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: ЭО₄^x- → суммарный заряд иона равен – x.

Составим уравнение для нахождения n (С.О. центрального атома): сложим n с суммарным зарядом всех атомов кислорода (-2 · 4) и приравняем к заряду всего иона.

Получим:

n + (-2 · 4) = -x

n − 8 = -x

n = 8 − x

Таким образом, чтобы элемент Э образовывал анион вида ЭО₄^x-, он должен находиться в степени окисления: n = 8 − x. 

Рассмотрим возможные варианты:

• При x = 1 → n = 8 − 1 = 7. С.О. (Э) = + 7. Формула: ЭО₄^-
• При x = 2 → n = 8 − 2 = 6. С.О. (Э) = + 6. Формула: ЭО₄^2-
• При x = 3 → n = 8 − 3 = 5. С.О. (Э) = + 5. Формула: ЭО₄^3-
• При x = 4 → n = 8 − 4 = 4. С.О. (Э) = + 4. Формула: ЭО₄^4-

Следующие значения x нет смысла рассматривать, поскольку анионов вида ЭО₄^5- и дальше уже нет (как минимум в рамках ЕГЭ).

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) P – имеет С.О. - 3, + 1, + 3, + 5;

2) Rb – имеет постоянную С.О. + 1;

3) Cl – имеет С.О. - 1, + 1, + 3, + 5 и + 7;

4) Mg – имеет постоянную С.О. + 2;

5) Al – имеет постоянную С.О. + 3.

4. Выбираем элементы, которые образуют кислородосодержащие анионы состава ЭO₄^x-:

Фосфор и хлор могут образовать анионы состава ЭО₄^x-. К примеру, нам хорошо известны ортофосфаты и перхлораты: PO₄^3- и ClO₄^-. 

Лайфхак: для некоторых элементов можно посмотреть в таблицу растворимости и найти наиболее распространённые кислотные остатки, в анионах которых можно отследить их соответствие заданной формуле. 

5. Запишем ответ.