Задание №3 — Теоретические основы химии

Решение.

Для решения задачи проанализируем каждый элемент из предложенного списка и определим, может ли он образовывать анион состава ЭO_x²⁻, и какую степень окисления он будет в нем иметь.

Общая формула аниона — ЭO_x²⁻. Сумма степеней окисления всех атомов в ионе равна его заряду. Степень окисления кислорода в таких ионах всегда равна −2. Обозначим степень окисления центрального элемента за "n". Тогда: n + x * (−2) = −2, откуда n = 2x − 2.

1. Кремний (Si). Находится в IV группе главной подгруппе. Высшая степень окисления равна +4. Кремний образует силикат-ион SiO₃²⁻. Проверим степень окисления: n + 3 * (−2) = −2, следовательно, n = +4. Это устойчивое состояние для кремния.
2. Сера (S). Находится в VI группе главной подгруппе. Для серы характерны степени окисления +4 и +6 в составе кислородсодержащих анионов. Она образует сульфит-ион SO₃²⁻ (степень окисления серы +4) и сульфат-ион SO₄²⁻ (степень окисления серы +6).
3. Фтор (F). Самый электроотрицательный элемент. Он не проявляет положительных степеней окисления и не образует кислородсодержащих анионов типа ЭO_x²⁻.
4. Цинк (Zn). Переходный металл II группы побочной подгруппы. Проявляет единственную постоянную степень окисления +2. Образует цинкат-ион ZnO₂²⁻. Проверим степень окисления: n + 2 * (−2) = −2, следовательно, n = +2.
5. Аргон (Ar). Благородный газ. В рамках школьной программы считается химически инертным и не образует подобных отрицательных ионов.

Сравним полученные результаты. Нам нужно найти два элемента, которые в составе аниона ЭO_x²⁻ имеют одинаковую степень окисления.
У кремния в SiO₃²⁻ степень окисления +4.
У серы в SO₃²⁻ степень окисления +4.
Следовательно, кремний (1) и сера (2) подходят под условие задачи.

Ответ: 12

Источник: ФИПИ