Il grado di ossidazione dell'azoto nell'ammonio

12/04/2019

Ci sono elementi chimici che mostrano diversi gradi di ossidazione, che consente la formazione di un gran numero di composti con determinate proprietà durante le reazioni chimiche. Conoscendo la struttura elettronica dell'atomo, possiamo assumere quali sostanze saranno formate. ossidazione dell'azoto

Il grado di ossidazione dell'azoto può variare da -3 a +5, il che indica la diversità dei composti basati su di esso.

Elemento caratteristico

L'azoto appartiene agli elementi chimici situati nel 15 ° gruppo, nel secondo periodo nella tavola periodica di D. Mendeleev, a cui è assegnato il numero di serie 7 e la designazione della lettera abbreviata N. In condizioni normali, un elemento relativamente inerte, sono necessarie condizioni speciali per l'esecuzione delle reazioni.

In natura, si presenta sotto forma di un gas biatomico incolore dell'aria atmosferica con una frazione in volume superiore al 75%. Contenuto nella composizione di molecole proteiche, acidi nucleici e azotato sostanze inorganiche provenienza.

Struttura atomica

Determinare stato di ossidazione azoto nei composti, è necessario conoscere la sua struttura nucleare e studiare i gusci elettronici.

L'elemento naturale è rappresentato da due isotopi stabili, con un numero di massa di 14 o 15. Il primo nucleo contiene 7 particelle di neutroni e 7 protoni, e il secondo contiene 1 altra particella di neutroni.

Esistono varietà artificiali del suo atomo con una massa di 12-13 e 16-17, con nuclei instabili.

Quando si studia la struttura elettronica dell'azoto atomico, è chiaro che ci sono due gusci di elettroni (interni ed esterni). Gli orbitali 1s contengono una coppia di elettroni. grado di ossidazione dell'azoto nei composti

Sul secondo guscio esterno, ci sono solo cinque particelle caricate negativamente: due sul sottolivello 2s e tre sull'orbitale 2p. Il livello di energia di valenza non ha celle libere, il che indica l'impossibilità di separare la sua coppia di elettroni. L'orbitale 2p è considerato solo a metà pieno di elettroni, il che rende possibile attaccare 3 particelle caricate negativamente. In questo caso, il grado di ossidazione dell'azoto è -3.

Data la struttura degli orbitali, si può concludere che questo elemento con il numero di coordinazione 4 è associato al massimo solo a quattro altri atomi. Per la formazione di tre legami, si usa un meccanismo di scambio, un altro è formato dal metodo donatore-accettore.

Ossidazione di azoto in vari composti

Il numero massimo di particelle negative che un atomo è in grado di attaccare è 3. In questo caso, il grado della sua ossidazione è pari a -3, caratteristica di composti come NH 3 o ammoniaca, NH 4 + o ammonio e nitruri Me 3 N 2 . Queste ultime sostanze si formano con l'aumentare della temperatura facendo reagire l'azoto con gli atomi di metallo.

Il maggior numero di particelle caricate negativamente che un elemento è in grado di dare è uguale a 5.

Due atomi di azoto sono in grado di combinarsi tra loro per formare composti stabili con lo stato di ossidazione -2. Tale legame è osservato in N 2 H 4 o idrazine, in azidi di vari metalli o MeN 3 . Un atomo di azoto collega 2 elettroni agli orbitali liberi.

C'è uno stato di ossidazione di -1 quando questo elemento riceve solo 1 particella negativa. Ad esempio, in NH 2 OH o idrossilammina è caricato negativamente.

Vi sono segni positivi del grado di ossidazione dell'azoto, quando le particelle di elettroni vengono prelevate dallo strato di energia esterna. Variano da +1 a +5. il grado di ossidazione dell'azoto è uguale a

La carica 1+ è presente in azoto in N 2 O (ossido monovalente) e in sodio hyonitrite con la formula Na 2 N 2 O 2 .

In NO (un ossido bivalente), l'elemento rilascia due elettroni e viene caricato positivamente (+2).

Esiste un grado di ossidazione dell'azoto 3 (nel composto NaNO 2 o nitruro e anche nell'ossido trivalente). In questo caso, 3 elettroni vengono scissi.

La carica +4 avviene nell'ossido con valenza IV o suo dimero (N 2 O 4 ).

Il segno positivo dello stato di ossidazione (+5) appare in N 2 O 5 o in ossido pentavalente, in acido nitrico e i suoi sali derivati.

Composti da azoto con idrogeno

Le sostanze naturali basate sui due elementi sopra ricordano gli idrocarburi organici. Solo l'idrogeno nitrico perde la sua stabilità quando aumenta la quantità di azoto atomico. stato di ossidazione dell'azoto 3

I composti di idrogeno più significativi includono ammoniaca, idrazina e acido idrazoico. Si ottengono facendo reagire idrogeno con azoto e in quest'ultima materia c'è anche ossigeno.

Cos'è l'ammoniaca

È anche chiamato idrogeno nitruro e la sua formula chimica è indicata come NH 3 con una massa di 17. In condizioni di temperatura e pressione normali, l'ammoniaca ha la forma di un gas incolore con un forte odore simile all'ammoniaca. Per densità, è 2 volte meno dell'aria, si dissolve facilmente nell'ambiente acquatico a causa della struttura polare della sua molecola. Tratta le sostanze a basso rischio.

Nei volumi industriali, l'ammoniaca è ottenuta per sintesi catalitica da molecole di idrogeno e azoto. Esistono metodi di laboratorio per ottenere nitriti da sali di ammonio e sodio.

