Maksimali ir minimali oksidacijos būsena apytiksliai. Tipinės cheminių elementų oksidacijos būsenos

Chemijoje terminai „oksidacija“ ir „redukcija“ reiškia reakcijas, kurių metu atomas arba atomų grupė atitinkamai praranda arba įgyja elektronus. Oksidacijos būsena yra skaitinė vertė, priskirta vienam ar keliems atomams, apibūdinanti perskirstytų elektronų skaičių ir parodanti, kaip šie elektronai pasiskirsto tarp atomų reakcijos metu. Šios vertės nustatymas gali būti paprastas arba gana sudėtingas procesas, priklausomai nuo atomų ir iš jų susidedančių molekulių. Be to, kai kurių elementų atomai gali turėti kelias oksidacijos būsenas. Laimei, yra paprastos, nedviprasmiškos oksidacijos būsenos nustatymo taisyklės, norint jas saugiai naudoti, pakanka chemijos ir algebros pagrindų žinių.

Žingsniai

1 dalis

Nustatykite, ar nagrinėjama medžiaga yra elementinė. Atomų oksidacijos būsena už cheminio junginio ribų yra lygi nuliui. Ši taisyklė galioja ir medžiagoms, susidariusioms iš atskirų laisvųjų atomų, ir toms, kurios susideda iš dviejų ar daugiaatominių vieno elemento molekulių.

• Pavyzdžiui, Al (s) ir Cl2 oksidacijos būsena yra 0, nes abu yra chemiškai nesusietos elementinės būsenos.
• Atkreipkite dėmesį, kad alotropinei sieros S8 formai arba oktasierai, nepaisant netipiškos struktūros, taip pat būdinga nulinė oksidacijos būsena.

1. Nustatykite, ar atitinkama medžiaga susideda iš jonų. Jonų oksidacijos būsena yra lygi jų krūviui. Tai galioja ir laisviesiems jonams, ir tiems, kurie yra cheminių junginių dalis.

   • Pavyzdžiui, Cl - jono oksidacijos laipsnis yra -1.
   • Cl jono oksidacijos laipsnis cheminiame junginyje NaCl taip pat yra -1. Kadangi pagal apibrėžimą Na jono krūvis yra +1, darome išvadą, kad Cl jono krūvis yra -1, taigi jo oksidacijos būsena yra -1.

2. Atkreipkite dėmesį, kad metalo jonai gali turėti keletą oksidacijos būsenų. Daugelio metalinių elementų atomai gali būti jonizuoti įvairiu laipsniu. Pavyzdžiui, metalo, pavyzdžiui, geležies (Fe), jonų krūvis yra +2 arba +3. Metalo jonų krūvį (ir jų oksidacijos laipsnį) galima nustatyti pagal kitų elementų, su kuriais metalas yra cheminio junginio dalis, jonų krūvius; tekste šis krūvis žymimas romėniškais skaitmenimis: pavyzdžiui, geležies (III) oksidacijos laipsnis yra +3.

   • Kaip pavyzdį apsvarstykite junginį, kuriame yra aliuminio jonų. Bendras AlCl 3 junginio krūvis yra lygus nuliui. Kadangi žinome, kad Cl - jonų krūvis yra -1, o junginyje yra 3 tokie jonai, kad nagrinėjama medžiaga būtų apskritai neutrali, Al jonų krūvis turi būti +3. Taigi šiuo atveju aliuminio oksidacijos laipsnis yra +3.

3. Deguonies oksidacijos būsena yra -2 (su kai kuriomis išimtimis). Beveik visais atvejais deguonies atomų oksidacijos būsena yra -2. Yra keletas šios taisyklės išimčių:

   • Jei deguonis yra elementinėje būsenoje (O2), jo oksidacijos būsena yra 0, kaip ir kitų elementinių medžiagų atveju.
   • Jei įtraukiamas deguonis peroksidas, jo oksidacijos laipsnis yra -1. Peroksidai yra junginių grupė, turinti paprastą deguonies ir deguonies ryšį (ty peroksido anijoną O 2 -2). Pavyzdžiui, H 2 O 2 (vandenilio peroksido) molekulės sudėtyje deguonies įkrova ir oksidacijos būsena yra -1.
   • Sujungus su fluoru, deguonies oksidacijos būsena yra +2, skaitykite toliau pateiktą fluoro taisyklę.

