Maksimum ve minimum oksidasyon durumu ca. Kimyasal elementler için tipik oksidasyon durumları

Kimyada "yükseltgenme" ve "indirgenme" terimleri, bir atomun veya atom grubunun sırasıyla elektron kaybettiği veya kazandığı reaksiyonları ifade eder. Oksidasyon durumu, bir veya daha fazla atoma atanan, yeniden dağıtılan elektronların sayısını karakterize eden ve bu elektronların bir reaksiyon sırasında atomlar arasında nasıl dağıldığını gösteren sayısal bir değerdir. Bu değerin belirlenmesi, atomlara ve onları oluşturan moleküllere bağlı olarak basit ya da oldukça karmaşık bir işlem olabilir. Ayrıca bazı elementlerin atomları birden fazla oksidasyon durumuna sahip olabilir. Neyse ki oksidasyon durumunu belirlemek için basit ve net kurallar vardır; bunları güvenle kullanmak için kimya ve cebirin temelleri hakkında bilgi sahibi olmak yeterlidir.

Adımlar

Bölüm 1

Söz konusu maddenin elementel olup olmadığını belirleyin. Kimyasal bir bileşiğin dışındaki atomların oksidasyon durumu sıfırdır. Bu kural hem bireysel serbest atomlardan oluşan maddeler hem de bir elementin iki veya çok atomlu moleküllerinden oluşan maddeler için geçerlidir.

• Örneğin Al(s) ve Cl2'nin oksidasyon durumu 0'dır çünkü her ikisi de kimyasal olarak bağlanmamış element halindedir.
• Atipik yapısına rağmen kükürt S8'in veya oktasülfürün allotropik formunun da sıfır oksidasyon durumuyla karakterize edildiğini lütfen unutmayın.

1. Söz konusu maddenin iyonlardan oluşup oluşmadığını belirleyin.İyonların oksidasyon durumu yüklerine eşittir. Bu hem serbest iyonlar hem de kimyasal bileşiklerin parçası olanlar için geçerlidir.

   • Örneğin Cl iyonunun oksidasyon durumu -1'dir.
   • NaCl kimyasal bileşiğindeki Cl iyonunun oksidasyon durumu da -1'dir. Na iyonunun yükü tanım gereği +1 olduğundan, Cl iyonunun -1 yüküne sahip olduğu ve dolayısıyla oksidasyon durumunun -1 olduğu sonucuna varırız.

2. Lütfen metal iyonlarının çeşitli oksidasyon durumlarına sahip olabileceğini unutmayın. Birçok metalik elementin atomları değişen derecelerde iyonize edilebilir. Örneğin demir (Fe) gibi bir metalin iyonlarının yükü +2 veya +3'tür. Metal iyonlarının yükü (ve oksidasyon durumları), metalin kimyasal bir bileşiğin parçası olduğu diğer elementlerin iyonlarının yükleri ile belirlenebilir; metinde bu yük Roma rakamlarıyla gösterilmiştir: örneğin demir (III)'ün oksidasyon durumu +3'tür.

   • Örnek olarak alüminyum iyonu içeren bir bileşiği düşünün. AlCl3 bileşiğinin toplam yükü sıfırdır. Cl - iyonlarının -1 yükünün olduğunu bildiğimize ve bileşikte bu tür 3 iyon bulunduğunu bildiğimize göre, söz konusu maddenin genel olarak nötr olması için Al iyonunun +3 yükünün olması gerekir. Dolayısıyla bu durumda alüminyumun oksidasyon durumu +3'tür.

3. Oksijenin oksidasyon durumu -2'dir (bazı istisnalar hariç). Hemen hemen tüm durumlarda, oksijen atomlarının oksidasyon durumu -2'dir. Bu kuralın birkaç istisnası vardır:

   • Oksijen element halindeyse (O2), diğer elementel maddelerde olduğu gibi oksidasyon durumu 0'dır.
   • Oksijen dahil edilirse peroksit oksidasyon durumu -1'dir. Peroksitler, basit bir oksijen-oksijen bağı (yani peroksit anyonu O2-2) içeren bir bileşik grubudur. Örneğin H 2 O 2 (hidrojen peroksit) molekülünün bileşiminde oksijenin yükü ve oksidasyon durumu -1'dir.
   • Flor ile birleştirildiğinde oksijenin oksidasyon durumu +2'dir, aşağıdaki flor kuralını okuyun.

4. Hidrojenin oksidasyon durumu bazı istisnalar dışında +1'dir. Oksijende olduğu gibi burada da istisnalar vardır. Tipik olarak hidrojenin oksidasyon durumu +1'dir (H2 element halinde olmadığı sürece). Ancak hidrür adı verilen bileşiklerde hidrojenin oksidasyon durumu -1'dir.

