Номер 4, страница 83 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

Проверьте себя. 8. Азот, фосфор и их соединения - номер 4, страница 83.

Условие.

4. Валентность азота численно равна его степени окисления

1) в молекуле азота

2) в молекуле азотной кислоты

3) в молекуле аммиака

4) в формульной единице калийной селитры

Решение.

Решение 2.

Для того чтобы ответить на вопрос, необходимо определить валентность и степень окисления атома азота в каждом из предложенных вариантов и сравнить их численные значения. Валентность — это число ковалентных связей, которые образует атом. Степень окисления — это условный заряд атома в молекуле, вычисленный в предположении, что все связи имеют ионный характер.

1) в молекуле азота

Молекула азота имеет химическую формулу $N_2$. В этой двухатомной молекуле атомы азота связаны между собой тройной ковалентной неполярной связью ($N \equiv N$). Каждый атом азота образует три химические связи, следовательно, валентность азота равна III. Степень окисления любого элемента в составе простого вещества всегда равна нулю. Таким образом, степень окисления азота в $N_2$ равна 0. Сравним численные значения: валентность (3) не равна степени окисления (0).

2) в молекуле азотной кислоты

Химическая формула азотной кислоты — $HNO_3$. В её структуре атом азота образует четыре связи: одну одинарную связь с атомом кислорода группы $–OH$, одну двойную связь с другим атомом кислорода и одну донорно-акцепторную связь с третьим атомом кислорода. Таким образом, валентность азота в азотной кислоте равна IV. Для расчёта степени окисления азота (обозначим её как $x$) примем, что степень окисления водорода равна +1, а кислорода –2. Сумма степеней окисления всех атомов в нейтральной молекуле равна нулю: $ (+1) + x + 3 \cdot (-2) = 0 $ $ 1 + x - 6 = 0 $ $ x = +5 $ Степень окисления азота равна +5. Сравним численные значения: валентность (4) не равна степени окисления (5).

3) в молекуле аммиака

Химическая формула аммиака — $NH_3$. В молекуле аммиака атом азота образует три одинарные ковалентные связи с тремя атомами водорода. Следовательно, валентность азота равна III. Рассчитаем степень окисления азота ($x$), принимая степень окисления водорода за +1: $ x + 3 \cdot (+1) = 0 $ $ x = -3 $ Степень окисления азота равна –3. Сравним численные значения: валентность равна 3, модуль степени окисления $|-3|$ также равен 3. Значения совпадают.

4) в формульной единице калийной селитры

Химическая формула калийной селитры (нитрата калия) — $KNO_3$. Это ионное соединение, состоящее из катиона калия $K^+$ и нитрат-аниона $NO_3^-$. В нитрат-ионе атом азота, как и в азотной кислоте, образует 4 связи, поэтому его валентность равна IV. Для расчёта степени окисления азота ($x$) учтём, что степень окисления калия (щелочного металла) равна +1, а кислорода –2: $ (+1) + x + 3 \cdot (-2) = 0 $ $ 1 + x - 6 = 0 $ $ x = +5 $ Степень окисления азота равна +5. Сравним численные значения: валентность (4) не равна степени окисления (5).

Проанализировав все варианты, мы приходим к выводу, что валентность азота численно равна его степени окисления только в молекуле аммиака.

Ответ: 3