nombre oxydation electrons
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Pour un ion monoatomique, le nombre d'oxydation est simplement égal à sa charge. Donne le n.o. (en chiffres romains) de l'élément dans chaque ion.
- a)
Le n.o. d'un ion monoatomique est égal à sa charge.
: .
- b)
: .
- c)
: .
- d)
: .
- e)
: .
Un corps simple est un élément non combiné à un autre élément. Quel est le nombre d'oxydation de l'élément souligné dans chacune de ces espèces ?
- a)
(métal)
Un corps simple (élément non combiné) a toujours un n.o. nul, quelle que soit son atomicité.
: .
- b)
(dioxygène)
: .
- c)
(dichlore)
: .
- d)
(diazote)
: .
Dans ces oxydes, l'oxygène vaut et la molécule est neutre. Détermine le n.o. du métal.
- a)
On pose le n.o. du métal, , et somme des n.o. .
: .
- b)
: .
- c)
: .
- d)
: .
Dans ces composés, l'hydrogène vaut et la molécule est neutre. Détermine le n.o. de l'autre élément (souligné).
- a)
(le chlore)
On pose le n.o. de l'élément souligné, , somme .
: (le chlore).
- b)
(le soufre)
: (le soufre).
- c)
(le brome)
: (le brome).
- d)
(l'azote)
: (l'azote).
L'oxygène vaut et la molécule est neutre. Détermine le n.o. de l'élément associé.
- a)
(le carbone)
On pose le n.o. du non-métal, , somme .
: .
- b)
(le soufre)
: .
- c)
(le carbone)
: .
Le n.o. d'un ion monoatomique est égal à sa charge. Donne-le (en chiffres romains) pour :
- a)
Le n.o. d'un ion monoatomique est égal à sa charge.
: .
- b)
: .
- c)
: .
- d)
: .
- e)
: .
- f)
: .
Un corps simple (élément non combiné) a un n.o. nul, quelle que soit son atomicité. Donne le n.o. de l'élément dans :
- a)
(dihydrogène)
Un corps simple a toujours un n.o. nul.
: .
- b)
(soufre)
: .
- c)
(phosphore blanc)
: .
- d)
(cuivre métal)
: .
- e)
(argent métal)
: .
et la molécule est neutre. Détermine le n.o. du métal.
- a)
On pose le n.o. du métal, , somme .
: .
- b)
: .
- c)
: .
- d)
: .
et la molécule est neutre. Détermine le n.o. de l'élément central.
- a)
(le soufre)
On pose le n.o. du non-métal, , somme .
: .
- b)
(l'azote)
: .
- c)
(le silicium)
: .
et la molécule est neutre. Détermine le n.o. de l'autre élément.
- a)
(le fluor)
On pose le n.o. de l'autre élément, , somme .
: (le fluor).
- b)
(l'iode)
: (l'iode).
- c)
(le sélénium)
: (le sélénium).
- d)
(le carbone)
: (le carbone).
Un ion de charge possède électrons. Calcule le nombre d'électrons de :
- a)
()
On applique (le cation a perdu des électrons).
: électrons.
- b)
()
: électrons.
- c)
()
: électrons.
- d)
()
: électrons.
Sans calcul, donne le n.o. de l'élément indiqué en appliquant directement les conventions « oxygène » et « hydrogène ».
- a)
l'oxygène dans
Application directe des deux conventions, sans calcul.
: l'oxygène vaut .
- b)
l'oxygène dans
: l'oxygène vaut .
- c)
l'hydrogène dans
: l'hydrogène vaut .
- d)
l'hydrogène dans
: l'hydrogène vaut .
Le n.o. du métal est connu et la molécule est neutre. Détermine le n.o. du chlore.
- a)
()
On pose le n.o. du chlore ; le métal est connu, somme .
: .
- b)
()
: .
- c)
()
: .
- d)
()
: .
Quand un atome neutre devient un ion, il gagne ou perd des électrons. Indique, pour chaque transformation, s'il y a gain ou perte et combien d'électrons sont concernés.
- a)
Un cation a perdu des électrons, un anion en a gagné ; le nombre égale la valeur de la charge.
: perte de électrons.
- b)
: gain de électron.
- c)
: perte de électrons.
- d)
: gain de électrons.
Le fluor vaut toujours et la molécule est neutre. Détermine le n.o. du métal.
- a)
, somme , = n.o. du métal.
: .
- b)
: .
- c)
: .
- d)
: .
