Номер 4, страница 33, часть 2 - гдз по химии 9 класс учебник Оспанова, Аухадиева

4. Какие валентности и степени окисления характерны для азота и фосфора в их соединениях?

Азот и фосфор — это элементы 15-й группы (VА-группы) Периодической системы. Оба имеют по 5 электронов на внешнем энергетическом уровне, что определяет общность некоторых их свойств, но существуют и важные различия, обусловленные строением их атомов.

Азот (N)

Электронная конфигурация атома азота: $1s^22s^22p^3$.

Характерные валентности для азота — III и IV.

Валентность III является наиболее распространенной и обусловлена наличием трех неспаренных электронов на p-орбитали в основном состоянии атома. Примеры: аммиак ($NH_3$), трихлорид азота ($NCl_3$).

Валентность IV реализуется, когда азот образует четвертую ковалентную связь по донорно-акцепторному механизму, предоставляя свою неподеленную 2s-электронную пару. Примеры: ион аммония ($NH_4^+$), азотная кислота ($HNO_3$).

Валентность V для азота невозможна. На втором энергетическом уровне, который является для азота внешним, нет d-подуровня, поэтому атом не может перейти в возбужденное состояние с пятью неспаренными электронами.

Степени окисления азота очень разнообразны и могут принимать все целочисленные значения в диапазоне от -3 до +5:

$-3$ (в аммиаке $NH_3$), $-2$ (в гидразине $N_2H_4$), $-1$ (в гидроксиламине $NH_2OH$), $\text{0}$ (в простом веществе $N_2$), $+1$ (в оксиде азота(I) $N_2O$), $+2$ (в оксиде азота(II) $NO$), $+3$ (в азотистой кислоте $HNO_2$), $+4$ (в оксиде азота(IV) $NO_2$), $+5$ (в азотной кислоте $HNO_3$).

Фосфор (P)

Электронная конфигурация атома фосфора: $1s^22s^22p^63s^23p^3$.

Характерные валентности для фосфора — III и V.

Валентность III, как и у азота, обусловлена тремя неспаренными электронами в основном состоянии атома. Примеры: фосфин ($PH_3$), хлорид фосфора(III) ($PCl_3$).

Валентность V возможна благодаря наличию у фосфора вакантных d-орбиталей на третьем энергетическом уровне. При переходе в возбужденное состояние электронная пара 3s-орбитали распаривается, один электрон переходит на 3d-орбиталь, в результате чего у атома становится 5 неспаренных электронов. Примеры: хлорид фосфора(V) ($PCl_5$), оксид фосфора(V) ($P_2O_5$), ортофосфорная кислота ($H_3PO_4$).

Степени окисления фосфора также лежат в диапазоне от -3 до +5, но, в отличие от азота, для него наиболее характерны и устойчивы следующие:

$-3$ (в фосфине $PH_3$), $\text{0}$ (в простом веществе $\text{P}$), $+3$ (в фосфористой кислоте $H_3PO_3$) и $+5$ (в ортофосфорной кислоте $H_3PO_4$).

Ответ:

Для азота характерны валентности III и IV. Он проявляет степени окисления от -3 до +5 (включая все промежуточные: $-3, -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4, +5$).

Для фосфора характерны валентности III и V. Его наиболее типичные степени окисления: -3, 0, +3, +5.