Definicija

Elektronegativnost (EO) $\chi$(chi) - vrijednost koja karakterizira sposobnost atoma elementa da privuče elektrone na sebe kada se formira kemijska veza s drugim atomima.

Moderni koncept elektronegativnosti atoma uveo je američki naučnik Linus Pauling 1932. godine. Teorijska definicija elektronegativnost je razvijena kasnije. Američki fizičar Robert Mulliken predložio je izračunavanje elektronegativnosti kao polovinu sume jonizacionog potencijala i afiniteta elektrona:

$\chi_(\textrm(M)) = \dfrac (I + A_e)(2),$

gdje je $I$ potencijal jonizacije, $A_e$ je energija afiniteta elektrona.

Pored gore opisane Mullikenove skale, postoji više od 20 različitih drugih skala elektronegativnosti (na osnovu izračunavanja vrijednosti koje se temelje na različitim svojstvima tvari), uključujući L. Paulingovu skalu (baziranu na energija vezivanja prilikom formiranja složene supstance od jednostavnih), Allred-Rohov (zasnovan na elektrostatičkoj sili koja djeluje na vanjski elektron) itd.

Trenutno postoji mnogo načina za kvantificiranje veličine elektronegativnosti atoma. Vrijednosti elektronegativnosti elemenata izračunate različitim metodama, u pravilu se ne poklapaju čak ni s uvođenjem faktora korekcije. Međutim, opšti trendovi u promeni $\chi$ prema periodičnom sistemu su očuvani. To se može ilustrirati upoređivanjem dvije najčešće korištene skale - prema Paulingu i prema Allred-Rochovu ( bold font označava EC vrijednosti na Paulingovoj skali, kurzivom- prema Allred-Rokhov skali; $s$-elementi u ružičastoj, $p$-elementi u žutoj, $d$-elementi u zelenoj, $f$-elementi u plavoj):

Strogo govoreći, elementu se ne može pripisati trajna elektronegativnost. Elektronegativnost atoma zavisi od mnogih faktora, posebno od valentnog stanja atoma, formalnog oksidacionog stanja, vrste jedinjenja, koordinacionog broja, prirode liganada koji čine okruženje atoma u molekularni sistem i neke druge.

Elektronegativnost se odnosi na redoks aktivnost elementa. Prema tome, što je veća elektronegativnost elementa, to su jača njegova oksidaciona svojstva.

Što je elektronska ljuska datog atoma bliža elektronskoj ljusci inertnog plina, to je veća njegova elektronegativnost. Drugim riječima, u periodima kako je vanjski energetski nivo ispunjen elektronima (tj. s lijeva na desno), elektronegativnost raste, kako se povećava broj grupe i broj elektrona na vanjskom energetskom nivou.

Što su valentni elektroni udaljeniji od jezgra, to su slabije zadržani i manja je sposobnost atoma da privuče dodatne elektrone sebi. Na ovaj način, u grupama elektronegativnost raste sa smanjenjem atomskog radijusa, odnosno odozdo prema gore. Element sa najvećom elektronegativnošću je fluor, a element sa najmanjom je cezijum. Tipični nemetali stoga imaju visoke vrijednosti elektronegativnosti, dok tipični metali imaju niske vrijednosti.

VALENCIJA HEMIJSKIH ELEMENTA

Valence karakteriše sposobnost atoma datog hemijskog elementa da formiraju hemijske veze.

Valence određuje broj hemijskih veza pomoću kojih je atom povezan sa drugim atomima u molekulu.

Ranije se valentnost definirala kao broj atoma monovalentnog elementa s kojim je povezan jedan atom ovog elementa. Dakle, vodonik se smatra monovalentnim elementom. U molekuli $HBr$, atom broma se kombinuje sa jednim atomom vodonika, a atom sumpora u molekuli $H_2S$ se kombinuje sa dva atoma vodika. Stoga je brom u $HBr$ jednovalentan, a sumpor u $H_2S$ je dvovalentan. Vrijednosti valencije za različite elemente mogu varirati od jedan do osam. Dakle, u perhlornoj kiselini $HClO_4$, element vodonik je jednovalentan, kiseonik je dvovalentan, a hlor je sedmovalentan. U molekulu ksenonskog oksida $XeO_4$, valencija ksenona dostiže osam. Sve to jasno pokazuju sljedeće strukturne formule, koje pokazuju redoslijed međusobnog vezivanja atoma u molekuli u skladu s njihovim valencijama (sa jednim valentnim potezom koji odgovara svakoj valentnoj jedinici):

Definicija

Trenutno ispod valence razumjeti broj elektronskih parova pomoću kojih je dati atom vezan za druge atome.

Valence(ili kovalentnost) određena brojem kovalentnih veza koje formira dati atom u spoju. U ovom slučaju se uzimaju u obzir i kovalentne veze nastale mehanizmom razmjene i kovalentne veze nastale mehanizmom donor-akceptor.

