Proučavajući jonske i kovalentne polarne hemijske veze, upoznali ste se sa složenim supstancama koje se sastoje od dva hemijska elementa. Takve tvari se nazivaju binarne (od latinskog bi - dva) ili dvoelementne.

Prisjetimo se tipičnih binarnih spojeva koje smo naveli kao primjer za razmatranje mehanizama stvaranja ionskih i kovalentnih polarnih kemijskih veza: NaCl - natrijum hlorid i HCl - klorovodik.

U prvom slučaju, veza je jonska: atom natrija je prenio svoj vanjski elektron na atom klora i pretvorio se u ion s nabojem od +1, a atom klora je prihvatio elektron i pretvorio se u ion s nabojem od - 1. Šematski, proces pretvaranja atoma u ione može se prikazati na sljedeći način:

U molekuli klorovodika HC1, hemijska veza nastaje zbog uparivanja nesparenih vanjskih elektrona i formiranja zajedničkog elektronskog para atoma vodika i klora:

Ispravnije je zamisliti stvaranje kovalentne veze u molekuli klorovodika kao preklapanje jednoelektronskog s-oblaka atoma vodika s jednoelektronskim p-oblakom atoma klora:

Tokom hemijske interakcije, zajednički elektronski par se pomera prema elektronegativnijem atomu hlora: tj., elektron neće u potpunosti preći sa atoma vodika na atom hlora, već delimično, određujući tako delimični naboj atoma 5 (vidi § 12): . Ako zamislimo da je u molekuli hlorovodonika HCl, kao i u natrijum hloridu NaCl, elektron u potpunosti prešao sa atoma vodika na atom hlora, tada bi dobili naboje +1 i -1: . Takva konvencionalna naboja nazivaju se oksidacijskim stanjima. Prilikom definiranja ovog koncepta, konvencionalno se pretpostavlja da se u kovalentnim polarnim spojevima vezni elektroni u potpunosti prenose na elektronegativniji atom, te se stoga spojevi sastoje samo od pozitivno i negativno nabijenih jona.

Oksidacijski broj može imati negativne, pozitivne ili nulte vrijednosti, koje se obično postavljaju iznad simbola elementa na vrhu, na primjer:

Oni atomi koji su primili elektrone od drugih atoma ili na koje su premješteni zajednički elektronski parovi, odnosno atomi više elektronegativnih elemenata, imaju negativno oksidacijsko stanje. Fluor uvijek ima oksidacijsko stanje -1 u svim jedinjenjima. Kisik, drugi element nakon fluora po elektronegativnosti, gotovo uvijek ima oksidacijsko stanje od -2, osim jedinjenja sa fluorom, na primjer:

Pozitivno oksidaciono stanje se pripisuje onim atomima koji daju svoje elektrone drugim atomima ili iz kojih se izvlače zajednički elektronski parovi, odnosno atomi manje elektronegativnih elemenata. Metali u jedinjenjima uvijek imaju pozitivno oksidacijsko stanje. Za metale glavnih podgrupa: grupa I (grupa IA) u svim jedinjenjima oksidaciono stanje je +1, grupa II (grupa IIA) je +2, grupa III (grupa IIIA) je +3, na primer:

ali u jedinjenjima s metalima, vodik ima oksidacijsko stanje od -1:

Atomi u molekulama jednostavnih supstanci i atomi u slobodnom stanju imaju nulto oksidacijsko stanje, na primjer:

Blizak konceptu “oksidacijskog stanja” je koncept “valencije”, s kojim ste se upoznali kada ste razmatrali kovalentnu hemijsku vezu. Međutim, ovo nije ista stvar.

Koncept "valencije" primjenjiv je na tvari koje imaju molekularnu strukturu. Velika većina organskih supstanci s kojima ćete se upoznati u 10. razredu imaju upravo ovu strukturu. U osnovnom školskom kursu izučavate neorgansku hemiju čiji su predmet supstance molekularne i nemolekularne, na primer jonske, strukture. Stoga je poželjno koristiti koncept “oksidacijskog stanja”.

Koja je razlika između valentnog i oksidacionog stanja?

Često se valencija i oksidacijski broj poklapaju numerički, ali valencija nema predznak naboja, ali ima oksidacijski broj. Na primjer, jednovalentni vodik ima sljedeća oksidaciona stanja u različitim supstancama:

Čini se da bi monovalentni fluor, najelektronegativniji element, trebao imati potpunu podudarnost oksidacijskog stanja i vrijednosti valencije. Na kraju krajeva, njegov atom je sposoban da formira samo jednu jedinu kovalentnu vezu, pošto mu nedostaje jedan elektron da dovrši spoljni elektronski sloj. Međutim, i ovdje postoji razlika:

Valentnost i oksidaciono stanje se još više razlikuju ako se brojčano ne podudaraju. Na primjer:

U jedinjenjima, ukupno stanje oksidacije je uvijek nula. Znajući ovo i stanje oksidacije jednog od elemenata, možete pronaći oksidacijsko stanje drugog elementa koristeći formulu, na primjer, binarno jedinjenje. Dakle, hajde da pronađemo oksidaciono stanje hlora u jedinjenju C1 2 O 7.

