При взаимодействии металлов с кислородом могут образовываться различные типы оксидов: обычные оксиды, пероксиды и надпероксиды. Тип образующегося оксида зависит от природы металла, его активности и положения в Периодической таблице Менделеева.
Рассмотрим каждый из предложенных вариантов:
а) Литий (Li)
Литий является щелочным металлом (группа 1). При взаимодействии с кислородом литий образует обычный оксид:
[ 4Li + O_2 \rightarrow 2Li_2O ]
Литий склонен к образованию именно оксида (Li₂O), а не пероксида или надпероксида. Это связано с его малым размером атома и низкой поляризуемостью.
б) Кальций (Ca)
Кальций относится к щелочноземельным металлам (группа 2). При взаимодействии с кислородом кальций образует оксид:
[ 2Ca + O_2 \rightarrow 2CaO ]
Кальций не образует пероксидов в нормальных условиях, так как его химические свойства не способствуют этому типу взаимодействия.
в) Натрий (Na)
Натрий, как и литий, относится к щелочным металлам (группа 1). Однако, в отличие от лития, натрий взаимодействует с кислородом с образованием пероксида:
[ 2Na + O_2 \rightarrow Na_2O_2 ]
Причина в том, что атом натрия больше по размеру, чем атом лития, и имеет меньшую плотность заряда. Это делает возможным стабилизацию пероксид-аниона ((O_2^{2-})) в соединении Na₂O₂.
г) Магний (Mg)
Магний относится к щелочноземельным металлам (группа 2). Подобно кальцию, магний при взаимодействии с кислородом образует только обычный оксид:
[ 2Mg + O_2 \rightarrow 2MgO ]
Пероксиды для магния не характерны.
Вывод:
Металл, который при взаимодействии с кислородом образует пероксид, — это натрий (Na).
Таким образом, правильный ответ: в) натрий.