Номер 1007, страница 161 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

1007. Электроотрицательность атома азота выше, чем атома хлора. Известно соединение, в котором на 1 атом азота приходится 3 атома хлора. Как правильно записать формулу этого соединения — $NCl_3$ или $Cl_3N$? Почему? Какое название у этого соединения — хлорид азота(III) или нитрид хлора(I)?

Для ответа на данный вопрос необходимо применить правила номенклатуры неорганических соединений, исходя из предоставленного в условии утверждения, что электроотрицательность (ЭО) атома азота выше, чем атома хлора: $ЭО(N) > ЭО(Cl)$. Стоит отметить, что по наиболее распространенной шкале Полинга электроотрицательность хлора (3,16) немного выше, чем у азота (3,04). Однако, мы будем строго следовать условию задачи.

Как правильно записать формулу этого соединения — NCl₃ или Cl₃N? Почему?

При написании формул бинарных соединений (состоящих из двух элементов) существует несколько правил. Одно из них, часто используемое как основное, гласит, что на первом месте пишется символ элемента с меньшей электроотрицательностью. Если следовать этому правилу и условию задачи ($ЭО(N) > ЭО(Cl)$), то менее электроотрицательным элементом является хлор, и формула должна была бы выглядеть как $Cl_3N$.

Однако, согласно более строгим правилам Международного союза теоретической и прикладной химии (IUPAC), порядок элементов в формуле определяется их положением в периодической таблице: сначала пишется элемент, который находится в группе с меньшим номером. Азот ($N$) находится в 15-й группе, а хлор ($Cl$) — в 17-й. Поскольку 15 < 17, на первом месте должен стоять азот. Кроме того, существует правило, по которому в формуле на первом месте принято указывать центральный атом, которым в данном соединении является азот. Таким образом, общепринятая и правильная с точки зрения номенклатуры IUPAC запись формулы — $NCl_3$.

Ответ: Правильно записать формулу как $NCl_3$, так как по правилам IUPAC элемент, находящийся в группе с меньшим номером (азот, группа 15), пишется в формуле раньше элемента из группы с большим номером (хлор, группа 17).

Какое название у этого соединения — хлорид азота(III) или нитрид хлора(I)?

Название бинарного соединения, в отличие от написания формулы, строится строго на основе электроотрицательности. Название происходит от более электроотрицательного элемента, к основе названия которого добавляется суффикс "-ид". Этот элемент называется вторым. На первом месте в родительном падеже называется менее электроотрицательный элемент с указанием его степени окисления римскими цифрами в скобках (если она переменная).

Исходя из условия задачи, $ЭО(N) > ЭО(Cl)$.

1. Более электроотрицательный элемент — азот ($N$). Его название в соединении будет "нитрид".
2. Менее электроотрицательный элемент — хлор ($Cl$). Он будет назван первым.

Таким образом, название соединения — нитрид хлора.

Определим степень окисления хлора. Поскольку азот является более электроотрицательным, он принимает свою типичную отрицательную степень окисления, равную -3. Молекула $NCl_3$ электронейтральна, поэтому сумма степеней окисления всех атомов равна нулю. Пусть степень окисления хлора равна $x$.

$(-3) + 3 \cdot x = 0$

$3x = 3$

$x = +1$

Следовательно, степень окисления хлора равна +1. Полное название соединения — нитрид хлора(I).

Название "хлорид азота(III)" было бы правильным, если бы хлор был более электроотрицательным, чем азот, что противоречит условию задачи.

Ответ: нитрид хлора(I).