Označimo oksidacijsko stanje kisika: . Prema tome, sedam atoma kiseonika će imati ukupni negativni naboj od (-2) × 7 = -14. Tada će ukupni naboj dva atoma hlora biti jednak +14, a jednog atoma hlora: (+14) : 2 = +7. Dakle, oksidaciono stanje hlora je .

Slično tome, znajući oksidaciona stanja elemenata, možete stvoriti formulu za spoj, na primjer, aluminij karbid (spoj aluminija i ugljika).

Lako je vidjeti da ste slično radili s konceptom "valencije" kada ste izveli formulu kovalentnog spoja ili odredili valenciju elementa iz formule njegovog spoja.

Nazivi binarnih spojeva formirani su od dvije riječi - imena kemijskih elemenata uključenih u njihov sastav. Prva riječ označava elektronegativni dio složenice - nemetal, njegov latinski naziv sa sufiksom -id je uvijek u nominativu. Druga riječ označava elektropozitivni dio - metal ili manje elektronegativan element, njegovo ime je uvijek u genitivu:

Na primjer: NaCl - natrijum hlorid, MgS - magnezijum sulfid, KH - kalijum hidrid, CaO - kalcijum oksid. Ako elektropozitivni element pokazuje različita oksidaciona stanja, to se odražava u nazivu, označavajući stupanj oksidacije rimskim brojem, koji se stavlja na kraj naziva, na primjer: - željezo (II) oksid (čitaj „gvožđe oksid dva”), - gvožđe (III) oksid (čitaj “gvožđe oksid tri”).

Ako se složenica sastoji od dva nemetalna elementa, nazivu elektronegativnijeg od njih dodaje se sufiks -id, a druga komponenta se stavlja iza toga u genitivu. Na primjer: - kisik fluorid (II), - sumporov oksid (IV) i - sumporov oksid (VI).

U nekim slučajevima, broj atoma elemenata se označava pomoću naziva brojeva na grčkom - mono, di, tri, tetra, penta, hexa, itd. Na primjer: - ugljični monoksid, ili ugljični oksid (II), - ugljik dioksid, ili oksid ugljen (IV), - olovo tetrahlorid, ili olovo (IV) hlorid.

Da bi se hemičari iz različitih zemalja razumjeli, bilo je potrebno stvoriti jedinstvenu terminologiju i nomenklaturu supstanci. Principe hemijske nomenklature prvi su razvili francuski hemičari A. Lavoisier, A. Fourcroix, L. Guiton de Merveau i C. Berthollet 1785. godine. Trenutno, Međunarodna unija čiste i primenjene hemije (IUPAC) koordinira aktivnosti naučnika iz različitih zemalja i izdaje preporuke o nomenklaturi supstanci i terminologiji koja se koristi u hemiji.

Ključne riječi i fraze

1. Binarna ili dvoelementna jedinjenja.
2. Oksidacijsko stanje.
3. Hemijska nomenklatura.
4. Određivanje oksidacionog stanja elemenata pomoću formule.
5. Izrada formula binarnih jedinjenja prema oksidacionim stanjima elemenata.

Rad sa računarom

1. Pogledajte elektronsku aplikaciju. Proučite materijal lekcije i izvršite zadate zadatke.
2. Pronađite adrese e-pošte na Internetu koje mogu poslužiti kao dodatni izvori koji otkrivaju sadržaj ključnih riječi i fraza u odlomku. Ponudite svoju pomoć nastavniku u pripremi nove lekcije – napravite izvještaj o ključnim riječima i frazama sljedećeg pasusa.

Pitanja i zadaci

1. Zapišite formule dušikovih oksida (II), (V), (I), (III), (IV).
2. Navedite nazive binarnih jedinjenja čije su formule: a) C1 2 0 7, C1 2 O, C1O 2; b) FeCl 2, FeCl 3; c) MnS, MnO 2, MnF 4, MnO, MnCl 4; r) Cu 2 O, Mg 2 Si, SiCl 4, Na 3 N, FeS.
3. Pronađite u priručniku i rječnicima sve moguće nazive supstanci sa formulama: a) CO 2 i CO; b) SO 2 i SO 3. Objasnite njihovu etimologiju. Navedite dva naziva ovih supstanci prema međunarodnoj nomenklaturi u skladu sa pravilima navedenim u paragrafu.
4. Koje drugo ime se može dati amonijaku H 3 N?
5. Pronađite volumen koji imaju na n. u. 17 g vodonik sulfida.
6. Koliko molekula ima u ovoj zapremini?
7. Izračunajte masu 33,6 m3 metana CH 2 na zraku. u. i odredi broj njegovih molekula sadržanih u ovoj zapremini.
8. Odredite oksidaciono stanje ugljenika i zapišite strukturne formule sledećih supstanci, znajući da je ugljenik u organskim jedinjenjima uvek četvorovalentan: metan CH 4, ugljen-tetrahlorid CC1 4, etan C 2 H 4, acetilen C 2 H 2.