   • Örneğin, H2O'da hidrojenin oksidasyon durumu +1'dir çünkü oksijen atomu -2 yüke sahiptir ve genel nötrlük için iki +1 yüke ihtiyaç vardır. Bununla birlikte, sodyum hidrürün bileşiminde, hidrojenin oksidasyon durumu zaten -1'dir, çünkü Na iyonu +1'lik bir yük taşır ve genel elektriksel nötrlük için, hidrojen atomunun yükü (ve dolayısıyla oksidasyon durumu) olmalıdır. -1'e eşit olsun.

5. flor Her zaman-1 oksidasyon durumuna sahiptir. Daha önce belirtildiği gibi, bazı elementlerin (metal iyonları, peroksitlerdeki oksijen atomları vb.) oksidasyon durumu, bir dizi faktöre bağlı olarak değişebilir. Ancak florun oksidasyon durumu her zaman -1'dir. Bu, bu elementin en yüksek elektronegatifliğe sahip olmasıyla açıklanmaktadır - başka bir deyişle, flor atomları kendi elektronlarından ayrılmaya en az istekli olan ve yabancı elektronları en aktif şekilde çeken atomlardır. Böylece yükleri değişmeden kalır.

6. Bir bileşikteki oksidasyon durumlarının toplamı onun yüküne eşittir. Bir kimyasal bileşikteki tüm atomların oksidasyon durumlarının toplamı o bileşiğin yüküne eşit olmalıdır. Örneğin bir bileşik nötr ise, tüm atomlarının oksidasyon durumlarının toplamı sıfır olmalıdır; bileşik -1 yüküne sahip çok atomlu bir iyon ise oksidasyon durumlarının toplamı -1 olur ve bu şekilde devam eder.

   • Bu, kontrol etmenin iyi bir yoludur - eğer oksidasyon durumlarının toplamı bileşiğin toplam yüküne eşit değilse, o zaman bir yerde hata yaptınız.

   Bölüm 2

   Kimya yasalarını kullanmadan oksidasyon durumunun belirlenmesi

   1. Yükseltgenme sayılarıyla ilgili katı kurallara sahip olmayan atomları bulun. Bazı elementler için oksidasyon durumunu bulmak için kesin olarak belirlenmiş kurallar yoktur. Eğer bir atom yukarıda sıralanan kurallardan herhangi birinin kapsamına girmiyorsa ve onun yükünü bilmiyorsanız (örneğin, atom bir kompleksin parçasıysa ve yükü belirtilmemişse), böyle bir atomun oksidasyon durumunu şu şekilde belirleyebilirsiniz: eliminasyon. Öncelikle bileşiğin diğer tüm atomlarının yükünü belirleyin ve ardından bileşiğin bilinen toplam yükünden belirli bir atomun oksidasyon durumunu hesaplayın.

      • Örneğin, Na2S04 bileşiğinde kükürt atomunun (S) yükü bilinmiyor - kükürt temel bir durumda olmadığından yalnızca sıfır olmadığını biliyoruz. Bu bileşik, oksidasyon durumunu belirlemenin cebirsel yöntemini açıklamak için iyi bir örnek görevi görür.

   2. Bileşikteki geri kalan elementlerin oksidasyon durumlarını bulun. Yukarıda açıklanan kuralları kullanarak bileşiğin geri kalan atomlarının oksidasyon durumlarını belirleyin. O, H atomları vb. durumunda kuralların istisnalarını unutmayın.

      • Na 2 SO 4 için, kurallarımızı kullanarak, Na iyonunun yükünün (ve dolayısıyla oksidasyon durumunun) +1 olduğunu ve oksijen atomlarının her biri için -2 olduğunu bulduk.

   3. Bileşiğin yükünden bilinmeyen oksidasyon numarasını bulun. Artık istenen oksidasyon durumunu kolayca hesaplamak için tüm verilere sahipsiniz. Sol tarafında hesaplamaların önceki adımında elde edilen sayının ve bilinmeyen oksidasyon durumunun toplamının ve sağ tarafta bileşiğin toplam yükünün olacağı bir denklem yazın. Başka bir deyişle, (Bilinen oksidasyon durumlarının toplamı) + ​​(arzu edilen oksidasyon durumu) = (bileşiğin yükü).

