Задание
Определите номинальную степень окисления углерода в амине состава CₙH₂ₙ₊₁NH₂ .
Решение
При решении задачи будем опираться на алгоритм, описанный в разборе задания Х-20. Для удобства запишем формулу амина как CₙH₂ₙ₊₃N . Заметим, что входящие в состав вещества элементы по своей электроотрицательности (ЭО) образуют следующий ряд:
ЭО(H) < ЭО(C) < ЭО(N)
Это означает, что азот будет иметь низшую для него степень окисления –3, а у водорода она будет +1. Обозначаем степень окисления углерода как k, составляем уравнение и решаем его, помня, что n – натуральное число (количество атомов углерода в молекуле):
n·k + (2n + 3)·(+1) + 1·(–3) = 0 ⇔
n·k + 2n + 3 – 3 = 0 ⇔
n·k + 2n = 0 ⇔
k + 2 = 0 ⇔
k = –2
Таким образом получается, что атомам углерода в любых насыщенных ациклических аминах (а именно такие описываются формулой CₙH₂ₙ₊₁NH₂) может быть приписано полученное номинальное значение степени окисления.
Ответ
–2
Комментарий
Понятие «степень окисления» имеет очень важное значение в химии. Под ним понимается электрический заряд, приписываемый атомам элемента в веществе в предположении, что электронные пары, осуществляющие связь, полностью смещены в сторону более электроотрицательных атомов. Тем не менее встречаются ситуации, когда атомы элемента в веществе соединены друг с другом в таком порядке, что для элемента становится в целом сложно сказать какую именно он степень окисления имеет. В органических соединениях подобная «печальная» участь часто постигает углерод. В таких случаях остаётся лишь говорить о некой номинальной (или, если угодно, формальной, условной, кажущейся, средней и т. п.) степени окисления, не мешающей, впрочем, при рассмотрении окислительно-восстановительных процессов использовать метод электронного баланса для успешной расстановки коэффициентов в уравнении реакции (см., например, задание Х-21).
Другие задания, имеющиеся на канале, можно найти здесь:
