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Química 05

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QUÍMICA 05 CBC
CÁTEDRA DI RISIO

Unidad 5 - Enlaces y compuestos químicos, estructura tridimensional e interacciones intermoleculares

5.13. En la Tabla Periódica al final de esta guía se informan los estados de oxidación más comunes de los elementos. Escribir al menos una fórmula de compuestos del nitrógeno con oxígeno y con hidrógeno teniendo en cuenta los estados de oxidación del nitrógeno informados en dicha tabla.

Respuesta

Ya sabemos que el nitrógeno puede actuar con muchos estados de oxidación.. Acá nos piden escribir una fórmula de compuestos formados por nitrógeno combinado con oxígeno, y de compuestos formados por nitrógeno e hidrógeno.. ¡Empecemos!

Definamos primero el estado de oxidación del nitrógeno (-3, +1, +2, +3, +4, +5) en cada caso:

💡Tené en cuenta que el N actuando con estados de oxidación negativos lo va a hacer cuando esté combinado con H, el cual va a actuar con estado de oxidación positivo +1 por estar combinándose con un no metal. El O no tiene estados de oxidación positivos, así que cuando se combine con el N, éste último siempre va a actuar con estados de oxidación positivos.


Estado de oxidación negativo: 

• Nitrógeno con estado de oxidación -3:

N combinado con H. El H tiene estado de oxidación +1, por lo que se necesitan 3 H para compensar el estado de oxidación -3 del N.

El compuesto es: $\mathrm{NH}_{3}$ 
(Amoníaco)



Estados de oxidación positivos: 

Con O, podemos formar óxidos:

• Nitrógeno con estado de oxidación +1:  
N combinado con O -> El compuesto binario sería un óxido no metálico/covalente/ácido

$\mathrm{N}^{+1} \quad \mathrm{O}^{-2} \quad \rightarrow \quad \mathrm{N_2O}$ Para verificar que hicimos bien la fórmula tenemos que verificar dos cosas: 1. Simplifica los subíndices. En este caso no podemos simplificarlos más. La unidad fórmula queda así :)
2. Verificar que el balance de estados de oxidación nos de cero (porque es una molécula, su carga neta es 0) $\begin{matrix} \scriptstyle +3 & \scriptstyle -2 \\ \underbrace{\mathrm{N_2}}_{\text{2(+1)}} & \underbrace{\mathrm{O}_{3}}_{\text{1.(-2)}} \end{matrix}$ Planteamos la ecuación de balance de estados de oxidación: $2(+1) + 1(-2) = 0$ $2 - 2 = 0$ Perfecto, lo hicimos bien. El compuesto es: $\mathrm{N_2O}$  
(Monóxido de dinitrógeno u Óxido de nitrógeno (I))


 

• Nitrógeno con estado de oxidación +2:

N combinado con O -> El compuesto binario sería un óxido no metálico/covalente/ácido $\mathrm{N}^{+2} \quad \mathrm{O}^{-2} \quad \rightarrow \quad \mathrm{N_2O_2}$ Para verificar que hicimos bien la fórmula tenemos que verificar dos cosas: 1. Simplifica los subíndices. En este podemos simplificarlos por 2, quedando la fórmula: $\mathrm{NO}$ 2. Verificar que el balance de estados de oxidación nos de cero (porque es una molécula, su carga neta es 0) $\begin{matrix} \scriptstyle +2 & \scriptstyle -2 \\ \underbrace{\mathrm{N}}_{\text{1(+2)}} & \underbrace{\mathrm{O}}_{\text{1.(-2)}} \end{matrix}$ Planteamos la ecuación de balance de estados de oxidación: $1(+2) + 1(-2) = 0$ $2 - 2 = 0$ Perfecto, lo hicimos bien.

