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.