Struttura dell'ammoniaca

Nella composizione della molecola piramidale vi sono un atomo di azoto e 3 atomi di idrogeno. Sono posizionati l'uno rispetto all'altro con un angolo di 107 gradi. In una molecola a forma di tetraedro, l'azoto è centrato. A causa dei tre p-elettroni non accoppiati, è collegato da legami polari covalenti con 3 atomi di idrogeno atomici, che hanno 1 elettrone s ciascuno. Così si forma la molecola ammoniacale. In questo caso, l'azoto mostra uno stato di ossidazione di -3. l'azoto ha uno stato di ossidazione

Questo elemento è ancora una coppia solitaria di elettroni a livello esterno, che crea un legame covalente con uno ione idrogeno avente carica positiva. Un elemento è un donatore di particelle caricate negativamente e l'altro è un accettore. Questo forma lo ione ammonio NH 4 + .

Cos'è l'ammonio

Si parla di ioni o cationi poliatomici con carica positiva. L'ammonio è anche considerato una sostanza chimica che non può esistere sotto forma di una molecola. Consiste di ammoniaca e idrogeno.

L'ammonio con una carica positiva in presenza di vari anioni con un segno negativo è in grado di formare sali di ammonio, in cui si comporta come metalli con valenza I. È anche con la sua partecipazione che i composti di ammonio sono sintetizzati.

Molti sali di ammonio esistono come sostanze incolori e cristalline che si dissolvono bene con l'acqua. Se i composti dello ione NH 4 + sono formati da acidi volatili, quindi in condizioni di riscaldamento si decompongono e rilasciano sostanze gassose. Il loro successivo raffreddamento porta a un processo reversibile.

La stabilità di tali sali dipende dalla forza degli acidi da cui sono formati. Composti di ammonio stabili corrispondono a un forte residuo acido. Ad esempio, viene prodotto il cloruro di ammonio stabile acido cloridrico. A temperature fino a 25 gradi, questo sale non si decompone, cosa che non si può dire del carbonato di ammonio. Quest'ultimo composto è spesso usato in cucina per alzare la pasta, sostituendo il bicarbonato di sodio.

I confettieri di carbonato di ammonio sono chiamati semplicemente ammonio. Questo sale è usato dai birrai per migliorare la fermentazione del lievito di birra. il grado di ossidazione dell'azoto nell'ammonio

La reazione qualitativa per il rilevamento degli ioni ammonio è l'azione degli idrossidi di metalli alcalini sui suoi composti. In presenza di NH 4 + , l'ammoniaca viene rilasciata.

Struttura chimica dell'ammonio

La configurazione del suo ione assomiglia a un normale tetraedro con azoto al centro. Gli atomi di idrogeno si trovano nella parte superiore della figura. Per calcolare il grado di ossidazione dell'azoto nell'ammonio, è necessario ricordare che la carica totale del catione è +1, e ogni ione idrogeno ha un elettrone, ma ce ne sono solo 4. Il potenziale totale di idrogeno è +4. Se sottraiamo la carica di tutti gli ioni idrogeno dalla carica cationica, otteniamo: +1 - (+4) = -3. Ciò significa che l'azoto ha uno stato di ossidazione di -3. In questo caso, collega tre elettroni.

Cosa sono i nitruri

L'azoto è in grado di combinarsi con più atomi elettropositivi di natura metallica e non metallica. Di conseguenza, si formano composti simili a idruri e carburi. Tali sostanze contenenti azoto sono chiamate nitruri. Tra il metallo e l'atomo di azoto nei composti emettono legami covalenti, ionici e intermedi. È questa caratteristica che sta alla base della loro classificazione.

I nitruri covalenti includono composti nel legame chimico di cui gli elettroni non si trasferiscono dall'azoto atomico, ma formano insieme a particelle di altri atomi caricate negativamente una nube di elettroni comune.

Esempi di tali sostanze sono i nitruri di idrogeno, come le molecole di ammoniaca e idrazina, nonché gli alogenuri di azoto, che comprendono tricloruri, tribromuri e trifluoruri. Condividono una coppia di elettroni comune equamente appartiene a due atomi.

I nitruri di ioni includono composti con un legame chimico formato dalla transizione di elettroni da un elemento metallico a livelli liberi di azoto. Nelle molecole di tali sostanze si osserva la polarità. I nitruri hanno un grado di ossidazione dell'azoto 3-. Di conseguenza, la carica totale del metallo sarà 3+. l'azoto mostra l'ossidazione

Tali composti includono nitruri di magnesio, litio, zinco o rame, ad eccezione dei metalli alcalini. Hanno un alto punto di fusione.

I nitruri con un legame intermedio includono sostanze in cui gli atomi di metalli e azoto sono equamente distribuiti e non vi è un chiaro spostamento della nube di elettroni. A tali composti inerti appartengono nitridi di ferro, molibdeno, manganese e tungsteno.

Descrizione dell'ossido ferrico

Viene anche chiamata anidride, ottenuta dall'acido nitroso avente la formula HNO 2 . Dato il grado di ossidazione dell'azoto (3+) e dell'ossigeno (2-) nel triossido, si ottiene il rapporto degli atomi degli elementi da 2 a 3 o N 2 O 3 .

Le forme liquide e gassose dell'anidride sono composti altamente instabili, si decompongono facilmente in 2 diversi ossidi con le valenze IV e II.