      • Bizim durumumuzda Na 2 SO 4 çözümü şuna benzer:
        • (Bilinen oksidasyon durumlarının toplamı) + ​​(arzu edilen oksidasyon durumu) = (bileşiğin yükü)
        • -6 + S = 0
        • S = 0 + 6
        • S = 6. Na 2 SO 4'te kükürt bir oksidasyon durumuna sahiptir 6 .
   • Bileşiklerde tüm oksidasyon durumlarının toplamı yüke eşit olmalıdır. Örneğin bileşik iki atomlu bir iyon ise, atomların oksidasyon durumlarının toplamı toplam iyon yüküne eşit olmalıdır.
   • Periyodik tabloyu kullanabilmek, metalik ve metalik olmayan elementlerin nerede bulunduğunu bilmek çok faydalıdır.
   • Elementel formdaki atomların oksidasyon durumu her zaman sıfırdır. Tek bir iyonun oksidasyon durumu yüküne eşittir. Periyodik tablonun 1A grubu elementleri, örneğin hidrojen, lityum, sodyum, elementel formlarında +1 oksidasyon durumuna sahiptir; Magnezyum ve kalsiyum gibi Grup 2A metalleri, elementel formlarında +2 oksidasyon durumuna sahiptir. Oksijen ve hidrojen, kimyasal bağın türüne bağlı olarak 2 farklı oksidasyon durumuna sahip olabilir.

Doğru yerleştirmek için oksidasyon durumları, dört kuralı aklınızda tutmanız gerekir.

1) Basit bir maddede herhangi bir elementin oksidasyon durumu 0'dır. Örnekler: Na 0, H 0 2, P 0 4.

2) Karakteristik unsurları hatırlamalısınız sabit oksidasyon durumları. Hepsi tabloda listelenmiştir.

3) Bir elementin en yüksek oksidasyon durumu, kural olarak, elementin bulunduğu grubun numarasıyla çakışır (örneğin, fosfor V grubundadır, en yüksek fosfor sd'si +5'tir). Önemli istisnalar: F, O.

4) Diğer elementlerin oksidasyon durumlarının araştırılması basit bir kurala dayanmaktadır:

Nötr bir molekülde, tüm elementlerin oksidasyon durumlarının toplamı sıfıra eşittir ve bir iyonda iyonun yükü.

Oksidasyon durumlarını belirlemek için birkaç basit örnek

Örnek 1. Amonyaktaki (NH3) elementlerin oksidasyon durumlarını bulmak gerekir.

Çözüm. Zaten biliyoruz (bkz. 2). TAMAM. hidrojen +1'dir. Geriye nitrojen için bu özelliği bulmak kalıyor. İstenilen oksidasyon durumu x olsun. En basit denklemi oluşturuyoruz: x + 3 (+1) = 0. Çözüm açık: x = -3. Cevap: N -3 H 3 +1.

Örnek 2. H 2 SO 4 molekülündeki tüm atomların oksidasyon durumlarını belirtin.

Çözüm. Hidrojen ve oksijenin oksidasyon durumları zaten bilinmektedir: H(+1) ve O(-2). Sülfürün oksidasyon durumunu belirlemek için bir denklem oluşturuyoruz: 2 (+1) + x + 4 (-2) = 0. Bu denklemi çözerek şunu buluruz: x = +6. Cevap: H +1 2 S +6 O -2 4.

Örnek 3. Al(NO 3) 3 molekülündeki tüm elementlerin oksidasyon durumlarını hesaplayın.

Çözüm. Algoritma değişmeden kalır. Alüminyum nitrat "molekülünün" bileşimi, oksidasyon durumunu hesaplamamız gereken bir Al atomu (+3), 9 oksijen atomu (-2) ve 3 nitrojen atomu içerir. Karşılık gelen denklem: 1 (+3) + 3x + 9 (-2) = 0. Cevap: Al +3 (N +5 O -2 3) 3.

Örnek 4. (AsO 4) 3- iyonundaki tüm atomların oksidasyon durumlarını belirleyin.

Çözüm. Bu durumda, oksidasyon durumlarının toplamı artık sıfıra değil, iyonun yüküne, yani -3'e eşit olacaktır. Denklem: x + 4 (-2) = -3. Cevap: As(+5), O(-2).

İki elementin oksidasyon durumları bilinmiyorsa ne yapılmalı?

Benzer bir denklem kullanarak birkaç elementin oksidasyon durumlarını aynı anda belirlemek mümkün müdür? Bu soruna matematiksel açıdan bakarsak cevap olumsuz olacaktır. İki değişkenli bir doğrusal denklemin tek bir çözümü olamaz. Ama biz bir denklemden daha fazlasını çözüyoruz!

Örnek 5. (NH 4) 2 SO 4'teki tüm elementlerin oksidasyon durumlarını belirleyin.

