Номер 417, страница 64 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

417. Какие из приведённых утверждений неверны:

а) атомы щелочных металлов всегда проявляют постоянную валентность;

б) атомы щелочноземельных металлов всегда проявляют переменную валентность;

в) атомы азота и фосфора расположены в одной группе периодической таблицы, поэтому они во всех соединениях проявляют одинаковые степени окисления;

г) максимальная валентность кислорода равна четырём;

д) минимальная степень окисления равна $-8$, а максимальная $-$ $+8$?

а) атомы щелочных металлов всегда проявляют постоянную валентность;

Щелочные металлы — это элементы I группы главной подгруппы периодической системы (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr). Их атомы имеют на внешнем электронном слое один валентный электрон (конфигурация $ns^1$). В химических реакциях они легко отдают этот электрон, превращаясь в ионы с зарядом +1. Поэтому во всех своих соединениях щелочные металлы проявляют постоянную валентность, равную I, и степень окисления +1.

Ответ: утверждение верное.

б) атомы щёлочноземельных металлов всегда проявляют переменную валентность;

Щёлочноземельные металлы — это элементы II группы главной подгруппы (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra). Их атомы имеют на внешнем электронном слое два валентных электрона (конфигурация $ns^2$). Они всегда отдают эти два электрона, образуя соединения, в которых их валентность постоянна и равна II, а степень окисления равна +2. Утверждение о том, что они проявляют переменную валентность, является неверным.

Ответ: утверждение неверное.

в) атомы азота и фосфора расположены в одной группе периодической таблицы, поэтому они во всех соединениях проявляют одинаковые степени окисления;

Азот и фосфор действительно находятся в одной группе (VА), что обуславливает сходство их высшей (+5) и низшей (-3) степеней окисления. Однако набор их промежуточных степеней окисления и валентностей различается. Азот, как элемент 2-го периода, не имеет d-подуровня, и его максимальная валентность ограничена четырьмя (например, в ионе аммония $NH_4^+$), в то время как фосфор может проявлять валентность V (например, в $PCl_5$). Азот образует соединения со степенями окисления +1 ($N_2O$), +2 ($NO$), +4 ($NO_2$), которые менее характерны или отсутствуют у фосфора. Утверждение, что они проявляют одинаковые степени окисления во всех соединениях, является грубым обобщением и неверно.

Ответ: утверждение неверное.

г) максимальная валентность кислорода равна четырём;

Кислород является элементом 2-го периода с электронной конфигурацией $1s^22s^22p^4$. Из-за высокой электроотрицательности и отсутствия свободного d-подуровня на внешнем энергетическом уровне, его возможности для образования ковалентных связей ограничены. Наиболее распространённая валентность кислорода равна II (например, в воде $H_2O$). В редких случаях, например в ионе гидроксония $H_3O^+$ или в угарном газе CO, кислород может проявлять валентность III. Валентность IV для кислорода не реализуется. Таким образом, утверждение неверно.

Ответ: утверждение неверное.

д) минимальная степень окисления равна –8, а максимальная — +8?

Максимальная положительная степень окисления элемента обычно равна номеру его группы в периодической системе. Наивысшая известная степень окисления +8 действительно существует у некоторых элементов, например, у осмия в $OsO_4$. Однако минимальная степень окисления не может быть равна –8. Минимальная (отрицательная) степень окисления для неметалла определяется числом электронов, которые атом может принять до завершения внешней электронной оболочки (обычно до октета). Например, для элементов IV группы (углерод) она равна –4, для V группы (азот) –3, для VI (кислород) –2, для VII (фтор) –1. Степень окисления –8 означала бы присоединение атомом восьми электронов, что энергетически невозможно. Следовательно, утверждение неверно.

Ответ: утверждение неверное.

Исходя из приведённого анализа, неверными являются утверждения: б), в), г), д).