Za karakterizaciju redoks sposobnosti čestica važan je koncept stepena oksidacije. STEPEN OKSIDACIJE je naboj koji bi atom u molekuli ili jonu imao da su sve njegove veze s drugim atomima prekinute i da zajednički parovi elektrona idu s više elektronegativnih elemenata.

Za razliku od stvarnih naboja jona, oksidaciono stanje pokazuje samo uslovni naboj atoma u molekulu. Može biti negativan, pozitivan ili nula. Na primjer, oksidacijsko stanje atoma u jednostavnim supstancama je "0" (,
,,). U hemijskim jedinjenjima atomi mogu imati konstantno ili promenljivo oksidaciono stanje. Za metale glavnih podgrupa I, II i III grupa periodnog sistema u hemijskim jedinjenjima, oksidaciono stanje je po pravilu konstantno i jednako Me +1, Me +2 i Me +3, respektivno (Li + , Ca +2, Al +3). Atom fluora uvijek ima -1. Hlor u jedinjenjima sa metalima je uvek -1. U ogromnoj većini jedinjenja kiseonik ima oksidaciono stanje -2 (osim peroksida, gde je njegovo oksidaciono stanje -1), i vodonik +1 (osim metalnih hidrida, gde je njegovo oksidaciono stanje -1).

Algebarski zbir oksidacionih stanja svih atoma u neutralnoj molekuli je nula, au jonu je naboj jona. Ovaj odnos omogućava izračunavanje oksidacionih stanja atoma u kompleksnim jedinjenjima.

U molekulu sumporne kiseline H 2 SO 4, atom vodika ima oksidaciono stanje +1, a atom kiseonika ima oksidaciono stanje -2. Pošto postoje dva atoma vodika i četiri atoma kiseonika, imamo dva “+” i osam “-”. Neutralnost je udaljena šest "+". Ovaj broj je stanje oksidacije sumpora -
. Molekul kalijum dihromata K 2 Cr 2 O 7 sastoji se od dva atoma kalija, dva atoma hroma i sedam atoma kiseonika. Kalijum uvek ima oksidaciono stanje +1, a kiseonik ima oksidaciono stanje -2. To znači da imamo dva “+” i četrnaest “-”. Preostalih dvanaest „+” su obuhvaćene sa dva atoma hroma, od kojih svaki ima oksidaciono stanje od +6 (
).

Tipični oksidacijski i redukcijski agensi

Iz definicije procesa redukcije i oksidacije proizilazi da, u principu, jednostavne i složene tvari koje sadrže atome koji nisu u najnižem oksidacijskom stanju i stoga mogu sniziti svoje oksidacijsko stanje mogu djelovati kao oksidacijski agensi. Slično, jednostavne i složene tvari koje sadrže atome koji nisu u najvišem oksidacijskom stanju i stoga mogu povećati svoje oksidacijsko stanje mogu djelovati kao redukcijski agensi.

Najmoćniji oksidanti uključuju:

1) jednostavne supstance koje formiraju atomi visoke elektronegativnosti, tj. tipični nemetali koji se nalaze u glavnim podgrupama šeste i sedme grupe periodnog sistema: F, O, Cl, S (odnosno F 2, O 2, Cl 2, S);

2) supstance koje sadrže elemente u višim i srednjim

pozitivna oksidaciona stanja, uključujući u obliku jona, jednostavnih, elementarnih (Fe 3+) i oksoaniona koji sadrže kisik (permanganatni ion - MnO 4 -);

3) jedinjenja peroksida.

Specifične supstance koje se u praksi koriste kao oksidanti su kiseonik i ozon, hlor, brom, permanganati, dihromati, hlor oksi kiseline i njihove soli (npr.
,
,
), azotna kiselina (
), koncentrirana sumporna kiselina (
), mangan dioksid (
), vodikov peroksid i metalni peroksidi (
,
).

Najmoćniji redukcioni agensi uključuju:

1) jednostavne supstance čiji atomi imaju nisku elektronegativnost („aktivni metali“);

2) katjoni metala u niskim oksidacionim stanjima (Fe 2+);

3) prosti elementarni anjoni, na primer, sulfidni jon S 2-;

4) anioni koji sadrže kiseonik (oksoanioni), koji odgovaraju najnižim pozitivnim oksidacionim stanjima elementa (nitrit
, sulfit
).