Çözüm. Hidrojen ve oksijenin oksidasyon durumları bilinmektedir ancak kükürt ve nitrojen bilinmemektedir. İki bilinmeyenli problemin klasik bir örneği! Amonyum sülfatı tek bir "molekül" olarak değil, iki iyonun birleşimi olarak ele alacağız: NH4 + ve SO42-. İyonların yükleri bizim tarafımızdan bilinmektedir; her biri bilinmeyen bir oksidasyon durumuna sahip yalnızca bir atom içerir. Önceki problemlerin çözümünde edinilen deneyimi kullanarak nitrojen ve kükürtün oksidasyon durumlarını kolaylıkla bulabiliriz. Cevap: (N -3 H 4 +1) 2 S +6 O 4 -2.

Sonuç: Bir molekül, oksidasyon durumları bilinmeyen birkaç atom içeriyorsa, molekülü birkaç parçaya "bölmeyi" deneyin.

Organik bileşiklerde oksidasyon durumları nasıl düzenlenir?

Örnek 6. CH3CH2OH'deki tüm elementlerin oksidasyon durumlarını belirtin.

Çözüm. Organik bileşiklerde oksidasyon durumlarını bulmanın kendine has özellikleri vardır. Özellikle her karbon atomunun oksidasyon durumlarını ayrı ayrı bulmak gerekir. Aşağıdaki gibi mantık yürütebilirsiniz. Örneğin metil grubundaki karbon atomunu düşünün. Bu C atomu 3 hidrojen atomuna ve komşu bir karbon atomuna bağlıdır. C-H bağı boyunca elektron yoğunluğu karbon atomuna doğru kayar (çünkü C'nin elektronegatifliği hidrojenin EO'sunu aşmaktadır). Bu yer değiştirme tam olsaydı, karbon atomu -3 yüküne sahip olacaktı.

-CH2OH grubundaki C atomu iki hidrojen atomuna (elektron yoğunluğunda C'ye doğru bir kayma), bir oksijen atomuna (elektron yoğunluğunda O'ya doğru bir kayma) ve bir karbon atomuna (elektron yoğunluğunda C'ye doğru bir kayma olduğu varsayılabilir) bağlanır. bu durumda elektron yoğunluğunda bir değişiklik olmaz). Karbonun oksidasyon durumu -2 +1 +0 = -1'dir.

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

"Değerlik" ve "oksidasyon durumu" kavramlarını karıştırmayın!

Oksidasyon sayısı sıklıkla değerlik ile karıştırılır. Bu hatayı yapmayın. Temel farklılıkları listeleyeceğim:

• oksidasyon durumunun bir işareti vardır (+ veya -), değerlik yoktur;
• oksidasyon durumu karmaşık bir maddede bile sıfır olabilir; sıfıra eşit değer, kural olarak, belirli bir elementin atomunun diğer atomlara bağlı olmadığı anlamına gelir (herhangi bir tür dahil edici bileşiği ve diğer "egzotikleri" tartışmayacağız). Burada);
• Oksidasyon durumu, yalnızca iyonik bağlara sahip bileşiklerde gerçek anlam kazanan resmi bir kavramdır; aksine, "değerlik" kavramı en uygun şekilde kovalent bileşiklerle ilişkili olarak uygulanır.

Oksidasyon durumu (daha kesin olarak modülü) genellikle sayısal olarak değerliğe eşittir, ancak daha da sıklıkla bu değerler çakışmaz. Örneğin, CO2'deki karbonun oksidasyon durumu +4'tür; C'nin değeri de IV'e eşittir. Ancak metanolde (CH3OH), karbonun değerliği aynı kalır ve C'nin oksidasyon durumu -1'e eşittir.

"Oksidasyon durumu" konulu kısa bir test

Bu konuyu anladığınızı kontrol etmek için birkaç dakikanızı ayırın. Beş basit soruyu cevaplamanız gerekiyor. İyi şanlar!

Elektronegatiflik (EO) atomların diğer atomlarla bağlanırken elektronları çekebilme yeteneğidir .

Elektronegatiflik, çekirdek ile değerlik elektronları arasındaki mesafeye ve değerlik kabuğunun tamamlanmaya ne kadar yakın olduğuna bağlıdır. Bir atomun yarıçapı ne kadar küçükse ve değerlik elektronları ne kadar fazlaysa, EO'su da o kadar yüksek olur.

Flor en elektronegatif elementtir. Birincisi, değerlik kabuğunda 7 elektron vardır (sekizlide sadece 1 elektron eksiktir) ve ikincisi, bu değerlik kabuğu (...2s 2 2p 5) çekirdeğe yakın konumdadır.

