Степень окисления азота
Общие сведения о степени окисления азота
Азот – типичный неметаллический элемент, по электроотрицательности (3,0) уступает лишь фтору и кислороду.
Природный азот состоит из двух устойчивых изотопов 14N (99,635%) и 15N (0,365%).
Молекула азота двухатомна. Между атомами азота в молекуле есть тройная связь, вследствие чего молекула N2 исключительно прочная. Молекулярный азот химически малоактивен, слабо поляризуется.
В обычных условиях молекулярный азот – газ. Температуры плавления (-210oС) и кипения (-195,8oС) азота очень низкие; он плоха растворяется в воде и других растворителях.
Степень окисления азота в соединениях
Азот образует двухатомные молекулы состава N2 за счет наведения ковалентных неполярных связей, а, как известно, в соединениях с неполярными связями степень окисления элементов равна нулю.
Для азота характерен целый спектр степеней окисления, среди которых есть как положительные, так и отрицательные.
Степень окисления (-3) азот проявляет в соединениях под названием нитриды (Mg+23N-32, B+3N-3), самым известным из которых является аммиак (N-3H+13).
Степень окисления (-2) азот проявляет в соединениях перикисного типа – пернитридах, простейшим представителем которых является гидразин (диамид/ пернитрид водорода) – N-22H2.
В соединении под названием гидроксиламин – N-1H2OH–азот проявляет степень окисления (-1).
Наиболее устойчивые положительные степени окисления азота – это (+3) и (+5). Первую из них он проявляет во фториде (N+3F-13), оксиде (N+32O-23), оксогалогенидах (N+3OCl, N+3OBr и т.д.), а также производных аниона NO2— (KN+3O2, NaN+3O2 и др.). Степень окисления (+5) азот проявляет в оксиде N+52O5, оксонитриде N+5ON, диоксофториде N+5O2F, а также в триоксонитрат (V) –ионе NO3— и динитридонитрат (V) –ионе NH2—.
Азот также проявляет степени окисления (+1) – N+12O, (+2) – N+2O и (+4)N+4O2 в своих соединениях, но значительно реже.
Примеры решения задач
| Задание | Укажите степени окисления кислорода в соединениях: La2O3, Cl2O7, H2O2, Na2O2, BaO2, KO2, KO3, O2, OF2. |
| Ответ | Кислород образует несколько типов бинарных соединений, в которых проявляет характерные степени окисления. Так, если кислород входит в состав оксидов, то его степень окисления равна (-2), как в La2O3 и Cl2O7.
В пероксидах степень окисления кислорода равна (-1): H2O2, Na2O2, BaO2. В соединении с фтором (OF2) степень окисления кислорода равна (+2). Степень окисления элемента в простом веществе всегда равна нулю (Oo2). Вещества состава KO2 и KO3 – это суперпероксид (надпероксид) и озонид калия, в которых кислород проявляет дробные значения степеней окисления: (-1/2) и (-1/3). |
| Ответ | (-2), (-2), (-1), (-1), (-1), (-1/2), (-1/3), 0 и (+2). |
| Задание | Укажите степени окисления азота в соединениях:NH3, N2H4, NH2OH, N2, N2O, NO, N2O3, NO2, N2O5. |
| Решение | Степень окисления элемента в простом веществе всегда равна нулю (No2).
Известно, что в оксидах степень окисления кислорода равна (-2). С помощью уравнения электронейтральности определяем, что степени окисления азота в оксидах равны: N+12O, N+2O, N+32O3, N+4O2, N+52O5. Водород в соединениях с неметаллами проявляет степень окисления (+1). С помощью уравнения электронейтральности определяем, что степени окисления азота в молекулах NH3 и N2H4 равны (-3) и (-2). Степень окисления азота в гидроксиламине (NH2OH) равна (-1). |
| Ответ | (-3), (-2), (-1), 0, (+1), (+2), (+3), (+4) и (+5). |