Specifične supstance koje se u praksi koriste kao redukcioni agensi su, na primer, alkalni i zemnoalkalni metali, sulfidi, sulfiti, halogenidi vodonika (osim HF), organske supstance - alkoholi, aldehidi, formaldehid, glukoza, oksalna kiselina, kao i vodonik, ugljenik. , monoksid ugljik (
) i aluminijum na visokim temperaturama.

U principu, ako tvar sadrži element u srednjem oksidacionom stanju, tada te tvari mogu pokazati i oksidirajuća i redukcijska svojstva. Sve zavisi od toga

“partner” u reakciji: s dovoljno jakim oksidantom može reagirati kao redukcijski agens, a s dovoljno jakim redukcijskim sredstvom - kao oksidant. Na primjer, nitrit ion NO 2 - u kiseloj sredini djeluje kao oksidant u odnosu na I - ion:

2
+ 2+ 4HCl→ + 2
+ 4KCl + 2H 2 O

i kao redukciono sredstvo u odnosu na permanganat ion MnO 4 -

5
+ 2
+ 3H 2 SO 4 → 2
+ 5
+K 2 SO 4 + 3H 2 O

Hemijski preparat za rak i DPA
Sveobuhvatno izdanje

DIO I

OPĆA HEMIJA

HEMIJSKO VEZIVANJE I STRUKTURA SUPSTANCI

Oksidacijsko stanje

Oksidacijsko stanje je uvjetni naboj atoma u molekuli ili kristalu koji bi nastao na njemu kada bi sve polarne veze stvorene njime bile jonske prirode.

Za razliku od valencije, oksidaciona stanja mogu biti pozitivna, negativna ili nula. U jednostavnim ionskim jedinjenjima oksidacijsko stanje se poklapa s nabojima iona. Na primjer, u natrijum hloridu NaCl (Na + Cl - ) Natrijum ima oksidaciono stanje +1, a hlor -1, u kalcijum oksidu CaO (Ca +2 O -2, kalcijum pokazuje oksidaciono stanje +2, a oksisen -2). Ovo pravilo važi za sve osnovne okside: oksidaciono stanje metalnog elementa je jednako naelektrisanju iona metala (Natrijum +1, Barijum +2, Aluminijum +3), a oksidaciono stanje kiseonika je -2. Oksidacijsko stanje se označava arapskim brojevima, koji se postavljaju iznad simbola elementa, poput valencije, i prvo se označava znak naboja, a zatim njegova brojčana vrijednost:

Ako je modul oksidacionog stanja jednak jedan, tada se broj „1” može izostaviti i može se napisati samo znak: Na + Cl - .

Oksidacijski broj i valencija su povezani koncepti. U mnogim jedinjenjima apsolutna vrijednost oksidacijskog stanja elemenata poklapa se s njihovom valentnošću. Međutim, postoji mnogo slučajeva u kojima se valencija razlikuje od oksidacionog stanja.

U jednostavnim supstancama - nemetalima, postoji kovalentna nepolarna veza, zajednički elektronski par je pomjeren na jedan od atoma, pa je oksidacijsko stanje elemenata u jednostavnim supstancama uvijek nula. Ali atomi su međusobno povezani, to jest, pokazuju određenu valenciju, kao što je, na primjer, u kisiku valencija kisika je II, a u dušiku valencija dušika je III:

U molekuli vodikovog peroksida, valencija kisika je također II, a vodonika I:

Definicija mogućih stepena oksidacija elemenata

Stanja oksidacije da se elementi mogu pojaviti u različitim jedinjenjima u većini slučajeva mogu se odrediti strukturom vanjskog elektronskog nivoa ili mjestom elementa u periodnom sistemu.

Atomi metalnih elemenata mogu donirati samo elektrone, tako da pokazuju pozitivna oksidaciona stanja u jedinjenjima. Njegova apsolutna vrijednost u mnogim slučajevima (osim d -elementi) jednak je broju elektrona na vanjskom nivou, odnosno broju grupe u periodnom sistemu. Atomi d -elementi takođe mogu donirati elektrone sa višeg nivoa, odnosno sa nepopunjenog d -orbitale. Stoga za d -elemenata, određivanje svih mogućih oksidacionih stanja je mnogo teže nego za s- i p-elementi. Može se reći da je većina d -elementi pokazuju oksidaciono stanje od +2 zbog elektrona na vanjskom nivou elektrona, a maksimalno oksidacijsko stanje u većini slučajeva je jednako broju grupe.

