Номер 239, страница 217 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

7.239. Известно, что при окислении фосфора в недостатке кислорода, помимо молекул ${\mathrm{Р}}_4{\mathrm{О}}_6,$ образуются молекулы ${\mathrm{Р}}_4{\mathrm{О}}_7,$ ${\mathrm{Р}}_4{\mathrm{О}}_8$ и ${\mathrm{Р}}_4{\mathrm{О}}_9$. Какое строение они имеют?

Все указанные оксиды фосфора ($P_4O_7$, $P_4O_8$, $P_4O_9$) являются оксидами со смешанными степенями окисления фосфора и имеют строение, производное от структуры оксида фосфора(III), $P_4O_6$. Основой их строения является адамантаноподобный каркас молекулы $P_4O_6$. В этой молекуле четыре атома фосфора расположены в вершинах тетраэдра и соединены шестью мостиковыми атомами кислорода, расположенными вдоль ребер этого тетраэдра (образуя связи P–O–P). В $P_4O_6$ каждый атом фосфора находится в степени окисления +3 и имеет неподеленную электронную пару.

Молекулы $P_4O_7$, $P_4O_8$ и $P_4O_9$ образуются путем последовательного присоединения терминальных (концевых) атомов кислорода к атомам фосфора этого каркаса, что приводит к окислению соответствующих атомов фосфора с +3 до +5.

P₄O₇

Молекула $P_4O_7$ образуется из каркаса $P_4O_6$ путем присоединения одного терминального атома кислорода к одному из четырех атомов фосфора с образованием двойной связи $P=O$. В результате один атом фосфора меняет свою степень окисления с +3 на +5, а остальные три остаются в степени окисления +3. Таким образом, в молекуле $P_4O_7$ содержится один атом фосфора(V) и три атома фосфора(III).

Ответ: Молекула $P_4O_7$ имеет структуру каркаса $P_4O_6$, в котором один из атомов фосфора дополнительно связан с терминальным атомом кислорода двойной связью ($P=O$).

P₄O₈

Структура молекулы $P_4O_8$ также основана на каркасе $P_4O_6$, но уже с двумя терминальными атомами кислорода, присоединенными к двум разным атомам фосфора. В этой молекуле два атома фосфора имеют степень окисления +5 (образуют связи $P=O$), а два других остаются в степени окисления +3. Существование изомеров зависит от взаимного расположения окисленных атомов фосфора в тетраэдрическом каркасе.

Ответ: Молекула $P_4O_8$ имеет структуру каркаса $P_4O_6$, в котором два из атомов фосфора дополнительно связаны с терминальными атомами кислорода двойными связями ($P=O$).

P₄O₉

Молекула $P_4O_9$ является производным каркаса $P_4O_6$, в котором три из четырех атомов фосфора окислены до степени окисления +5. Это означает, что три атома фосфора связаны с терминальными атомами кислорода двойными связями $P=O$. Один атом фосфора сохраняет степень окисления +3 и имеет неподеленную электронную пару. Эта структура является промежуточной между $P_4O_6$ и высшим оксидом фосфора $P_4O_{10}$.

Ответ: Молекула $P_4O_9$ имеет структуру каркаса $P_4O_6$, в котором три из атомов фосфора дополнительно связаны с терминальными атомами кислорода двойными связями ($P=O$).