Номер 406, страница 63 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

406. Определите степень окисления атомов в соединениях: $NH_4NO_3$, $Na_2Te$, $Mg(CrO_2)_2$, $PbI_2$, $AlPO_4$, $CrO_2Cl_2$, $Mn_3O_4$, $BrF$, $INO_3$. В каких из них имеется ионная связь?

NH₄NO₃

Нитрат аммония. Это ионное соединение, состоящее из катиона аммония ($NH_4^+$) и нитрат-аниона ($NO_3^-$). Степень окисления определяется для каждого иона отдельно.

В катионе $NH_4^+$: суммарный заряд равен $+1$. Степень окисления водорода (H) равна $+1$. Пусть степень окисления азота (N) будет $x$. Тогда $x + 4 \cdot (+1) = +1$, откуда $x = -3$.

В анионе $NO_3^-$: суммарный заряд равен $-1$. Степень окисления кислорода (O) равна $-2$. Пусть степень окисления азота (N) будет $y$. Тогда $y + 3 \cdot (-2) = -1$, откуда $y = +5$.

Таким образом, в этом соединении азот проявляет две разные степени окисления.

Ответ: $N^{-3}H_4^{+1}N^{+5}O_3^{-2}$.

Na₂Te

Теллурид натрия. Натрий (Na) — щелочной металл, его степень окисления в соединениях постоянна и равна $+1$. Молекула в целом электронейтральна. Пусть степень окисления теллура (Te) будет $x$.

$2 \cdot (+1) + x = 0$, откуда $x = -2$.

Ответ: $Na_2^{+1}Te^{-2}$.

Mg(CrO₂)₂

Хромит магния. Магний (Mg) — щелочноземельный металл, его степень окисления равна $+2$. Соединение состоит из катиона $Mg^{2+}$ и двух анионов $CrO_2^-$.

В анионе $CrO_2^-$: суммарный заряд равен $-1$. Степень окисления кислорода (O) равна $-2$. Пусть степень окисления хрома (Cr) будет $x$.

$x + 2 \cdot (-2) = -1$, откуда $x = +3$.

Ответ: $Mg^{+2}(Cr^{+3}O_2^{-2})_2$.

PbI₂

Иодид свинца(II). Йод (I) в соединениях с металлами является более электроотрицательным элементом и проявляет степень окисления $-1$. Молекула электронейтральна. Пусть степень окисления свинца (Pb) будет $x$.

$x + 2 \cdot (-1) = 0$, откуда $x = +2$.

Ответ: $Pb^{+2}I_2^{-1}$.

AlPO₄

Ортофосфат алюминия. Это ионное соединение, состоящее из катиона алюминия ($Al^{3+}$) и ортофосфат-аниона ($PO_4^{3-}$).

Степень окисления алюминия (Al) равна $+3$.

В анионе $PO_4^{3-}$: суммарный заряд $-3$. Степень окисления кислорода (O) равна $-2$. Пусть степень окисления фосфора (P) будет $x$.

$x + 4 \cdot (-2) = -3$, откуда $x = +5$.

Ответ: $Al^{+3}P^{+5}O_4^{-2}$.

CrO₂Cl₂

Хромилхлорид. Это ковалентное соединение. Степень окисления кислорода (O) равна $-2$, а хлора (Cl), как более электроотрицательного элемента по сравнению с хромом, равна $-1$. Молекула электронейтральна. Пусть степень окисления хрома (Cr) будет $x$.

$x + 2 \cdot (-2) + 2 \cdot (-1) = 0$, откуда $x - 6 = 0$, и $x = +6$.

Ответ: $Cr^{+6}O_2^{-2}Cl_2^{-1}$.

Mn₃O₄

Оксид марганца(II,III). Это смешанный оксид, который можно представить формулой $MnO \cdot Mn_2O_3$.

Степень окисления кислорода (O) равна $-2$.

В оксиде $MnO$ марганец имеет степень окисления $+2$.

В оксиде $Mn_2O_3$ марганец имеет степень окисления $+3$.

Таким образом, в $Mn_3O_4$ один атом марганца имеет с.о. $+2$, а два других — $+3$. Можно также рассчитать среднюю степень окисления марганца: $3x + 4 \cdot (-2) = 0 \implies x = +8/3$.

Ответ: $Mn^{+2}Mn_2^{+3}O_4^{-2}$ (фактические степени окисления) или $Mn_3^{+8/3}O_4^{-2}$ (средняя степень окисления).

BrF

Фторид брома(I). Это межгалогенное соединение. Фтор (F) является самым электроотрицательным элементом, поэтому его степень окисления всегда $-1$. Молекула электронейтральна. Пусть степень окисления брома (Br) будет $x$.

$x + (-1) = 0$, откуда $x = +1$.

Ответ: $Br^{+1}F^{-1}$.

INO₃

Нитрат иода(I). Это соединение можно рассматривать как соль, образованную катионом иода ($I^+$) и нитрат-анионом ($NO_3^-$).

Следовательно, степень окисления иода (I) равна $+1$.

В нитрат-анионе ($NO_3^-$), как было показано ранее, степень окисления азота (N) равна $+5$, а кислорода (O) — $-2$.

Ответ: $I^{+1}N^{+5}O_3^{-2}$.

В каких из них имеется ионная связь?

Ионная связь образуется между атомами со значительной разницей в электроотрицательности, как правило, между металлами и неметаллами. Также ионная связь присутствует в солях между катионами и анионами.

Проанализировав состав данных соединений, можно заключить, что ионная связь есть в:

• $NH_4NO_3$ (между катионом $NH_4^+$ и анионом $NO_3^-$)

• $Na_2Te$ (между металлом Na и неметаллом Te)

• $Mg(CrO_2)_2$ (между катионом $Mg^{2+}$ и анионом $CrO_2^-$)

• $PbI_2$ (между металлом Pb и неметаллом I)

• $AlPO_4$ (между катионом $Al^{3+}$ и анионом $PO_4^{3-}$)

• $Mn_3O_4$ (между металлом Mn и неметаллом O)

• $INO_3$ (между катионом $I^+$ и анионом $NO_3^-$)

Соединения $CrO_2Cl_2$ и $BrF$ являются ковалентными.

Ответ: Ионная связь имеется в соединениях $NH_4NO_3, Na_2Te, Mg(CrO_2)_2, PbI_2, AlPO_4, Mn_3O_4, INO_3$.