Ici la somme des n.o. n'est plus nulle : elle égale la charge de l'ion. Avec , détermine le n.o. de l'atome central.
- a)
(le soufre)
On pose = n.o. de l'atome central, , et somme charge de l'ion.
: .
- b)
(l'azote)
: .
- c)
(le chlore)
: .
- d)
(le phosphore)
: .
Attention à l'indice de l'atome central : il apparaît deux fois. Avec , détermine son n.o.
- a)
(le chrome)
On n'oublie pas le coefficient devant .
: .
- b)
(le chrome)
: (même degré que le dichromate).
- c)
(le soufre, valeur moyenne)
: (n.o. moyen du soufre).
Le manganèse prend plusieurs états d'oxydation. Avec , détermine son n.o. dans chaque espèce.
- a)
à chaque fois ; on ajuste selon la charge globale.
(neutre) : .
- b)
: .
- c)
: .
Ces métaux existent à plusieurs degrés d'oxydation. Détermine celui du métal dans l'oxyde donné ().
- a)
(le cuivre)
Molécules neutres, .
: (cuivre(I)).
- b)
(le fer)
: (fer(III)).
- c)
(l'étain)
: (étain(IV)).
Il faut combiner deux règles : et , la molécule étant neutre. Détermine le n.o. de l'atome central.
- a)
(le soufre)
On combine , , molécule neutre. On note le n.o. central.
: .
- b)
(l'azote)
: .
- c)
(le phosphore)
: .
La somme des n.o. égale la charge de l'ion (). Détermine le n.o. de l'atome central.
- a)
(le carbone)
On pose = n.o. central, , somme charge de l'ion.
: .
- b)
(l'azote)
: .
- c)
(le chlore)
: .
- d)
(le brome)
: .
Détermine le n.o. du chlore dans chacun de ces ions (), puis observe la progression.
- a)
(hypochlorite)
On écrit ( = nombre d'oxygènes) : le n.o. croît de deux en deux.
: .
- b)
(chlorite)
: .
- c)
(chlorate)
: .
- d)
(perchlorate)
: .
, , molécule neutre. Détermine le n.o. de l'atome central.
- a)
(le chlore)
On combine , , somme .
: .
- b)
(le chlore)
: .
- c)
(le carbone)
: .
- d)
(le brome)
: .
, molécule neutre. Détermine le n.o. du métal.
- a)
(le fer)
Molécules neutres, .
: (fer(II)).
- b)
(le cuivre)
: (cuivre(II)).
- c)
(le plomb)
: (plomb(IV)).
- d)
(l'étain)
: (étain(II)).
Donne le n.o. de tous les éléments (y compris le cation « spectateur ») dans chaque espèce neutre ().
- a)
(potassium, manganèse, oxygène)
On fixe d'abord les éléments à n.o. connu (cation, oxygène), puis on ferme sur l'atome central.
: , ; .
- b)
(sodium, chrome, oxygène)
: , ; .
- c)
(calcium, carbone, oxygène)
: , ; .
- d)
(potassium, azote, oxygène)
: , ; .
Ces anions contiennent un hydrogène acide. Avec , et la somme égale à la charge, détermine le n.o. de l'atome central.
- a)
(le carbone)
, , somme charge de l'ion.
: .
- b)
(le soufre)
: .
- c)
(le phosphore)
: .
- d)
(le soufre)
: .
Le cation apporte son n.o. (connu) et la molécule est neutre (). Détermine le n.o. de l'atome central souligné.
- a)
(le chlore)
Le cation apporte son n.o., , somme .
: .
- b)
(le soufre)
: .
- c)
(l'azote)
: chaque porte , donc .
- d)
(le phosphore)
: .
Attention aux indices : l'azote apparaît parfois deux fois (, molécules neutres). Détermine le n.o. de l'azote.
- a)
, molécules neutres ; on n'oublie pas l'indice de l'azote.
: .
- b)
: .
- c)
: .
- d)
: .
Le groupe hydroxyde porte globalement la charge (, ). Détermine le n.o. du métal.
- a)
(le fer)
Chaque compte pour ; molécule neutre, = n.o. du métal.
: .
- b)
(le fer)
: .
- c)
(le cuivre)
: .
- d)
(l'aluminium)
: .
Détermine le n.o. du chrome dans chaque espèce (, ; charge indiquée par la formule).
- a)
On adapte l'équation de fermeture aux ligands et à la charge.
: .
- b)
: .
- c)
: .
