Oxidationstillstånd för kväve. Oxidationstillståndet för kväve - lära sig att förstå oxidationstillståndet för kväve 4 i föreningen

Kväve är kanske det vanligaste kemiska elementet i hela solsystemet. Mer specifikt är kväve den 4:e vanligaste. Kväve i naturen är en inert gas.

Denna gas är färglös, luktfri och mycket svår att lösa i vatten. Nitratsalter tenderar dock att reagera mycket bra med vatten. Kväve har låg densitet.

Kväve är ett fantastiskt element. Det finns ett antagande att den fick sitt namn från det antika grekiska språket, som i översättning från det betyder "livlös, bortskämd". Varför finns det en så negativ inställning till kväve? När allt kommer omkring vet vi att det är en del av proteiner, och att andas utan det är praktiskt taget omöjligt. Kväve spelar en viktig roll i naturen. Men i atmosfären är denna gas inert. Om du tar det som det är i sin ursprungliga form, är många biverkningar möjliga. Offret kan till och med dö av kvävning. Kväve kallas trots allt livlöst eftersom det inte stöder varken förbränning eller andning.

Under normala förhållanden reagerar denna gas endast med litium och bildar en förening som litiumnitrid Li3N. Som vi kan se är oxidationstillståndet för kväve i en sådan förening -3. Naturligtvis reagerar den också med andra metaller, men bara vid upphettning eller vid användning av olika katalysatorer. Förresten, -3 är det lägsta oxidationstillståndet för kväve, eftersom endast 3 elektroner behövs för att helt fylla den externa energinivån.

Denna indikator har olika betydelser. Varje oxidationstillstånd av kväve har sin egen förening. Det är bättre att bara komma ihåg sådana kopplingar.

5 - det högsta oxidationstillståndet för kväve. Det finns i och i alla nitratsalter.

Uppgift nummer 1

Oxidationstillståndet +2 i alla föreningar uppvisar

Svar: 4

Förklaring:

Av alla de föreslagna alternativen manifesteras oxidationstillståndet +2 i komplexa föreningar endast av zink, som är ett element i en sidoundergrupp i den andra gruppen, där det maximala oxidationstillståndet är lika med gruppnumret.

Tenn är ett element i huvudundergruppen av grupp IV, metall, uppvisar oxidationstillstånd av 0 (i en enkel substans), +2, +4 (gruppnummer).

Fosfor - ett element i huvudundergruppen i huvudgruppen, som är en icke-metall, uppvisar oxidationstillstånd från -3 (gruppnummer - 8) till +5 (gruppnummer).

Järn är en metall, elementet är beläget i en sekundär undergrupp av huvudgruppen. Järn kännetecknas av oxidationstillstånd: 0, +2, +3, +6.

Uppgift nummer 2

Föreningen av KEO 4-kompositionen bildar vart och ett av två element:

1) fosfor och klor

2) fluor och mangan

3) klor och mangan

4) kisel och brom

Svar: 3

Förklaring:

Saltet av kompositionen KEO 4 innehåller en sur rest EO 4 -, där syre har ett oxidationstillstånd av -2, därför är oxidationstillståndet för element E i denna sura rest +7. Av de föreslagna alternativen är klor och mangan lämpliga - element i huvud- och sekundärundergrupperna i grupp VII, respektive.

Fluor är också ett element i huvudundergruppen av grupp VII, men eftersom det är det mest elektronegativa elementet uppvisar det inte positiva oxidationstillstånd (0 och -1).

Bor, kisel och fosfor är element i huvudundergrupperna 3, 4 och 5 av grupperna, och därför uppvisar de i salterna motsvarande maximala oxidationstillstånd på +3, +4, +5.

Uppgift nummer 3

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

Svar: 4

Förklaring:

Samma högsta oxidationstillstånd i föreningarna, lika med grupptalet (+5), uppvisas av P och As. Dessa element är belägna i huvudundergruppen av V-gruppen.

Zn och Cr är element i sekundära undergrupper II och VI av grupper, respektive. I föreningar uppvisar zink det högsta oxidationstillståndet +2, krom - +6.

Fe och Mn är element i sekundära undergrupper av grupperna VIII respektive VII. Det högsta oxidationstillståndet för järn är +6, för mangan - +7.

