Условие задачи

Хлор образует четыре оксида, в которых он проявляет валентности I, III, IV и VII. Составьте формулы этих соединений и назовите их. Не проводя расчётов, определите, в каком из них массовая доля хлора наибольшая.

Решение

Дисциплина: неорганическая химия (оксиды, валентность, состав соединений).

Мы знаем, что хлор в оксидах может иметь степени окисления +1, +3, +4 и +7. Пусть атомная масса хлора примерно 35,5, кислорода – 16. Составим соединения, для которых суммарный заряд равен нулю.

1. При валентности +1 (хлор(I))
Обозначим формулу как Cl₂O, поскольку два атома хлора по +1 дают суммарно +2, а один атом кислорода – –2.
Название: дихлорид монооксида или просто диоксид хлора(I).

2. При валентности +3 (хлор(III))
Запишем формулу как Cl₂O₃, так как два атома хлора по +3 дают +6, а три атома кислорода по –2 дают –6.
Название: дихлорид триоксида или оксид хлора(III).

3. При валентности +4 (хлор(IV))
Формула ClO₂: один атом хлора (+4) и два атома кислорода (2·–2 = –4).
Название: диоксид хлора.

4. При валентности +7 (хлор(VII))
Формула Cl₂O₇: два атома хлора по +7 дают +14, а семь атомов кислорода дают –14.
Название: дихлорид гепоксида или оксид хлора(VII).

Чтобы без расчётов определить, в каком из соединений массовая доля хлора наибольшая, достаточно заметить, что чем меньше число атомов кислорода в формуле (при фиксированном числовом значении атомной массы хлора), тем выше отношение массы хлора к полной массе соединения.

Сравним атомное соотношение:
• Cl₂O содержит 2 атома хлора и 1 атом кислорода.
• Cl₂O₃ – 2:3,
• ClO₂ – 1:2,
• Cl₂O₇ – 2:7.

Таким образом, наибольшую массовую долю хлора имеет соединение с наименьшим числом атомов кислорода – Cl₂O.

Ответ:
Хлор(I) оксид – Cl₂O,
Хлор(III) оксид – Cl₂O₃,
Хлор(IV) оксид – ClO₂,
Хлор(VII) оксид – Cl₂O₇.
Наибольшая массовая доля хлора содержится в Cl₂O.