4. Vandenilio oksidacijos būsena yra +1, išskyrus kai kurias išimtis. Kaip ir deguonies atveju, čia taip pat yra išimčių. Paprastai vandenilio oksidacijos būsena yra +1 (nebent jis yra elementinėje būsenoje H2). Tačiau junginiuose, vadinamuose hidridais, vandenilio oksidacijos būsena yra -1.

   • Pavyzdžiui, H2O vandenilio oksidacijos būsena yra +1, nes deguonies atomas turi -2 krūvį, o bendram neutralumui reikia dviejų +1 krūvių. Tačiau natrio hidrido sudėtyje vandenilio oksidacijos būsena jau yra -1, nes Na jonas turi +1 krūvį, o bendram elektriniam neutralumui užtikrinti turi būti vandenilio atomo krūvis (taigi ir jo oksidacijos būsena). būti lygus -1.

5. Fluoras Visada jo oksidacijos būsena yra -1. Kaip jau minėta, kai kurių elementų (metalo jonų, deguonies atomų peroksiduose ir kt.) oksidacijos būsena gali skirtis priklausomai nuo daugelio veiksnių. Tačiau fluoro oksidacijos laipsnis visada yra -1. Tai paaiškinama tuo, kad šis elementas pasižymi didžiausiu elektronegatyvumu – kitaip tariant, fluoro atomai mažiausiai nori išsiskirti su savo elektronais ir aktyviausiai pritraukia svetimus elektronus. Taigi jų mokestis nesikeičia.

6. Junginio oksidacijos būsenų suma lygi jo krūviui. Visų cheminio junginio atomų oksidacijos būsenos turi sudaryti to junginio krūvį. Pavyzdžiui, jei junginys yra neutralus, visų jo atomų oksidacijos būsenų suma turi būti lygi nuliui; jei junginys yra poliatominis jonas, kurio krūvis yra -1, oksidacijos būsenų suma yra -1 ir pan.

   • Tai geras būdas patikrinti – jei oksidacijos būsenų suma nelygi bendram junginio krūviui, vadinasi, kažkur suklydote.

   2 dalis

   Oksidacijos laipsnio nustatymas nenaudojant chemijos dėsnių

   1. Raskite atomus, kuriems nėra griežtų taisyklių, susijusių su oksidacijos skaičiais. Kai kuriems elementams nėra tvirtai nustatytų oksidacijos būsenos nustatymo taisyklių. Jei atomui netaikoma nė viena iš aukščiau išvardytų taisyklių ir jūs nežinote jo krūvio (pavyzdžiui, atomas yra komplekso dalis ir jo krūvis nenurodytas), tokio atomo oksidacijos būseną galite nustatyti pagal pašalinimas. Pirmiausia nustatykite visų kitų junginio atomų krūvį, o tada pagal žinomą bendrą junginio krūvį apskaičiuokite tam tikro atomo oksidacijos būseną.

      • Pavyzdžiui, junginyje Na 2 SO 4 sieros atomo (S) krūvis nežinomas – žinome tik tai, kad jis nėra nulis, nes siera nėra elementinės būsenos. Šis junginys yra geras pavyzdys, iliustruojantis algebrinį oksidacijos būsenos nustatymo metodą.

   2. Raskite likusių junginio elementų oksidacijos būsenas. Naudodami aukščiau aprašytas taisykles, nustatykite likusių junginio atomų oksidacijos būsenas. Nepamirškite apie taisyklių išimtis, taikomas O, H atomams ir pan.

      • Na 2 SO 4 atveju, naudodamiesi mūsų taisyklėmis, mes nustatome, kad Na jono krūvis (taigi ir oksidacijos būsena) yra +1, o kiekvienam deguonies atomui jis yra -2.

   3. Raskite nežinomą oksidacijos skaičių pagal junginio krūvį. Dabar turite visus duomenis, kad galėtumėte lengvai apskaičiuoti norimą oksidacijos būseną. Užrašykite lygtį, kurios kairėje bus ankstesniame skaičiavimo etape gauto skaičiaus ir nežinomos oksidacijos laipsnio suma, o dešinėje - bendras junginio krūvis. Kitaip tariant, (žinomų oksidacijos būsenų suma) + (pageidaujama oksidacijos būsena) = (junginio krūvis).

      • Mūsų atveju Na 2 SO 4 tirpalas atrodo taip:
        • (žinomų oksidacijos būsenų suma) + (pageidaujama oksidacijos būsena) = (junginio krūvis)
        • -6 + S = 0
        • S = 0 + 6
        • S = 6. Na 2 SO 4 siera turi oksidacijos būseną 6 .
   • Junginiuose visų oksidacijos būsenų suma turi būti lygi krūviui. Pavyzdžiui, jei junginys yra dviatominis jonas, atomų oksidacijos būsenų suma turi būti lygi bendram jonų krūviui.
   • Labai naudinga mokėti naudotis periodine lentele ir žinoti, kur joje yra metaliniai ir nemetaliniai elementai.
   • Atomų oksidacijos būsena elementinėje formoje visada yra lygi nuliui. Vieno jono oksidacijos būsena yra lygi jo krūviui. Periodinės lentelės 1A grupės elementų, tokių kaip vandenilis, litis, natris, jų elementinėje formoje oksidacijos laipsnis yra +1; 2A grupės metalų, tokių kaip magnis ir kalcis, jų elementinės formos oksidacijos būsena yra +2. Deguonis ir vandenilis, priklausomai nuo cheminės jungties tipo, gali turėti 2 skirtingas oksidacijos būsenas.

Norėdami teisingai įdėti oksidacijos būsenos, turite atsiminti keturias taisykles.

1) Paprastoje medžiagoje bet kurio elemento oksidacijos laipsnis lygus 0. Pavyzdžiai: Na 0, H 0 2, P 0 4.

2) Turėtumėte atsiminti būdingus elementus pastovios oksidacijos būsenos. Visi jie yra išvardyti lentelėje.

3) Aukščiausia elemento oksidacijos būsena, kaip taisyklė, sutampa su grupės, kurioje yra elementas, skaičiumi (pavyzdžiui, fosforas yra V grupėje, didžiausias fosforo sd yra +5). Svarbios išimtys: F, O.

4) Kitų elementų oksidacijos būsenų paieška grindžiama paprasta taisykle:

Neutralioje molekulėje visų elementų oksidacijos būsenų suma lygi nuliui, o jone – jono krūviui.

Keletas paprastų oksidacijos būsenų nustatymo pavyzdžių

1 pavyzdys. Būtina rasti amoniako (NH 3) elementų oksidacijos būsenas.

Sprendimas. Jau žinome (žr. 2), kad str. Gerai. vandenilis yra +1. Belieka rasti šią azoto charakteristiką. Tegul x yra norima oksidacijos būsena. Sudarome paprasčiausią lygtį: x + 3 (+1) = 0. Sprendimas akivaizdus: x = -3. Atsakymas: N -3 H 3 +1.

2 pavyzdys. Nurodykite visų H 2 SO 4 molekulėje esančių atomų oksidacijos laipsnius.

Sprendimas. Vandenilio ir deguonies oksidacijos būsenos jau žinomos: H(+1) ir O(-2). Sieros oksidacijos laipsniui nustatyti sudarome lygtį: 2 (+1) + x + 4 (-2) = 0. Išspręsdami šią lygtį randame: x = +6. Atsakymas: H +1 2 S +6 O -2 4.

3 pavyzdys. Apskaičiuokite visų Al(NO 3) 3 molekulės elementų oksidacijos laipsnius.

Sprendimas. Algoritmas lieka nepakitęs. Aliuminio nitrato „molekulės“ sudėtis apima vieną Al atomą (+3), 9 deguonies atomus (-2) ir 3 azoto atomus, kurių oksidacijos laipsnį turime apskaičiuoti. Atitinkama lygtis: 1 (+3) + 3x + 9 (-2) = 0. Atsakymas: Al +3 (N +5 O -2 3) 3.

4 pavyzdys. Nustatykite visų (AsO 4) 3- jono atomų oksidacijos laipsnius.

Sprendimas. Tokiu atveju oksidacijos būsenų suma bus lygi nebe nuliui, o jono krūviui, t.y., -3. Lygtis: x + 4 (-2) = -3. Atsakymas: As(+5), O(-2).

Ką daryti, jei dviejų elementų oksidacijos būsenos nežinomos

Ar naudojant panašią lygtį galima vienu metu nustatyti kelių elementų oksidacijos būsenas? Jei svarstysime šią problemą matematiniu požiūriu, atsakymas bus neigiamas. Tiesinė lygtis su dviem kintamaisiais negali turėti unikalaus sprendimo. Bet mes sprendžiame ne tik lygtį!

5 pavyzdys. Nustatykite visų elementų oksidacijos laipsnius (NH 4) 2 SO 4.

Sprendimas. Vandenilio ir deguonies oksidacijos būsenos žinomos, bet sieros ir azoto – ne. Klasikinis problemos su dviem nežinomaisiais pavyzdys! Amonio sulfatą laikysime ne viena „molekule“, o dviejų jonų deriniu: NH 4 + ir SO 4 2-. Jonų krūviai mums žinomi, kiekviename iš jų yra tik vienas nežinomos oksidacijos būsenos atomas. Pasitelkę patirtį, įgytą sprendžiant ankstesnes problemas, nesunkiai galime rasti azoto ir sieros oksidacijos būsenas. Atsakymas: (N -3 H 4 +1) 2 S +6 O 4 -2.

Išvada: jei molekulėje yra keli atomai su nežinomomis oksidacijos būsenomis, pabandykite „padalyti“ molekulę į kelias dalis.

Kaip išdėstyti oksidacijos būsenas organiniuose junginiuose

6 pavyzdys. Nurodykite visų CH 3 CH 2 OH elementų oksidacijos laipsnius.

Sprendimas. Oksidacijos būsenų nustatymas organiniuose junginiuose turi savo specifiką. Visų pirma, būtina atskirai rasti kiekvieno anglies atomo oksidacijos būsenas. Galite samprotauti taip. Apsvarstykite, pavyzdžiui, anglies atomą metilo grupėje. Šis C atomas yra prijungtas prie 3 vandenilio atomų ir gretimo anglies atomo. Išilgai C-H jungties elektronų tankis pasislenka link anglies atomo (nes C elektronegatyvumas viršija vandenilio EO). Jei šis poslinkis būtų baigtas, anglies atomas įgytų -3 krūvį.

C atomas grupėje -CH 2 OH yra prijungtas prie dviejų vandenilio atomų (elektronų tankio poslinkis link C), vieno deguonies atomo (elektronų tankio poslinkis link O) ir vieno anglies atomo (galima manyti, kad poslinkis elektronų tankyje šiuo atveju neįvyksta). Anglies oksidacijos laipsnis yra -2 +1 +0 = -1.

Atsakymas: C -3 H +1 3 C -1 H +1 2 O -2 H +1.

Nepainiokite sąvokų „valentas“ ir „oksidacijos būsena“!

Oksidacijos skaičius dažnai painiojamas su valentiškumu. Nedarykite šios klaidos. Išvardinsiu pagrindinius skirtumus:

• oksidacijos būsena turi ženklą (+ arba -), valentingumas neturi;
• oksidacijos būsena gali būti lygi nuliui net sudėtingoje medžiagoje, lygus nuliui, paprastai reiškia, kad tam tikro elemento atomas nėra prijungtas prie kitų atomų (nekalbėsime apie jokius inkliuzinius junginius ir kitas „egzotikas“); čia);
• oksidacijos būsena yra formali sąvoka, kuri įgyja tikrąją reikšmę tik junginiuose su joniniais ryšiais, priešingai, patogiausia taikyti kovalentiniams junginiams.

Oksidacijos būsena (tiksliau, jos modulis) dažnai skaitine prasme yra lygi valentingumui, tačiau dar dažniau šios reikšmės NESUTAPA. Pavyzdžiui, anglies oksidacijos laipsnis CO 2 yra +4; C valentingumas taip pat lygus IV. Tačiau metanolyje (CH 3 OH) anglies valentingumas išlieka toks pat, o C oksidacijos būsena yra lygi -1.

Trumpas testas tema "Oksidacijos būsena"

Skirkite kelias minutes ir patikrinkite, ar suprantate šią temą. Turite atsakyti į penkis paprastus klausimus. Sėkmės!

Elektronegatyvumas (EO) yra atomų gebėjimas pritraukti elektronus, kai jie jungiasi su kitais atomais .

Elektronegatyvumas priklauso nuo atstumo tarp branduolio ir valentinių elektronų ir nuo to, kaip arti valentinio apvalkalo turi baigtis. Kuo mažesnis atomo spindulys ir kuo daugiau valentinių elektronų, tuo didesnis jo EO.

Fluoras yra labiausiai elektronegatyvus elementas. Pirma, jo valentiniame apvalkale yra 7 elektronai (oktete trūksta tik 1 elektrono), antra, šis valentinis apvalkalas (...2s 2 2p 5) yra arti branduolio.

Šarminių ir šarminių žemių metalų atomai yra mažiausiai elektronneigiami. Jie turi didelius spindulius, o jų išoriniai elektronų apvalkalai toli gražu nėra baigti. Jiems daug lengviau atiduoti savo valentinius elektronus kitam atomui (tuomet išorinis apvalkalas taps pilnas), nei „įgyti“ elektronus.