- d)
: .
Les règles « » et « » souffrent deux exceptions. Détermine le n.o. demandé, en identifiant à chaque fois s'il s'agit d'un peroxyde ou d'un hydrure.
- a)
le n.o. de l'oxygène dans le peroxyde d'hydrogène (sachant ) ;
Dans un peroxyde l'oxygène est ; dans un hydrure l'hydrogène est . On le retrouve par l'équation de fermeture.
: (peroxyde).
- b)
le n.o. de l'oxygène dans (sachant ) ;
: (peroxyde de sodium) — et non .
- c)
le n.o. de l'hydrogène dans l'hydrure de sodium ;
: (hydrure : l'hydrogène joue le rôle de ).
- d)
le n.o. de l'hydrogène dans l'hydrure de calcium (sachant ).
: (hydrure).
On étudie l'oxyde à l'état fondamental. Données : , .
- a)
Détermine l'étage d'oxydation du cuivre dans .
est neutre, : . Le cuivre est au degré .
- b)
Combien d'électrons possède alors un atome de cuivre dans ce composé ?
Le cuivre neutre a électrons ; au degré il a cédé un électron : électrons.
- c)
Combien d'électrons possède l'atome d'oxygène dans ce composé ?
L'oxygène () au degré a gagné deux électrons : électrons.
Rappel du piège : le cuivre étant un métal, son n.o. ne peut pas être négatif — on écarte « ».
Le nombre d'électrons d'un ion vaut , où est sa charge. Calcule-le pour chaque ion.
- a)
()
On applique .
: électrons.
- b)
()
: électrons.
- c)
()
: électrons.
- d)
()
: électrons.
Remarque : , et ont tous électrons (configuration du néon).
Dans chaque cas, on donne le n.o. de l'atome central et le nombre d'atomes d'oxygène (). Détermine la grandeur manquante.
- a)
Un oxoanion du soufre où le soufre est au degré : quelle est sa charge ?
On écrit toujours : (n.o. central) (nombre de ) charge.
avec : . La charge est : c'est (sulfite).
- b)
Un oxoanion du chlore contenant un oxygène, où le chlore est au degré : quelle est sa charge ?
Un oxygène, : . La charge est : c'est (hypochlorite).
- c)
Un oxoanion de charge où l'azote est au degré : combien d'atomes d'oxygène contient-il ?
Charge , : . L'ion contient oxygènes : c'est (nitrate).
Le fer forme deux oxydes courants : et (). Donnée : .
- a)
Détermine le n.o. du fer dans , puis dans .
: . : .
- b)
En déduire lequel correspond au « fer(II) » et lequel au « fer(III) ».
contient du fer(II) (oxyde de fer(II), ferreux) ; contient du fer(III) (oxyde de fer(III), ferrique).
- c)
Combien d'électrons possède l'ion fer dans ?
Dans , le fer est l'ion : électrons.
La magnétite est un oxyde de fer neutre (, ).
- a)
Détermine le n.o. moyen du fer dans .
Molécule neutre, : .
- b)
Ce résultat n'est pas un entier : explique pourquoi, sachant que contient en réalité deux types d'ions fer.
Ce n'est pas un entier car les trois atomes de fer ne sont pas tous au même degré : est une moyenne.
- c)
Montre que la formule est cohérente avec le mélange , soit un ion pour deux ions .
Un et deux donnent une charge cationique totale , exactement compensée par ions : la formule est neutre. La moyenne vaut bien .
- d)
Combien d'électrons possèdent respectivement les ions et ?
: électrons. : électrons.
On compare deux oxoanions du soufre ().
- a)
Détermine le n.o. moyen du soufre dans le thiosulfate .
On pose le n.o. moyen du soufre, , somme charge.
: .
- b)
Détermine le n.o. moyen du soufre dans le tétrathionate .
: .
- c)
Le résultat de (b) est fractionnaire : que représente exactement ce n.o. « moyen » ?
C'est la moyenne des n.o. des quatre atomes de soufre, qui ne sont pas tous équivalents dans l'ion ; le n.o. « par atome » n'a donc pas à être entier.
La réaction aluminothermique s'écrit ().
- a)
Donne le n.o. de l'aluminium et du fer avant puis après réaction.
Aluminium : (corps simple ) (dans ).
Fer : (dans ) (corps simple ). - b)
Quel élément est oxydé (réducteur) et quel élément est réduit (oxydant) ?
