Простое вещество, образованное атомами химического элемента X, реагирует с хлором с образованием соединения состава XCl. Определите элемент X, если его ион в соединении XCl содержит 18 электронов.

Чтобы определить элемент X, нужно узнать, сколько электронов содержит его атом. Для этого мы можем использовать информацию о количестве электронов в ионе XCl и знания о структуре атомов ионов.

Начнем с информации о количестве электронов в ионе XCl. Мы знаем, что он содержит 18 электронов. Допустим, что атом X в свободном состоянии тоже содержит 18 электронов.

Атом X образует ион X^n+ в соединении XCl. Чтобы ион был положительно заряженным (X^n+), он должен потерять некоторое количество электронов. Раз ион X^n+ содержит 18 электронов, значит атом X должен иметь больше 18 электронов (так как ионы всегда имеют меньше электронов, чем атомы).

Далее, рассмотрим соединение XCl. В нем находятся ионы X^n+ и Cl^-. Зная, что общий заряд соединения должен быть нейтральным, мы можем сказать, что сумма зарядов ионов должна быть равна нулю.

Из обозначений ионов следует, что заряд иона X должен быть положительным, поскольку атомы химического элемента имеют обычно положительный заряд (кроме нескольких исключений). Значит, заряд иона хлора (Cl^-) должен быть отрицательным.

Поскольку атом X должен иметь дополнительные электроны, чтобы потерять их и получить положительный заряд, атом Cl займет эти дополнительные электроны, чтобы достичь заполненности своей внешней электронной оболочки (которая происходит при наличии 8 электронов на внешней оболочке).

Таким образом, мы можем сделать вывод, что элемент X должен находиться во втором периоде (ряду) периодической системы элементов, потому что атомы из этого периода могут иметь наибольшее число электронов равное 18.

Второй период включает элементы от лития (3 электрона) до неона (10 электронов). Однако ни один из элементов второго периода не может формировать соединение XCl, потому что ни один из них не имеет достаточное количество электронов, чтобы образовать положительно заряженный ион. Следовательно, X не может быть элементом из второго периода.

Перейдем к третьему периоду. В этом периоде находятся элементы от натрия (11 электронов) до аргона (18 электронов). Атомы из третьего периода могут потерять все электроны своей внешней электронной оболочки и стать положительными ионами с зарядами от 1+ до 3+.

Исходя из этой информации, можно заключить, что элемент X должен быть атомом из третьего периода периодической системы элементов.

Теперь нам нужно определить, какой именно элемент из третьего периода может образовать соединение XCl, содержащее 18 электронов.

В третьем периоде химического элемента периодической системы находится 8 элементов: натрий (Na), магний (Mg), алюминий (Al), кремний (Si), фосфор (P), сера (S), хлор (Cl) и аргон (Ar).

На этом этапе мы можем исключить натрий, магний, алюминий и кремний из возможных вариантов, так как у данных элементов слишком мало электронов, чтобы образовать соединение XCl с содержанием 18 электронов.

Теперь у нас остаются 4 элемента из третьего периода: фосфор, сера, хлор и аргон. Фосфор имеет 15 электронов, сера - 16, хлор - 17, а аргон - 18. Мы знаем, что атом X должен иметь более чем 18 электронов, чтобы образовать положительно заряженный ион с 18 электронами. Следовательно, X не может быть атомом аргона.

Оставшиеся варианты - это фосфор, сера и хлор. Но мы имеем информацию о том, что соединение XCl образуется с хлором. Значит, атом X должен быть хлором (Cl), поскольку только хлор из оставшихся элементов может образовывать соединение XCl.

Итак, элемент X - хлор. Ион хлора (Cl^-) содержит 18 электронов и может быть образован путем получения одного электрона, чтобы заполнить свою внешнюю электронную оболочку.