Elektronegatyvumas gali būti išreikštas kiekybiškai, o elementai gali būti išdėstyti didėjančia tvarka. Dažniausiai naudojama amerikiečių chemiko L. Paulingo pasiūlyta elektronegatyvumo skalė.

Elementų elektronegatyvumo skirtumas junginyje ( ΔX) leis įvertinti cheminio ryšio tipą. Jei vertė ΔX= 0 – ryšys kovalentinis nepolinis.

Kai elektronegatyvumo skirtumas yra iki 2,0, ryšys vadinamas kovalentinis polinis, pavyzdžiui: H-F jungtis vandenilio fluorido molekulėje HF: Δ X = (3,98 - 2,20) = 1,78

Nagrinėjamos ryšiai, kurių elektronegatyvumo skirtumas didesnis nei 2,0 joninės. Pavyzdžiui: Na-Cl ryšys NaCl junginyje: Δ X = (3,16 - 0,93) = 2,23.

Oksidacijos būsena

Oksidacijos būsena (CO) yra sąlyginis molekulėje esančio atomo krūvis, apskaičiuojamas darant prielaidą, kad molekulė susideda iš jonų ir paprastai yra elektriškai neutrali.

Susidarius joniniam ryšiui, elektronas iš mažiau elektronneigiamo atomo pereina prie labiau elektroneigiamo, atomai praranda elektrinį neutralumą ir virsta jonais. atsiranda sveikųjų skaičių. Susidarius kovalentiniam poliniam ryšiui elektronas perkeliamas ne visiškai, o iš dalies, todėl atsiranda daliniai krūviai (HCl paveikslėlyje žemiau). Įsivaizduokime, kad elektronas iš vandenilio atomo visiškai perėjo į chlorą ir ant vandenilio atsirado visas teigiamas krūvis +1, o ant chloro -1. Tokie sutartiniai krūviai vadinami oksidacijos būsena.

Šiame paveikslėlyje parodytos oksidacijos būsenos, būdingos pirmiesiems 20 elementų.
Atkreipkite dėmesį. Didžiausias CO paprastai yra lygus grupės skaičiui periodinėje lentelėje. Pagrindinių pogrupių metalai turi vieną būdingą CO, o nemetalai, kaip taisyklė, turi CO sklaidą. Todėl nemetalai sudaro daug junginių ir turi daugiau „įvairių“ savybių, palyginti su metalais.

Oksidacijos laipsnio nustatymo pavyzdžiai

Nustatykime chloro oksidacijos būsenas junginiuose:

Taisyklės, kurias mes svarstėme, ne visada leidžia mums apskaičiuoti visų elementų CO, pavyzdžiui, tam tikroje aminopropano molekulėje.

Čia patogu naudoti šią techniką:

1) Pavaizduojame molekulės struktūrinę formulę, brūkšnys yra ryšys, elektronų pora.

2) Brūkšnelį paverčiame rodykle, nukreipta į daugiau EO atomo. Ši rodyklė simbolizuoja elektrono perėjimą prie atomo. Jei sujungti du identiški atomai, liniją paliekame tokią, kokia ji yra – nėra elektronų perdavimo.

3) Suskaičiuojame, kiek elektronų „atėjo“ ir „išėjo“.

Pavyzdžiui, apskaičiuokime pirmojo anglies atomo krūvį. Trys rodyklės nukreiptos į atomą, vadinasi, atkeliavo 3 elektronai, krūvis -3.

Antrasis anglies atomas: vandenilis davė jam elektroną, o azotas paėmė vieną elektroną. Mokestis nepasikeitė, jis lygus nuliui. ir kt.

Valencija

Valencija(iš lotynų kalbos valēns „turintis jėgą“) - atomų gebėjimas sudaryti tam tikrą skaičių cheminių ryšių su kitų elementų atomais.

Iš esmės valencija reiškia atomų gebėjimas sudaryti tam tikrą skaičių kovalentinių ryšių. Jei atomas turi n nesuporuoti elektronai ir m vienišų elektronų porų, tada šis atomas gali susidaryti n+m kovalentiniai ryšiai su kitais atomais, t.y. jo valentingumas bus lygus n+m. Vertinant maksimalų valentingumą, reikia vadovautis elektronine „sužadintos“ būsenos konfigūracija. Pavyzdžiui, didžiausias berilio, boro ir azoto atomo valentingumas yra 4 (pavyzdžiui, Be(OH) 4 2-, BF 4 - ir NH 4 +), fosforo - 5 (PCl 5), sieros - 6 ( H 2 SO 4), chloras - 7 (Cl 2 O 7).

