Номер 3, страница 6, часть 2 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

3. Охарактеризуйте:

а) характерные валентности

б) характерные степени окисления азота

Приведите примеры соединений с различными степенями окисления азота.

а) характерные валентности

Валентность атома определяется числом химических связей, которые он образует с другими атомами. Электронная конфигурация внешнего энергетического уровня атома азота — $2s^22p^3$. У азота есть три неспаренных p-электрона и одна неподеленная электронная пара на s-орбитали.

1. Валентность I, II, III. За счёт трёх неспаренных электронов атом азота чаще всего образует три ковалентные связи, проявляя валентность III. Например, в молекуле аммиака ($NH_3$) или в молекулярном азоте ($N_2$), где между атомами тройная связь. Валентности I и II встречаются реже, например, в оксиде азота(I) $N_2O$ и оксиде азота(II) $NO$.

2. Валентность IV. Азот может образовывать четвёртую ковалентную связь по донорно-акцепторному механизму, предоставляя свою неподеленную электронную пару $2s^2$. Это происходит, например, при образовании иона аммония ($NH_4^+$) из аммиака и иона водорода, или в димере оксида азота(IV) ($N_2O_4$).

Важно: Максимальная валентность азота равна IV. Азот не может проявлять валентность V, так как он является элементом второго периода, и у него нет d-подуровня на внешнем электронном слое, куда можно было бы "распарить" электроны с s-подуровня для образования пяти связей. Это отличает его от других элементов 15-й группы, например, фосфора.

Ответ: Характерные валентности азота: I, II, III, IV. Наиболее распространены валентности III и IV.

б) характерные степени окисления

Степень окисления — это условный заряд атома в молекуле, вычисленный в предположении, что все связи являются ионными. Азот, имея 5 валентных электронов, может как принимать электроны (до 3), так и отдавать их, проявляя широкий диапазон степеней окисления.

Азот может иметь все степени окисления от -3 (низшая) до +5 (высшая).

Примеры соединений с различными степенями окисления азота:

• $-3$: аммиак ($NH_3$), нитрид магния ($Mg_3N_2$), ион аммония ($NH_4^+$)
• $-2$: гидразин ($N_2H_4$)
• $-1$: гидроксиламин ($NH_2OH$)
• $\text{0}$: простое вещество азот ($N_2$)
• $+1$: оксид азота(I) ($N_2O$), азотноватистая кислота ($H_2N_2O_2$)
• $+2$: оксид азота(II) ($NO$)
• $+3$: оксид азота(III) ($N_2O_3$), азотистая кислота ($HNO_2$), нитриты (например, $NaNO_2$)
• $+4$: оксид азота(IV) ($NO_2$), димер оксида азота(IV) ($N_2O_4$)
• $+5$: оксид азота(V) ($N_2O_5$), азотная кислота ($HNO_3$), нитраты (например, $KNO_3$)

Ответ: Характерные степени окисления азота: -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4, +5.