Typen hapetustila. Typen hapetustila - oppiminen ymmärtämään yhdisteen typen 4 hapetustilaa

Typpi on kenties runsas kemiallinen elementti koko aurinkokunnassa. Tarkemmin sanoen typpi on neljänneksi yleisin. Typpi luonnossa on inertti kaasu.

Tämä kaasu on väritöntä, hajutonta ja erittäin vaikeasti liukenevaa veteen. Nitraattisuoloilla on kuitenkin taipumus reagoida erittäin hyvin veden kanssa. Typen tiheys on alhainen.

Typpi on uskomaton alkuaine. Oletuksena on, että se sai nimensä muinaiskreikkalaisesta kielestä, mikä tarkoittaa käännöksessä sitä "eloton, pilaantunut". Miksi typpiin suhtautuu niin kielteisesti? Loppujen lopuksi tiedämme, että se on osa proteiineja, ja hengittäminen ilman sitä on käytännössä mahdotonta. Typpillä on tärkeä rooli luonnossa. Mutta ilmakehässä tämä kaasu on inertti. Jos otat sen alkuperäisessä muodossaan, niin on monia mahdollisia sivuvaikutuksia. Uhri voi jopa kuolla tukehtumiseen. Koska typpeä kutsutaan elottomaksi, koska se ei tue palamista tai hengitystä.

Normaaliolosuhteissa tällainen kaasu reagoi vain litiumin kanssa muodostaen yhdisteen, kuten litiumnitridin Li3N. Kuten voimme nähdä, typen hapetustila tällaisessa yhdisteessä on -3. Muiden metallien kanssa, ja tietenkin, se myös reagoi, mutta vain kuumennettaessa tai kun käytetään erilaisia \u200b\u200bkatalyyttejä. Muuten, -3 on typen alhaisin hapetustila, koska vain 3 elektronia tarvitaan ulkoisen energiatason täyttämiseksi kokonaan.

Tällä indikaattorilla on erilaisia \u200b\u200bmerkityksiä. Jokaisella typen hapetustilalla on oma yhdiste. On parempi vain muistaa tällaiset yhteydet.

5 - typen korkein hapetustila. Löydetty nitraattisuoloista ja kaikissa niissä.

Tehtävä numero 1

Kaikkien yhdisteiden hapetustila +2 osoittaa

Vastaus: 4

Selitys:

Kaikista ehdotetuista vaihtoehdoista hapetustila +2 monimutkaisissa yhdisteissä ilmentyy vain sinkillä, joka on toisen ryhmän sivu-alaryhmän elementti, jossa maksimihapetustila on yhtä suuri kuin ryhmän numero.

Tina on osa ryhmän IV pääryhmää, metalli, ja sen hapetustilat ovat 0 (yksinkertaisessa aineessa), +2, +4 (ryhmän numero).

Fosfori - pääryhmän pääryhmän pääryhmän osa, joka on ei-metalli, osoittaa hapetustiloja -3 (ryhmän numero - 8) arvoon +5 (ryhmän numero).

Rauta on metalli, elementti sijaitsee pääryhmän toissijaisessa alaryhmässä. Raudalle on ominaista hapetustilat: 0, +2, +3, +6.

Tehtävä numero 2

KEO 4 -koostumuksen yhdiste muodostaa molemmat kaksi elementtiä:

1) fosfori ja kloori

2) fluori ja mangaani

3) kloori ja mangaani

4) pii ja bromi

Vastaus: 3

Selitys:

Koostumuksen KEO 4 suola sisältää happotähteen EO4-, jossa hapen hapetustila on -2, joten elementin E hapetustila tässä happotähteessä on +7. Ehdotetuista vaihtoehdoista kloori ja mangaani ovat sopivia - ryhmän VII pää- ja toissijaisten alaryhmien elementtejä.

Fluori on myös osa ryhmän VII pääryhmää, mutta koska se on kaikkein elektronegatiivisin elementti, sillä ei ole positiivisia hapetustiloja (0 ja -1).

Boori, pii ja fosfori ovat ryhmien pääryhmien 3, 4 ja 5 elementtejä, vastaavasti, siksi suoloissa niillä on vastaavat maksimaaliset hapetustilat +3, +4, +5.

Tehtävä numero 3

• 1. Zn ja Cr
• 2.Si ja B
• 3. Fe ja Mn
• 4.P ja As

Vastaus: 4

Selitys:

P: llä ja As: lla on sama korkein hapetustila yhdisteissä, yhtä suuri kuin ryhmänumero (+5). Nämä elementit sijaitsevat ryhmän V pääryhmässä.

Zn ja Cr ovat ryhmien toissijaisten alaryhmien II ja VI elementtejä. Yhdisteissä sinkillä on suurin hapettumisaste +2, kromilla - +6.

Fe ja Mn ovat vastaavasti ryhmien VIII ja VII sivuryhmien elementtejä. Raudan korkein hapetustila on +6, mangaanin - +7.

Tehtävä numero 4

Sama korkein hapetustila yhdisteissä on osoitettu

• 1. Hg ja Cr
• 2.Si ja Al
• 3. F ja Mn
• 4.P ja N

Vastaus: 4

Selitys:

Yhdisteissä sama korkein hapetustila, yhtä suuri kuin ryhmänumero (+5), esiintyy P: llä ja N. Nämä elementit sijaitsevat ryhmän V pääryhmässä.

Hg ja Cr ovat ryhmien sekundaaristen alaryhmien II ja VI elementtejä. Yhdisteissä elohopealla on korkein hapetustila +2, kromilla - +6.

Si ja Al ovat ryhmien pääalaryhmien IV ja III elementtejä. Tästä syystä piin maksimaalinen hapetustila monimutkaisissa yhdisteissä on +4 (ryhmänumero, jossa pii sijaitsee), alumiinin kohdalla - +3 (ryhmänumero, jossa alumiini sijaitsee).

F ja Mn ovat vastaavasti ryhmien VII pää- ja toissijaisten alaryhmien elementtejä. Fluorilla, joka on kemiallisten alkuaineiden jaksollisen taulukon kaikkein elektronegatiivisin elementti, ei kuitenkaan ole positiivisia hapetustiloja: monimutkaisissa yhdisteissä sen hapetustila on −1 (ryhmän numero −8). Mangaanin suurin hapetustila on +7.

Tehtävä numero 5

Hapetustila +3 typpi esiintyy molemmissa kahdessa aineessa:

• 1. HN02 ja NH3
• 2. NH4CI ja N203
• 3. NaN02 ja NF3
• 4.HN03 ja N2

Vastaus: 3

Selitys:

Typpihappossa HNO2 hapen hapetustila happotähteessä on -2, vedyssä - +1, joten typen hapetustila on +3, jotta molekyyli pysyy sähköisesti neutraalina. Ammoniakki NH3: ssa typpi on enemmän elektronegatiivinen elementti, joten se vetää pois kovalenttisen polaarisen sidoksen elektroniparin ja sen negatiivinen hapetustila on -3, vedyn hapetustila ammoniakkissa on +1.

Ammoniumkloridi NH4CI on ammoniumsuola, joten typen hapetustila on sama kuin ammoniakin, ts. on yhtä kuin -3. Oksideissa hapen hapetustila on aina -2, joten typen kohdalla se on +3.

Natriumnitriitissä NaNO 2 (typpihapposuola) typen hapetustila on sama kuin typpipitoisessa typpihapossa, koska on +3. Typpifluoridissa typen hapetustila on +3, koska fluori on jaksollisen taulukon kaikkein elektronegatiivisin elementti ja monimutkaisissa yhdisteissä sen negatiivinen hapetustila on -1. Tämä vastausvaihtoehto täyttää tehtävän edellytykset.

Typpihapossa typellä on korkein hapetustila yhtä suuri kuin ryhmänumero (+5). Typen yksinkertaisena yhdisteenä (koska se koostuu yhden kemiallisen alkuaineen atomista) hapetustila on 0.

Tehtävä numero 6

Ryhmän VI alkuaineen suurin oksidi vastaa kaavaa

• 1.E 4 O 6
• 2.EO 4
• 3.EO 2
• 4.EO 3

Vastaus: 4

Selitys:

Elementin suurin oksidi on elementin oksidi maksimaalisella hapettumisasteellaan. Ryhmässä alkuaineen suurin hapetustila on yhtä suuri kuin ryhmän numero, joten ryhmässä VI elementin suurin hapetustila on +6. Oksidien hapella on hapetustila -2. Elementin symbolin alla olevia numeroita kutsutaan indekseiksi ja ne osoittavat tämän elementin atomien lukumäärän molekyylissä.

Ensimmäinen vaihtoehto on väärä, koska elementin hapetustila on 0 - (- 2) ⋅6 / 4 \u003d +3.

Toisessa variantissa elementin hapetustila on 0 - (- 2) ⋅ 4 \u003d +8.

Kolmannessa variantissa elementin E hapetustila: 0 - (- 2) ⋅ 2 \u003d +4.

Neljännessä variantissa elementin E hapetustila: 0 - (- 2) ⋅ 3 \u003d +6, ts. tämä on vastaus, jota etsit.

Tehtävä numero 7

Kromin hapetustila ammoniumdikromaatissa (NH4) 2Cr207 on

• 1. +6
• 2. +2
• 3. +3
• 4. +7

Vastaus: 1

Selitys:

Ammo- niumdikromaatissa (NH4) 2Cr 2 O 7 ammoniumkationissa NH4 + typellä, elektronegatiivisempana elementtinä, on alhaisempi hapetustila - -3, vety on positiivisesti varautunut +1. Siksi koko kationin varaus on +1, mutta koska näitä kationeja on 2, kokonaisvaraus on +2.

Jotta molekyyli pysyisi sähköisesti neutraalina, happotähteellä Cr 2 O 7 2 - on oltava varaus -2. Happien ja suolojen happamissa jäännöksissä olevan hapen varaus on aina -2, siksi 7 happiatomia, jotka muodostavat ammoniumdikromaattimolekyylin, ladataan -14 ° C: ssa. Kromiatomit Cr tulee molekyyleiksi 2, joten jos kromivaraus on merkitty x: llä, niin meillä on:

2x + 7 ⋅ (-2) \u003d -2, missä x \u003d +6. Kromivaraus ammoniumdikromaattimolekyylissä on +6.

Tehtävä numero 8

Kummankin elementin hapetustila +5 on mahdollista:

1) happi ja fosfori

2) hiili ja bromi

3) kloori ja fosfori

4) rikki ja pii

Vastaus: 3

Selitys:

Ensimmäisessä ehdotetussa vastauksessa vain fosforilla ryhmän V pääryhmän elementtinä voi olla hapetustila +5, joka on sen maksimiarvo. Hapella (ryhmän VI pääryhmän pääelementti), jolla on korkean elektronegatiivisuuden omaava elementti, oksideissa on hapetustila -2, yksinkertaisena aineena - 0 ja yhdistelmänä fluorin kanssa OF - +1. Hapetustila +5 ei ole sille tyypillinen.

Hiili ja bromi ovat ryhmien pääalaryhmien IV ja VII elementtejä. Hiilelle on ominaista maksimaalinen hapetustila +4 (yhtä suuri kuin ryhmänumero) ja bromilla on hapetustiloja -1, 0 (yksinkertaisessa yhdisteessä Br2), +1, +3, +5 ja +7.

Kloori ja fosfori ovat ryhmien pääalaryhmien VII ja V elementtejä. Fosfori osoittaa maksimaalisen hapetustilan +5 (yhtä suuri kuin ryhmänumero), kloorin, samanlainen kuin bromi, hapetustilat -1, 0 (yksinkertaisessa yhdisteessä Cl2), +1, +3, +5, +7 ovat ominaisia.

Rikki ja pii ovat elementtejä ryhmien pääalaryhmistä VI ja IV. Rikillä on laaja valikoima hapetustiloja välillä -2 (ryhmän numero - 8) - +6 (ryhmän numero). Piillä maksimihapetustila on +4 (ryhmänumero).

Tehtävä numero 9

• 1. NaN03
• 2. NaN02
• 3. NH4CI
• 4. EI

Vastaus: 1

Selitys:

Natriumnitraatissa NaNO 3, natriumin hapetustila on +1 (ryhmän I elementti), happiatomien happiatomien on 3, joiden kummankin hapetustila on -2, joten, jotta molekyyli pysyisi sähköisesti neutraalina, typellä on oltava hapetustila: 0 - (+ 1) - (−2) 3 \u003d +5.

Natriumnitriitissä NaNO2 natriumatomin hapetustila on myös +1 (ryhmän I elementti), happotähteiden happiatomien on 2, joista jokaisella on hapetustila -2, siksi, jotta molekyyli pysyisi sähköisesti neutraalina, typellä on oltava hapetustila: 0 - (+1) - (−2) 2 \u003d +3.

NH4CI - ammoniumkloridi. Klorideissa klooriatomien hapetustila on −1, joiden vetyatomien määrä molekyylissä on 4 positiivisesti varautunut, joten typen hapetustila on 0 - (−1) - 4 (+1) \u003d −3, jotta molekyyli pysyy sähköisesti neutraalina. Ammoniakin ja ammoniumsuolojen kationien typen hapettumistila on vähintään -3 (ryhmän, jossa elementti sijaitsee, lukumäärä on 8).

Typpioksidimolekyylissä NO hapella on minimaalinen hapetustila −2, kuten kaikilla oksideilla, joten typen hapetustila on +2.

Tehtävä numero 10

Typpillä on korkein hapetustila yhdisteessä, jonka kaava on

• 1. Fe (NO 3) 3
• 2. NaN02
• 3. (NH4) 2S04
• 4. NO 2

Vastaus: 1

Selitys:

Typpi on ryhmän V pääryhmän osa, joten sillä voi olla maksimaalinen hapetustila, joka on yhtä suuri kuin ryhmänumero, ts. +5.

Yksi rautanitraatin Fe (NO 3) 3 rakenneyksikkö koostuu yhdestä Fe 3+ -ionista ja kolmesta nitraatti-ionia. Nitraattiioneissa typpiatomien, vastaionityypistä riippumatta, hapetustila on +5.

Natriumnitriitissä NaNO 2 natriumin hapetustila on +1 (ryhmän I pääryhmän elementti), happotähteiden happiatomien on 2, joiden kummankin hapetustila on -2, siksi, jotta molekyyli pysyisi sähköisesti neutraalina, typen hapetustila on 0 - ( +1) - (−2) ⋅2 \u003d +3.

(NH4) 2S04 - ammoniumsulfaatti. Rikkihapposuoloissa SO 4 2-anionin varaus on 2 -, joten jokaisessa ammoniumkationissa on yli 1 varaus. Vetyssä varaus on +1, joten typessä se on –3 (typpi on enemmän elektronegatiivista, joten se vetää N-H-sidoksen yhteisen elektroniparin). Ammoniakin ja ammoniumsuolojen kationien typen hapettumistila on vähintään -3 (ryhmän, jossa elementti sijaitsee, lukumäärä on 8).

Typpioksidimolekyylin NO2 molekyylissä hapella on minimaalinen hapetustila -2, kuten kaikilla oksideilla, joten typen hapetustila on +4.

Tehtävä numero 11

28910E

Koostumuksen Fe (NO 3) 3 ja CF4 yhdisteissä typen ja hiilen hapetusolosuhteet ovat vastaavasti

Vastaus: 4

Selitys:

Yksi rauta (III) nitraatin Fe (NO 3) 3 rakenneyksikkö koostuu yhdestä rauta-ionista Fe 3+ ja kolmesta nitraatti-ionista NO 3 -. Nitraatti-ioneissa typen hapetustila on aina +5.

Hiilifluoridissa CF4, fluori on enemmän sähköä negatiivinen elementti ja se vetää pois C-F-sidoksen yhteisen elektroniparin, ja sen hapetustila on -1. Siksi hiilen C hapetustila on +4.

Tehtävä numero 12

A32B0B

Hapetustila +7 klooria esiintyy molemmissa kahdessa yhdisteessä:

• 1. Ca (OCl) 2 ja Cl207
• 2.KCl03 ja Cl02
• 3. BaCl2 ja HCl04
• 4. Mg (Cl04) 2 ja Cl207

Vastaus: 4

Selitys:

Ensimmäisessä variantissa klooriatomien hapetustilat ovat vastaavasti +1 ja +7. Yksi kalsiumhypokloriitti Ca (OCl) 2: n rakenneyksikkö koostuu yhdestä kalsiumionista Ca 2+ (Ca on osa ryhmän II pääryhmää) ja kahdesta hypokloriitti-ionia OCl -, joiden kummankin varaus on 1−. Monimutkaisissa yhdisteissä, OF 2: n ja erilaisten peroksidien lisäksi, hapen hapetustila on aina -2, siksi on selvää, että kloorin varaus on +1. Kloorioksidissa Cl 2 O 7, kuten kaikissa oksidissa, hapen hapetustila on -2, siksi tämän yhdisteen kloorin hapetustila on +7.

Kaliumkloraatissa KClO 3 kaliumatomin hapetustila on +1 ja hapen - -2. Jotta molekyyli pysyisi sähköisesti neutraalina, kloorin hapetustilan on oltava +5. Kloorioksidissa ClO2 hapen, kuten minkä tahansa muun oksidin, hapetustila on -2, joten kloorin tapauksessa sen hapetustila on +4.

Kolmannessa variantissa bariumkationi kompleksiyhdisteessä on panostettu +2, siksi negatiivinen varaus -1 on konsentroitu jokaiseen kloori-anioniin BaCl2-suolassa. Perkloorihapon HClO 4: ssä 4 happiatomin kokonaisvaraus on −2⋅4 \u003d −8, vetykationissa varaus on +1. Jotta molekyyli pysyy sähköisesti neutraalina, kloorivarauksen on oltava +7.

Neljännessä variantissa magnesiumperkloraatti Mg (ClO 4) 2 -molekyylissä magnesiumvaraus on +2 (kaikissa kompleksiyhdisteissä magnesiumilla on hapetustila +2), joten jokaisessa ClO4-anionissa varaus on 1–. Yhteensä 4 happea-ionia, joissa kullakin on hapetustila -2, varataan -8: ssa. Siksi, jotta anionin kokonaisvaraus olisi 1–, kloorivarauksen on oltava +7. Kloorioksidissa Cl 2 O 7, kuten edellä selitettiin, kloorivaraus on +7.

MÄÄRITELMÄ

typpi - jaksollisen järjestelmän seitsemäs osa. Sijaitsee alaryhmän A toisella jaksolla V. Nimi - N.

Typpi on tyypillinen epämetallinen elementti, elektronegatiivisuuden (3.0) suhteen se on toisella sijalla vain fluorilla ja hapella.

Luonnollinen typpi koostuu kahdesta stabiilista isotoopista 14 N (99,635%) ja 15 N (0,365%).

Typpimolekyyli on piimaan mukainen. Molekyylin typpiatomien välillä on kolmoissidos, jonka seurauksena N2-molekyyli on erittäin vahva. Molekyylityppi on kemiallisesti passiivinen, heikosti polarisoitunut.

Normaaliolosuhteissa molekyylin typpi on kaasu. Typen sulamispisteet (-210 o C) ja kiehumispisteet (-195,8 o C) ovat erittäin alhaiset; se liukenee huonosti veteen ja muihin liuottimiin.

Typpien hapetustila yhdisteissä

Typpi muodostaa koostumuksen N 2 diatomisia molekyylejä kovalenttisten ei-polaaristen sidosten induktion johdosta, ja kuten tiedetään, yhdisteissä, joissa on ei-polaarisia sidoksia, elementtien hapetustila on nolla.

Typpelle on ominaista koko hapetustilojen spektri, joista on sekä positiivisia että negatiivisia.

Hapetustila (-3) typpi ilmenee nitrideiksi kutsuttuina yhdisteinä (Mg +2 3 N -3 2, B +3 N -3), joista tunnetuin on ammoniakki (N -3 H +1 3).

Hapetustila (-2) typpi ilmenee peroksidityyppisissä yhdisteissä - pernitrideissä, joista yksinkertaisin edustaja on hydratsiini (vetydiamidi / pernitridi) - N -2 2 H2.

Yhdisteessä, jota kutsutaan hydroksyyliamiiniksi - N-H2OH-typellä on hapetustila (-1) .

Vakaimmat positiiviset typen hapetustilat ovat (+3) ja (+5) ... Se kehittää ensimmäisen niistä fluorideissa (N +3 F -1 3), oksidissa (N +3 2 O -2 3), oksohalideissa (N +3 OCl, N +3 OBr jne.) Sekä johdannaisissa anioni N02 - (KN +302, NaN +302, jne.). Typen hapetustila (+5) ilmenee oksidissa N +5 2 O 5, oksonitridissä N +5 ON, dioksofluoridissa N + 5 O 2 F, samoin kuin trioksitraatissa (V) -ionissa NO3 - ja dinitridonitraatissa (V) -ionissa. NH2-.

Typpillä on myös hapetustiloja (+1) - N +1 2O, (+2) - N +20 ja (+4) N + 4 O 2 niiden yhdisteissä, mutta paljon harvemmin.

Esimerkkejä ongelmanratkaisusta

Esimerkki 1

Tehtävä	Määritä yhdisteiden hapen hapetustilat: La 2 O 3, Cl 2 O 7, H 2 O 2, Na 2 O 2, BaO 2, KO 2, KO 3, O 2, OF 2.
Vastaus	Happi muodostaa monentyyppisiä binaarisia yhdisteitä, joissa sillä on ominaiset hapetustilat. Joten jos happi on osa oksideja, niin sen hapetustila on (-2), kuten La 2 O 3: ssa ja Cl 2 O 7: ssä. Peroksideissa hapen hapetustila on (-1): H202, Na2O2, Ba02. Yhdessä fluorin (OF 2) kanssa hapen hapetustila on (+2). Elementin hapetustila yksinkertaisessa aineessa on aina nolla (O o 2). Koostumuksen KO2 ja K03 aineet ovat kalium superperoksidia (superoksidia) ja otsonidia, joissa happea esiintyy fraktioituja hapettumistiloja: (-1/2) ja (-1/3).
Vastaus	(-2), (-2), (-1), (-1), (-1), (-1/2), (-1/3), 0 ja (+2).

Esimerkki 2

Tehtävä	Ilmoita typen hapetustilat yhdisteissä: NH3, N2H4, NH20H, N2, N20, NO, N203, N02, N205.
Päätös	Elementin hapetustila yksinkertaisessa aineessa on aina nolla (N o 2). On tunnettua, että hapen hapettumisaste oksideissa on (-2). Elektroneutraalisuusyhtälön avulla määritetään, että typen hapetustilat oksideissa ovat yhtä suuret: N +1 2 O, N + 20, N +3 2 O 3, N + 4 O 2, N + 5 2 O 5.