Kai kuriais atvejais valentingumas gali sutapti su oksidacijos būsena, tačiau jokiu būdu jie nėra identiški vienas kitam. Pavyzdžiui, N2 ir CO molekulėse realizuojasi triguba jungtis (tai yra, kiekvieno atomo valentingumas yra 3), bet azoto oksidacijos būsena yra 0, anglies +2, deguonies -2.

Kaip nustatyti oksidacijos būseną? Periodinė lentelė leidžia įrašyti šią kiekybinę bet kurio cheminio elemento vertę.

Apibrėžimas

Pirmiausia pabandykime suprasti, ką reiškia šis terminas. Oksidacijos būsena pagal periodinę lentelę parodo elektronų, kuriuos cheminės sąveikos procese elementas priima arba atsisako, skaičių. Jis gali įgyti neigiamą ir teigiamą vertę.

Susiejimas su lentele

Kaip nustatoma oksidacijos būsena? Periodinę lentelę sudaro aštuonios vertikaliai išdėstytos grupės. Kiekvienas iš jų turi du pogrupius: pagrindinį ir antrinį. Norėdami nustatyti elementų metriką, turite naudoti tam tikras taisykles.

Instrukcijos

Kaip apskaičiuoti elementų oksidacijos būsenas? Lentelė leidžia visiškai susidoroti su šia problema. Šarminiai metalai, esantys pirmoje grupėje (pagrindiniame pogrupyje), junginiuose turi oksidacijos būseną, ji atitinka +, lygų jų didžiausiam valentiškumui. Antrosios grupės (A pogrupio) metalai turi +2 oksidacijos laipsnį.

Lentelėje galite nustatyti šią vertę ne tik elementams, pasižymintiems metalinėmis savybėmis, bet ir nemetalams. Didžiausia jų vertė atitiks didžiausią valentingumą. Pavyzdžiui, sierai jis bus +6, azotui +5. Kaip apskaičiuojamas jų minimalus (mažiausias) skaičius? Lentelė taip pat atsako į šį klausimą. Iš aštuonių reikia atimti grupės numerį. Pavyzdžiui, deguoniui jis bus -2, azotui -3.

Paprastoms medžiagoms, kurios nebuvo cheminės sąveikos su kitomis medžiagomis, nustatytas rodiklis laikomas lygiu nuliui.

Pabandykime nustatyti pagrindinius veiksmus, susijusius su išdėstymu dvejetainiuose junginiuose. Kaip juose nustatyti oksidacijos būseną? Periodinė lentelė padeda išspręsti problemą.

Pavyzdžiui, paimkime kalcio oksidą CaO. Kalcio, esančio pagrindiniame antrosios grupės pogrupyje, vertė bus pastovi, lygi +2. Deguoniui, kuris turi nemetalinių savybių, šis indikatorius bus neigiamas ir atitinka -2. Siekdami patikrinti apibrėžimo teisingumą, apibendriname gautus skaičius. Dėl to gauname nulį, todėl skaičiavimai yra teisingi.

Panašius rodiklius nustatykime kitame dvejetainiame junginyje CuO. Kadangi varis yra antriniame pogrupyje (pirmoje grupėje), todėl tiriamas rodiklis gali turėti skirtingas reikšmes. Todėl norėdami jį nustatyti, pirmiausia turite nustatyti deguonies indikatorių.

Nemetalas, esantis dvejetainės formulės pabaigoje, turi neigiamą oksidacijos skaičių. Kadangi šis elementas yra šeštoje grupėje, iš aštuonių atėmus šešis, gauname, kad deguonies oksidacijos būsena atitinka -2. Kadangi junginyje nėra indeksų, vario oksidacijos būsenos indeksas bus teigiamas, lygus +2.

Kaip dar naudojama chemijos lentelė? Elementų oksidacijos būsenos formulėse, susidedančiose iš trijų elementų, taip pat apskaičiuojamos naudojant specifinį algoritmą. Pirma, šie rodikliai yra pirmame ir paskutiniame elemente. Pirmuoju atveju šis rodiklis turės teigiamą reikšmę, atitinkančią valentiškumą. Tolimiausiam elementui, kuris yra nemetalas, šis rodiklis turi neigiamą reikšmę, jis nustatomas kaip skirtumas (grupės numeris atimamas iš aštuonių). Skaičiuojant centrinio elemento oksidacijos laipsnį, naudojama matematinė lygtis. Skaičiuojant atsižvelgiama į kiekvieno elemento turimus indeksus. Visų oksidacijos būsenų suma turi būti lygi nuliui.

