Условие задачи

Трёхвалентный элемент образует газообразное соединение с водородом, которое в 2 раза тяжелее аммиака. Какова формула соединения?

Решение

Дисциплина: химия (неорганическая химия, стехиометрия).

Решение:

1. Аммиак имеет формулу NH₃. Его молярная масса равна массе атома азота плюс три атома водорода. Для упрощённого расчёта примем приближённые атомные массы: азот – примерно 14, водород – 1. Тогда масса аммиака:
14 + 3 · 1 = 17.

2. По условию газообразное соединение, образуемое трёхвалентным элементом с водородом, в 2 раза тяжелее аммиака. Его молярная масса равна:
2 · 17 = 34.

3. Трёхвалентный элемент обычно образует соединение с тремя атомами водорода, то есть имеет общую формулу EH₃. Обозначим атомную массу этого элемента буквой M. Тогда масса молекулы равна:
M + 3 · 1 = M + 3.

Приравнивая к 34, получаем:
M + 3 = 34 ⇒ M = 34 – 3 = 31.

4. Атомная масса 31 соответствует элементу фосфору, который действительно может проявлять трехвалентность, образуя гидрид PH₃ (фосфин).

Таким образом, искомая формула соединения – PH₃.