Valencija nema znaka!

Budući da postoje dva mehanizma za formiranje kovalentne veze (mehanizam uparivanja elektrona i mehanizam donor-akceptor), valentne sposobnosti atoma zavise od:

• broj nesparenih elektrona u datom atomu;
• od prisustva slobodnih atomskih orbitala na vanjskom nivou;
• na broj nepodijeljenih elektronskih parova.

Valencija elemenata prvog perioda ne može biti veća od I, valenca elemenata drugog perioda ne može biti veća od IV. Počevši od trećeg perioda, valencija elemenata se može povećati na VIII (na primjer, $XeO_4$) u skladu sa brojem grupe u kojoj se element nalazi.

Razmotrimo, na primjer, valentne mogućnosti atoma određenog broja elemenata.

VALENTNE SPOSOBNOSTI VODIKA

Atom vodonika ima jedan valentni elektron, što se odražava elektronskom formulom $1s^1$ ili grafičkom formulom:

Zbog ovog nesparenog elektrona, atom vodika može formirati samo jednu kovalentnu vezu sa bilo kojim drugim atomom mehanizmom uparivanja (ili socijalizacije) elektrona. Ne postoje druge mogućnosti valencije za atom vodonika. Prema tome, vodonik pokazuje jednu valenciju jednaku I.

VALENTNE MOGUĆNOSTI FOSFORA

Element fosfor je u trećem periodu, u glavnoj podgrupi pete grupe. Elektronska konfiguracija njegovih valentnih elektrona je $3s^23p^3$ ili

Kao analog azota, fosfor takođe može pokazati valencije I, II, III i IV. Ali pošto su slobodne $3d$-orbitale dostupne za elemente trećeg perioda, atom fosfora može prijeći u pobuđeno stanje prijenosom jednog od $s$-elektrona na $d$-podnivo:

Dakle, atom fosfora može formirati pet kovalentnih veza mehanizmom izmjene. Fosfor pokazuje maksimalnu valenciju V u molekulima $PF_5$, $H_3PO_4$, $POCl_3$, itd.:

STEPEN OKSIDACIJE

Definicija

Oksidacijsko stanje je uvjetni naboj atoma u spoju, pod pretpostavkom da su sve veze u tom spoju jonske (tj. svi vezni elektronski parovi su potpuno pomjereni prema atomu elektronegativnijeg elementa).

Drugim riječima, oksidacijsko stanje je broj koji pokazuje koliko je elektrona atom predao (+ naboj) ili primio (- naboj) kada je nastala kemijska veza s drugim atomom.

Za razliku od valencije, oksidacijsko stanje ima predznak - može biti negativan, nula ili pozitivan.

Za izračunavanje oksidacijskog stanja atoma u spoju postoji nekoliko jednostavnih pravila:

• Pretpostavlja se da je oksidacijsko stanje elementa u jednostavnoj tvari nula. Ako je tvar u atomskom stanju, tada je i oksidacijsko stanje njenih atoma jednako nuli.
• Brojni elementi pokazuju konstantno oksidacijsko stanje u spojevima. Među njima su fluor (−1), alkalni metali(+1), zemnoalkalni metali, berilijum, magnezijum i cink (+2), aluminijum (+3).
• Kiseonik, po pravilu, pokazuje oksidaciono stanje -2, sa izuzetkom peroksida $H_2O_2$ (−1), superoksida $MO_2$ ($-\frac(1)(2)$), ozonida $M^IO_3 ,\ M^(II )(O_3)_2$ ($-\frac(1)(3)$) i kiseonik fluorid $OF_2$ (+2).
• Vodonik u kombinaciji sa metalima (u hidridima) pokazuje oksidaciono stanje od -1, au jedinjenjima sa nemetalima po pravilu +1 (osim $SiH_4,\ B_2H_6$).
• Algebarski zbir oksidacionih stanja svih atoma u molekulu mora biti jednak nuli, a u kompleksnom jonu, naboj ovog jona.

Najveće pozitivno oksidaciono stanje jednaka, po pravilu, grupnom broju elementa u periodnom sistemu.

Dakle, sumpor (element grupe VIA) pokazuje najviše oksidaciono stanje +6, azot (element grupe V) - najviše oksidaciono stanje +5, mangan - prelazni element grupe VIIB - najviše oksidaciono stanje +7. Ovo pravilo ne važi za elemente sekundarne podgrupe prve grupe, čija oksidaciona stanja obično prelaze +1, kao ni za elemente sekundarne podgrupe VIII grupe. Takođe, elementi kiseonik i fluor ne pokazuju svoja viša oksidaciona stanja, jednaka broju grupe.

Najniže negativno oksidaciono stanje za nemetalne elemente, određuje se oduzimanjem broja grupe od 8.

Dakle, sumpor (element VIA grupe) pokazuje najniže oksidaciono stanje -2, azot (element V grupe) - najniže oksidaciono stanje -3.