Atomi nemetalnih elemenata mogu pokazivati ​​i pozitivna i negativna oksidacijska stanja, ovisno o tome s kojim atomom elementa formiraju vezu. Ako je element više elektronegativan, tada pokazuje negativno oksidacijsko stanje, a ako je manje elektronegativan, pokazuje pozitivno oksidacijsko stanje.

Apsolutna vrijednost oksidacijskog stanja nemetalnih elemenata može se odrediti strukturom vanjskog elektronskog sloja. Atom je sposoban prihvatiti toliko elektrona da se osam elektrona nalazi na njegovom vanjskom nivou: nemetalni elementi grupe VII prihvataju jedan elektron i pokazuju oksidacijsko stanje od -1, grupe VI - dva elektrona i pokazuju oksidacijsko stanje - 2 itd.

Nemetalni elementi su sposobni donirati različit broj elektrona: maksimalno onoliko koliko se nalazi na vanjskom energetskom nivou. Drugim riječima, maksimalno oksidacijsko stanje nemetalnih elemenata jednako je broju grupe. Zbog kruženja elektrona na vanjskom nivou atoma, broj nesparenih elektrona koje atom može dati u kemijskim reakcijama varira, tako da nemetalni elementi mogu pokazati različite međuvrijednosti oksidacijskog stanja.

Moguća oksidaciona stanja s- i p-elementi

PS Group
Najveće oksidaciono stanje
Srednje oksidaciono stanje
Niže oksidaciono stanje

Određivanje oksidacijskih stanja u spojevima

Bilo koja električki neutralna molekula, stoga zbir oksidacijskih stanja atoma svih elemenata mora biti jednak nuli. Odredimo stepen oksidacije u sumporu(I) V) oksid SO 2 taufosfor (V) sulfid P 2 S 5.

Sumpor(I V) oksid SO 2 formirana od atoma dva elementa. Od njih, kisik ima najveću elektronegativnost, tako da će atomi kisika imati negativno oksidacijsko stanje. Za kiseonik je jednako -2. U ovom slučaju, sumpor ima pozitivno stanje oksidacije. Sumpor može pokazati različita oksidaciona stanja u različitim jedinjenjima, tako da se u ovom slučaju mora izračunati. U molekulu SO 2 dva atoma kiseonika sa oksidacionim stanjem od -2, tako da je ukupni naboj atoma kiseonika -4. Da bi molekula bila električno neutralna, atom sumpora mora potpuno neutralizirati naboj oba atoma kisika, stoga je oksidacijsko stanje sumpora +4:

U molekulu se nalazi fosfor ( V) sulfid P 2 S 5 Elektronegativniji element je sumpor, odnosno pokazuje negativno stanje oksidacije, a fosfor pozitivno oksidaciono stanje. Za sumpor, negativni oksidacioni broj je samo 2. Zajedno, pet atoma sumpora nose negativan naboj od -10. Stoga dva atoma fosfora moraju neutralizirati ovaj naboj s ukupnim nabojem od +10. Pošto postoje dva atoma fosfora u molekuli, svaki mora imati oksidaciono stanje od +5:

Teže je izračunati oksidaciono stanje u nebinarnim jedinjenjima - solima, bazama i kiselinama. Ali za to također treba koristiti princip električne neutralnosti, a također zapamtiti da je u većini spojeva oksidacijsko stanje kisika -2, vodonika +1.

Pogledajmo ovo na primjeru kalijum sulfata. K2SO4. Stanje oksidacije kalijuma u jedinjenjima može biti samo +1, a kiseonika -2:

Koristeći princip električne neutralnosti, izračunavamo oksidacijsko stanje sumpora:

2(+1) + 1 (x) + 4 (-2) = 0, odakle je x = +6.

Prilikom određivanja oksidacionog stanja elemenata u jedinjenjima treba se pridržavati sljedećih pravila:

1. Oksidacijsko stanje elementa u jednostavnoj tvari je nula.

2. Fluor je najelektronegativniji hemijski element, stoga je oksidaciono stanje fluora u svim jedinjenjima jednako -1.

3. Kiseonik je najelektronegativniji element posle fluora, stoga je oksidaciono stanje kiseonika u svim jedinjenjima osim fluorida negativno: u većini slučajeva je -2, a u peroksidima -1.

4. Oksidacijsko stanje vodonika u većini jedinjenja je +1, a u jedinjenjima sa metalnim elementima (hidridima) -1.

5. Oksidacijsko stanje metala u jedinjenjima je uvijek pozitivno.

6. Elektronegativniji element uvijek ima negativno oksidacijsko stanje.

7. Zbir oksidacionih stanja svih atoma u molekulu je nula.

Za karakterizaciju stanja elemenata u spojevima uveden je koncept oksidacijskog stanja.

DEFINICIJA

Broj elektrona pomaknutih iz atoma datog elementa ili do atoma datog elementa u spoju naziva se oksidacijskom stanju.