Uppgift nummer 4

Samma högsta oxidationstillstånd i föreningar visas av

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

Svar: 4

Förklaring:

Samma högsta oxidationstillstånd i föreningarna, lika med grupptalet (+5), uppvisas av P och N. Dessa grundämnen finns i huvudundergruppen av grupp V.

Hg och Cr är element i sekundära undergrupper II och VI av grupper, respektive. I föreningar uppvisar kvicksilver det högsta oxidationstillståndet +2, krom - +6.

Si och Al är element i huvudundergrupperna IV och III av grupperna. Därför, för kisel, är det maximala oxidationstillståndet i komplexa föreningar +4 (gruppnummer där kisel finns), för aluminium - +3 (gruppnummer där aluminium finns).

F och Mn är element i huvud- och sekundärundergrupperna av VII-grupperna. Men fluor, som är det mest elektronegativa elementet i det periodiska systemet för kemiska grundämnen, uppvisar inte positiva oxidationstillstånd: i komplexa föreningar är dess oxidationstillstånd -1 (gruppnummer -8). Det högsta oxidationstillståndet för mangan är +7.

Uppgift nummer 5

Oxidationstillståndet +3 kväve uppvisar i vart och ett av två ämnen:

• 1. HNO2 och NH3
• 2. NH4Cl och N2O3
• 3. NaNO2 och NF3
• 4. HNO3 och N2

Svar: 3

Förklaring:

I salpetersyra HNO 2 är oxidationstillståndet för syre i syraresten -2, i väte - +1, därför, för att molekylen ska förbli elektriskt neutral, är kvävets oxidationstillstånd +3. I ammoniak NH 3 är kväve ett mer elektronegativt element, så det drar bort ett elektronpar av en kovalent polär bindning och har ett negativt oxidationstillstånd på -3, oxidationstillståndet för väte i ammoniak är +1.

Ammoniumklorid NH 4 Cl är ett ammoniumsalt, därför är kvävets oxidationstillstånd detsamma som i ammoniak, d.v.s. är lika med -3. I oxider är syrets oxidationstillstånd alltid -2, så för kväve är det +3.

I natriumnitrit NaNO 2 (salpetersyrlighet) är kvävets oxidationstillstånd detsamma som i kvävet i salpetersyrlighet, eftersom är +3. I kvävefluorid är kvävets oxidationstillstånd +3, eftersom fluor är det mest elektronegativa elementet i det periodiska systemet och i komplexa föreningar uppvisar det ett negativt oxidationstillstånd på -1. Detta svarsalternativ uppfyller uppgiftens villkor.

I salpetersyra har kväve det högsta oxidationstillståndet lika med grupptalet (+5). Kväve som en enkel förening (eftersom den består av atomer av ett kemiskt element) har ett oxidationstillstånd på 0.

Uppgift nummer 6

Den högsta oxiden av ett grundämne i grupp VI motsvarar formeln

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

Svar: 4

Förklaring:

Den högsta oxiden av ett grundämne är grundämnets oxid med dess maximala oxidationstillstånd. I gruppen är elementets högsta oxidationstillstånd lika med gruppnumret, därför är det maximala oxidationstillståndet för elementet i VI-gruppen +6. I oxider uppvisar syre ett oxidationstillstånd på -2. Siffrorna under symbolen för ett grundämne kallas index och anger antalet atomer av detta grundämne i en molekyl.

Det första alternativet är felaktigt, eftersom grundämnet har ett oxidationstillstånd på 0 - (- 2) ⋅6 / 4 = +3.

I den andra varianten har grundämnet ett oxidationstillstånd på 0 - (- 2) ⋅ 4 = +8.

I den tredje varianten, oxidationstillståndet för grundämnet E: 0 - (- 2) ⋅ 2 = +4.

I den fjärde varianten är oxidationstillståndet för grundämnet E: 0 - (- 2) ⋅ 3 = +6, d.v.s. det här är svaret du letade efter.

Uppgift nummer 7

Oxidationstillståndet för krom i ammoniumdikromat (NH 4) 2 Cr 2 O 7 är

• 1. +6
• 2. +2
• 3. +3
• 4. +7

Svar: 1

Förklaring:

I ammoniumdikromat (NH 4) 2 Cr 2 O 7 i ammoniumkatjonen har NH 4 + kväve, som ett mer elektronegativt element, ett lägre oxidationstillstånd på -3, väte är positivt laddat +1. Därför har hela katjonen en laddning på +1, men eftersom det finns 2 av dessa katjoner är den totala laddningen +2.