L'aluminium voit son n.o. augmenter : il est oxydé, c'est le réducteur. Le fer voit son n.o. diminuer : il est réduit ; est l'oxydant.
- c)
Combien d'électrons chaque atome d'aluminium cède-t-il ?
Chaque atome d'aluminium passe de à : il cède électrons.
- d)
Vérifie que le nombre total d'électrons cédés par l'aluminium égale le nombre total d'électrons captés par le fer.
Électrons cédés : . Électrons captés : (chaque passe de à ). Le bilan est équilibré : .
On considère les ions , , , , , . Données : , , , , , .
- a)
Calcule le nombre d'électrons de chacun de ces ions.
On applique .
: ; : ; : ; : ; : ; : .
- b)
Lesquels sont isoélectroniques (même nombre d'électrons) ?
Les six ions possèdent électrons : ils sont tous isoélectroniques.
- c)
À quel gaz noble correspond cette configuration électronique ?
C'est la configuration du néon ().
La règle « » connaît plusieurs exceptions. Détermine le n.o. de l'oxygène dans chaque espèce (, , ).
- a)
dans le peroxyde d'hydrogène , dont la structure est
;
On applique l'équation de fermeture avec l'exception indiquée.
: (peroxyde).
- b)
dans le difluorure d'oxygène ;
: le fluor vaut , donc .
- c)
dans le superoxyde de potassium .
Dans quel(s) cas l'oxygène porte-t-il, exceptionnellement, un n.o. positif ? Justifie.
: , donc (superoxyde).
L'oxygène est positif uniquement dans (cas b) : le fluor étant le seul élément plus électronégatif que l'oxygène, c'est lui qui « capte » les liaisons, ce qui inverse le signe du n.o. de .
On étudie le sel neutre (, , ).
- a)
Dans l'ion ammonium , détermine le n.o. de l'azote.
: (azote).
- b)
Détermine le n.o. du chrome dans l'ion dichromate .
: .
- c)
Vérifie la neutralité globale du sel à partir des charges des deux ions.
Deux apportent ; l'ion apporte ; total : le sel est neutre.
- d)
Combien d'électrons possède l'ion chrome au degré trouvé en (b) ?
Le chrome au degré est l'ion : électrons.
On veut écrire la formule brute neutre d'un composé à partir du n.o. (valence) de ses ions.
- a)
Le fer(III) se combine à l'ion sulfate : écris la formule brute.
On croise les valences (la valence de l'un devient l'indice de l'autre), puis on simplifie.
(valence 3) (valence 2) .
- b)
Le cuivre(II) se combine à l'ion nitrate : écris la formule brute.
(valence 2) (valence 1) .
- c)
L'aluminium se combine à l'ion oxyde : écris la formule brute de l'oxyde.
(valence 3) (valence 2) .
- d)
Pour chaque formule obtenue, vérifie que la somme de tous les n.o. est bien nulle.
Vérifications (somme des n.o. ) :
: .
: .
: .
On donne le nombre d'électrons d'un ion monoatomique et sa charge. Retrouve son numéro atomique (on rappelle ), puis identifie l'élément.
- a)
un cation de charge possédant électrons ;
De on tire .
, : c'est le calcium, ion .
- b)
un anion de charge possédant électrons ;
, : c'est le chlore, ion .
- c)
un cation de charge possédant électrons ;
, : c'est l'aluminium, ion .
- d)
un anion de charge possédant électrons.
Aide (numéros atomiques) : (8), (13), (17), (20).
, : c'est l'oxygène, ion .
Le soufre prend de nombreux degrés d'oxydation. Pour chaque espèce, calcule le n.o. (moyen) du soufre (, ), puis situe-la sur l'échelle ci-dessous.
- a)
On pose le n.o. du soufre (, ).
: .
- b)
: corps simple .
- c)
(thiosulfate)
: (moyen).
- d)
: .
- e)
: .
Ordre croissant sur l'échelle : .
En milieu acide, l'ion permanganate est réduit en ion (, ).
- a)
Détermine le n.o. du manganèse dans , puis dans .
: . : .
- b)
De combien varie ce n.o. ? Combien d'électrons chaque ion capte-t-il ?
Le n.o. passe de à : il diminue de . Chaque capte donc électrons.
- c)
Combien d'électrons possède l'ion ?
: électrons.
- d)
Quel est le n.o. du manganèse dans ? Ce degré est-il bien intermédiaire entre les deux précédents ?
: . Ce degré est bien intermédiaire : .