Bir deneyde iki farklı bileşikteki azot atomlarının yükseltgenme basamakları inceleniyor. İlk bileşikte azot -3, ikinci bileşikte ise +5 yükseltgenme basamağına sahiptir. Bu iki bileşik aşağıdakilerden hangisi olabilir?
A) NH₃ ve N₂O₅
B) NO₂ ve N₂O
C) N₂O₃ ve NO
D) HNO₂ ve N₂H₄
Merhaba sevgili öğrenciler!
Bu soruda, azot atomunun farklı bileşiklerdeki yükseltgenme basamaklarını bulmamız ve verilen değerlerle eşleştirmemiz isteniyor. Yükseltgenme basamağı, bir atomun bir bileşikteki elektron alışverişi sonucunda sahip olduğu varsayımsal yüktür. Bu tür soruları çözmek için bazı temel kuralları hatırlamamız gerekiyor:
- Bir bileşikteki tüm atomların yükseltgenme basamakları toplamı sıfıra eşittir.
- Hidrojen (H) atomu genellikle $+1$ yükseltgenme basamağına sahiptir (metal hidrürler hariç, ki bu soruda öyle bir durum yok).
- Oksijen (O) atomu genellikle $-2$ yükseltgenme basamağına sahiptir (peroksitler, süperoksitler ve flor ile yaptığı bileşikler hariç, ki bu soruda öyle bir durum yok).
Şimdi, her bir seçenekteki bileşiklerde azotun yükseltgenme basamağını adım adım hesaplayalım ve verilen $-3$ ve $+5$ değerleriyle karşılaştıralım.
- A) $NH_3$ ve $N_2O_5$
- $NH_3$ (Amonyak) için:
- Hidrojenin yükseltgenme basamağı $+1$'dir.
- Azotun yükseltgenme basamağını $x$ olarak alalım.
- Bileşik nötr olduğu için toplam yük $0$'dır: $x + 3 \times (+1) = 0$
- $x + 3 = 0 \implies x = -3$
- İlk bileşikte azotun yükseltgenme basamağı $-3$ olarak bulundu. Bu, soruda verilen ilk değerle eşleşiyor.
- $N_2O_5$ (Diazot pentaoksit) için:
- Oksijenin yükseltgenme basamağı $-2$'dir.
- Azotun yükseltgenme basamağını $y$ olarak alalım.
- Bileşik nötr olduğu için toplam yük $0$'dır: $2 \times y + 5 \times (-2) = 0$
- $2y - 10 = 0 \implies 2y = +10 \implies y = +5$
- İkinci bileşikte azotun yükseltgenme basamağı $+5$ olarak bulundu. Bu da soruda verilen ikinci değerle eşleşiyor.
- Gördüğümüz gibi, A seçeneğindeki bileşiklerde azotun yükseltgenme basamakları sırasıyla $-3$ ve $+5$'tir. Bu, sorunun koşullarını sağlıyor!
- B) $NO_2$ ve $N_2O$
- $NO_2$ (Azot dioksit) için:
- Oksijen $-2$'dir. $N + 2 \times (-2) = 0 \implies N - 4 = 0 \implies N = +4$. (Bu $-3$ değil.)
- $N_2O$ (Diazot monoksit) için:
- Oksijen $-2$'dir. $2N + 1 \times (-2) = 0 \implies 2N - 2 = 0 \implies 2N = +2 \implies N = +1$. (Bu $+5$ değil.)
- C) $N_2O_3$ ve $NO$
- $N_2O_3$ (Diazot trioksit) için:
- Oksijen $-2$'dir. $2N + 3 \times (-2) = 0 \implies 2N - 6 = 0 \implies 2N = +6 \implies N = +3$. (Bu $-3$ değil.)
- $NO$ (Azot monoksit) için:
- Oksijen $-2$'dir. $N + 1 \times (-2) = 0 \implies N - 2 = 0 \implies N = +2$. (Bu $+5$ değil.)
- D) $HNO_2$ ve $N_2H_4$
- $HNO_2$ (Nitrit asit) için:
- Hidrojen $+1$, Oksijen $-2$'dir. $1 \times (+1) + N + 2 \times (-2) = 0 \implies 1 + N - 4 = 0 \implies N - 3 = 0 \implies N = +3$. (Bu $-3$ değil.)
- $N_2H_4$ (Hidrazin) için:
- Hidrojen $+1$'dir. $2N + 4 \times (+1) = 0 \implies 2N + 4 = 0 \implies 2N = -4 \implies N = -2$. (Bu $+5$ değil.)
Tüm seçenekleri incelediğimizde, sadece A seçeneğindeki bileşiklerin azot yükseltgenme basamakları verilen değerlerle eşleşmektedir.
Cevap A seçeneğidir.
