Indique, dentre as substâncias apresentadas, a que contém nitrogênio com número de oxidação mais elevado.
a) \mathrm{N}_{2}
b) \mathrm{NaN}_{3}
c) \mathrm{N}_{2} \mathrm{O}_{3}
d) \mathrm{NH}_{4} \mathrm{Cl}
e) \mathrm{HNO}_{3}

Passo 1

O enunciado pede: dentre as substâncias listadas, indicar aquela em que o nitrogênio apresenta o número de oxidação mais elevado. As substâncias fornecidas são:
a) \mathrm{N}_{2}
b) \mathrm{NaN}_{3}
c) \mathrm{N}_{2}\mathrm{O}_{3}
d) \mathrm{NH}_{4}\mathrm{Cl}
e) \mathrm{HNO}_{3}

Passo 2

Revisão das regras básicas para atribuir números de oxidação (NOX) — vou explicar de forma bem prática:
  • O NOX de um elemento no seu estado elementar é \;0. Ex.: \mathrm{N}_{2} tem NOX 0.
  • Para íons monoatômicos, o NOX é igual à carga do íon. Ex.: \mathrm{Na}^{+} tem NOX +1.
  • Não metal hidrogênio normalmente tem NOX +1 quando ligado a não metais; oxigênio normalmente tem NOX -2 (exceto em peróxidos, etc.).
  • A soma dos NOX dos átomos em uma espécie neutra é 0; em um íon, a soma é a carga do íon.
  • Se há mais de um átomo do mesmo elemento e as ligações estão delocalizadas (resonância), pode ocorrer NOX fracionário — nesse caso usamos o valor médio consistente com a soma total.
Agora aplicamos essas regras a cada opção.

Passo 3

Opção (a) \mathrm{N}_{2}.
É uma molécula diatômica do elemento nitrogênio no estado elementar. Pela regra, o NOX de \mathrm{N} em \mathrm{N}_{2} é
2x = 0 \Rightarrow x = 0.
Logo NOX do N em (a) é \;0.

Passo 4

Opção (b) \mathrm{NaN}_{3}.
Trata-se de um sal com \mathrm{Na}^{+} e o ânion azida \mathrm{N}_{3}^{-}. \mathrm{Na} tem NOX +1. Seja x o NOX médio do N no ânion. A soma dos NOX na molécula neutra é zero:
(+1) + 3x = 0 \Rightarrow 3x = -1 \Rightarrow x = -\tfrac{1}{3}.
Observação didática: o azida tem ressonância e, por isso, usamos o NOX médio por átomo \;-\tfrac{1}{3}. Pode parecer estranho ter fração, mas isso é aceitável quando a carga está distribuída entre átomos equivalentes.

Passo 5

Opção (c) \mathrm{N}_{2}\mathrm{O}_{3}.
Oxigênio costuma ser -2. Seja x o NOX médio do N. Soma total 0:
2x + 3(-2) = 0 \Rightarrow 2x - 6 = 0 \Rightarrow x = +3.
Portanto NOX médio do N em (c) é \;+3.

Passo 6

Opção (d) \mathrm{NH}_{4}\mathrm{Cl}.
Ionicamente é \mathrm{NH}_{4}^{+} e \mathrm{Cl}^{-}. No cátion \mathrm{NH}_{4}^{+}, cada H tem NOX +1. Seja x o NOX do N:
x + 4(+1) = +1 \Rightarrow x + 4 = 1 \Rightarrow x = -3.
Assim NOX do N em (d) é \;-3.

Passo 7

Opção (e) \mathrm{HNO}_{3}.
Ácido nítrico pode ser visto como \mathrm{H}^{+} e \mathrm{NO}_{3}^{-}. No íon \mathrm{NO}_{3}^{-}, com oxigênio -2 cada, seja x o NOX do N:
x + 3(-2) = -1 \Rightarrow x - 6 = -1 \Rightarrow x = +5.
Portanto NOX do N em (e) é \;+5.

Passo 8

Comparação dos NOX obtidos:
a) \mathrm{N}_{2}: 0
b) \mathrm{NaN}_{3}: -\tfrac{1}{3}
c) \mathrm{N}_{2}\mathrm{O}_{3}: +3
d) \mathrm{NH}_{4}\mathrm{Cl}: -3
e) \mathrm{HNO}_{3}: +5
O maior valor de número de oxidação do nitrogênio é \;+\!5, que ocorre em \mathrm{HNO}_{3}.

Resposta

e) \mathrm{HNO}_{3}

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