Gjendja maksimale dhe minimale e oksidimit ca. Gjendjet tipike të oksidimit për elementët kimikë

Në kimi, termat "oksidim" dhe "reduktim" i referohen reaksioneve në të cilat një atom ose grup atomesh humbet ose fiton elektrone, përkatësisht. Gjendja e oksidimit është një vlerë numerike e caktuar për një ose më shumë atome që karakterizon numrin e elektroneve të rishpërndarë dhe tregon se si këto elektrone shpërndahen midis atomeve gjatë një reaksioni. Përcaktimi i kësaj vlere mund të jetë ose një procedurë e thjeshtë ose mjaft komplekse, në varësi të atomeve dhe molekulave që përbëhen prej tyre. Për më tepër, atomet e disa elementeve mund të kenë disa gjendje oksidimi. Për fat të mirë, ekzistojnë rregulla të thjeshta, të paqarta për përcaktimin e gjendjes së oksidimit për t'i përdorur ato me siguri, njohuritë e bazave të kimisë dhe algjebrës janë të mjaftueshme.

Hapat

Pjesa 1

Përcaktoni nëse substanca në fjalë është elementare. Gjendja e oksidimit të atomeve jashtë një përbërjeje kimike është zero. Ky rregull është i vërtetë si për substancat e formuara nga atome të lira individuale, ashtu edhe për ato që përbëhen nga dy ose molekula poliatomike të një elementi.

• Për shembull, Al(s) dhe Cl2 kanë një gjendje oksidimi prej 0 sepse të dyja janë në një gjendje elementare kimikisht të palidhur.
• Ju lutemi vini re se forma alotropike e squfurit S8, ose oktasulfuri, megjithë strukturën e tij atipike, karakterizohet gjithashtu nga një gjendje oksidimi zero.

1. Përcaktoni nëse substanca në fjalë përbëhet nga jone. Gjendja e oksidimit të joneve është e barabartë me ngarkesën e tyre. Kjo është e vërtetë si për jonet e lira ashtu edhe për ato që janë pjesë e përbërjeve kimike.

   • Për shembull, gjendja e oksidimit të jonit Cl- është -1.
   • Gjendja e oksidimit të jonit Cl në përbërjen kimike NaCl është gjithashtu -1. Meqenëse joni Na, sipas përkufizimit, ka një ngarkesë +1, konkludojmë se joni Cl ka një ngarkesë prej -1, dhe kështu gjendja e tij e oksidimit është -1.

2. Ju lutemi vini re se jonet metalike mund të kenë disa gjendje oksidimi. Atomet e shumë elementeve metalikë mund të jonizohen në shkallë të ndryshme. Për shembull, ngarkesa e joneve të një metali të tillë si hekuri (Fe) është +2 ose +3. Ngarkesa e joneve metalike (dhe gjendja e tyre e oksidimit) mund të përcaktohet nga ngarkesat e joneve të elementeve të tjerë me të cilët metali është pjesë e një përbërjeje kimike; në tekst kjo ngarkesë tregohet me numra romakë: për shembull, hekuri (III) ka një gjendje oksidimi +3.

   • Si shembull, merrni parasysh një përbërje që përmban një jon alumini. Ngarkesa totale e përbërjes AlCl 3 është zero. Meqenëse e dimë se jonet e Cl- kanë një ngarkesë prej -1, dhe në përbërje ka 3 jone të tillë, që substanca në fjalë të jetë në përgjithësi neutrale, joni Al duhet të ketë një ngarkesë +3. Kështu, në këtë rast, gjendja e oksidimit të aluminit është +3.

3. Gjendja e oksidimit të oksigjenit është -2 (me disa përjashtime). Pothuajse në të gjitha rastet, atomet e oksigjenit kanë një gjendje oksidimi prej -2. Ka disa përjashtime nga ky rregull:

   • Nëse oksigjeni është në gjendjen e tij elementare (O2), gjendja e tij e oksidimit është 0, siç është rasti për substancat e tjera elementare.
   • Nëse përfshihet oksigjeni peroksid, gjendja e tij e oksidimit është -1. Peroksidet janë një grup përbërësish që përmbajnë një lidhje të thjeshtë oksigjen-oksigjen (d.m.th., anionin peroksid O 2-2). Për shembull, në përbërjen e molekulës H 2 O 2 (peroksid hidrogjeni), oksigjeni ka një ngarkesë dhe gjendje oksidimi prej -1.
   • Kur kombinohet me fluorin, oksigjeni ka një gjendje oksidimi +2, lexoni rregullin për fluorin më poshtë.

4. Hidrogjeni ka një gjendje oksidimi +1, me disa përjashtime. Ashtu si me oksigjenin, edhe këtu ka përjashtime. Në mënyrë tipike, gjendja e oksidimit të hidrogjenit është +1 (përveç nëse është në gjendjen elementare H2). Sidoqoftë, në përbërjet e quajtura hidride, gjendja e oksidimit të hidrogjenit është -1.