Nustatymo sieros rūgštyje pavyzdys

Šio junginio formulė yra H2SO4. Vandenilio oksidacijos būsena yra +1, o deguonies - -2. Sieros oksidacijos laipsniui nustatyti sukuriame matematinę lygtį: + 1 * 2 + X + 4 * (-2) = 0. Nustatome, kad sieros oksidacijos laipsnis atitinka +6.

Išvada

Naudodamiesi taisyklėmis, galite priskirti redokso reakcijų koeficientus. Šis klausimas aptariamas mokyklinio ugdymo programos devintos klasės chemijos kurse. Be to, informacija apie oksidacijos būsenas leidžia atlikti OGE ir USE užduotis.

2 vaizdo pamoka: Cheminių elementų oksidacijos būsena

3 vaizdo pamoka: Valencija. Valentiškumo nustatymas

Paskaita: Elektronegatyvumas. Cheminių elementų oksidacijos būsena ir valentingumas

Elektronegatyvumas

Elektronegatyvumas yra atomų gebėjimas pritraukti elektronus iš kitų atomų, kad jie prisijungtų prie jų.

Pagal lentelę nesunku įvertinti konkretaus cheminio elemento elektronegatyvumą. Atminkite, kad vienoje iš mūsų pamokų buvo pasakyta, kad jis didėja, kai periodinėje lentelėje judate iš kairės į dešinę ir per grupes judate iš apačios į viršų.

Pavyzdžiui, buvo duota užduotis nustatyti, kuris elementas iš siūlomos serijos yra elektronegatyviausias: C (anglis), N (azotas), O (deguonis), S (siera)? Mes žiūrime į lentelę ir nustatome, kad tai yra O, nes jis yra dešinėje ir aukščiau už kitus.

Kokie veiksniai turi įtakos elektronegatyvumui? Tai:

• Kuo mažesnis atomo spindulys, tuo didesnis elektronegatyvumas.
• Valentinis apvalkalas užpildytas elektronais, kuo daugiau elektronų, tuo didesnis elektronegatyvumas.

Iš visų cheminių elementų fluoras yra elektronegatyviausias, nes jo atominis spindulys yra mažas, o valentiniame apvalkale yra 7 elektronai.

Atomo elektronegatyvumo reikšmės negali būti pastovios, nes tai priklauso nuo daugelio veiksnių, įskaitant tuos, kurie išvardyti aukščiau, taip pat nuo oksidacijos laipsnio, kuris tam pačiam elementui gali skirtis. Todėl įprasta kalbėti apie elektronegatyvumo reikšmių reliatyvumą. Galite naudoti šias svarstykles:

Jums reikės elektronegatyvumo verčių, kai rašote dvejetainių junginių, susidedančių iš dviejų elementų, formules. Pavyzdžiui, vario oksido Cu 2 O formulė – pirmuoju elementu reikia užrašyti tą, kurio elektronegatyvumas mažesnis.

Oksidacijos būsena

Oksidacijos būsena (CO)- tai sąlyginis arba tikrasis atomo krūvis junginyje: sąlyginis - jei ryšys polinis kovalentinis, tikrasis - jei ryšys joninis.

Atomas įgyja teigiamą krūvį, kai atiduoda elektronus, o neigiamą – kai priima elektronus.

Virš simbolių su ženklu užrašomos oksidacijos būsenos «+»/«-» . Taip pat yra tarpinių CO. Didžiausias elemento CO yra teigiamas ir lygus grupės skaičiui, o mažiausias neigiamas metalams yra nulis, nemetalams = (Grupė Nr. – 8). Elementai su didžiausiu CO priima tik elektronus, o elementai su minimaliu CO atiduoda tik elektronus. Elementai, turintys tarpinius CO, gali ir duoti, ir priimti elektronus.

Pažvelkime į kai kurias taisykles, kurių reikia laikytis nustatant CO:

Visų paprastų medžiagų CO lygi nuliui.

Visų molekulėje esančių CO atomų suma taip pat lygi nuliui, nes bet kuri molekulė yra elektriškai neutrali.

Junginiuose su kovalentiniu nepoliniu ryšiu CO yra lygus nuliui (O 2 0), o su joniniu ryšiu jis lygus jonų krūviams (Na + Cl - natrio CO +1, chloras -1). Junginių, turinčių kovalentinį polinį ryšį, CO elementai laikomi turinčiais joninį ryšį (H:Cl = H + Cl -, o tai reiškia H +1 Cl -1).

