7-24. Определите степени окисления каждого элемента в соединениях:

Решение:

• a) N₂ — Степень окисления азота равна 0, так как это простое вещество.
• N₂O — Степень окисления кислорода -2. Общий заряд молекулы 0. (2 * x) + (-2) = 0 => 2x = 2 => x = +1. Степень окисления азота +1.
• NO₂ — Степень окисления кислорода -2. Общий заряд молекулы 0. x + (2 * -2) = 0 => x - 4 = 0 => x = +4. Степень окисления азота +4.
• N₂O₃ — Степень окисления кислорода -2. Общий заряд молекулы 0. (2 * x) + (3 * -2) = 0 => 2x - 6 = 0 => 2x = 6 => x = +3. Степень окисления азота +3.
• NH₃ — Степень окисления водорода +1 (в соединениях с неметаллами). Общий заряд молекулы 0. x + (3 * +1) = 0 => x + 3 = 0 => x = -3. Степень окисления азота -3.
• б) NaNO₂ — Степень окисления натрия +1, кислорода -2. Общий заряд молекулы 0. (+1) + x + (2 * -2) = 0 => 1 + x - 4 = 0 => x - 3 = 0 => x = +3. Степень окисления азота +3.
• Ca(NO₃)₂ — Степень окисления кальция +2, кислорода -2. Общий заряд молекулы 0. (+2) + 2 * [x + (3 * -2)] = 0 => 2 + 2 * [x - 6] = 0 => 2 + 2x - 12 = 0 => 2x - 10 = 0 => 2x = 10 => x = +5. Степень окисления азота +5.
• Cr(NO₃)₃ — Степень окисления кислорода -2. В нитрат-ионе NO₃⁻ азот имеет степень окисления +5. Следовательно, для Cr(NO₃)₃: x + 3 * (+5) = 0 => x + 15 = 0 => x = -15. Это неверно. В нитрат-ионе (NO₃)⁻ азот имеет степень окисления +5. Общий заряд для (NO₃)₃ равен -9. Тогда для хрома: x + (-9) = 0 => x = +9. Это также неверно. Правильный расчет: Общий заряд молекулы 0. Cr - неизвестная степень окисления (x). (NO₃) - заряд -1. Так как у нас 3 таких группы, то 3 * (-1) = -3. Учитывая, что в NO₃ азот +5, кислород -2: x + 3 * [(+5) + (3 * -2)] = 0 => x + 3 * [5 - 6] = 0 => x + 3 * [-1] = 0 => x - 3 = 0 => x = +3. Степень окисления хрома +3.
• BaMnO₄ — Степень окисления бария +2, кислорода -2. Общий заряд молекулы 0. (+2) + x + (4 * -2) = 0 => 2 + x - 8 = 0 => x - 6 = 0 => x = +6. Степень окисления марганца +6.
• Ba(MnO₄)₂ — Степень окисления бария +2, кислорода -2. В группе MnO₄⁻ марганец имеет степень окисления +7. Общий заряд молекулы 0. (+2) + 2 * [x + (4 * -2)] = 0 => 2 + 2 * [x - 8] = 0 => 2 + 2x - 16 = 0 => 2x - 14 = 0 => 2x = 14 => x = +7. Степень окисления марганца +7.
• в) KClO₃ — Степень окисления калия +1, кислорода -2. Общий заряд молекулы 0. (+1) + x + (3 * -2) = 0 => 1 + x - 6 = 0 => x - 5 = 0 => x = +5. Степень окисления хлора +5.
• Na₃PO₄ — Степень окисления натрия +1, кислорода -2. Общий заряд молекулы 0. (3 * +1) + x + (4 * -2) = 0 => 3 + x - 8 = 0 => x - 5 = 0 => x = +5. Степень окисления фосфора +5.
• CrPO₄ — Степень окисления кислорода -2, фосфора +5. Общий заряд молекулы 0. x + (+5) + (4 * -2) = 0 => x + 5 - 8 = 0 => x - 3 = 0 => x = +3. Степень окисления хрома +3.
• Ca(ClO)₂ — Степень окисления кальция +2, кислорода -2. Общий заряд молекулы 0. (+2) + 2 * [x + (-2)] = 0 => 2 + 2x - 4 = 0 => 2x - 2 = 0 => 2x = 2 => x = +1. Степень окисления хлора +1.
• Mg(ClO₂)₂ — Степень окисления магния +2, кислорода -2. Общий заряд молекулы 0. (+2) + 2 * [x + (2 * -2)] = 0 => 2 + 2 * [x - 4] = 0 => 2 + 2x - 8 = 0 => 2x - 6 = 0 => 2x = 6 => x = +3. Степень окисления хлора +3.
• г) ZnSiO₃ — Степень окисления цинка +2, кислорода -2. Общий заряд молекулы 0. (+2) + x + (3 * -2) = 0 => 2 + x - 6 = 0 => x - 4 = 0 => x = +4. Степень окисления кремния +4.
• Ag₂CO₃ — Степень окисления серебра +1, кислорода -2. Общий заряд молекулы 0. (2 * +1) + x + (3 * -2) = 0 => 2 + x - 6 = 0 => x - 4 = 0 => x = +4. Степень окисления углерода +4.
• SrCrO₄ — Степень окисления стронция +2, кислорода -2. Общий заряд молекулы 0. (+2) + x + (4 * -2) = 0 => 2 + x - 8 = 0 => x - 6 = 0 => x = +6. Степень окисления хрома +6.
• Cu₃(AsO₄)₂ — Степень окисления кислорода -2. В группе AsO₄³⁻ мышьяк имеет степень окисления +5. Общий заряд молекулы 0. 3x + 2 * [(+5) + (4 * -2)] = 0 => 3x + 2 * [5 - 8] = 0 => 3x + 2 * [-3] = 0 => 3x - 6 = 0 => 3x = 6 => x = +2. Степень окисления меди +2.
• NH₄Cl — Степень окисления хлора -1. В ионе NH₄⁺ водород имеет степень окисления +1. Общий заряд иона NH₄⁺ равен +1. x + (4 * +1) = +1 => x + 4 = +1 => x = -3. Степень окисления азота -3.

Ответ:

• а) N₂: 0; N₂O: N=+1, O=-2; NO₂: N=+4, O=-2; N₂O₃: N=+3, O=-2; NH₃: N=-3, H=+1
• б) NaNO₂: Na=+1, N=+3, O=-2; Ca(NO₃)₂: Ca=+2, N=+5, O=-2; Cr(NO₃)₃: Cr=+3, N=+5, O=-2; BaMnO₄: Ba=+2, Mn=+6, O=-2; Ba(MnO₄)₂: Ba=+2, Mn=+7, O=-2
• в) KClO₃: K=+1, Cl=+5, O=-2; Na₃PO₄: Na=+1, P=+5, O=-2; CrPO₄: Cr=+3, P=+5, O=-2; Ca(ClO)₂: Ca=+2, Cl=+1, O=-2; Mg(ClO₂)₂: Mg=+2, Cl=+3, O=-2
• г) ZnSiO₃: Zn=+2, Si=+4, O=-2; Ag₂CO₃: Ag=+1, C=+4, O=-2; SrCrO₄: Sr=+2, Cr=+6, O=-2; Cu₃(AsO₄)₂: Cu=+2, As=+5, O=-2; NH₄Cl: N=-3, H=+1, Cl=-1