Химический элемент образует высший оксид состава RO3. Какую электронную конфигурацию имеет внешний энергетический...

Давайте разберём вопрос подробно, чтобы понять, почему правильный ответ — под цифрой 1.

1. Анализ оксида RO₃

Высший оксид химического элемента — это оксид, в котором элемент проявляет свою максимальную степень окисления. Формула высшего оксида дана: RO₃. Это означает, что элемент R связан с тремя атомами кислорода. Кислород практически всегда имеет степень окисления -2 в соединениях, поэтому у трёх атомов кислорода суммарный заряд -6.

Для того чтобы соединение RO₃ было нейтральным, степень окисления элемента R должна быть +6. Следовательно:

• Элемент R в этом оксиде проявляет степень окисления +6.

2. Максимальная степень окисления элемента

Максимальная степень окисления элемента определяется числом валентных электронов, которые он может отдать (или разделить в химических связях). В данном случае элемент R проявляет степень окисления +6, что означает, что у него всего 6 валентных электронов, которые он может использовать для образования связей.

3. Электронная конфигурация внешнего энергетического уровня

Валентные электроны находятся на внешнем энергетическом уровне атома. Для элементов главных подгрупп (s- и p-элементов) их распределение определяется следующим образом:

• s-подуровень может содержать максимум 2 электрона.
• p-подуровень может содержать максимум 6 электронов.

Итак, если элемент может проявлять степень окисления +6, это означает, что на внешнем энергетическом уровне у него должно быть 6 электронов. Электронная конфигурация внешнего уровня в этом случае будет: (ns^2 np^4) (2 электрона на s-подуровне и 4 электрона на p-подуровне).

Примером такого элемента является сера (S) или хром в некоторых случаях: они имеют 6 валентных электронов и могут образовывать высшие оксиды состава SO₃ или CrO₃.

4. Почему другие варианты неверны?

Рассмотрим другие электронные конфигурации и их соответствие степени окисления:

• (ns^2 np^3): Здесь на внешнем уровне 5 электронов. Максимальная степень окисления такого элемента будет равна +5 (например, у азота в N₂O₅). Этот вариант не подходит, так как нам нужен элемент с +6.
• (ns^2 np^2): Здесь на внешнем уровне 4 электрона. Максимальная степень окисления будет +4 (например, у углерода в CO₂). Этот вариант также не подходит.
• (ns^2 np^6): Здесь на внешнем уровне 8 электронов. Элемент с такой конфигурацией — это инертный газ, который не проявляет химической активности и не образует оксидов. Этот вариант тоже неверен.

5. Итог

Элемент, образующий высший оксид состава RO₃, должен иметь 6 валентных электронов на внешнем энергетическом уровне. Его электронная конфигурация — (ns^2 np^4). Это и есть правильный ответ под цифрой 1.

Чтобы понять, почему правильный ответ — это вариант 1: ( ns^2 np^4 ), давайте разберёмся с тем, какие элементы могут образовывать высшие оксиды с формулой ( RO_3 ).

1. Структура оксида: Высший оксид элемента с формулой ( RO_3 ) подразумевает, что этот элемент связан с тремя атомами кислорода. Это характерно для элементов, которые могут иметь валентность +6.

2. Элементы с высшей валентностью +6: Наиболее распространённые элементы, которые образуют соединения с кислородом в степени окисления +6, — это элементы группы 16 (в основном сера и селен) и элементы группы 14 (например, кремний). Однако именно группа 16 имеет более выраженные оксиды с той же формой.

3. Электронная конфигурация: Теперь давайте рассмотрим, какая электронная конфигурация соответствует элементам, которые могут образовать такие оксиды:

   • Элементы группы 16 (сера, селен и далее) имеют электронную конфигурацию ( ns^2 np^4 ).
   • Например, сера (S) имеет конфигурацию ( [Ne] 3s^2 3p^4 ).

4. Образование ( RO_3 ): Когда сера отдает два электрона из ( s )-подуровня и четыре электрона из ( p )-подуровня, она может образовать соединение, где кислород выступает в качестве сильного окислителя, что позволяет сере достигать степени окисления +6 и образовать ( SO_3 ).

Таким образом, для элемента, образующего высший оксид ( RO_3 ), правильная электронная конфигурация внешнего энергетического уровня будет именно ( ns^2 np^4 ), что соответствует элементам группы 16, которые могут образовывать такие соединения.

Таким образом, правильный ответ — это вариант 1: ( ns^2 np^4 ).