   • Për shembull, në H2O gjendja e oksidimit të hidrogjenit është +1 sepse atomi i oksigjenit ka një ngarkesë -2 dhe dy ngarkesa +1 nevojiten për neutralitetin e përgjithshëm. Sidoqoftë, në përbërjen e hidridit të natriumit, gjendja e oksidimit të hidrogjenit është tashmë -1, pasi joni Na mbart një ngarkesë prej +1, dhe për neutralitetin e përgjithshëm elektrik, ngarkesa e atomit të hidrogjenit (dhe kështu gjendja e tij e oksidimit) duhet të të jetë e barabartë me -1.

5. Fluori Gjithmonë ka gjendje oksidimi -1. Siç u përmend tashmë, gjendja e oksidimit të disa elementeve (joneve metalike, atomeve të oksigjenit në perokside, etj.) mund të ndryshojë në varësi të një numri faktorësh. Megjithatë, gjendja e oksidimit të fluorit është pa ndryshim -1. Kjo shpjegohet me faktin se ky element ka elektronegativitetin më të lartë - me fjalë të tjera, atomet e fluorit janë më pak të gatshëm të ndahen me elektronet e tyre dhe të tërheqin më aktivisht elektronet e huaja. Kështu, tarifa e tyre mbetet e pandryshuar.

6. Shuma e gjendjeve të oksidimit në një përbërje është e barabartë me ngarkesën e tij. Gjendjet e oksidimit të të gjithë atomeve në një përbërje kimike duhet të shtohen me ngarkesën e atij përbërësi. Për shembull, nëse një përbërje është neutrale, shuma e gjendjeve të oksidimit të të gjithë atomeve të tij duhet të jetë zero; nëse përbërja është një jon poliatomik me ngarkesë -1, shuma e gjendjeve të oksidimit është -1, e kështu me radhë.

   • Kjo është një mënyrë e mirë për të kontrolluar - nëse shuma e gjendjeve të oksidimit nuk është e barabartë me ngarkesën totale të përbërjes, atëherë keni bërë një gabim diku.

   Pjesa 2

   Përcaktimi i gjendjes së oksidimit pa përdorur ligjet e kimisë

   1. Gjeni atome që nuk kanë rregulla strikte në lidhje me numrat e oksidimit. Për disa elementë nuk ka rregulla të vendosura fort për gjetjen e gjendjes së oksidimit. Nëse një atom nuk përfshihet në asnjë nga rregullat e listuara më sipër dhe ju nuk e dini ngarkesën e tij (për shembull, atomi është pjesë e një kompleksi dhe ngarkesa e tij nuk është e specifikuar), mund të përcaktoni gjendjen e oksidimit të një atomi të tillë duke eliminimi. Së pari, përcaktoni ngarkesën e të gjitha atomeve të tjera të përbërjes dhe më pas, nga ngarkesa totale e njohur e përbërjes, llogaritni gjendjen e oksidimit të një atomi të caktuar.

      • Për shembull, në përbërjen Na 2 SO 4 ngarkesa e atomit të squfurit (S) është e panjohur - dimë vetëm se nuk është zero, pasi squfuri nuk është në gjendje elementare. Ky përbërës shërben si një shembull i mirë për të ilustruar metodën algjebrike të përcaktimit të gjendjes së oksidimit.

   2. Gjeni gjendjet e oksidimit të elementeve të mbetur në përbërje. Duke përdorur rregullat e përshkruara më sipër, përcaktoni gjendjet e oksidimit të atomeve të mbetura të përbërjes. Mos harroni për përjashtimet nga rregullat në rastin e atomeve O, H, e kështu me radhë.

      • Për Na 2 SO 4, duke përdorur rregullat tona, gjejmë se ngarkesa (dhe rrjedhimisht gjendja e oksidimit) e jonit Na është +1, dhe për secilin nga atomet e oksigjenit është -2.

   3. Gjeni numrin e panjohur të oksidimit nga ngarkesa e përbërjes. Tani i keni të gjitha të dhënat për të llogaritur lehtësisht gjendjen e dëshiruar të oksidimit. Shkruani një ekuacion, në anën e majtë të të cilit do të jetë shuma e numrit të marrë në hapin e mëparshëm të llogaritjeve dhe gjendja e panjohur e oksidimit, dhe në anën e djathtë - ngarkesa totale e përbërjes. Me fjalë të tjera, (Shuma e gjendjeve të njohura të oksidimit) + (gjendja e dëshiruar e oksidimit) = (ngarkesa e përbërjes).

