3.03 Формулы ионов

1. Отметим в таблице Менделеева все предложенные элементы:

2. Найдём возможные степени окисления центрального элемента в данном ионе:

Кислород в подобных ионах имеет С.О. - 2, а степень окисления элемента "Э" обозначим за n.

Для данной формулы: ЭО_x^2- → суммарный заряд иона равен – 2.

Составим уравнение для нахождения n (С.О. центрального элемента): сложим n с суммарным зарядом всех атомов кислорода (-2 · x) и приравняем к заряду всего иона.

Получим:

n + (-2 · x) = -2

n − 2x = -2

n = 2x − 2

Таким образом, чтобы элемент Э образовывал анион вида ЭО_x^2-, он должен находиться в степени окисления: n = 2x − 2.

Рассмотрим возможные варианты:

• х не может быть равен 1, так как тогда n = 2 - 2 = 0.
• При x = 2 → n = 4 - 2 = 2. С.О. (Э) = + 2. Формула: ЭО₂^2-
• При x = 3 → n = 6 - 2 = 4. С.О. (Э) = + 4. Формула: ЭO₃^2-
• При x = 4 → n = 8 - 2 = 6. С.О. (Э) = + 6. Формула: ЭO₄^2-

3. Вспомним, какие степени окисления могут быть у данных элементов в соединениях:

Степень окисления – условный заряд атома, который он приобретает в соединении, если считать, что все связи ионные, а электроны полностью "переходят" к более электроотрицательному атому.

1) Na – имеет постоянную С.О. + 1;

2) S – имеет С.О. - 2, + 4 и + 6;

3) F – имеет постоянную С.О. - 1;

4) V – имеет С.О. + 2, + 3, + 4 и + 5 (ванадий + 4 нестабилен и не образует анионов состава ЭО_x^2-);

5) Si – имеет С.О. - 4, + 2 и + 4.

4. Выбираем элементы, которые в составе образованных ими анионов с общей формулой ЭО_x^2- могут иметь одинаковую степень окисления:

Сера и кремний могут образовать анионы состава ЭО₃^2- с одинаковой степенью окисления + 4. К примеру, нам хорошо известны сульфиты и силикаты: SO₃^2- и SiO₃^2-. 

Лайфхак: для некоторых элементов можно посмотреть в таблицу растворимости и найти наиболее распространённые кислотные остатки, в анионах которых одновременно совпадает и число атомов элемента, и число атомов кислорода, а также которые имеют одинаковый общий заряд. Элементы, которые будут образовывать такие анионы, будут находиться в них в одинаковых степенях окисления.

5. Запишем ответ.