Номер 403, страница 62 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

403. Укажите верные утверждения:

а) все химические элементы в соединениях могут проявлять как положительные, так и отрицательные степени окисления;

б) степень окисления — это условный заряд атома в химическом соединении, если предположить, что оно состоит из ионов;

в) металлы в соединениях проявляют только отрицательные степени окисления;

г) все химические элементы имеют постоянную валентность;

д) валентность химического элемента имеет только целочисленные значения;

е) валентность всегда численно равна степени окисления;

ж) щелочные металлы в соединениях проявляют постоянную степень окисления $+1$;

з) степень окисления не всегда численно равна валентности;

и) валентность водорода во всех соединениях равна единице;

к) валентность элементов второго периода не может быть больше четырёх.

а) Утверждение, что все химические элементы в соединениях могут проявлять как положительные, так и отрицательные степени окисления, является неверным. Существуют элементы, которые в соединениях проявляют только один тип степени окисления. Например, фтор (F), как самый электроотрицательный элемент, в соединениях всегда имеет степень окисления -1. С другой стороны, щелочные металлы (Li, Na, K и др.) и щелочноземельные металлы (Ca, Mg и др.) в соединениях проявляют только положительные степени окисления (+1 и +2 соответственно).

Ответ: Утверждение неверно.

б) Утверждение, что степень окисления — это условный заряд атома в химическом соединении, если предположить, что оно состоит из ионов, является верным. Это точное определение степени окисления, которая является формальной величиной, основанной на допущении о полном смещении электронов к более электроотрицательному атому в ковалентной полярной связи (т.е. на ионной модели связи).

Ответ: Утверждение верно.

в) Утверждение, что металлы в соединениях проявляют только отрицательные степени окисления, является неверным. Металлы — это электроположительные элементы, которые склонны отдавать валентные электроны, а не принимать их. Поэтому в соединениях они приобретают положительные степени окисления. Например, в хлориде натрия ($NaCl$) степень окисления натрия +1, а в оксиде железа(III) ($Fe_2O_3$) степень окисления железа +3.

Ответ: Утверждение неверно.

г) Утверждение, что все химические элементы имеют постоянную валентность, является неверным. Многие элементы, особенно переходные металлы и элементы p-блока, проявляют переменную валентность в зависимости от соединения. Например, сера (S) может иметь валентность II (в $H_2S$), IV (в $SO_2$) и VI (в $SO_3$ и $H_2SO_4$).

Ответ: Утверждение неверно.

д) Утверждение, что валентность химического элемента имеет только целочисленные значения, является верным. Валентность определяется числом химических связей, которые образует данный атом. Поскольку не может существовать дробного числа связей, валентность всегда является целым числом (I, II, III и т.д.).

Ответ: Утверждение верно.

е) Утверждение, что валентность всегда численно равна степени окисления, является неверным. Хотя в некоторых случаях их численные значения совпадают (например, в $H_2O$ валентность кислорода II, а степень окисления -2), это не является общим правилом. Например, в молекуле азота ($N \equiv N$) валентность каждого атома азота равна III, а степень окисления равна 0. В пероксиде водорода ($H-O-O-H$) валентность кислорода равна II, а степень окисления -1.

Ответ: Утверждение неверно.

ж) Утверждение, что щелочные металлы в соединениях проявляют постоянную степень окисления +1, является верным. Щелочные металлы (элементы IA-группы) имеют один электрон на внешней электронной оболочке, который они легко отдают, образуя ион с зарядом +1. Поэтому их степень окисления во всех соединениях постоянна и равна +1.

Ответ: Утверждение верно.

з) Утверждение, что степень окисления не всегда численно равна валентности, является верным. Это логически следует из неверности утверждения (е). Как показывают примеры для пункта (е), модуль степени окисления и валентность часто не совпадают, особенно в органических соединениях, пероксидах и простых веществах с ковалентными связями.

Ответ: Утверждение верно.

и) Утверждение, что валентность водорода во всех соединениях равна единице, является верным. Атом водорода имеет один валентный электрон на 1s-орбитали и для достижения стабильной электронной конфигурации образует одну ковалентную связь. В подавляющем большинстве соединений валентность водорода равна I.

Ответ: Утверждение верно.

к) Утверждение, что валентность элементов второго периода не может быть больше четырёх, является верным. У элементов второго периода (от Li до Ne) валентные электроны располагаются на втором энергетическом уровне, который состоит из одной s-орбитали и трёх p-орбиталей. Максимальное число орбиталей, которые могут участвовать в образовании связей, равно четырём ($1+3=4$), поэтому максимальная валентность этих элементов ограничена четырьмя (правило октета).

Ответ: Утверждение верно.