Nombre d'oxydation

[Bratschicolo (TS)]

Bonjour à tous,

j'ai un petit soucis pour trouver le NO d'un corps quand il est inclus dans un ion.
J'aimerais bien une explication à partir des trois exemples suivant :
\(${MnO_4}^-$\); \(${NO_3}^-$\) et \(${Cr_2O_7}^{2-}$\)

Pour \(${MnO_4}^-$\), si je ne tiens pas compte de la charge négative de l'ion dans un premier temps : NO de O = -2, donc NO de Mn = +8
Maintenant, comment tenir compte de cette charge négative ? A qui je l'attribue ? Pourquoi est-ce que je l'attribuerai forcément à Mn, qui passerait alors à NO=+7 ?

Idem pour \(${NO_3}^-$\)

Pour \(${Cr_2O_7}^{2-}$\) a qui j'affecte les deux charges négatives, et de manière générale comment savoir à quel élément attribuer la charge d'un ion dans le calcul des NO ?

Merci par avance

[SoS(29)]

Bonjour.
Les n.o. (nombre d'oxydation) ne sont pas au programme de TS.

j'ai un petit soucis pour trouver le NO d'un corps quand il est inclus dans un ion.

Eviter d'écrire le symbole des nombre d'oxydation en majuscule on préfère écrire en minuscule n.o.
Les nombre d'oxydations sont nombres algébriques conventionnels.

Le n.o. de l'élément oxygène est généralement -II (- 2 en chiffre romain). (Sauf dans l'eau oxygénée et plus généralement dans les peroxydes.)
C'est une convention, vous avez donc la réponse à votre question.

Maintenant, comment tenir compte de cette charge négative ? A qui je l'attribue ?

Il n'est pas question d'affecter une charge négative a tel ou tel élément mais de respecter la convention suivante : pour un ion polyatomique la somme algébrique des n.o. est égal à la valeur algébrique de la charge de l'ion.

Dans l'ion \({ Cr }_{ 2 }{ O }_{ 7 }^{ 2- }\) il faut que la somme algébrique des n.o. donne la valeur algébrique de la charge de l'ion ici -2. Dans cette somme on doit tenir compte du nombre d'élément Oxygène (O) et Chrome (Cr) mis en jeu.
Donc 7 x n.o.(O) + 2 x n.o.(Cr) = -2
Comme par convention le n.o. de l'oxygène est -II ; on a - 14 + 2 x n.o.(Cr) = -2. Ce qui donne n.o.(Cr) = -6 que l'on écrit en chiffre romain -VI.

[Bratschicolo]

Merci pour votre réponse très détaillée.
Je suis désolé si les nombres d'oxydation ne sont "pas au programme", il faudra que j'en parle à mon prof (!), merci d'avoir répondu quand même.
Dans l'exemple que vous avez pris, je pense que le n.o.(Cr) = +VI et non pas -VI comme vous l'avez écrit... merci de rectifier si je fais erreur.

Je reste quand même perplexe par rapport à ma question générale.
Si je prends un autre exemple, moins évident, quel est le n.o. de N dans \($C_5H_5NH^+$\) ? Je sais qu'il existe une autre convention pour H (n.o. = +I) mais y en a-t-il aussi une pour le carbone ?

[SoS(29)]

Bonne correction. Très bien évidemment le n.o. du chrome est bien +VI.

Si je prends un autre exemple, moins évident, quel est le n.o. de N dans \(C_{ 5 }{ H }_{ 5 }N{ H }^{ + }\)? Je sais qu'il existe une autre convention pour H (n.o. = +I) mais y en a-t-il aussi une pour le carbone ?

Pour répondre d'autres conventions :
Dans une espèce chimique comprenant des atomes des éléments chimiques différents, l'atome le plus électronégatif est supposé posséder tous les électrons de la liaison covalence.
Dans une espèce chimique comprenant des atomes des éléments chimiques différents, s'il y a des liaisons covalentes entres atomes d'un même éléments chimiques on considère que ces atomes ne contribue au calcul du n.o. (ils ont la même électronégativité) en chimie organique on rencontre très souvent des liaisons carbone carbone.
Il est donc nécessaire d'écrire la formule de Lewis de la molécule ou de l'ion polyatomique (formule développée avec le couple non liant)et en suite de déterminer les atomes le plus électronégatif afin d'attribuer le n.o. de chaque atome constituant l'espèce chimique.
Ecrivez donc la formule de Lewis de \(C_{ 5 }{ H }_{ 5 }N{ H }^{ + }\)

[Bratschicolo]

Bon j'essaie de vous suivre.

