Определите СО каждого элемента в следующих соединениях:

Решение:

СО (степень окисления) — это условный заряд атома в соединении, вычисленный исходя из предположения, что все связи являются ионными. Для определения СО элементов используем общие правила:

• СО водорода в соединениях с неметаллами равна +1, а в гидридах металлов — -1.
• СО кислорода в большинстве соединений равна -2, кроме пероксидов (-1) и надпероксидов (-1/2).
• Сумма СО всех атомов в нейтральной молекуле равна нулю.
• Сумма СО атомов в многоатомном ионе равна заряду этого иона.

Применяя эти правила к каждому соединению:

1. Al(NO₃)₃:
• Al: \( x + 3 \cdot (y + 3 \cdot (-2)) = 0 \). Так как NO₃ — нитрат-ион, его заряд -1. \( x + 3 \cdot (-1) = 0 \) → \( x = +3 \). СО Al = +3.
• N: \( y + 3 \cdot (-2) = -1 \) → \( y - 6 = -1 \) → \( y = +5 \). СО N = +5.
• O: СО = -2.
2. H₂: Это простое вещество. СО H = 0.
3. Mg₃N₂: Магний — металл, его СО в соединениях +2.
• Mg: \( 3 \cdot (+2) + 2x = 0 \) → \( 6 + 2x = 0 \) → \( x = -3 \). СО N = -3.
• Mg: СО = +2.
4. NH₃: Водород в соединении с неметаллом.
• N: \( x + 3 \cdot (+1) = 0 \) → \( x = -3 \). СО N = -3.
• H: СО = +1.
5. Cu: Простое вещество. СО Cu = 0.
6. K₂Cr₂O₇: Калий (щелочной металл) имеет СО +1, кислород -2.
• K: \( 2 \cdot (+1) + 2x + 7 \cdot (-2) = 0 \) → \( 2 + 2x - 14 = 0 \) → \( 2x = 12 \) → \( x = +6 \). СО Cr = +6.
• K: СО = +1.
• O: СО = -2.
7. Cr(OH)₃: Гидроксид-ион (OH) имеет заряд -1.
• Cr: \( x + 3 \cdot (-1) = 0 \) → \( x = +3 \). СО Cr = +3.
• O: СО = -2.
• H: СО = +1.
8. NH₄OH: Аммоний (NH₄⁺) имеет заряд +1.
• N: \( x + 4 \cdot (+1) = +1 \) → \( x = -3 \). СО N = -3.
• H: СО = +1.
• O: СО = -2.
9. HClO₄: Перхлоратная кислота.
• H: \( +1 + x + 4 \cdot (-2) = 0 \) → \( +1 + x - 8 = 0 \) → \( x = +7 \). СО Cl = +7.
• H: СО = +1.
• O: СО = -2.
10. Fe₂O₃: Оксид железа(III). Кислород имеет СО -2.
• Fe: \( 2x + 3 \cdot (-2) = 0 \) → \( 2x - 6 = 0 \) → \( x = +3 \). СО Fe = +3.
• O: СО = -2.
11. O₃: Простое вещество (озон). СО O = 0.
12. NO₂: Оксид азота(IV). Кислород имеет СО -2.
• N: \( x + 2 \cdot (-2) = 0 \) → \( x = +4 \). СО N = +4.
• O: СО = -2.
13. H₃AsO₄: Мышьяковая кислота.
• H: \( 3 \cdot (+1) + x + 4 \cdot (-2) = 0 \) → \( 3 + x - 8 = 0 \) → \( x = +5 \). СО As = +5.
• H: СО = +1.
• O: СО = -2.
14. Ca(OH)₂: Гидроксид кальция.
• Ca: \( x + 2 \cdot (-2 + 1) = 0 \) → \( x + 2 \cdot (-1) = 0 \) → \( x = +2 \). СО Ca = +2.
• O: СО = -2.
• H: СО = +1.
15. CaSO₄: Сульфат кальция.
• Ca: \( +2 + x + 4 \cdot (-2) = 0 \) → \( 2 + x - 8 = 0 \) → \( x = +6 \). СО S = +6.
• Ca: СО = +2.
• O: СО = -2.
16. N₂: Простое вещество. СО N = 0.
17. RbNO₂: Нитрит рубидия.
• Rb: Щелочной металл, СО = +1.
• N: \( +1 + x + 2 \cdot (-2) = 0 \) → \( 1 + x - 4 = 0 \) → \( x = +3 \). СО N = +3.
• O: СО = -2.
18. KMnO₄: Перманганат калия.
• K: \( +1 + x + 4 \cdot (-2) = 0 \) → \( 1 + x - 8 = 0 \) → \( x = +7 \). СО Mn = +7.
• K: СО = +1.
• O: СО = -2.
19. SO₃: Оксид серы(VI).
• S: \( x + 3 \cdot (-2) = 0 \) → \( x = +6 \). СО S = +6.
• O: СО = -2.
20. H₂S: Сероводород.
• H: \( 2 \cdot (+1) + x = 0 \) → \( 2 + x = 0 \) → \( x = -2 \). СО S = -2.
• H: СО = +1.

Ответ:

• 1. Al: +3, N: +5, O: -2
• 2. H: 0
• 3. Mg: +2, N: -3
• 4. N: -3, H: +1
• 5. Cu: 0
• 6. K: +1, Cr: +6, O: -2
• 7. Cr: +3, O: -2, H: +1
• 8. N: -3, H: +1, O: -2
• 9. H: +1, Cl: +7, O: -2
• 10. Fe: +3, O: -2
• 11. O: 0
• 12. N: +4, O: -2
• 13. H: +1, As: +5, O: -2
• 14. Ca: +2, O: -2, H: +1
• 15. Ca: +2, S: +6, O: -2
• 16. N: 0
• 17. Rb: +1, N: +3, O: -2
• 18. K: +1, Mn: +7, O: -2
• 19. S: +6, O: -2
• 20. H: +1, S: -2