Pozitivno oksidacijsko stanje označava broj elektrona koji su pomaknuti iz datog atoma, a negativno oksidacijsko stanje označava broj elektrona koji su pomaknuti prema datom atomu.

Iz ove definicije slijedi da je u spojevima s nepolarnim vezama oksidacijsko stanje elemenata nula. Primjeri takvih spojeva su molekuli koji se sastoje od identičnih atoma (N 2, H 2, Cl 2).

Oksidacijsko stanje metala u elementarnom stanju je nula, jer je raspodjela elektronske gustine u njima jednolična.

U jednostavnim ionskim jedinjenjima, oksidacijsko stanje elemenata uključenih u njih jednako je električnom naboju, jer tokom formiranja ovih jedinjenja dolazi do gotovo potpunog prijelaza elektrona s jednog atoma na drugi: Na +1 I -1, Mg +2 Cl -1 2, Al +3 F - 1 3 , Zr +4 Br -1 4 .

Prilikom određivanja oksidacijskog stanja elemenata u spojevima s polarnim kovalentnim vezama, uspoređuju se njihove vrijednosti elektronegativnosti. Budući da se tijekom stvaranja kemijske veze elektroni pomiču na atome više elektronegativnih elemenata, potonji imaju negativno oksidacijsko stanje u spojevima.

Najveće oksidaciono stanje

Za elemente koji pokazuju različita oksidaciona stanja u svojim jedinjenjima, postoje koncepti najviših (maksimalno pozitivnih) i najnižih (minimalno negativnih) oksidacionih stanja. Najveće oksidaciono stanje hemijskog elementa obično se numerički poklapa sa brojem grupe u periodnom sistemu D.I. Izuzeci su fluor (oksidaciono stanje je -1, a element se nalazi u VIIA grupi), kiseonik (oksidaciono stanje je +2, a element se nalazi u grupi VIA), helijum, neon, argon (oksidaciono stanje je 0, i elementi se nalaze u VIII grupi), kao i elementi podgrupe kobalta i nikla (oksidaciono stanje je +2, a elementi se nalaze u VIII grupi), za koje je najveće oksidaciono stanje izraženo brojem čija je vrednost manji od broja grupe kojoj pripadaju. Elementi podgrupe bakra, naprotiv, imaju najveće oksidaciono stanje veće od jedan, iako pripadaju grupi I (maksimalno pozitivno oksidaciono stanje bakra i srebra je +2, zlata +3).

Primjeri rješavanja problema

PRIMJER 1

Odgovori Naizmjenično ćemo odrediti stupanj oksidacije sumpora u svakoj od predloženih shema transformacije, a zatim odabrati tačan odgovor.

• U sumporovodiku, oksidaciono stanje sumpora je (-2), a u jednostavnoj supstanci - sumporu - 0:

Promjena oksidacionog stanja sumpora: -2 → 0, tj. šesti odgovor.

• U jednostavnoj tvari - sumporu - oksidacijsko stanje sumpora je 0, au SO 3 - (+6):

Promjena oksidacionog stanja sumpora: 0 → +6, tj. četvrta opcija odgovora.

• U sumpornoj kiselini oksidaciono stanje sumpora je (+4), a u jednostavnoj supstanci - sumporu - 0:

1×2 +x+ 3×(-2) =0;

Promjena oksidacionog stanja sumpora: +4 → 0, tj. treća opcija odgovora.

PRIMJER 2

Vježbajte	Azot pokazuje valenciju III i oksidaciono stanje (-3) u jedinjenju: a) N 2 H 4 ; b) NH 3; c) NH 4 Cl; d) N 2 O 5
Rješenje	Da bismo dali tačan odgovor na postavljeno pitanje, naizmjenično ćemo odrediti valentno i oksidacijsko stanje dušika u predloženim spojevima. a) valencija vodonika je uvijek jednaka I. Ukupan broj jedinica valencije vodonika je jednak 4 (1 × 4 = 4). Podijelimo dobijenu vrijednost sa brojem atoma dušika u molekulu: 4/2 = 2, dakle, valencija dušika je II. Ova opcija odgovora je netačna. b) valencija vodonika je uvijek jednaka I. Ukupan broj jedinica valencije vodonika jednak je 3 (1 × 3 = 3). Podijelimo dobijenu vrijednost sa brojem atoma dušika u molekulu: 3/1 = 2, dakle, valencija dušika je III. Stepen oksidacije dušika u amonijaku je (-3): Ovo je tačan odgovor.
Odgovori	Opcija (b)

DEFINICIJA

Oksidacijsko stanje je kvantitativna procjena stanja atoma nekog hemijskog elementa u jedinjenju, na osnovu njegove elektronegativnosti.

