Почему нельзя взять фосфор +5, хлор +7

Ключевые идеи - Степени окисления показывают, сколько электронов "передано" элементу в соединении. - Фосфор в самых известной оксо- и фторсодержащих соединениях может достигать +5 (например, в PO4^3−, PCl5). - Хлор может достигать +7, но только в оксосоединениях с кислородом (например, ClO4^−, Cl2O7). В простых соединениях с фосфором в большинстве случаев хлор будет иметь меньшую или отрицательную степень окисления. Задача: почему нельзя взять фосфор +5 и хлор +7 вместе 1) Что означают +5 у фосфора и +7 у хлора - Фосфор +5 встречается в соединениях вроде PCl5 или PO4^3−. В таких молекулах фосфор связан с кислородом или хлором и "отдал" 5 электронов. - Хлор +7 встречается редко и встречается только в соединениях, где он сильно связан с кислородом, например ClO4^− (перхлорат) или Cl2O7. Здесь хлор "отдал" 7 электронов. 2) Почему это трудно совместить в одной молекуле - В любой молекуле сумма степеней окисления всех атомов должна равняться сумме зарядов молекулы (для нейтральной молекулы сумма равна 0). - Предположим, в некоей молекуле есть один фосфор с степенью окисления +5 и один хлор с степенью окисления +7. Остальные атомы должны принести отрицательную оценку, чтобы итог был 0. - Если в молекуле присутствуют только кислород и водород помимо P и Cl, то допустимое уравнение баланса для нейтральной молекулы может выглядеть так: +5 (P) +7 (Cl) + x·(-2) (O) + y·(-1) (H) + … = 0. - Чтобы нейтрализовать +12 нужно получить общую отрицательную сумму -12 от остальной части молекулы. - Это возможно теоретически при достаточном количестве кислорода, например при шестих кислородах: +5 + 7 − 2×6 = 0, формула гипотетической молекулы PClO6. - Но такая молекула PClO6 по существующим данным не известна и почти не встречается в реальной химии. Более того, в существующих хлорсодержащих соединениях в большинстве случаев хлор в химически связанных с фосфором молекулах не достигает состояния +7; максимум +7 достигается только в чисто кислородной среде вокруг хлора (оксидные группы кислорода), а не в связи со фосфором как центральным элементом. 3) Практический вывод - В реальности: фосфор в +5 и хлор в +7 совместимы только как части разных ионных или оксообразовательных фрагментов (например, в смесях солей: PO4^3− и ClO4^− в кристаллических решётках), но не в одной нейтральной молекуле без иных стабилизаторов. - В типичных молекулах фосфор и хлор образуют связи P–Cl (например, PCl5), где хлор имеет отрицательную или близкую к нейтральной степень окисления в контексте всей молекулы, а не +7. А состояние Cl(+7) связано с связыванием с несколькими кислородами, а не с простым связыванием с фосфором. Итог - Нельзя просто так взять P с оксидацией +5 и Cl с оксидацией +7 в одной обычной молекуле, потому что: - требование балансировки зарядов молекулы не позволяет получить устойчивую конфигурацию без очень специфических условий; - в обычных соединениях P–Cl связь приводит к меньшим степеням окисления хлора, а состояние +7 у хлора встречается только в кислородсодержащих оксонах (например, ClO4−, Cl2O7), а не в простых соединениях с фосфором; - и теоретически возможная формула вроде PClO6 не имеет известных стабильных аналогов и не наблюдается в обычной химии. Если хочешь, могу привести конкретные примеры и расписать баланс степеней окисления для разных возможных формул (например, рассмотреть PCl5, ClO4−, Cl2O7 и их связи с фосфором) и показать на примерах, почему в них возникает та или иная степень окисления.