      • Në rastin tonë, zgjidhja Na 2 SO 4 duket si kjo:
        • (Shuma e gjendjeve të njohura të oksidimit) + (gjendja e dëshiruar e oksidimit) = (ngarkesa e përbërjes)
        • -6 + S = 0
        • S = 0 + 6
        • S = 6. Në Na 2 SO 4 squfuri ka gjendje oksidimi 6 .
   • Në komponimet, shuma e të gjitha gjendjeve të oksidimit duhet të jetë e barabartë me ngarkesën. Për shembull, nëse përbërja është një jon diatomik, shuma e gjendjeve të oksidimit të atomeve duhet të jetë e barabartë me ngarkesën totale jonike.
   • Është shumë e dobishme të jesh në gjendje të përdorësh tabelën periodike dhe të dish se ku ndodhen elementët metalikë dhe jo metalikë në të.
   • Gjendja e oksidimit të atomeve në formë elementare është gjithmonë zero. Gjendja e oksidimit të një joni të vetëm është e barabartë me ngarkesën e tij. Elementet e grupit 1A të tabelës periodike, si hidrogjeni, litiumi, natriumi, në formën e tyre elementare kanë gjendje oksidimi +1; Metalet e grupit 2A si magnezi dhe kalciumi kanë një gjendje oksidimi +2 në formën e tyre elementare. Oksigjeni dhe hidrogjeni, në varësi të llojit të lidhjes kimike, mund të kenë 2 gjendje të ndryshme oksidimi.

Për të vendosur saktë gjendjet e oksidimit, duhet të keni parasysh katër rregulla.

1) Në një substancë të thjeshtë, gjendja e oksidimit të çdo elementi është 0. Shembuj: Na 0, H 0 2, P 0 4.

2) Duhet të mbani mend elementët që janë karakteristik gjendjet e vazhdueshme të oksidimit. Të gjitha ato janë renditur në tabelë.

3) Gjendja më e lartë e oksidimit të një elementi, si rregull, përkon me numrin e grupit në të cilin ndodhet elementi (për shembull, fosfori është në grupin V, s.d. më i lartë i fosforit është +5). Përjashtime të rëndësishme: F, O.

4) Kërkimi i gjendjeve të oksidimit të elementeve të tjerë bazohet në një rregull të thjeshtë:

Në një molekulë neutrale, shuma e gjendjeve të oksidimit të të gjithë elementëve është zero, dhe në një jon - ngarkesa e jonit.

Disa shembuj të thjeshtë për përcaktimin e gjendjeve të oksidimit

Shembulli 1. Është e nevojshme të gjenden gjendjet e oksidimit të elementeve në amoniak (NH 3).

Zgjidhje. Ne tashmë e dimë (shih 2) se Art. OK. hidrogjeni është +1. Mbetet për të gjetur këtë karakteristikë për azotin. Le të jetë x gjendja e dëshiruar e oksidimit. Krijojmë ekuacionin më të thjeshtë: x + 3 (+1) = 0. Zgjidhja është e qartë: x = -3. Përgjigje: N -3 H 3 +1.

Shembulli 2. Tregoni gjendjet e oksidimit të të gjithë atomeve në molekulën H 2 SO 4.

Zgjidhje. Gjendjet e oksidimit të hidrogjenit dhe oksigjenit janë tashmë të njohura: H(+1) dhe O(-2). Krijojmë një ekuacion për të përcaktuar gjendjen e oksidimit të squfurit: 2 (+1) + x + 4 (-2) = 0. Duke zgjidhur këtë ekuacion, gjejmë: x = +6. Përgjigje: H +1 2 S +6 O -2 4.

Shembulli 3. Llogaritni gjendjet e oksidimit të të gjithë elementëve në molekulën Al(NO 3) 3.

Zgjidhje. Algoritmi mbetet i pandryshuar. Përbërja e "molekulës" së nitratit të aluminit përfshin një atom Al (+3), 9 atome oksigjen (-2) dhe 3 atome azoti, gjendjen e oksidimit të të cilave duhet ta llogarisim. Ekuacioni përkatës është: 1 (+3) + 3x + 9 (-2) = 0. Përgjigje: Al +3 (N +5 O -2 3) 3.

Shembulli 4. Përcaktoni gjendjet e oksidimit të të gjithë atomeve në jonin (AsO 4) 3-.

Zgjidhje. Në këtë rast, shuma e gjendjeve të oksidimit nuk do të jetë më e barabartë me zero, por me ngarkesën e jonit, d.m.th., -3. Ekuacioni: x + 4 (-2) = -3. Përgjigje: Si (+5), O (-2).

Çfarë duhet bërë nëse gjendjet e oksidimit të dy elementeve janë të panjohura

A është e mundur të përcaktohen gjendjet e oksidimit të disa elementeve njëherësh duke përdorur një ekuacion të ngjashëm? Nëse e konsiderojmë këtë problem nga një këndvështrim matematikor, përgjigja do të jetë negative. Një ekuacion linear me dy ndryshore nuk mund të ketë një zgjidhje unike. Por ne po zgjidhim më shumë sesa thjesht një ekuacion!