Alkali ve toprak alkali metallerin atomları en az elektronegatiftir. Büyük yarıçaplara sahiptirler ve dış elektron kabukları tam olmaktan uzaktır. Değerlik elektronlarını başka bir atoma bırakmaları (o zaman dış kabuk tamamlanacaktır), elektron "kazanmaktan" çok daha kolaydır.

Elektronegatiflik niceliksel olarak ifade edilebilir ve elementler artan sırada sıralanabilir. Amerikalı kimyager L. Pauling tarafından önerilen elektronegatiflik ölçeği en sık kullanılır.

Bir bileşikteki elementlerin elektronegatifliğindeki fark ( ΔX) kimyasal bağın türüne karar vermenizi sağlayacaktır. Eğer değer ΔX= 0 – bağlantı kovalent polar olmayan.

Elektronegatiflik farkı 2,0'a kadar olduğunda bağa denir. kovalent kutup, örneğin: Bir hidrojen florür molekülündeki H-F bağı HF: Δ X = (3,98 - 2,20) = 1,78

Elektronegatiflik farkı 2,0'dan büyük olan bağlar dikkate alınır iyonik. Örneğin: NaCl bileşiğindeki Na-Cl bağı: Δ X = (3,16 - 0,93) = 2,23.

Oksidasyon durumu

Oksidasyon durumu (CO) bir moleküldeki bir atomun, molekülün iyonlardan oluştuğu ve genellikle elektriksel olarak nötr olduğu varsayımıyla hesaplanan koşullu yüküdür.

İyonik bağ oluştuğunda, elektron daha az elektronegatif bir atomdan daha elektronegatif bir atoma geçer, atomlar elektriksel nötrlüklerini kaybeder ve iyonlara dönüşür. tamsayı yükleri ortaya çıkar. Kovalent bir polar bağ oluştuğunda, elektron tamamen değil kısmen aktarılır, böylece kısmi yükler ortaya çıkar (aşağıdaki şekilde HCI). Elektronun tamamen hidrojen atomundan klora geçtiğini ve hidrojende +1, klorda -1 pozitif yükün ortaya çıktığını hayal edelim. Bu tür geleneksel yüklere oksidasyon durumu denir.

Bu şekil ilk 20 elementin oksidasyon durumlarını göstermektedir.
Lütfen aklınızda bulundurun. En yüksek CO genellikle periyodik tablodaki grup numarasına eşittir. Ana alt grupların metalleri bir karakteristik CO'ya sahipken, metal olmayanlar kural olarak bir CO dağılımına sahiptir. Bu nedenle metal olmayanlar çok sayıda bileşik oluşturur ve metallere kıyasla daha "çeşitli" özelliklere sahiptir.

Oksidasyon durumunu belirleme örnekleri

Bileşiklerdeki klorun oksidasyon durumlarını belirleyelim:

Göz önünde bulundurduğumuz kurallar, belirli bir aminopropan molekülünde olduğu gibi, tüm elementlerin CO2'sini hesaplamamıza her zaman izin vermez.

Burada aşağıdaki tekniği kullanmak uygundur:

1) Molekülün yapısal formülünü tasvir ediyoruz, çizgi bir bağdır, bir çift elektrondur.

2) Çizgiyi daha fazla EO atomuna doğru yönlendirilmiş bir oka çeviriyoruz. Bu ok bir elektronun atoma geçişini simgelemektedir. İki özdeş atom bağlanırsa çizgiyi olduğu gibi bırakırız; elektron transferi olmaz.

3) Kaç elektronun “geldiğini” ve “gittiğini” sayarız.

Örneğin ilk karbon atomunun yükünü hesaplayalım. Üç ok atoma doğru yönlendirilmiştir, bu da 3 elektronun geldiği anlamına gelir, yükü -3.

İkinci karbon atomu: hidrojen ona bir elektron verdi ve nitrojen bir elektron aldı. Yük değişmedi, sıfır. Vesaire.

Değerlik

Değerlik(Latince valēns'ten "güç sahibi") - atomların diğer elementlerin atomlarıyla belirli sayıda kimyasal bağ oluşturma yeteneği.

Temel olarak değerlik şu anlama gelir: atomların belirli sayıda kovalent bağ oluşturma yeteneği. Eğer bir atom varsa N eşleşmemiş elektronlar ve M yalnız elektron çiftleri, o zaman bu atom oluşabilir n+m diğer atomlarla kovalent bağlar, yani değerliliği eşit olacak n+m. Maksimum değerlik tahmin edilirken "uyarılmış" durumun elektronik konfigürasyonundan yola çıkılmalıdır. Örneğin, bir berilyum, bor ve nitrojen atomunun maksimum değerliği 4'tür (örneğin, Be(OH) 4 2-, BF4 - ve NH4 +), fosfor - 5 (PCl 5), kükürt - 6 ( H2S04) , klor - 7 (Cl207).

