Условие задачи

У высшего оксида какого химического элемента наиболее выражены кислотные свойства: а) азота или фосфора; б) фосфора или серы?

Решение

Дисциплина задачи – неорганическая химия, в частности, свойства оксидов не металлов. Нужно определить, у какого из высших оксидов (то есть оксидов, в которых центральный элемент имеет максимальную степень окисления) кислотные свойства наиболее выражены.

Общие правила таковы:
1. Чем выше степень окисления центрального элемента, тем сильнее выражены кислотные свойства его оксида.
2. При сравнении элементов из одной группы (а в случае с фосфором и серой они находятся в одном периоде) с одинаковым числом атомов кислорода влияющим фактором является как степень окисления, так и электроотрицательность центрального элемента.

Рассмотрим каждый пункт отдельно.

──────────────────────────────
а) Азот или фосфор

– Высший оксид азота – это N₂O₅, где азот имеет степень окисления +5.
– Высший оксид фосфора – это P₂O₅, где фосфор также имеет степень окисления +5.

При одинаковой степени окисления разница заключается в электроотрицательности: азот имеет более высокую электроотрицательность, чем фосфор. Это ведёт к тому, что в N₂O₅ связь N–O более полярна, и oxide легче вступает в реакцию с водой, образуя сильную кислоту (HNO₃). Таким образом, N₂O₅ проявляет более выраженные кислотные свойства.

──────────────────────────────
б) Фосфор или сера

– Высший оксид фосфора – P₂O₅ (фосфор в степени окисления +5).
– Высший оксид серы – SO₃, где сера имеет степень окисления +6.

Здесь ключевым моментом является то, что сера в SO₃ находится в более высокой степени окисления (+6), что приводит к ещё более полярному распределению электронов в связях S–O. При взаимодействии с водой SO₃ образует сильную кислоту – H₂SO₄ (диоксосерная кислота), тогда как P₂O₅ превращается в H₃PO₄ (фосфорная кислота), которая менее сильна в сравнении с H₂SO₄.

──────────────────────────────
Ответ:

а) У высшего оксида азота (N₂O₅) кислотные свойства более выражены, чем у оксида фосфора (P₂O₅).

б) У высшего оксида серы (SO₃) кислотные свойства наиболее выражены, по сравнению с оксидом фосфора (P₂O₅).

Таким образом, окончательно:
а) азота; б) серы.