Shembulli 5. Përcaktoni gjendjen e oksidimit të të gjithë elementëve në (NH 4) 2 SO 4.

Zgjidhje. Gjendjet e oksidimit të hidrogjenit dhe oksigjenit janë të njohura, por squfuri dhe azoti jo. Një shembull klasik i një problemi me dy të panjohura! Ne do ta konsiderojmë sulfatin e amonit jo si një "molekulë" të vetme, por si një kombinim i dy joneve: NH 4 + dhe SO 4 2-. Ngarkesat e joneve janë të njohura për ne secila prej tyre përmban vetëm një atom me një gjendje të panjohur oksidimi. Duke përdorur përvojën e fituar në zgjidhjen e problemeve të mëparshme, mund të gjejmë lehtësisht gjendjet e oksidimit të azotit dhe squfurit. Përgjigje: (N -3 H 4 +1) 2 S +6 O 4 -2.

Përfundim: nëse një molekulë përmban disa atome me gjendje të panjohur oksidimi, përpiquni ta "ndani" molekulën në disa pjesë.

Si të rregulloni gjendjet e oksidimit në përbërjet organike

Shembulli 6. Tregoni gjendjet e oksidimit të të gjithë elementëve në CH 3 CH 2 OH.

Zgjidhje. Gjetja e gjendjeve të oksidimit në përbërjet organike ka specifikat e veta. Në veçanti, është e nevojshme të gjenden veçmas gjendjet e oksidimit për çdo atom karboni. Ju mund të arsyetoni si më poshtë. Konsideroni, për shembull, atomin e karbonit në grupin metil. Ky atom C është i lidhur me 3 atome hidrogjeni dhe një atom karboni fqinj. Përgjatë lidhjes C-H, dendësia e elektroneve zhvendoset drejt atomit të karbonit (pasi elektronegativiteti i C tejkalon EO të hidrogjenit). Nëse kjo zhvendosje do të ishte e plotë, atomi i karbonit do të fitonte një ngarkesë prej -3.

Atomi C në grupin -CH 2 OH është i lidhur me dy atome hidrogjeni (një zhvendosje në densitetin e elektronit drejt C), një atom oksigjen (një zhvendosje në densitetin e elektroneve drejt O) dhe një atom karboni (mund të supozohet se zhvendosja në densitetin elektronik në këtë rast nuk ndodh). Gjendja e oksidimit të karbonit është -2 +1 +0 = -1.

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

Mos i ngatërroni konceptet e "valencës" dhe "gjendjes së oksidimit"!

Numri i oksidimit shpesh ngatërrohet me valencën. Mos e bëni këtë gabim. Unë do të listoj dallimet kryesore:

• gjendja e oksidimit ka një shenjë (+ ose -), valenca jo;
• gjendja e oksidimit mund të jetë zero edhe në një substancë komplekse të barabartë me zero do të thotë, si rregull, që një atom i një elementi të caktuar nuk është i lidhur me atome të tjera (ne nuk do të diskutojmë asnjë lloj komponimi përfshirjeje dhe "ekzotikë" të tjerë; këtu);
• gjendja e oksidimit është një koncept formal që merr kuptim real vetëm në përbërjet me lidhje jonike, përkundrazi, koncepti i "valencës" zbatohet më së miri në lidhje me përbërjet kovalente.

Gjendja e oksidimit (më saktë, moduli i saj) shpesh është numerikisht i barabartë me valencën, por edhe më shpesh këto vlera NUK përkojnë. Për shembull, gjendja e oksidimit të karbonit në CO 2 është +4; valenca e C është gjithashtu e barabartë me IV. Por në metanol (CH 3 OH), valenca e karbonit mbetet e njëjtë, dhe gjendja e oksidimit të C është e barabartë me -1.

Një test i shkurtër me temën "Gjendja e oksidimit"

Merrni disa minuta për të kontrolluar se e kuptoni këtë temë. Ju duhet t'i përgjigjeni pesë pyetjeve të thjeshta. fat të mirë!

Elektronegativiteti (EO) është aftësia e atomeve për të tërhequr elektrone kur lidhen me atome të tjera .

Elektronegativiteti varet nga distanca midis bërthamës dhe elektroneve të valencës dhe nga sa afër është kompletimi i shtresës së valencës. Sa më e vogël të jetë rrezja e një atomi dhe sa më shumë elektrone valente, aq më e lartë është EO e tij.

Fluori është elementi më elektronegativ. Së pari, ajo ka 7 elektrone në shtresën e saj valore (vetëm 1 elektron i mungon oktetit) dhe, së dyti, kjo shtresë valence (...2s 2 2p 5) ndodhet afër bërthamës.