För att molekylen ska förbli elektriskt neutral måste syraresten Cr 2 O 7 2− ha en laddning på -2. Syre i sura rester av syror och salter har alltid en laddning på -2, därför laddas 7 syreatomer som utgör ammoniumdikromatmolekylen vid -14. Kromatomer Cr till molekyler 2, därför, om kromladdningen betecknas som x, så har vi:

2x + 7 ⋅ (-2) = -2, där x = +6. Kromladdningen i ammoniumdikromatmolekylen är +6.

Uppgift nummer 8

Ett oxidationstillstånd på +5 är möjligt för vart och ett av två grundämnen:

1) syre och fosfor

2) kol och brom

3) klor och fosfor

4) svavel och kisel

Svar: 3

Förklaring:

I det första föreslagna svaret kan bara fosfor, som ett element i huvudundergruppen i grupp V, uppvisa ett oxidationstillstånd på +5, vilket är det maximala för det. Syre (ett grundämne i huvudundergruppen av grupp VI), som är ett grundämne med hög elektronegativitet, i oxider uppvisar ett oxidationstillstånd på -2, som en enkel substans - 0 och i kombination med fluor OF 2 - +1. Oxidationstillståndet +5 är inte typiskt för det.

Kol och brom är element i huvudundergrupperna IV respektive VII. Kol kännetecknas av ett maximalt oxidationstillstånd på +4 (lika med gruppnumret), och brom uppvisar oxidationstillstånd på -1, 0 (i en enkel förening Br 2), +1, +3, +5 och +7.

Klor och fosfor är element i huvudundergrupperna VII respektive V i grupper. Fosfor visar maximalt oxidationstillstånd +5 (lika med gruppnumret), för klor, liknande brom, oxidationstillstånden -1, 0 (i en enkel förening Cl 2), +1, +3, +5, +7 är karakteristiska.

Svavel och kisel är element i huvudundergrupperna VI respektive IV i grupperna. Svavel uppvisar ett brett spektrum av oxidationstillstånd från -2 (gruppnummer - 8) till +6 (gruppnummer). För kisel är det maximala oxidationstillståndet +4 (gruppnummer).

Uppgift nummer 9

• 1. NaNO3
• 2. NaNO2
• 3. NH4Cl
• 4. NEJ

Svar: 1

Förklaring:

I natriumnitrat NaNO 3 har natrium ett oxidationstillstånd på +1 (ett grundämne i grupp I), syreatomer i syraresten är 3, som var och en har ett oxidationstillstånd på -2, därför för att molekylen ska förbli elektriskt neutral, kväve måste ha ett oxidationstillstånd: 0 - (+ 1) - (−2) 3 = +5.

I natriumnitrit NaNO 2 har natriumatomen också ett oxidationstillstånd på +1 (ett grundämne i grupp I), syreatomer i syraresten är 2, som var och en har ett oxidationstillstånd på -2, därför för att molekylen för att förbli elektriskt neutral måste kväve ha ett oxidationstillstånd: 0 - (+1) - (−2) 2 = +3.

NH4Cl - ammoniumklorid. I klorider har kloratomer ett oxidationstillstånd av -1, vars väteatomer i en molekyl är 4 är positivt laddade, därför, för att molekylen ska förbli elektriskt neutral, är kvävets oxidationstillstånd 0 - (-1 ) - 4 (+1) = -3. I ammoniak och katjoner av ammoniumsalter har kväve ett lägsta oxidationstillstånd på -3 (numret på gruppen där grundämnet finns är 8).

I en molekyl av kväveoxid NO, uppvisar syre ett lägsta oxidationstillstånd på -2, som i alla oxider, därför är oxidationstillståndet för kväve +2.

Uppgift nummer 10

Kväve uppvisar det högsta oxidationstillståndet i en förening vars formel är

• 1. Fe (NO 3) 3
• 2. NaNO2
• 3. (NH 4) 2 SO 4
• 4. NEJ 2

Svar: 1

Förklaring:

Kväve är ett element i huvudundergruppen i grupp V, därför kan det uppvisa ett maximalt oxidationstillstånd lika med gruppnumret, dvs. +5.

