Химия
8 класс
Вопрос
Два бинарных соединения состоят из атомов одного и того же металла III периода периодической системы и атомов разных неметаллов. Разность между эквивалентными массами этих соединений равна 11,3 а отношение эквивалентных масс - примерно 1,83. Определить состав бинарных соединений и дать их названия.
Ответ
Обозначим через $Э_{1}$ и $Э_{2}$ эквивалентные массы бинарных соединений. Согласно условию задачи:
$Э_{1} - Э_{2} = 11,3$
$Э_{1} : Э_{2} = 1,83$
Откуда $Э_{1} = 24,97, Э_{2} = 13,65$.
Эквивалентная масса бинарного соединения равна сумме эквивалентных масс входящих в него элементов. Поэтому эквивалентная масса искомого металла должна быть меньше эквивалентных масс сложных веществ, т. е. меньше 24,97 и 13,65, Среди металлов III периода периодической системы этому условию удовлетворяют магний и алюминий.
Допустим, что искомый металл - магний. Его эквивалентная масса равна 12 г ($24 : 2$). Тогда эквивалентная масса неметалла, входящего в состав одного из соединений, равна 1,65 г ($13,65 - 12$).
Проанализируем, к какой группе элементов может относиться искомый неметалл. Элементы со свойствами неметаллов находятся в III-VII группах периодической системы. Учитывая проявляемую элементами этих групп валентность в соединениях с металлами и найденную эквивалентную массу неметалла, находим значения атомных масс. Они соответственно равны: III группа - 4,95 у. е. ($1,65 \cdot 3$), IV - 6,6 у. е. ($1,65 \cdot 4$), V - 4,95 у. е. ($1,65 \cdot 3$), VI - 3,3 у. е. ($1,65 \cdot 2$), VII - 1,65 у. е. ($1,65 \cdot 1$). Но элементов с такими атомными массами в периодической системе нет. Следовательно, магний отпадает. Искомый металл - алюминий. Эквивалентная масса его равна 9 г ($27 : 3$). Эквивалентная масса неметалла, связанного с ним в одном из соединений, равна 4,65 г (NULL,65 - 9). Атомная масса искомого неметалла в зависимости от номера группы, в которой он находится, может иметь следующие значения: III группа - 13,95 у. е. ($4,65 \cdot 3$), IV - 18,6 у. е. ($4,65 \cdot 4$), V - 13,95 у. е. ($4,65 \cdot 3$), VI - 9,3 у. е. ($4,65 \cdot 2$), VII - 4,65 у. е. ($4,65 \cdot 1$). Одно из приведенных значений атомных масс близко к величине атомной массы азота (14). Следовательно, одно из соединений - нитрид алюминия $AlN$.
Эквивалентная масса второго неметалла равна 15,97 г (NULL,97 - 9). Значение атомной массы этого неметалла может быть 47,9 у. е. ($15,97 \cdot 3$), 63,88 у. е. ($15,97 \cdot 4$), 47,9 у. е. ($15,97 \cdot 3$), 31,94 у. е. ($15,97 \cdot 2$), 15,97 у. е. ($15,97 \cdot 1$). Одно из приведенных значений атомных масс близко к величине атомной массы серы (32). Следовательно, второе соединение - сульфид алюминия $Al_{2}S_{3}$.