Atomet e metaleve alkaline dhe alkaline tokësore janë më pak elektronegativë. Ata kanë rreze të mëdha dhe lëvozhga e jashtme e tyre elektronike nuk është aspak e plotë. Është shumë më e lehtë për ta që t'i dorëzojnë elektronet e tyre të valencës në një atom tjetër (atëherë shtresa e jashtme do të bëhet e plotë) sesa të "fitojnë" elektrone.

Elektronegativiteti mund të shprehet në mënyrë sasiore dhe elementet mund të renditen sipas rendit në rritje. Më shpesh përdoret shkalla e elektronegativitetit e propozuar nga kimisti amerikan L. Pauling.

Dallimi në elektronegativitetin e elementeve në një përbërje ( ΔX) do t'ju lejojë të gjykoni llojin e lidhjes kimike. Nëse vlera ΔX= 0 - lidhje kovalente jopolare.

Kur diferenca e elektronegativitetit është deri në 2.0, lidhja quhet polare kovalente, për shembull: Lidhja H-F në një molekulë fluori hidrogjeni HF: Δ X = (3,98 - 2,20) = 1,78

Lidhjet me një ndryshim elektronegativiteti më të madh se 2.0 merren parasysh jonike. Për shembull: Lidhja Na-Cl në përbërjen NaCl: Δ X = (3,16 - 0,93) = 2,23.

Gjendja e oksidimit

Gjendja e oksidimit (CO) është ngarkesa e kushtëzuar e një atomi në një molekulë, e llogaritur nën supozimin se molekula përbëhet nga jone dhe në përgjithësi është elektrikisht neutrale.

Kur formohet një lidhje jonike, një elektron kalon nga një atom më pak elektronegativ në një më elektronegativ, atomet humbasin neutralitetin e tyre elektrik dhe shndërrohen në jone. lindin tarifa me numra të plotë. Kur formohet një lidhje polare kovalente, elektroni nuk transferohet plotësisht, por pjesërisht, kështu që lindin ngarkesa të pjesshme (HCl në figurën më poshtë). Le të imagjinojmë që elektroni është transferuar plotësisht nga atomi i hidrogjenit në klor, dhe një ngarkesë e tërë pozitive prej +1 është shfaqur në hidrogjen, dhe -1 në klor. Ngarkesa të tilla konvencionale quhen gjendje oksidimi.

Kjo figurë tregon gjendjet e oksidimit karakteristike të 20 elementëve të parë.
Ju lutemi vini re. CO më i lartë është zakonisht i barabartë me numrin e grupit në tabelën periodike. Metalet e nëngrupeve kryesore kanë një CO karakteristik, ndërsa jometalet, si rregull, kanë një shpërndarje të CO. Prandaj, jometalet formojnë një numër të madh përbërjesh dhe kanë veti më "të ndryshme" në krahasim me metalet.

Shembuj të përcaktimit të gjendjes së oksidimit

Le të përcaktojmë gjendjet e oksidimit të klorit në përbërjet:

Rregullat që kemi shqyrtuar jo gjithmonë na lejojnë të llogarisim CO të të gjithë elementëve, si për shembull në një molekulë të caktuar aminopropani.

Këtu është i përshtatshëm për të përdorur teknikën e mëposhtme:

1) Ne përshkruajmë formulën strukturore të molekulës, viza është një lidhje, një palë elektrone.

2) E kthejmë vizën në një shigjetë të drejtuar drejt atomit më të EO. Kjo shigjetë simbolizon kalimin e një elektroni në një atom. Nëse janë të lidhur dy atome identike, ne e lëmë vijën ashtu siç është - nuk ka transferim të elektroneve.

3) Ne numërojmë sa elektrone "erdhën" dhe "u larguan".

Për shembull, le të llogarisim ngarkesën e atomit të parë të karbonit. Tre shigjeta drejtohen drejt atomit, që do të thotë se kanë mbërritur 3 elektrone, ngarkuar -3.

Atomi i dytë i karbonit: hidrogjeni i dha një elektron, dhe azoti mori një elektron. Tarifa nuk ka ndryshuar, është zero. etj.

Valence

Valence(nga latinishtja valēns "ka forcë") - aftësia e atomeve për të formuar një numër të caktuar lidhjesh kimike me atomet e elementeve të tjerë.

Në thelb, valencë do të thotë aftësia e atomeve për të formuar një numër të caktuar lidhjesh kovalente. Nëse një atom ka n elektrone të paçiftuara dhe mçifte të vetme elektronike, atëherë ky atom mund të formohet n+m lidhje kovalente me atome të tjera, d.m.th. valenca e tij do të jetë e barabartë n+m. Kur vlerësohet valenca maksimale, duhet të vazhdohet nga konfigurimi elektronik i gjendjes "të ngacmuar". Për shembull, valenca maksimale e një atomi beriliumi, bori dhe azoti është 4 (për shembull, në Be(OH) 4 2-, BF 4 - dhe NH 4 +), fosfor - 5 (PCl 5), squfur - 6 ( H2SO4), klor - 7 (Cl2O7).

