca