1.изобразите электронную формулу атома углерода в нормальном и возбуждённом состоянии. почему для атома углерода возможен переход электронов? 2.напишите уравнение реакций восстановления углём меди: а) из оксида меди(i) б) из оксида меди (ii). обозначте степени окисления атомов, укажите переход электронов, а также окислитель и восстановитель.

В нормальном состоянии электронная конфигурация углерода $\mathbf{1}{\mathbf{s}}^{\mathbf{2}}\mathbf{2}{\mathbf{s}}^{\mathbf{2}}\mathbf{2}{\mathbf{p}}^{\mathbf{2}}$, в возбуждённом — $\mathbf{1}{\mathbf{s}}^{\mathbf{2}}\mathbf{2}{\mathbf{s}}^{\mathbf{1}}\mathbf{2}{\mathbf{p}}^{\mathbf{3}}$. Переход возможен из-за наличия свободной орбитали на $2p$-подуровне и близости энергетических уровней $2s$ и $2p$. Уравнения реакций: $\mathbf{2}\mathbf{C}{\mathbf{u}}_{\mathbf{2}}\mathbf{O}\mathbf{+}\mathbf{C}\mathbf{}\mathbf{4}\mathbf{C}\mathbf{u}\mathbf{+}\mathbf{C}{\mathbf{O}}_{\mathbf{2}}$ и $\mathbf{2}\mathbf{C}\mathbf{u}\mathbf{O}\mathbf{+}\mathbf{C}\mathbf{}\mathbf{2}\mathbf{C}\mathbf{u}\mathbf{+}\mathbf{C}{\mathbf{O}}_{\mathbf{2}}$. ️ Шаг 1: Электронное строение углерода В основном (нормальном) состоянии атом углерода имеет электронную формулу: $1s^{2}2s^{2}2p^2$На внешнем слое находятся два спаренных $s$-электрона и два неспаренных $p$-электрона. При получении дополнительной энергии (возбуждении) один электрон с $2s$-орбитали переходит на свободную ячейку $2p$-подуровня. Формула в возбуждённом состоянии ( ${\mathbf{C}}^{\mathbf{*}}$): $1s^{2}2s^{1}2p^3$Этот переход возможен, так как на втором энергетическом уровне есть вакантная $2p$-орбиталь, а разница в энергии между $2s$ и $2p$ подуровнями невелика. Это позволяет углероду образовывать четыре ковалентные связи. ️ Шаг 2: Восстановление меди из оксида меди(I) Уравнение реакции при нагревании: $2\stackrel{\mathrm{+1}}{Cu}{}_2\stackrel{-2}{O}+\stackrel{0}{C}4\stackrel{0}{Cu}+\stackrel{\mathrm{+4}}{C}\stackrel{-2}{O}{}_2$Электронный баланс и роли реагентов:

1. $\stackrel{\mathrm{+1}}{Cu}+1e^{-}\stackrel{0}{Cu}$ (процесс восстановления, $\mathbf{C}{\mathbf{u}}_{\mathbf{2}}\mathbf{O}$ — окислитель) $\stackrel{0}{C}-4e^{-}\stackrel{\mathrm{+4}}{C}$ (процесс окисления, $\mathbf{C}$ — восстановитель)

Коэффициенты: для баланса электронов ( $4\times 1$) перед медью ставится общий коэффициент. ️ Шаг 3: Восстановление меди из оксида меди(II) Уравнение реакции: $2\stackrel{\mathrm{+2}}{Cu}\stackrel{-2}{O}+\stackrel{0}{C}2\stackrel{0}{Cu}+\stackrel{\mathrm{+4}}{C}\stackrel{-2}{O}{}_2$Электронный баланс и роли реагентов:

1. $\stackrel{\mathrm{+2}}{Cu}+2e^{-}\stackrel{0}{Cu}$ (процесс восстановления, $\mathbf{C}\mathbf{u}\mathbf{O}$ — окислитель) $\stackrel{0}{C}-4e^{-}\stackrel{\mathrm{+4}}{C}$ (процесс окисления, $\mathbf{C}$ — восстановитель)

В обеих реакциях углерод забирает кислород, превращаясь в углекислый газ, и выступает в роли типичного восстановителя. Ответ:

1. Нормальное состояние: $\mathbf{1}{\mathbf{s}}^{\mathbf{2}}\mathbf{2}{\mathbf{s}}^{\mathbf{2}}\mathbf{2}{\mathbf{p}}^{\mathbf{2}}$; возбуждённое состояние: $\mathbf{1}{\mathbf{s}}^{\mathbf{2}}\mathbf{2}{\mathbf{s}}^{\mathbf{1}}\mathbf{2}{\mathbf{p}}^{\mathbf{3}}$. Переход обусловлен наличием свободной орбитали на $2p$-подуровне. Реакции:
   а) $\mathbf{2}\mathbf{C}{\mathbf{u}}_{\mathbf{2}}\mathbf{O}\mathbf{+}\mathbf{C}\mathbf{}\mathbf{4}\mathbf{C}\mathbf{u}\mathbf{+}\mathbf{C}{\mathbf{O}}_{\mathbf{2}}$, где $\mathbf{C}{\mathbf{u}}^{\mathrm{+1}}$ — окислитель, ${\mathbf{C}}^{\mathbf{0}}$ — восстановитель.
   б) $\mathbf{2}\mathbf{C}\mathbf{u}\mathbf{O}\mathbf{+}\mathbf{C}\mathbf{}\mathbf{2}\mathbf{C}\mathbf{u}\mathbf{+}\mathbf{C}{\mathbf{O}}_{\mathbf{2}}$, где $\mathbf{C}{\mathbf{u}}^{\mathrm{+2}}$ — окислитель, ${\mathbf{C}}^{\mathbf{0}}$ — восстановитель.

Нужно ли составить графические электронные схемы (с квантовыми ячейками) для более наглядного отображения перехода электронов углерода?