При строительстве знаменитой ступенчатой пирамиды Джосера в Египте, как и всего некрополя в Саккаре, активно использовался минерал, который является кристаллогидратом вещества X. Об X известно следующее: состоит из 3-х элементов, соответствующих простым веществам A, Б, В, причём один из них — металл, и сумма номера группы и периода этого элемента нечётная; каждый из этих элементов (его самый распространённый изотоп) имеет в своём составе одинаковое количество протонов и нейтронов; количество нейтронов в атоме элемента Б на 4 меньше, чем в атоме элемента A (самые распространённые изотопы); массовые доли элементов Б и В в веществе X соотносятся как 1:2. Определите вещества A—В, X. В состав какой горной породы могло входить вещество X, использованное в общем объёме египетских пирамид?

1. Определим элементы.

У наиболее распространённых изотопов равное количество протонов и нейтронов имеют, в частности, магний-24 (12 протонов и 12 нейтронов), сера-32 (16 протонов и 16 нейтронов) и кислород-16 (8 протонов и 8 нейтронов).

Число нейтронов элемента Б на 4 меньше, чем у элемента A. Поэтому:

\(A=\mathrm{Mg}\), \(Б=\mathrm{O}\), поскольку \(12-8=4\).

Третий элемент — сера: \(В=\mathrm{S}\).

2. Проверим металлический элемент.

Металл — магний. Он находится в 2-й группе и 3-м периоде, поэтому сумма равна \(2+3=5\), то есть нечётное число.

3. Определим формулу вещества по массовым долям.

Для магния, кислорода и серы соединение \(\mathrm{MgSO_4}\) имеет соотношение масс кислорода и серы:

\(m(\mathrm{O}):m(\mathrm{S})=4\cdot16:32=64:32=2:1\).

Следовательно, массовые доли серы и кислорода относятся как \(1:2\), что соответствует условию.

Таким образом, \(X=\mathrm{MgSO_4}\) — сульфат магния.

4. Кристаллогидрат и горная порода.

Кристаллогидратом сульфата магния является, например, эпсомит \(\mathrm{MgSO_4\cdot7H_2O}\). Сульфат магния мог входить в состав соляных отложений — осадочных эвапоритовых горных пород.

Ответ: A — Mg, Б — O, В — S; X — MgSO₄ (сульфат магния). Вещество могло входить в состав осадочных эвапоритовых, или соляных, отложений.