Номер 445, страница 87 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

445. Укажите верные утверждения:

a) химическая активность белого фосфора гораздо выше красного;

б) у атома азота неметаллические свойства выражены сильнее, чем у атома фосфора;

в) основным веществом минерала апатита является фосфат кальция;

г) в бинарных соединениях с металлами фосфор проявляет отрицательную степень окисления;

д) молекула красного фосфора состоит из четырёх атомов;

е) фосфор в природных условиях встречается в составе фосфатов;

ё) в атомах азота и фосфора содержится одинаковое число электронных слоев;

ж) на внешнем электронном слое атомов фосфора содержится 5 электронов;

з) максимальная положительная степень окисления атома фосфора равна +3, поскольку он расположен в третьем периоде;

и) красный фосфор может выступать как в роли окислителя, так и в роли восстановителя.

а) химическая активность белого фосфора гораздо выше красного;

Белый фосфор имеет молекулярную кристаллическую решетку, состоящую из тетраэдрических молекул $P_4$. Валентные углы в такой молекуле составляют 60°, что создает большое напряжение в связях и обуславливает низкую устойчивость и высокую химическую активность (например, он самовоспламеняется на воздухе). Красный фосфор имеет полимерное строение, он значительно более стабилен. Поэтому химическая активность белого фосфора действительно гораздо выше, чем у красного.

Ответ: Утверждение верное.

б) у атома азота неметаллические свойства выражены сильнее, чем у атома фосфора;

Азот (N) и фосфор (P) находятся в одной и той же, 15-й группе периодической таблицы. Азот расположен во втором периоде, а фосфор — в третьем. При движении по группе сверху вниз радиус атома увеличивается, а электроотрицательность уменьшается. Неметаллические свойства, связанные с электроотрицательностью, также ослабевают. Следовательно, у азота, как у элемента, стоящего выше, неметаллические свойства выражены сильнее.

Ответ: Утверждение верное.

в) основным веществом минерала апатита является фосфат кальция;

Апатиты — это группа минералов, основным компонентом которых являются фосфаты. Общая формула апатита — $Ca_5(PO_4)_3(F, Cl, OH)$. Фосфориты также в основном состоят из фосфата кальция $Ca_3(PO_4)_2$. Таким образом, можно утверждать, что основным веществом этих минералов является фосфат кальция.

Ответ: Утверждение верное.

г) в бинарных соединениях с металлами фосфор проявляет отрицательную степень окисления;

Фосфор является более электроотрицательным элементом, чем металлы. Поэтому в бинарных соединениях с металлами (которые называются фосфидами) фосфор притягивает электроны и проявляет отрицательную степень окисления, как правило, -3. Например, в фосфиде кальция $Ca_3P_2$ степень окисления фосфора равна -3.

Ответ: Утверждение верное.

д) молекула красного фосфора состоит из четырёх атомов;

Молекула, состоящая из четырёх атомов ($P_4$), характерна для аллотропной модификации — белого фосфора. Красный фосфор является полимером и имеет сложную цепную структуру, его формула условно записывается как $(P)_n$. Он не состоит из отдельных четырехатомных молекул.

Ответ: Утверждение неверное.

е) фосфор в природных условиях встречается в составе фосфатов;

Из-за высокой химической активности фосфор не встречается в природе в свободном, элементарном виде. Он широко распространен в виде соединений, прежде всего — в составе минералов-фосфатов, таких как апатиты и фосфориты.

Ответ: Утверждение верное.

ё) в атомах азота и фосфора содержится одинаковое число электронных слоев;

Азот (N) — элемент 2-го периода периодической системы, его атомы имеют 2 электронных слоя (энергетических уровня). Фосфор (P) — элемент 3-го периода, его атомы имеют 3 электронных слоя. Таким образом, число электронных слоев у них разное.

Ответ: Утверждение неверное.

ж) на внешнем электронном слое атомов фосфора содержится 5 электронов;

Фосфор находится в 15-й (VА) группе периодической системы. Номер группы для элементов главных подгрупп указывает на число валентных электронов, то есть электронов на внешнем электронном слое. Электронная конфигурация внешнего слоя фосфора — $3s^23p^3$, что в сумме составляет $2 + 3 = 5$ электронов.

Ответ: Утверждение верное.

з) максимальная положительная степень окисления атома фосфора равна +3, поскольку он расположен в третьем периоде;

Максимальная (высшая) положительная степень окисления элемента, как правило, равна номеру группы, в которой он находится. Фосфор находится в 15-й (VА) группе, поэтому его высшая степень окисления равна +5 (например, в оксиде $P_2O_5$ и фосфорной кислоте $H_3PO_4$). Степень окисления +3 является для фосфора промежуточной, но не максимальной. Период, в котором находится элемент, определяет число электронных слоев, а не высшую степень окисления.

Ответ: Утверждение неверное.

и) красный фосфор может выступать как в роли окислителя, так и в роли восстановителя.

Красный фосфор, как и другие аллотропные модификации фосфора, является простым веществом, в котором степень окисления атомов равна 0 ($P^0$). В окислительно-восстановительных реакциях он может как отдавать электроны (повышая степень окисления до +3, +5), так и принимать их (понижая степень окисления до -3). Следовательно, он проявляет двойственность, являясь и восстановителем (например, в реакции с кислородом), и окислителем (например, в реакции с активными металлами).

Ответ: Утверждение верное.