Bazı durumlarda değerlik, oksidasyon durumuyla sayısal olarak çakışabilir, ancak hiçbir şekilde birbirleriyle aynı değildir. Örneğin, N2 ve CO moleküllerinde üçlü bir bağ oluşur (yani her atomun değeri 3'tür), ancak nitrojenin oksidasyon durumu 0, karbon +2, oksijen -2'dir.

Oksidasyon durumu nasıl belirlenir? Periyodik tablo, herhangi bir kimyasal element için bu niceliksel değeri kaydetmenize olanak tanır.

Tanım

Öncelikle bu terimin neyi temsil ettiğini anlamaya çalışalım. Periyodik tabloya göre oksidasyon durumu, kimyasal etkileşim sürecinde bir element tarafından kabul edilen veya verilen elektronların sayısını temsil eder. Negatif ve pozitif bir değer alabilir.

Bir tabloya bağlanma

Oksidasyon durumu nasıl belirlenir? Periyodik tablo dikey olarak düzenlenmiş sekiz gruptan oluşur. Her birinin iki alt grubu vardır: ana ve ikincil. Öğelere ilişkin metrikleri ayarlamak için belirli kuralları kullanmanız gerekir.

Talimatlar

Elementlerin oksidasyon durumları nasıl hesaplanır? Tablo bu sorunla tam olarak başa çıkmanıza olanak sağlar. Birinci grupta (ana alt grup) yer alan alkali metaller, bileşiklerde bir oksidasyon durumu sergiler, en yüksek değerliklerine eşit olan +'ya karşılık gelir. İkinci grubun metalleri (alt grup A) +2 oksidasyon durumuna sahiptir.

Tablo, bu değeri yalnızca metalik özellikler sergileyen elementler için değil aynı zamanda metal olmayanlar için de belirlemenize olanak sağlar. Maksimum değerleri en yüksek değerliliğe karşılık gelecektir. Örneğin kükürt için +6, nitrojen için +5 olacaktır. Minimum (en düşük) rakamı nasıl hesaplanır? Tablo bu soruya da cevap veriyor. Grup numarasını sekizden çıkarmanız gerekiyor. Örneğin oksijen için -2, nitrojen için -3 olacaktır.

Diğer maddelerle kimyasal etkileşime girmemiş basit maddeler için belirlenen göstergenin sıfıra eşit olduğu kabul edilir.

İkili bileşiklerdeki düzenlemeyle ilgili ana eylemleri belirlemeye çalışalım. İçlerindeki oksidasyon durumu nasıl ayarlanır? Periyodik tablo sorunun çözülmesine yardımcı olur.

Örneğin kalsiyum oksit CaO'yu ele alalım. İkinci grubun ana alt grubunda yer alan kalsiyum için değer +2'ye eşit sabit olacaktır. Metalik olmayan özelliklere sahip oksijen için bu gösterge negatif bir değer olacaktır ve -2'ye karşılık gelir. Tanımın doğruluğunu kontrol etmek için elde edilen rakamları özetliyoruz. Sonuç olarak sıfır alıyoruz, dolayısıyla hesaplamalar doğrudur.

Başka bir ikili bileşik olan CuO'da da benzer göstergeleri belirleyelim. Bakır ikincil bir alt grupta (birinci grup) yer aldığından, incelenen gösterge farklı değerler sergileyebilir. Bu nedenle, bunu belirlemek için önce oksijen göstergesini tanımlamanız gerekir.

İkili formülün sonunda yer alan ametal negatif bir oksidasyon numarasına sahiptir. Bu element altıncı grupta yer aldığından sekizden altı çıkarıldığında oksijenin oksidasyon durumunun -2'ye karşılık geldiğini elde ederiz. Bileşikte herhangi bir indeks bulunmadığından bakırın oksidasyon durumu indeksi +2'ye eşit pozitif olacaktır.

Kimya masası başka nasıl kullanılır? Üç elementten oluşan formüllerdeki elementlerin oksidasyon durumları da belirli bir algoritma kullanılarak hesaplanır. Öncelikle bu göstergeler ilk ve son öğeye yerleştirilir. İlk olarak, bu gösterge değerliliğe karşılık gelen pozitif bir değere sahip olacaktır. Metal olmayan en dıştaki element için bu gösterge negatif bir değere sahiptir; fark olarak belirlenir (grup numarası sekizden çıkarılır). Merkezi bir elemanın oksidasyon durumunu hesaplarken matematiksel bir denklem kullanılır. Hesaplarken, her öğe için mevcut endeksler dikkate alınır. Tüm oksidasyon durumlarının toplamı sıfır olmalıdır.