En strukturell enhet av järnnitrat Fe (NO 3) 3 består av en Fe 3+-jon och tre nitratjoner. I nitratjoner har kväveatomer, oavsett typ av motjon, ett oxidationstillstånd på +5.

I natriumnitrit NaNO 2 har natrium ett oxidationstillstånd på +1 (ett grundämne i huvudundergruppen i grupp I), syreatomerna i syraresten är 2, som var och en har ett oxidationstillstånd på -2, därför för molekyl för att förbli elektriskt neutral måste kväve ha ett oxidationstillstånd på 0 - ( +1) - (−2) ⋅2 = +3.

(NH4)2SO4 - ammoniumsulfat. I svavelsyrasalter har SO 4 2− anjonen en laddning av 2−, därför är varje ammoniumkatjon 1+ laddad. På väte är laddningen +1, därför är den på kväve –3 (kväve är mer elektronegativt, därför drar det bort det gemensamma elektronparet i N-H-bindningen). I ammoniak och katjoner av ammoniumsalter har kväve ett lägsta oxidationstillstånd på -3 (numret på gruppen där grundämnet finns är 8).

I en molekyl av kväveoxid NO 2 uppvisar syre ett lägsta oxidationstillstånd på -2, som i alla oxider, därför är kvävets oxidationstillstånd +4.

Uppgift nummer 11

28910E

I föreningar med sammansättningen Fe (NO 3) 3 och CF 4 är oxidationstillstånden för kväve och kol resp.

Svar: 4

Förklaring:

En strukturell enhet av järn (III) nitrat Fe (NO 3) 3 består av en järnjon Fe 3+ och tre nitratjoner NO 3 -. I nitratjoner har kväve alltid ett oxidationstillstånd på +5.

I kolfluorid CF 4 är fluor ett mer elektronegativt element och drar bort det gemensamma elektronparet i C-F-bindningen och uppvisar ett oxidationstillstånd på -1. Därför har kol C ett oxidationstillstånd på +4.

Uppgift nummer 12

A32B0B

Oxidationstillståndet +7 klor uppvisar i var och en av de två föreningarna:

• 1.Ca (OCl)2 och Cl2O7
• 2. KClO3 och ClO2
• 3. BaCl2 och HClO4
• 4. Mg (ClO 4) 2 och Cl 2 O 7

Svar: 4

Förklaring:

I den första varianten har kloratomer oxidationstillstånd på +1 respektive +7. En strukturell enhet av kalciumhypoklorit Ca (OCl) 2 består av en kalciumjon Ca 2+ (Ca är ett element i huvudundergruppen i grupp II) och två hypokloritjoner OCl -, som var och en har en laddning på 1−. I komplexa föreningar, förutom OF 2 och olika peroxider, har syre alltid ett oxidationstillstånd på -2, därför är det uppenbart att klor har en laddning på +1. I kloroxiden Cl 2 O 7, som i alla oxider, har syre ett oxidationstillstånd på -2, därför har det för klor i denna förening ett oxidationstillstånd på +7.

I kaliumklorat KClO 3 har kaliumatomen ett oxidationstillstånd på +1 och syre - -2. För att molekylen ska förbli elektriskt neutral måste klor uppvisa ett oxidationstillstånd på +5. I kloroxiden ClO2 har syre, som i alla andra oxider, ett oxidationstillstånd på –2, därför är dess oxidationstillstånd +4 för klor.

I den tredje varianten är bariumkatjonen i den komplexa föreningen laddad med +2, därför koncentreras en negativ laddning på –1 på varje kloranjon i BaCl 2-saltet. I perklorsyra HClO 4 är den totala laddningen av 4 syreatomer −2⋅4 = −8, på vätekatjonen är laddningen +1. För att molekylen ska förbli elektriskt neutral måste klorladdningen vara +7.

I den fjärde varianten, i molekylen magnesiumperklorat Mg (ClO 4) 2, är magnesiumladdningen +2 (i alla komplexa föreningar uppvisar magnesium ett oxidationstillstånd på +2), därför finns det för varje ClO 4-anjon en avgift på 1–. Totalt 4 syrejoner, där var och en uppvisar ett oxidationstillstånd på -2, laddas vid -8. Därför, för att den totala laddningen av anjonen ska vara 1–, måste laddningen på klor vara +7. I kloroxid Cl 2 O 7, som förklarats ovan, är klorladdningen +7.