En pièce jointe voici ce qui est, je pense, la formule développée de \($C_5H_5NH^+$\).
Donc, en reprenant votre raisonnement, nous avons le n.o. (H) = +I, à eux tous ils nous donnent +VI.
Les liaisons carbone-carbone ne contribuent pas au calcul du n.o. Donc on considère que les C n'ont aucune électronégativité (c'est bien ça ?) et que tout est porté par les H et le N...
On peut alors en déduire que n.o.(N) = -V

Si ce raisonnement est correct, alors un grand merci à vous pour vos explications et bonne soirée.

[SoS(29)]

Les liaisons carbone-carbone ne contribuent pas au calcul du n.o. Donc on considère que les C n'ont aucune électronégativité (c'est bien ça ?)

Non, surtout pas.
Ce qui importe c'est la différence d'électronégativité entre deux atomes liés par une liaison covalence. Lorsque deux atomes de carbone sont liés entre-eux il n'y aucune différence d'électronégativité entre eux.
L'atome d'azote est lié à deux atomes de carbones et à un atome d'hydrogène.
Il est lié à un atome de C par une liaison double donc comme il est plus électronégatif on lui attribue tous les électrons de la liaison double (soit 4) ; il est lié à une autre atome par une liaison simple comme il est plus électronégatif on lui attribue tous les électron de la liaison simple (soit 2) ; il est lié à l'hydrogène et comme il est plus électronégatif on lui attribue les deux électrons de la liaison. L'atome a donc conventionnellement sur sa couche de valence (la couche électronique périphérique) 8 électrons , l'atome d'azote isolé a 5 électron sur sa couche périphérique. Donc son n.o. est -III (5-8=-3).
En utilisant l'exemple de l'atome d'azote vous trouverez que selon les cas les atomes de C dans cette espèce chimique ont un n.o. de +I ; -I ; 0.
Les atomes d'hydrogène ont tous un n.o. de +I.
La somme de tous ces n.o. donne évidemment + I c'est-à-dire la charge porté pas cette espèce chimique.

[Bratschicolo]

OK, pardon pour l'erreur.
Néanmoins deux choses qui me chiffonnent encore :

1) le n.o. de N dans cet ion.
Je comprends bien que N est plus électonégatif que C (je l'ai vu dans le "tableau de Pauling" de mon livre de cours), et que ses liaisons avec les deux atomes de C lui confère un "surplus" de 3 électrons, mais en même temps cet atome de N a une liaison avec un H, ce qui lui retire un électron ! non ?
Donc selon moi, le n.o. de N dans cet ion est n.o. (N) = -III+I = -II
Je fais erreur ?

2) le n.o. de chacun des C dans cet ion.
Comment attribuer individuellement le n.o. de chacun des cinq C de cet ion ?
J'abuse de votre patience, mais je cherche en vain depuis votre dernier message...

[SoS(29)]

Je comprends bien que N est plus électonégatif que C (je l'ai vu dans le "tableau de Pauling" de mon livre de cours), et que ses liaisons avec les deux atomes de C lui confère un "surplus" de 3 électrons, mais en même temps cet atome de N a une liaison avec un H, ce qui lui retire un électron ! non ?
Donc selon moi, le n.o. de N dans cet ion est n.o. (N) = -III+I = -II
Je fais erreur ?

Relisez mon dernier post. Pour le calcul du n.o. on a tenu compte de la liaison simple entre C et H.
Je ne peux que répéter ce qui y est écrit.
Pour la liaison double avec le C on lui attribue les 4 électrons de la liaison double.
Pour la liaison simple avec le C on lui attribue les 2 électrons de la liaison simple.
Pour la liaison avec le H on lui attribue les 2 électrons de la liaison simple.
Soit en tout 8 électrons donc son n.o. est -III.

[Bratschicolo]

Meilleurs voeux pour 2013 ! Et excusez-moi je me suis emmêlé les pinceaux dans mon dernier message.
Je comprends bien que l'on attribue au N les 4 e- de la liaison double avec le premier C, les 2 e- de la liaison simple avec le second C et les 2 e- de la liaison simple avec le H.

Donc, dans le cas de cet exemple, j'aurais tenu le raisonnement suivant (à tort apparemment) : dans cet ion, l'élément N a "récupéré" 4 électrons supplémentaires de ses voisins : 2 du premier C, 1 du second C et 1 du H; dans cet ion, l'élément N a 4 électrons de plus qu'un élément N isolé. Par conséquent, son n.o. est de -IV...
Ce type de raisonnement est-il faux ?

[SoS(1)]

Bonjour,

Oui, effectivement, votre façon de définir le nombre d'oxydation n'est pas bonne. Par définition, le nombre d'oxydation caractérise l'état électronique d'une espèce chimique par rapport à son état électronique de référence (n.o. = 0).

Ce qui revient à comparer le nombre d'électrons qui entourent l'atome dans l'entité dans laquelle il se trouve, à celui de l'atome isolé.

[Bratschicolo]

Je vous remercie

[SoS(1)]

Nous sommes là pour ça.

Je clos le sujet.

A bientôt sur le forum.