Junginio elementai, turintys didžiausią elektronegatyvumą, turi neigiamą oksidacijos būseną, o tie, kurių elektronegatyvumas yra mažiausiai, turi teigiamą oksidacijos būseną. Remdamiesi tuo, galime daryti išvadą, kad metalai turi tik „+“ oksidacijos būseną.

Pastovios oksidacijos būsenos:

Šarminiai metalai +1.

Visi antros grupės metalai +2. Išimtis: Hg +1, +2.

Aliuminis +3.

• Vandenilis +1. Išimtis: aktyvių metalų NaH, CaH 2 ir kt. hidridai, kur vandenilio oksidacijos laipsnis –1.

  Deguonis – 2. Išimtis: F 2 -1 O +2 ir peroksidai, kuriuose yra –O–O– grupė, kuriuose deguonies oksidacijos laipsnis yra –1.

Susidarius joniniam ryšiui, įvyksta tam tikras elektronų perkėlimas iš mažiau elektronneigiamo atomo į didesnio elektronegatyvumo atomą. Be to, šiame procese atomai visada praranda elektrinį neutralumą ir vėliau virsta jonais. Taip pat susidaro sveikieji mokesčiai. Susidarius poliniam kovalentiniam ryšiui, elektronas perduodamas tik iš dalies, todėl atsiranda daliniai krūviai.

Valencijayra atomų gebėjimas sudaryti n – cheminių ryšių su kitų elementų atomais skaičius.

Valencija taip pat yra atomo gebėjimas šalia savęs laikyti kitus atomus. Kaip žinote iš savo mokyklos chemijos kurso, skirtingi atomai yra sujungti vienas su kitu elektronais iš išorinio energijos lygio. Nesuporuotas elektronas ieško poros iš kito atomo. Šie išorinio lygio elektronai vadinami valentiniais elektronais. Tai reiškia, kad valentingumas taip pat gali būti apibrėžtas kaip elektronų porų, jungiančių atomus vienas su kitu, skaičius. Pažvelkite į vandens struktūrinę formulę: H – O – H. Kiekvienas brūkšnelis yra elektronų pora, vadinasi, rodo valentiškumą, t.y. deguonis čia turi dvi linijas, o tai reiškia, kad jis yra dvivalentis, vandenilio molekulės yra iš vienos linijos, o tai reiškia, kad vandenilis yra vienavalentis. Rašant valentingumas žymimas romėniškais skaitmenimis: O (II), H (I). Taip pat gali būti nurodyta virš elemento.

Valencija gali būti pastovi arba kintama. Pavyzdžiui, metalo šarmuose jis yra pastovus ir lygus I. Tačiau chloras įvairiuose junginiuose pasižymi I, III, V, VII valentomis.

Kaip nustatyti elemento valentiškumą?

Dar kartą pažvelkime į periodinę lentelę. Pagrindinių pogrupių metalai turi pastovų valentingumą, todėl pirmosios grupės metalai turi I, antrosios - II. O šoninių pogrupių metalai turi kintamą valentiškumą. Jis taip pat yra kintamas nemetalams. Didžiausias atomo valentingumas lygus grupės skaičiui, mažiausias lygus = grupės skaičius – 8. Pažįstama formuluotė. Ar tai nereiškia, kad valentingumas sutampa su oksidacijos būsena? Atminkite, kad valentingumas gali sutapti su oksidacijos būsena, tačiau šie rodikliai nėra tapatūs vienas kitam. Valencija negali turėti =/- ženklo, taip pat negali būti nulis.

Antrasis metodas yra nustatyti valentingumą naudojant cheminę formulę, jei žinoma vieno iš elementų pastovus valentas. Pavyzdžiui, paimkite vario oksido formulę: CuO. Deguonies valentingumas II. Matome, kad vienam deguonies atomui šioje formulėje yra vienas vario atomas, o tai reiškia, kad vario valentingumas yra lygus II. Dabar paimkime sudėtingesnę formulę: Fe 2 O 3. Deguonies atomo valentingumas yra II. Čia yra trys tokie atomai, padauginkite iš 2 * 3 = 6. Mes nustatėme, kad dviem geležies atomams yra 6 valentai. Išsiaiškinkime vieno geležies atomo valentiškumą: 6:2=3. Tai reiškia, kad geležies valentingumas yra III.

Be to, kai reikia įvertinti „maksimalų valentingumą“, visada reikia pradėti nuo elektroninės konfigūracijos, kuri yra „sužadinimo“ būsenoje.