Важнейшие окислители и восстановители

Задача 3. Каковы валентность и степень окисления азота:

а) в азотной кислоте;

б) в хлориде аммония?

Решение.

а) Структурную формулу азотной кислоты иногда изображают с пятивалентным азотом следующим образом:

O

//

H - O - N

\\

O

В действительности, пятивалентный азот не существует, поскольку для этого атом азота должен иметь пять неспаренных электронов.

Распаривание 2s-электронов азота требует очень большой затраты энергии и практически не происходит. Атом азота в азотной кислоте имеет валентность IV. Три ковалентные связи N-О образованы за счет неспаренных электронов, и одна - за счет неподеленной пары электронов азота. Структурную формулу азотной кислоты можно писать так:

O

/

H - O - N

\\

O

где стрелочка обозначает донорно-акцепторную связь. Степень окисления водорода равна +1, кислорода -2, а сумма степеней окисления атомов в молекуле равна 0, поэтому на долю атома азота приходится условный заряд +5.

б) Валентность азота в ионе равна IV. Три ковалентные связи N-Н образованы за счет неспаренных электронов азота, и одна - за счет неподеленной пары электронов.

Степень окисления водорода равна +1, а сумма степеней окисления атомов в ионе равна заряду иона (-1), поэтому на долю атома азота приходится условный заряд -3.

Ответ. а) валентность IV, степень окисления +5. б) валентность IV, степень окисления -3.

 

Задача 4. Определите степени окисления элементов в следующих соединениях: К₂MnО₄; Ba(ClO₃)2; F₂O; Ca(NO₂)2; H₂SiF₆; H₂O₂; Cr₂(SO₄)₃.

 

Решение. Используем следующие правила определения степеней окисления:

1) сумма степеней окисления атомов в молекуле равна 0;

2) степень окисления Н равна +1 в соединениях с неметаллами;

3) степень окисления О равна -2, кроме соединений со фтором и перекисных соединений;

4) степень окисления F фтора равна -1;

5) степень окисления металла равна заряду иона металла. Используя эти правила, находим:

 

1) K₂MnO₄: K +1, Mn +6, O -2;

2) Ba(ClO₃)2: Ba +2, Cl +5, O -2;

3) F₂O: F -1, O +2;

4) Ca(NO₂)₂: Ca +2, N +3, O -2;

5) H₂SiF₂: H +1, Si +4, F -1;

6) H₂O₂: H +1, O -1;

7) Cr₂(SO₄)₃: Cr +3, S +6, O -2.