El compuesto es: $\mathrm{NO}$ 
(Óxido nítrico u Óxido de nitrógeno (II))




• Nitrógeno con estado de oxidación +3:

N combinado con O -> El compuesto binario sería un óxido no metálico/covalente/ácido

$\mathrm{N}^{+3} \quad \mathrm{O}^{-2} \quad \rightarrow \quad \mathrm{N_2O_3}$⚠️ Para verificar que hicimos bien la fórmula tenemos que verificar dos cosas:
  1. Simplifica los subíndices. En este caso no podemos simplificarlos más. La molécula queda así :) 2. Verificar que el balance de estados de oxidación nos de cero (porque es una molécula, su carga neta es 0) $\begin{matrix} \scriptstyle +3 & \scriptstyle -2 \\ \underbrace{\mathrm{N_2}}_{\text{2(+3)}} & \underbrace{\mathrm{O}_{3}}_{\text{3.(-2)}} \end{matrix}$ Planteamos la ecuación de balance de estados de oxidación: $2(+3) + 3(-2) = 0$ $6 - 6 = 0$ Perfecto, hicimos bien el ejercicio!!
El compuesto es: $\mathrm{N}_{2}\mathrm{O}_{3}$ 
(Trióxido de dinitrógeno u Óxido de nitrógeno (III))
 

 

• Nitrógeno con estado de oxidación +4:

N combinado con O -> El compuesto binario sería un óxido no metálico/covalente/ácido

$\mathrm{N}^{+4} \quad \mathrm{O}^{-2} \quad \rightarrow \quad \mathrm{N_2O_4}$⚠️
Para verificar que hicimos bien la fórmula tenemos que verificar dos cosas: 
1. Simplifica los subíndices. En este caso podemos simplificarlos por 2. La unidad fórmula es: $\mathrm{NO}_{2}$ 
  2. Verificar que el balance de estados de oxidación nos de cero (porque es una molécula, su carga neta es 0) $\begin{matrix} \scriptstyle +4 & \scriptstyle -2 \\ \underbrace{\mathrm{N_2}}_{\text{2(+4)}} & \underbrace{\mathrm{O}_{4}}_{\text{4.(-2)}} \end{matrix}$ Planteamos la ecuación de balance de estados de oxidación: $2(+4) + 4(-2) = 0$ $8 - 8 = 0$ Perfecto!

El compuesto es: $\mathrm{NO}_{2}$ 
(Dióxido de nitrógeno u óxido de nitrogeno (IV))



• Nitrógeno con estado de oxidación +5:

N combinado con O -> El compuesto binario sería un óxido no metálico/covalente/ácido
$\mathrm{N}^{+5} \quad \mathrm{O}^{-2} \quad \rightarrow \quad \mathrm{N_2O_5}$⚠️
Para verificar que hicimos bien la fórmula tenemos que verificar dos cosas: 
1. Simplifica los subíndices. En este caso no podemos simplificarlos más. La molécula queda así :) 2. Verificar que el balance de estados de oxidación nos de cero (porque es una molécula, su carga neta es 0) $\begin{matrix} \scriptstyle +5 & \scriptstyle -2 \\ \underbrace{\mathrm{N_2}}_{\text{2(+5)}} & \underbrace{\mathrm{O}_{5}}_{\text{5.(-2)}} \end{matrix}$ Planteamos la ecuación de balance de estados de oxidación: $2(+5) + 5(-2) = 0$ $10 - 10 = 0$ Perfecto!

El compuesto es: $\mathrm{N}_{2}\mathrm{O}_{5}$ 
(Óxido de nitrógeno (V) o pentóxido de dinitrógeno).





Como verás, todos son compuestos binarios. Pero más adelante vamos a ver compuestos ternarios con N como los oxoácidos y las oxosales, donde el N actúa solamente con dos estados de oxidación: +3 y +5 (menos mal). O cuaternarios como las hidrogenosales, donde el N actúa con estado de oxidación -3 (y quizás algún otro más en la misma fórmula), pero son cosas para más adelante.

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