В каком соединении сера проявляет низшую степень окисления?

Решение:

Для определения степени окисления серы в каждом соединении, вспомним стандартные степени окисления известных элементов:

• Кислород (O) чаще всего имеет степень окисления -2.
• Щелочные металлы (например, Na, K) имеют степень окисления +1.
• Щелочноземельные металлы (например, Ca, Mg) имеют степень окисления +2.
• Водород (H) чаще всего имеет степень окисления +1.

Теперь рассчитаем степень окисления серы (S) в каждом варианте:

1. CaSO₄ (Сульфат кальция):
• Ca: +2
• O: -2 (всего 4 атома: 4 * (-2) = -8)
• Сумма степеней окисления в нейтральной молекуле равна 0.
• +2 + S + (-8) = 0
• S - 6 = 0
• S = +6
2. FeS (Сульфид железа):
• Fe: +2 (типичная степень окисления для железа в сульфидах)
• +2 + S = 0
• S = -2
3. SO₂ (Диоксид серы):
• O: -2 (всего 2 атома: 2 * (-2) = -4)
• S + (-4) = 0
• S = +4
4. H₂SO₃ (Сернистая кислота):
• H: +1 (всего 2 атома: 2 * (+1) = +2)
• O: -2 (всего 3 атома: 3 * (-2) = -6)
• +2 + S + (-6) = 0
• S - 4 = 0
• S = +4
5. SO₃ (Триоксид серы):
• O: -2 (всего 3 атома: 3 * (-2) = -6)
• S + (-6) = 0
• S = +6

Низшая степень окисления серы — это самая отрицательная степень, которую она может принимать. Атом серы в нормальных условиях имеет электронную конфигурацию \( [Ne] 3s^2 3p^4 \). Ему не хватает 2 электронов до завершенного внешнего слоя, поэтому минимальная степень окисления, которую может проявлять сера, равна -2 (принимая 2 электрона).

Сравнивая полученные степени окисления серы (+6, -2, +4, +4, +6), видим, что низшая степень окисления (-2) проявляется в соединении FeS.

Ответ: FeS