Химия
8 класс
Вопрос
Элементы $A$ и $B$ образуют химическое соединение $x$, из которого после нагревания до температуры $800^{\circ} C$ элемент $A$ выделяется в виде простого вещества. Число валентных электронов в атомах элемента $A$ равно числу электронных оболочек в атомах элемента $B$, атомный номер элемента $A$ в семь раз меньше атомного номера элемента $B$.
Определите:
а) какие элементы обозначены буквами $A$ и $B$;
б) какова структурная формула химического соединения этих элементов $X$.
Ответ
Исходя из того что известно 104-106 элементов, и зная, что $Z_2 = 7Z_1$ можно считать, что атомный номер элемента $A$ $Z_1 \leq 15$, т. е. элемент $A$ принадлежит к одному из первых трех периодов периодической системы элементов. Номер периода соответствует числу электронных слоев (оболочек). Следовательно, $n_1 \leq 3$ и $q_2 \leq 3$.
По условиям задачи $q_1 = n_2$ и $n_2 > n_l$, a $q_1 n_1$. Число валентных электронов во внешнем слое не превышает 8, а для обычных элементов, образующих химические соединения при обычных условиях, не превышает 7, поэтому Известные химические элементы принадлежат к одному из семи периодов таблицы Менделеева, поэтому Поскольку $q_1 \neq n_1$, из рассмотрения можно исключить водород, бериллий и алюминий, а также благородные газы - гелий и неон, химические соединения которых пока не удается получить. Кроме того, из рассмотрения можно исключить литий и натрий, для которых $q
Условию задачи ($Z_2 = 7Z_1$ и $n_2 = q_1$) удовлетворяет только пара кислород - барий. Барий образует с кислородом оксид $BaO$, не разлагающийся при нагревании до $800^{\circ} C$, и пероксид (перекись) $BaO_2$ - легко отщепляющее кислород (простое вещество) при высоких температурах:
$2BaO_2 = 2BaO + O_2$.
Таким образом, неизвестное соединение $X$, представляет собой пероксид бария $BaO_2$.
(Реакция разложения пероксида бария принадлежит к числу обратимых и при температурах порядка $300-400^{\circ} C$ оксид бария поглощает кислород с образованием пероксида:
$2BaO + O_2 \rightleftharpoons 2BaO_2 + O_2$.
Вследствие обратимости этого процесса было предложено использовать его для выделения кислорода из воздуха. Метод потерял свое значение, когда были созданы промышленные установки для сжижения воздуха и разделения его путем перегонки при низких температурах.)