Në disa raste, valenca mund të përkojë numerikisht me gjendjen e oksidimit, por në asnjë mënyrë ato nuk janë identike me njëra-tjetrën. Për shembull, në molekulat N2 dhe CO realizohet një lidhje e trefishtë (d.m.th., valenca e secilit atom është 3), por gjendja e oksidimit të azotit është 0, karboni +2, oksigjeni -2.

Si të përcaktohet gjendja e oksidimit? Tabela periodike ju lejon të regjistroni këtë vlerë sasiore për çdo element kimik.

Përkufizimi

Së pari, le të përpiqemi të kuptojmë se çfarë përfaqëson ky term. Gjendja e oksidimit sipas tabelës periodike paraqet numrin e elektroneve që pranohen ose lëshohen nga një element në procesin e bashkëveprimit kimik. Mund të marrë një vlerë negative dhe pozitive.

Lidhja me një tabelë

Si përcaktohet gjendja e oksidimit? Tabela periodike përbëhet nga tetë grupe të renditura vertikalisht. Secila prej tyre ka dy nëngrupe: kryesore dhe dytësore. Për të vendosur metrikë për elementët, duhet të përdorni rregulla të caktuara.

Udhëzimet

Si të llogarisni gjendjen e oksidimit të elementeve? Tabela ju lejon të përballeni plotësisht me këtë problem. Metalet alkaline, të cilat ndodhen në grupin e parë (nëngrupi kryesor), shfaqin një gjendje oksidimi në përbërje, ajo korrespondon me +, e barabartë me valencën e tyre më të lartë. Metalet e grupit të dytë (nëngrupi A) kanë gjendje oksidimi +2.

Tabela ju lejon të përcaktoni këtë vlerë jo vetëm për elementët që shfaqin veti metalike, por edhe për jometalet. Vlera maksimale e tyre do të korrespondojë me valencën më të lartë. Për shembull, për squfurin do të jetë +6, për azotin +5. Si llogaritet shifra minimale (më e ulët) e tyre? Tabela i përgjigjet edhe kësaj pyetjeje. Ju duhet të zbrisni numrin e grupit nga tetë. Për shembull, për oksigjenin do të jetë -2, për azotin -3.

Për substancat e thjeshta që nuk kanë hyrë në ndërveprim kimik me substanca të tjera, treguesi i përcaktuar konsiderohet i barabartë me zero.

Le të përpiqemi të identifikojmë veprimet kryesore që lidhen me rregullimin në komponimet binare. Si të vendosni gjendjen e oksidimit në to? Tabela periodike ndihmon në zgjidhjen e problemit.

Për shembull, le të marrim oksidin e kalciumit CaO. Për kalciumin, i vendosur në nëngrupin kryesor të grupit të dytë, vlera do të jetë konstante, e barabartë me +2. Për oksigjenin, i cili ka veti jo metalike, ky tregues do të jetë një vlerë negative dhe korrespondon me -2. Për të kontrolluar saktësinë e përkufizimit, ne përmbledhim shifrat e marra. Si rezultat, marrim zero, prandaj, llogaritjet janë të sakta.

Le të përcaktojmë tregues të ngjashëm në një përbërje tjetër binar CuO. Meqenëse bakri ndodhet në një nëngrup dytësor (grupi i parë), prandaj, treguesi i studiuar mund të shfaqë vlera të ndryshme. Prandaj, për ta përcaktuar atë, së pari duhet të identifikoni treguesin për oksigjen.

Jometali i vendosur në fund të formulës binare ka një numër negativ oksidimi. Meqenëse ky element ndodhet në grupin e gjashtë, kur zbresim gjashtë nga tetë, marrim se gjendja e oksidimit të oksigjenit korrespondon me -2. Meqenëse nuk ka indekse në përbërje, prandaj, indeksi i gjendjes së oksidimit të bakrit do të jetë pozitiv, i barabartë me +2.

Si përdoret ndryshe një tabelë kimie? Gjendjet e oksidimit të elementeve në formulat e përbërë nga tre elementë llogariten gjithashtu duke përdorur një algoritëm specifik. Së pari, këta tregues vendosen në elementin e parë dhe të fundit. Për të parën, ky tregues do të ketë një vlerë pozitive, që korrespondon me valencën. Për elementin më të jashtëm, i cili është një jometal, ky tregues ka një vlerë negative, ai përcaktohet si diferencë (numri i grupit zbritet nga tetë). Gjatë llogaritjes së gjendjes së oksidimit të një elementi qendror, përdoret një ekuacion matematik. Gjatë llogaritjes, merren parasysh indekset e disponueshme për secilin element. Shuma e të gjitha gjendjeve të oksidimit duhet të jetë zero.

