(ProfSM) Assinale a alternativa que contém somente espécies químicas onde há pelo menos um átomo de nitrogênio cujo estado de oxidação é um número x tal que 0 \leq x \leq 5 :
A) \mathrm{HN}_{3}, \mathrm{~N}_{2} \mathrm{O}_{4} e \mathrm{HNO}_{4}
B) \mathrm{NH}_{3}, \mathrm{~N}_{2} \mathrm{H}_{5}{ }^{+} \mathrm{eNO}_{3}{ }^{-}
C) \mathrm{N}_{2} \mathrm{O}, \mathrm{KOCN} e HNC
D) \mathrm{KSCN}, \mathrm{HNO}_{2} e \mathrm{Mg}_{3} \mathrm{~N}_{2}
E) \mathrm{NO}_{2}, \mathrm{~N}_{2} \mathrm{O}_{3} e \mathrm{Li}_{3} \mathrm{~N}

Passo 1

O enunciado pede a alternativa cujas espécies químicas apresentam, em cada uma delas, pelo menos um átomo de nitrogênio com estado de oxidação x satisfazendo
0 \le x \le 5.
Para resolver, vamos calcular, para cada espécie envolvendo nitrogênio, o seu estado de oxidação e verificar se há ao menos um valor no intervalo dado.

Passo 2

Analisando a alternativa A:
– Em \mathrm{HN}_3 (ácido azídeo), atribuímos na soma dos estados de oxidação:
(+1)_{\text{H}} + x_1 + x_2 + x_3 = 0,
logo
x_1 + x_2 + x_3 = -1.
Pela estrutura linear H– N=N=N e suas ressonâncias, os três valores de oxidação possíveis são -1, 0 e +1. Portanto há um nitrogênio com x=0 e outro com x=+1, ambos no intervalo [0,5].
– Em \mathrm{N}_2\mathrm{O}_4 (tetróxido de dinitrogênio), cada oxigênio vale -2 e a molécula é neutra, então
2x + 4(-2) = 0 \quad\Longrightarrow\quad 2x = +8 \quad\Longrightarrow\quad x = +4,
e +4\in[0,5].
– Em \mathrm{HNO}_4 (ácido peroxonítrico, HO–O–NO _2), os dois oxigênios do grupo peróxido valem -1 cada, e os outros dois valem -2. Fazendo a soma:
(+1)_{\text{H}} + x + 2(-1) + 2(-2) = 0 \quad\Longrightarrow\quad x -6 +1 = 0 \quad\Longrightarrow\quad x = +5,
e +5\in[0,5].
Logo, em todas as três espécies da alternativa A há pelo menos um nitrogênio com estado de oxidação entre 0 e 5.

Passo 3

Na alternativa B, \mathrm{NH}_3 tem nitrogênio em -3, fora do intervalo, logo B é eliminada.

Passo 4

Na alternativa C, \mathrm{KOCN} (ícianato) apresenta nitrogênio em -1, fora do intervalo, eliminando C.

Passo 5

Na alternativa D, \mathrm{Mg}_3\mathrm{N}_2 tem nitrogênio em -3, fora do intervalo, eliminando D.

Passo 6

Na alternativa E, \mathrm{Li}_3\mathrm{N} exibe nitrogênio em -3, fora do intervalo, eliminando E.

Resposta

A

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