Обучающие задачи

1. Определить валентность элементов второго периода в их соединениях с водородом.

Решение. Запишем конфигурации внешнего слоя атомов элементов:

Li ...2s¹; Be ...2s²; B ...2s²2p¹; C ...2s²2p²; N ...2s²2p³; O ...2s²2p⁴; F ...2s²2p⁵

Состав гидрида лития - LiH, значит валентность лития - I, а валентное состояние его атома - основное состояние с валентной конфигурацией 2s¹.

Гидриды бериллия, бора и углерода имеют состав BeH₂, BH₃, CH₄, следовательно, валентность соответствующих атомов: Ве - II, B - III, C - IV. Таким образом, валентным для каждого из них является возбужденное состояние, в котором один из s-электронов переходит на вакантную р-орбиталь.

Валентным состоянием атомов N (валентность III), O (II), F(I) в соответствующих молекулах NH₃, H₂O и HF является их основное состояние.

2. Определить степени окисления атомов в перечисленных веществах:

а) Н₂O, б) NH₃, в) H₂O₂, г) H₂SO₄, д) Ca(HCO₃)₂, е) ж) Fe₃O₄.

Решение:

a) Так как атом водорода отрицателен только в соединениях с металлами I и II групп, в воде его степень окисления равна +1. Так как вода не является пероксидом, степень окисления кислорода равна 2.

б) Атом водорода положителен (+1) (см. пункт “а”), следовательно атом азота должен иметь отрицательную степень окисления (3).

в) Так как данное соединение является пероксидом, степень окисления кислорода равна 1, водорода, соответственно, +1.

г) Степень окисления водорода +1, кислорода 2, следовательно, степень окисления серы (х) определяется по формуле:

(+1) ^. 2 + х + (2) ^. 4 = 0, х = +6

д) Аналогично варианту “г” степень окисления углерода равна:

2 + 2 [(+1) + х + (2) ^. 3] = 0, х = +4

e) Степень окисления кислорода равна 2, сумма всех степеней окисления атомов с учетом их количества равна заряду сложного иона (2), отсюда находим степень окисления бора (х):

4 x + (2) ^. 7 = 2, x = +3