Sülfürik asitte belirleme örneği

Bu bileşiğin formülü H 2 SO 4'tür. Hidrojenin oksidasyon durumu +1, oksijenin oksidasyon durumu ise -2'dir. Sülfürün oksidasyon durumunu belirlemek için bir matematiksel denklem oluşturuyoruz: + 1 * 2 + X + 4 * (-2) = 0. Sülfürün oksidasyon durumunun +6'ya karşılık geldiğini buluyoruz.

Çözüm

Kuralları kullanırken redoks reaksiyonlarına katsayılar atayabilirsiniz. Bu konu okul müfredatının dokuzuncu sınıf kimya dersinde tartışılmaktadır. Ayrıca oksidasyon durumları hakkındaki bilgiler OGE ve USE görevlerini tamamlamanıza olanak tanır.

Video eğitimi 2: Kimyasal elementlerin oksidasyon durumu

Video eğitimi 3: Değerlik. Değerliliğin belirlenmesi

Ders: Elektronegatiflik. Oksidasyon durumu ve kimyasal elementlerin değeri

Elektronegatiflik

Elektronegatiflik atomların diğer atomlardan elektronları kendilerine katılmaları için çekme yeteneğidir.

Tabloyu kullanarak belirli bir kimyasal elementin elektronegatifliğini yargılamak kolaydır. Unutmayın, derslerimizden birinde periyodik tablodaki periyotlarda soldan sağa doğru gidildikçe ve gruplar halinde aşağıdan yukarıya doğru gidildikçe arttığı söylenmişti.

Örneğin, önerilen seriden hangi elementin en elektronegatif olduğunu belirleme görevi verildi: C (karbon), N (nitrojen), O (oksijen), S (kükürt)? Masaya bakıyoruz ve bunun O olduğunu görüyoruz çünkü o sağda ve diğerlerinden daha yüksekte.

Elektronegatifliği hangi faktörler etkiler? Bu:

• Bir atomun yarıçapı ne kadar küçükse elektronegatiflik o kadar yüksek olur.
• Değerlik kabuğu elektronlarla doludur; ne kadar çok elektron varsa, elektronegatiflik de o kadar yüksek olur.

Tüm kimyasal elementler arasında flor en elektronegatif olanıdır çünkü küçük bir atom yarıçapına ve değerlik kabuğunda 7 elektrona sahiptir.

Bir atomun elektronegatiflik değerleri sabit olamaz çünkü yukarıda listelenenler de dahil olmak üzere birçok faktöre ve aynı element için farklı olabilen oksidasyon derecesine bağlıdır. Bu nedenle elektronegatiflik değerlerinin göreliliğinden bahsetmek gelenekseldir. Aşağıdaki ölçekleri kullanabilirsiniz:

İki elementten oluşan ikili bileşiklerin formüllerini yazarken elektronegatiflik değerlerine ihtiyacınız olacaktır. Örneğin, bakır oksit Cu20 formülü - ilk element, elektronegatifliği daha düşük olanı yazılmalıdır.

Oksidasyon durumu

Oksidasyon durumu (CO)- bu, bir bileşikteki bir atomun koşullu veya gerçek yüküdür: koşullu - eğer bağ polar kovalent ise, gerçek - eğer bağ iyonikse.

Bir atom elektron verdiğinde pozitif yük, elektron aldığında negatif yük kazanır.

Oksidasyon durumları sembollerin üzerinde bir işaretle yazılmıştır «+»/«-» . Ayrıca ara CO'lar da vardır. Bir elementin maksimum CO'su pozitiftir ve grup numarasına eşittir ve metaller için minimum negatif sıfırdır, metal olmayanlar için = (Grup No. – 8). Maksimum CO'ya sahip elementler yalnızca elektronları kabul eder ve minimum CO'ya sahip elementler yalnızca elektronlardan vazgeçer. Ara CO'lara sahip elementler hem elektron verebilir hem de alabilir.

CO'yu belirlemek için uyulması gereken bazı kurallara bakalım:

Tüm basit maddelerin CO'su sıfırdır.

Herhangi bir molekül elektriksel olarak nötr olduğundan, bir moleküldeki tüm CO atomlarının toplamı da sıfıra eşittir.

Kovalent polar olmayan bağa sahip bileşiklerde CO sıfıra (O 2 0) eşittir ve iyonik bir bağla iyonların yüklerine (Na + Cl - sodyum CO +1, klor -1) eşittir. Kovalent polar bağa sahip bileşiklerin CO elementlerinin iyonik bağa sahip olduğu kabul edilir (H:Cl = H + Cl-, yani H +1 Cl-1).

