ВсОШ 2026, региональный этап, 11 класс, задача 2
Около лет назад был открыт один из самых редких и рассеянных элементов . В природной смеси изотопов содержатся: стабильный (, с четным числом нейтронов) и радиоактивный (, млрд лет), продуктом распада которого является стабильный изотоп одного из благородных металлов.
Плотность г/см, радиус атома Å. Металл кристаллизуется в плотнейшей гексагональной упаковке (см. рисунок расстояния между всеми соседним атомами одинаковые).

Максимальные количества элемента (до ) обнаружены в молибдените () (можно рассматривать как смесь молибденита с изоморфным ему ), который является основным источником . При обжиге молибденита в том числе образуется летучее соединение (р-ции , ), которое концентрируется в продуктах пылеуловительных систем в виде светло-желтого кристаллического вещества, взаимодействующего с горячей водой с образованием сильной кислоты (р-ция ). Плохо растворимая аммонийная соль этой кислоты при нагревании восстанавливается водородом с образованием металла (р-ция ).
При взаимодействии калиевой соли кислоты ( г) со смесью концентрированных бромоводородной и фосфорноватистой кислот с последующим добавлением бромида цезия выпадают черные пластинчатые кристаллы ( г, выход ) комплексной соли (р-ция — последовательные стадии запишите одним уравнением). Анион соли является биядерным кластером без мостиковых атомов с двумя удивительными особенностями: исключительно коротким расстоянием – ( Å) и заслоненной конфигурацией лигандов.
Пара изотопов нашла применение в геохронологии, так как в молибденитах элемент отсутствует, а накапливается исключительно радиогенный . Поэтому по соотношению атомов элементов и можно рассчитать возраст минерала. Так в карельских молибденитах соотношение атомов и составляет .
Вопрос 1.
Рассчитайте объём элементарной ячейки металла . (выведите все необходимые формулы! Ответ без вывода формул не оценивается)
Вопрос 2.
Определите металл , его природные изотопы, формулу молибденита и соединений –. Ответ подтвердите расчетами.
Формулы вводите латинскими буквами с обычными цифрами. Для комплексной соли используйте квадратные скобки; в изотопах массовое число пишите перед символом.
Вопрос 3.
Запишите уравнения реакций –. Запишите упомянутое в задаче уравнение радиоактивного распада с образованием .
Вопрос 4.
Рассчитайте возраст карельского молибденита.
Справочные данные. , где и — количество радиоактивных ядер в начальный момент и момент времени , соответственно; — период полураспада, время, за которое распадется половина радиоактивных ядер. Å = м.
Введите возраст в миллиардах лет, округлив до десятых.
Полное решение задачи.
Ответ
Решение.