Shembull i përcaktimit në acidin sulfurik

Formula e këtij përbërësi është H2SO4. Hidrogjeni ka një gjendje oksidimi +1, dhe oksigjeni ka një gjendje oksidimi prej -2. Për të përcaktuar gjendjen e oksidimit të squfurit, krijojmë një ekuacion matematikor: + 1 * 2 + X + 4 * (-2) = 0. Gjejmë se gjendja e oksidimit të squfurit korrespondon me +6.

konkluzioni

Kur përdorni rregullat, mund të caktoni koeficientë në reaksionet redoks. Kjo çështje diskutohet në lëndën e kimisë së klasës së nëntë të kurrikulës shkollore. Përveç kësaj, informacioni rreth gjendjeve të oksidimit ju lejon të përfundoni detyrat OGE dhe USE.

Video tutorial 2: Gjendja e oksidimit të elementeve kimike

Video tutorial 3: Valence. Përcaktimi i valencës

Ligjërata: Elektronegativiteti. Gjendja e oksidimit dhe valenca e elementeve kimike

Elektronegativiteti

Elektronegativitetiështë aftësia e atomeve për të tërhequr elektrone nga atomet e tjerë për t'u bashkuar me to.

Është e lehtë të gjykohet elektronegativiteti i një elementi kimik të caktuar duke përdorur tabelën. Mbani mend, në një nga mësimet tona u tha se rritet kur lëviz nga e majta në të djathtë përmes periodave në tabelën periodike dhe kur lëviz nga poshtë lart nëpër grupe.

Për shembull, u dha detyra për të përcaktuar se cili element nga seria e propozuar është më elektronegativ: C (karboni), N (azoti), O (oksigjen), S (squfur)? Ne shikojmë tabelën dhe zbulojmë se ky është O, sepse ai është në të djathtë dhe më lart se të tjerët.

Cilët faktorë ndikojnë në elektronegativitetin? Kjo:

• Rrezja e një atomi, sa më e vogël të jetë, aq më i lartë është elektronegativiteti.
• Predha e valencës është e mbushur me elektrone, sa më shumë elektrone të ketë, aq më i lartë është elektronegativiteti.

Nga të gjithë elementët kimikë, fluori është më elektronegativi, sepse ka një rreze të vogël atomike dhe 7 elektrone në shtresën e valencës.

Vlerat e elektronegativitetit të një atomi nuk mund të jenë konstante, sepse varet nga shumë faktorë, duke përfshirë ata të renditur më sipër, si dhe nga shkalla e oksidimit, e cila mund të jetë e ndryshme për të njëjtin element. Prandaj, është zakon të flasim për relativitetin e vlerave të elektronegativitetit. Ju mund të përdorni shkallët e mëposhtme:

Do t'ju nevojiten vlerat e elektronegativitetit kur shkruani formula për komponimet binare që përbëhen nga dy elementë. Për shembull, formula e oksidit të bakrit Cu 2 O - elementi i parë duhet të shkruhet ai elektronegativiteti i të cilit është më i ulët.

Gjendja e oksidimit

Gjendja e oksidimit (CO)- kjo është ngarkesa e kushtëzuar ose reale e një atomi në një përbërje: kushtëzuar - nëse lidhja është kovalente polare, reale - nëse lidhja është jonike.

Një atom fiton një ngarkesë pozitive kur heq dorë nga elektronet dhe një ngarkesë negative kur pranon elektrone.

Gjendjet e oksidimit shkruhen mbi simbolet me një shenjë «+»/«-» . Ka edhe CO të ndërmjetme. Maksimumi i CO i një elementi është pozitiv dhe i barabartë me numrin e grupit, dhe minimumi negativ për metalet është zero, për jometalet = (Grupi Nr. – 8). Elementet me CO maksimum pranojnë vetëm elektrone, dhe elementët me CO minimal heqin dorë vetëm nga elektronet. Elementet që kanë CO të ndërmjetme mund të japin dhe marrin elektrone.

Le të shohim disa rregulla që duhen ndjekur për të përcaktuar CO:

CO i të gjitha substancave të thjeshta është zero.

Shuma e të gjitha atomeve të CO në një molekulë është gjithashtu e barabartë me zero, pasi çdo molekulë është elektrikisht neutrale.

Në përbërjet me një lidhje jopolare kovalente, CO është e barabartë me zero (O 2 0), dhe me një lidhje jonike është e barabartë me ngarkesat e joneve (Na + Cl - natrium CO +1, klor -1). Elementet e CO të përbërjeve me lidhje polare kovalente konsiderohen si me lidhje jonike (H:Cl = H + Cl -, që do të thotë H +1 Cl-1).