Bir bileşikteki elektronegatifliği en yüksek olan elementler negatif oksidasyon durumlarına sahipken, elektronegatifliği en düşük olan elementler pozitif oksidasyon durumlarına sahiptir. Buna dayanarak metallerin yalnızca “+” oksidasyon durumuna sahip olduğu sonucuna varabiliriz.

Sabit oksidasyon durumları:

Alkali metaller +1.

İkinci grubun tüm metalleri +2. İstisna: Hg +1, +2.

Alüminyum +3.

• Hidrojen +1. İstisna: Hidrojenin oksidasyon durumunun –1 olduğu aktif metaller NaH, CaH2 vb. hidritleri.

  Oksijen –2. İstisna: F 2 -1 O +2 ve oksijenin oksidasyon durumunun –1 olduğu –O–O– grubunu içeren peroksitler.

İyonik bir bağ oluştuğunda, daha az elektronegatif bir atomdan daha büyük bir elektronegatifliğe sahip bir atoma belirli bir elektron transferi meydana gelir. Ayrıca bu süreçte atomlar daima elektriksel nötrlüğünü kaybeder ve ardından iyonlara dönüşür. Tamsayı yükler de oluşturulur. Polar bir kovalent bağ oluştuğunda elektron yalnızca kısmen aktarılır, dolayısıyla kısmi yükler ortaya çıkar.

Değerlikatomların n oluşturma yeteneğidir - diğer elementlerin atomlarıyla kimyasal bağların sayısı.

Değerlik aynı zamanda bir atomun diğer atomları kendine yakın tutma yeteneğidir. Okulunuzun kimya dersinden bildiğiniz gibi, farklı atomlar dış enerji seviyesindeki elektronlar aracılığıyla birbirine bağlanır. Eşlenmemiş bir elektron başka bir atomdan bir çift arar. Bu dış seviye elektronlarına değerlik elektronları denir. Bu, değerliliğin atomları birbirine bağlayan elektron çiftlerinin sayısı olarak da tanımlanabileceği anlamına gelir. Suyun yapısal formülüne bakın: H – O – H. Her çizgi bir elektron çiftidir, yani değerliliği gösterir; Buradaki oksijenin iki çizgisi var, yani iki değerlikli, hidrojen molekülleri birer çizgiden geliyor, bu da hidrojenin tek değerlikli olduğu anlamına geliyor. Yazarken değerlik Romen rakamlarıyla gösterilir: O (II), H (I). Ayrıca öğenin üzerinde de belirtilebilir.

Değerlik sabit veya değişken olabilir. Örneğin metal alkalilerde sabittir ve I'e eşittir. Ancak çeşitli bileşiklerdeki klor I, III, V, VII değerliklerini gösterir.

Bir elementin değeri nasıl belirlenir?

Periyodik Tabloya tekrar bakalım. Ana alt grupların metalleri sabit bir değerliliğe sahiptir, bu nedenle birinci grubun metalleri I, ikinci - II değerliklerine sahiptir. Yan alt grupların metalleri ise değişken değerliğe sahiptir. Metal olmayanlar için de değişkendir. Bir atomun en yüksek değerliği grup numarasına, en düşük değerliği ise = grup numarası - 8'e eşittir. Bilinen bir formülasyon. Bu, değerliliğin oksidasyon durumuyla çakıştığı anlamına gelmiyor mu? Unutmayın, değerlik oksidasyon durumuyla çakışabilir, ancak bu göstergeler birbiriyle aynı değildir. Değerlik =/- işaretine sahip olamaz ve ayrıca sıfır olamaz.

İkinci yöntem, elementlerden birinin sabit değeri biliniyorsa, kimyasal bir formül kullanarak değerliliğin belirlenmesidir. Örneğin bakır oksit formülünü alın: CuO. Oksijen değeri II. Bu formülde bir oksijen atomu için bir bakır atomu bulunduğunu görüyoruz, bu da bakırın değerinin II'ye eşit olduğu anlamına gelir. Şimdi daha karmaşık bir formül alalım: Fe 2 O 3. Oksijen atomunun değerliği II'dir. Burada böyle üç atom var, 2*3 =6 ile çarpın. İki demir atomu başına 6 değerlik olduğunu bulduk. Bir demir atomunun değerini bulalım: 6:2=3. Bu, demirin değerinin III olduğu anlamına gelir.

Ek olarak, "maksimum değerliği" tahmin etmek gerektiğinde, her zaman "uyarılmış" durumda mevcut olan elektronik konfigürasyondan başlanılmalıdır.