Один из предсказанных Д. И. Менделеевым элементов, принадлежащий к IV периоду, образует оксид, содержащий 30,59% кислорода. Какой это элемент?

Ответ: Германий (Ge)

Разбираемся:

1. Определим возможную формулу оксида:

   Пусть формула оксида Э_xO_y, тогда массовая доля кислорода в оксиде равна:

   \[\omega(O) = \frac{y \cdot A_r(O)}{x \cdot A_r(Э) + y \cdot A_r(O)}\]

   где:

   • ω(O) – массовая доля кислорода (0,3059 или 30,59%);
   • A_r(O) – относительная атомная масса кислорода (≈16);
   • A_r(Э) – относительная атомная масса элемента Э;
   • x и y – индексы в формуле оксида.

2. Выразим относительную атомную массу элемента Э:

   \[A_r(Э) = \frac{y \cdot A_r(O) - x \cdot A_r(O) \cdot \omega(O)}{x \cdot \omega(O)}\]

3. Подставим известные значения и будем подбирать индексы x и y, чтобы получить значение A_r(Э), соответствующее элементу из IV периода:

   Предположим, что оксид имеет формулу ЭО (x=1, y=1):

   \[A_r(Э) = \frac{1 \cdot 16 - 1 \cdot 16 \cdot 0,3059}{1 \cdot 0,3059} ≈ 36.9\]

   Это значение не соответствует ни одному элементу IV периода.

   Предположим, что оксид имеет формулу ЭО₂ (x=1, y=2):

   \[A_r(Э) = \frac{2 \cdot 16 - 1 \cdot 16 \cdot 0,3059 \cdot 2}{1 \cdot 0,3059} ≈ 72.6\]

   Это значение близко к относительной атомной массе германия (Ge), которая составляет примерно 72.6.

4. Проверим, соответствует ли германий условиям задачи:

   • Германий (Ge) является элементом IV периода.
   • Оксид германия имеет формулу GeO₂.
   • Рассчитаем массовую долю кислорода в GeO₂:
   \[\omega(O) = \frac{2 \cdot 16}{72.6 + 2 \cdot 16} = \frac{32}{104.6} ≈ 0.3059\]
   • Массовая доля кислорода составляет 30,59%, что соответствует условию задачи.

Таким образом, искомый элемент – германий (Ge).

Ответ: Германий (Ge)