DEFINITION

Kväve- det sjunde elementet i det periodiska systemet. Ligger i den andra perioden V i grupp A i undergruppen. Beteckning - N.

Kväve är ett typiskt icke-metalliskt grundämne, vad gäller elektronegativitet (3,0) är det näst efter fluor och syre.

Naturligt kväve består av två stabila isotoper 14 N (99,635 %) och 15 N (0,365 %).

Kvävemolekylen är diatomisk. Det finns en trippelbindning mellan kväveatomerna i molekylen, vilket gör att N 2 -molekylen är extremt stark. Molekylärt kväve är kemiskt inaktivt, svagt polariserat.

Under normala förhållanden är molekylärt kväve en gas. Smältpunkterna (-210 o C) och kokpunkterna (-195,8 o C) för kvävet är mycket låga; det är dåligt lösligt i vatten och andra lösningsmedel.

Oxidationstillståndet för kväve i föreningar

Kväve bildar diatomiska molekyler med sammansättning N 2 på grund av induktionen av kovalenta icke-polära bindningar, och, som är känt, i föreningar med icke-polära bindningar, är grundämnenas oxidationstillstånd noll-.

Kväve kännetecknas av ett helt spektrum av oxidationstillstånd, bland vilka det finns både positiva och negativa.

Oxidationstillstånd (-3) kväve manifesterar sig i föreningar som kallas nitrider (Mg +2 3 N -3 2, B +3 N -3), den mest kända av dessa är ammoniak (N -3 H +1 3).

Oxidationstillstånd (-2) kväve manifesterar sig i föreningar av peroxidtyp - pernitrider, vars enklaste representant är hydrazin (vätediamid / pernitrid) - N -2 2 H 2.

I en förening som kallas hydroxylamin - uppvisar N -1 H 2 OH-kväve ett oxidationstillstånd (-1) .

De mest stabila positiva oxidationstillstånden för kväve är (+3) och (+5) ... Det manifesterar den första av dem i fluor (N +3 F -1 3), oxid (N +3 2 O -2 3), oxohalider (N +3 OCl, N +3 OBr, etc.), såväl som derivat anjon NO2- (KN +302, NaN +302, etc.). Oxidationstillståndet (+5) kvävet manifesterar sig i oxid N +5 2 O 5, oxonitrid N +5 ON, dioxofluorid N +5 O 2 F, såväl som i trioxonitrat (V) -jon NO 3 - och dinitridonitrat (V) -jon NH2-.

Kväve uppvisar också oxidationstillstånd (+1) - N +12O, (+2) -N+20 och (+4) N +4 O 2 i sina föreningar, men mycket mindre frekvent.

Exempel på problemlösning

EXEMPEL 1

Träning	Ange oxidationstillstånden för syre i föreningarna: 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.
Svar	Syre bildar flera typer av binära föreningar, i vilka det uppvisar karakteristiska oxidationstillstånd. Så om syre är en del av oxiderna är dess oxidationstillstånd (-2), som i La 2 O 3 och Cl 2 O 7. I peroxider är oxidationstillståndet för syre (-1): H 2 O 2, Na 2 O 2, BaO 2. I kombination med fluor (OF 2) är syrets oxidationstillstånd (+2). Oxidationstillståndet för ett grundämne i ett enkelt ämne är alltid noll (O o 2). Ämnen i kompositionen KO 2 och KO 3 är kaliumsuperperoxid (superoxid) och ozonid, i vilka syre uppvisar fraktionerade oxidationstillstånd: (-1/2) och (-1/3).
Svar	(-2), (-2), (-1), (-1), (-1), (-1/2), (-1/3), 0 och (+2).

EXEMPEL 2

Träning	Ange oxidationstillstånden för kväve i föreningar: NH 3, N 2 H 4, NH 2 OH, N 2, N 2 O, NO, N 2 O 3, NO 2, N 2 O 5.
Lösning	Oxidationstillståndet för ett grundämne i ett enkelt ämne är alltid noll (N o 2). Det är känt att oxidationstillståndet för syre i oxider är (-2). Med hjälp av elektroneutralitetsekvationen bestämmer vi att oxidationstillstånden för kväve i oxider är lika: N +1 2 O, N +2 O, N +3 2 O 3, N +4 O 2, N +5 2 O 5.