Elementet në një përbërje që kanë elektronegativitetin më të madh kanë gjendje oksidimi negativ, ndërsa ato me elektronegativitetin më të vogël kanë gjendje oksidimi pozitiv. Bazuar në këtë, mund të konkludojmë se metalet kanë vetëm një gjendje oksidimi "+".

Gjendjet e vazhdueshme të oksidimit:

Metalet alkaline +1.

Të gjitha metalet e grupit të dytë +2. Përjashtim: Hg +1, +2.

Alumini +3.

• Hidrogjen +1. Përjashtim: hidridet e metaleve aktive NaH, CaH 2, etj., ku gjendja e oksidimit të hidrogjenit është –1.

  Oksigjen - 2. Përjashtim: F 2 -1 O +2 dhe peroksidet që përmbajnë grupin –O–O–, në të cilin gjendja e oksidimit të oksigjenit është –1.

Kur formohet një lidhje jonike, ndodh një transferim i caktuar i elektronit, nga një atom më pak elektronegativ në një atom me elektronegativitet më të madh. Gjithashtu, në këtë proces, atomet humbasin gjithmonë neutralitetin elektrik dhe më pas kthehen në jone. Formohen edhe ngarkesa me numra të plotë. Kur formohet një lidhje kovalente polare, elektroni transferohet vetëm pjesërisht, kështu që lindin ngarkesa të pjesshme.

Valenceështë aftësia e atomeve për të formuar n - numri i lidhjeve kimike me atomet e elementeve të tjerë.

Valenca është gjithashtu aftësia e një atomi për të mbajtur atome të tjera pranë vetes. Siç e dini nga kursi juaj i kimisë në shkollë, atome të ndryshme janë të lidhura me njëri-tjetrin me elektrone nga niveli i jashtëm i energjisë. Një elektron i paçiftuar kërkon një çift nga një atom tjetër. Këto elektrone të nivelit të jashtëm quhen elektrone valence. Kjo do të thotë se valenca mund të përkufizohet gjithashtu si numri i çifteve të elektroneve që lidhin atomet me njëri-tjetrin. Shikoni formulën strukturore të ujit: H – O – H. Çdo vizë është një çift elektronik, që do të thotë se tregon valencën, d.m.th. Oksigjeni këtu ka dy rreshta, që do të thotë se është dyvalent, molekulat e hidrogjenit vijnë nga një linjë secila, që do të thotë se hidrogjeni është njëvalent. Kur shkruani, valenca tregohet me numra romakë: O (II), H (I). Mund të tregohet gjithashtu mbi elementin.

Valenca mund të jetë konstante ose e ndryshueshme. Për shembull, në alkalet metalike është konstante dhe është e barabartë me I. Por klori në përbërje të ndryshme shfaq valencë I, III, V, VII.

Si të përcaktohet valenca e një elementi?

Le të shohim përsëri Tabelën Periodike. Metalet e nëngrupeve kryesore kanë një valencë konstante, kështu që metalet e grupit të parë kanë valencë I, e dyta - II. Dhe metalet e nëngrupeve anësore kanë valencë të ndryshueshme. Ai është gjithashtu i ndryshueshëm për jometalet. Valenca më e lartë e një atomi është e barabartë me numrin e grupit, më e ulëta është e barabartë me = numri i grupit - 8. Një formulim i njohur. A nuk do të thotë kjo se valenca përkon me gjendjen e oksidimit? Mos harroni, valenca mund të përkojë me gjendjen e oksidimit, por këta tregues nuk janë identikë me njëri-tjetrin. Valenca nuk mund të ketë një shenjë =/-, dhe gjithashtu nuk mund të jetë zero.

Metoda e dytë është përcaktimi i valencës duke përdorur një formulë kimike, nëse dihet valenca konstante e njërit prej elementeve. Për shembull, merrni formulën e oksidit të bakrit: CuO. Valenca e oksigjenit II. Shohim se për një atom oksigjeni në këtë formulë ka një atom bakri, që do të thotë se valenca e bakrit është e barabartë me II. Tani le të marrim një formulë më të ndërlikuar: Fe 2 O 3. Valenca e atomit të oksigjenit është II. Këtu ka tre atome të tillë, shumëzoni 2*3 =6. Ne zbuluam se ka 6 valenca për dy atome hekuri. Le të zbulojmë valencën e një atomi hekuri: 6:2=3. Kjo do të thotë se valenca e hekurit është III.

Përveç kësaj, kur është e nevojshme të vlerësohet "valenca maksimale", duhet të fillohet gjithmonë nga konfigurimi elektronik që është i pranishëm në gjendjen "e ngacmuar".