Uzima i pozitivne i negativne vrijednosti. Da biste označili oksidacijsko stanje elementa u spoju, trebate staviti arapski broj s odgovarajućim znakom (“+” ili “-”) iznad njegovog simbola.

Treba imati na umu da je oksidacijsko stanje veličina koja nema fizičko značenje, jer ne odražava stvarni naboj atoma. Međutim, ovaj koncept se vrlo široko koristi u hemiji.

Tabela oksidacionih stanja hemijskih elemenata

Maksimalno pozitivno i minimalno negativno oksidaciono stanje može se odrediti pomoću periodnog sistema D.I. Mendeljejev. Oni su jednaki broju grupe u kojoj se element nalazi i razlici između vrijednosti „najvišeg“ oksidacijskog stanja i broja 8, respektivno.

Ako preciznije razmotrimo kemijska jedinjenja, onda je u tvarima s nepolarnim vezama oksidacijsko stanje elemenata nula (N 2, H 2, Cl 2).

Oksidacijsko stanje metala u elementarnom stanju je nula, jer je raspodjela elektronske gustine u njima jednolična.

U jednostavnim ionskim jedinjenjima, oksidacijsko stanje elemenata uključenih u njih jednako je električnom naboju, jer tokom formiranja ovih jedinjenja dolazi do gotovo potpunog prijelaza elektrona s jednog atoma na drugi: Na +1 I -1, Mg +2 Cl -1 2, Al +3 F - 1 3 , Zr +4 Br -1 4 .

Prilikom određivanja oksidacijskog stanja elemenata u spojevima s polarnim kovalentnim vezama, uspoređuju se njihove vrijednosti elektronegativnosti. Budući da se tijekom stvaranja kemijske veze elektroni pomiču na atome više elektronegativnih elemenata, potonji imaju negativno oksidacijsko stanje u spojevima.

Postoje elementi koje karakteriše samo jedna vrednost oksidacionog stanja (fluor, metali grupa IA i IIA itd.). Fluor, karakteriziran najvećom vrijednošću elektronegativnosti, uvijek ima konstantno negativno oksidacijsko stanje (-1) u jedinjenjima.

Alkalni i zemnoalkalni elementi, koji se odlikuju relativno niskom vrijednošću elektronegativnosti, uvijek imaju pozitivno oksidacijsko stanje jednako (+1) i (+2), respektivno.

Međutim, postoje i hemijski elementi koje karakteriše nekoliko oksidacionih stanja (sumpor - (-2), 0, (+2), (+4), (+6) itd.).

Da biste lakše zapamtili koliko i koja oksidaciona stanja su karakteristična za određeni hemijski element, koristite tabele oksidacionih stanja hemijskih elemenata, koje izgledaju ovako:

Serijski broj	ruski / engleski Ime	Hemijski simbol	Oksidacijsko stanje
	Vodonik
	Helijum
	Lithium
	Berilijum
			(-1), 0, (+1), (+2), (+3)
	Karbon		(-4), (-3), (-2), (-1), 0, (+2), (+4)
	Azot / dušik		(-3), (-2), (-1), 0, (+1), (+2), (+3), (+4), (+5)
	Kiseonik		(-2), (-1), 0, (+1), (+2)
	Fluor
	Natrijum/Natrijum
	Magnezijum / Magnezijum
	Aluminijum
	Silicijum		(-4), 0, (+2), (+4)
	Fosfor / Fosfor		(-3), 0, (+3), (+5)
	Sumpor/Sumpor		(-2), 0, (+4), (+6)
	Hlor		(-1), 0, (+1), (+3), (+5), (+7), rijetko (+2) i (+4)
	Argon / Argon
	Kalijum/Kalijum
	Kalcijum
	Scandium
	Titanijum		(+2), (+3), (+4)
	Vanadijum		(+2), (+3), (+4), (+5)
	Chrome / Chromium		(+2), (+3), (+6)
	Mangan / Mangan		(+2), (+3), (+4), (+6), (+7)
	Iron		(+2), (+3), rijetko (+4) i (+6)
	Kobalt		(+2), (+3), rijetko (+4)
	Nikl		(+2), rijetko (+1), (+3) i (+4)
	Bakar		+1, +2, rijetko (+3)
	Galij		(+3), rijetko (+2)
	Germanij / Germanij		(-4), (+2), (+4)
	Arsen/Arsen		(-3), (+3), (+5), rijetko (+2)
	Selen		(-2), (+4), (+6), rijetko (+2)
	Brom		(-1), (+1), (+5), rijetko (+3), (+4)
	Krypton / Krypton
	Rubidijum / Rubidijum
	Stroncijum / Stroncijum
	Itrij / Itrij
	Cirkonijum / Cirkonijum		(+4), rijetko (+2) i (+3)
	Niobij / Niobij		(+3), (+5), rijetko (+2) i (+4)
	molibden		(+3), (+6), rijetko (+2), (+3) i (+5)
	Tehnecij / Tehnecij
	Rutenijum / Rutenijum		(+3), (+4), (+8), rijetko (+2), (+6) i (+7)
	Rodijum		(+4), rijetko (+2), (+3) i (+6)
	Paladij		(+2), (+4), rijetko (+6)
	Srebro		(+1), rijetko (+2) i (+3)
	Kadmijum		(+2), rijetko (+1)
	Indija		(+3), rijetko (+1) i (+2)
	Tin/Tin		(+2), (+4)
	Antimon / Antimon		(-3), (+3), (+5), rijetko (+4)
	Telurijum / Telurijum		(-2), (+4), (+6), rijetko (+2)
			(-1), (+1), (+5), (+7), rijetko (+3), (+4)
	Xenon / Xenon
	cezijum
	Barijum / Barijum
	Lantan / Lantan
	Cerium		(+3), (+4)
	Praseodymium / Praseodymium
	Neodim / Neodimijum		(+3), (+4)
	Promethium / Promethium
	Samarium / Samarium		(+3), rijetko (+2)
	Europium		(+3), rijetko (+2)
	Gadolinij / Gadolinijum
	Terbijum / Terbij		(+3), (+4)
	Disprozijum / Disprozijum
	Holmijum
	Erbium
	Tulij		(+3), rijetko (+2)
	Ytterbium / Ytterbium		(+3), rijetko (+2)
	Lutecij / Lutecij
	Hafnij / Hafnij
	Tantal / Tantal		(+5), rijetko (+3), (+4)
	Volfram/Tungsten		(+6), rijetko (+2), (+3), (+4) i (+5)
	Renijum / Renijum		(+2), (+4), (+6), (+7), rijetko (-1), (+1), (+3), (+5)
	Osmijum / Osmijum		(+3), (+4), (+6), (+8), rijetko (+2)
	Iridijum / Iridijum		(+3), (+4), (+6), rijetko (+1) i (+2)
	Platinum		(+2), (+4), (+6), rijetko (+1) i (+3)
	Zlato		(+1), (+3), rijetko (+2)
	Merkur		(+1), (+2)
	Talij / Talij		(+1), (+3), rijetko (+2)
	Lead/Lead		(+2), (+4)
	Bizmut		(+3), rijetko (+3), (+2), (+4) i (+5)
	Polonijum / Polonijum		(+2), (+4), rijetko (-2) i (+6)
	Astatin
	Radon / Radon
	Francium
	Radijum
	Actinium
	Torijum
	Proaktinijum / Protaktinijum
	Uranijum / Uranijum		(+3), (+4), (+6), rijetko (+2) i (+5)

Primjeri rješavanja problema

PRIMJER 1

Odgovori Naizmjenično ćemo odrediti oksidacijsko stanje fosfora u svakoj od predloženih shema transformacije, a zatim odabrati tačan odgovor.

• Oksidacijsko stanje fosfora u fosfinu je (-3), au ortofosfornoj kiselini - (+5). Promjena oksidacionog stanja fosfora: +3 → +5, tj. prva opcija odgovora.
• Oksidacijsko stanje kemijskog elementa u jednostavnoj tvari je nula. Stepen oksidacije fosfora u oksidu sastava P 2 O 5 je (+5). Promjena oksidacionog stanja fosfora: 0 → +5, tj. treća opcija odgovora.
• Stepen oksidacije fosfora u kiselom sastavu HPO 3 je (+5), a H 3 PO 2 je (+1). Promjena oksidacionog stanja fosfora: +5 → +1, tj. peta opcija odgovora.

PRIMJER 2

Vježbajte	Stanje oksidacije (-3) ugljenika u jedinjenju je: a) CH 3 Cl; b) C 2 H 2; c) HCOH; d) C 2 H 6.
Rješenje	Da bismo dali tačan odgovor na postavljeno pitanje, naizmjenično ćemo odrediti stupanj oksidacije ugljika u svakom od predloženih spojeva. a) oksidaciono stanje vodonika je (+1), a hlora (-1). Uzmimo oksidacijsko stanje ugljika kao "x": x + 3×1 + (-1) =0; Odgovor je netačan. b) oksidaciono stanje vodonika je (+1). Uzmimo oksidacijsko stanje ugljika kao "y": 2×y + 2×1 = 0; Odgovor je netačan. c) oksidacijsko stanje vodonika je (+1), a kisika (-2). Uzmimo oksidacijsko stanje ugljika kao "z": 1 + z + (-2) +1 = 0: Odgovor je netačan. d) oksidaciono stanje vodonika je (+1). Uzmimo oksidacijsko stanje ugljika kao "a": 2×a + 6×1 = 0; Tačan odgovor.
Odgovori	Opcija (d)