Na temelju gore navedenih pravila, možete pronaći oksidacijsko stanje elementa u bilo kojoj tvari.

$+1 + x = 0 \hrazmak(1,5cm) +2 + 2x = 0 \hrazmak(1,5cm) +3 + 3x = 0$

$x = - 1 \hrazmak(2,3 cm) x = - 1 \hrazmak(2,6 cm) x = - 1$

$\overset(x)(Cl\overset(-2)(O_3))^(-1)$

Video lekcija 2: Oksidacijsko stanje hemijski elementi

Video lekcija 3: Valence. Definicija valencije

Predavanje: Elektronegativnost. Oksidacijsko stanje i valencija hemijskih elemenata

Elektronegativnost

Elektronegativnost- to je sposobnost atoma da privuče elektrone drugih atoma k sebi da se povežu s njima.

Iz tabele je lako proceniti elektronegativnost hemijskog elementa. Zapamtite, u jednoj od naših lekcija rečeno je da se povećava kada se krećete s lijeva na desno kroz periode u periodnom sistemu i krećete se odozdo prema gore u grupama.

Na primjer, dat je zadatak odrediti koji element iz predložene serije je najelektronegativniji: C (ugljik), N (dušik), O (kiseonik), S (sumpor)? Gledamo u tabelu i nalazimo da je ovo O, jer je desno i iznad ostalih.

Koji faktori utiču na elektronegativnost? To:

• Radijus atoma, što je manji, to je veća elektronegativnost.
• Punjenje valentne ljuske elektronima, što ih je više, to je veća elektronegativnost.

Od svih hemijskih elemenata, fluor je najelektronegativniji, jer ima mali atomski radijus i 7 elektrona u valentnoj ljusci.

Elementi sa niskom elektronegativnošću uključuju alkalne i zemnoalkalne metale. Imaju velike radijuse i vrlo malo elektrona u vanjskoj ljusci.

Vrijednosti elektronegativnosti atoma ne mogu biti konstantne, jer zavisi od mnogih faktora, uključujući i one gore navedene, kao i od stepena oksidacije, koji može biti različit za isti element. Stoga je uobičajeno govoriti o relativnosti vrijednosti elektronegativnosti. Možete koristiti sljedeće vage:

Trebat će vam vrijednosti elektronegativnosti kada pišete formule za binarna jedinjenja koja se sastoje od dva elementa. Na primjer, formula za bakrov oksid je Cu 2 O - prvi element bi trebao biti onaj čija je elektronegativnost niža.

U trenutku nastanka hemijske veze, ako je razlika u elektronegativnosti između elemenata veća od 2,0, formira se kovalentna polarna veza, ako je manja, jonska.

Oksidacijsko stanje

Oksidacijsko stanje (CO)- ovo je uslovno ili realno naelektrisanje atoma u spoju: uslovno - ako je veza kovalentno polarna, realno - ako je veza jonska.

Atom dobija pozitivan naboj kada donira elektrone, a negativan kada primi elektrone.

Oksidacijska stanja su napisana iznad potpisanih simbola «+»/«-» . Postoje i srednji CO. Maksimalni CO elementa je pozitivan i jednak je broju grupe, a minimalni negativan za metale je nula, za nemetale = (broj grupe - 8). Elementi sa maksimalnim CO prihvataju samo elektrone, a sa minimumom ih samo odaju. Elementi koji imaju srednji CO mogu i donirati i prihvatiti elektrone.

Razmotrite neka od pravila koja se trebaju pridržavati da biste odredili CO:

CO svih jednostavnih supstanci jednak je nuli.

Zbir svih atoma CO u molekulu je također jednak nuli, budući da je svaki molekul električno neutralan.

U jedinjenjima sa kovalentnom nepolarnom vezom, CO je nula (O 2 0), a sa jonskom vezom jednak je naelektrisanju jona (Na + Cl - CO natrijum +1, hlor -1). CO elementi spojeva s kovalentnom polarnom vezom smatraju se ionskom vezom (H:Cl \u003d H + Cl -, dakle H +1 Cl -1).

Elementi u spoju koji imaju najveću elektronegativnost imaju negativna oksidaciona stanja ako je najmanja pozitivna. Na osnovu ovoga možemo zaključiti da metali imaju samo “+” oksidaciono stanje.

Konstantna oksidaciona stanja:

Alkalni metali +1.

Svi metali druge grupe +2. Izuzetak: Hg +1, +2.

Aluminijum +3.

• Vodonik +1. Izuzetak: hidridi aktivni metali NaH, CaH 2, itd., gdje je oksidacijsko stanje vodonika -1.

  Kiseonik -2. Izuzetak: F 2 -1 O +2 i peroksidi koji sadrže –O–O– grupu, u kojoj je oksidaciono stanje kiseonika –1.

Kada se formira ionska veza, dolazi do određenog prijelaza elektrona, iz manje elektronegativnog atoma u atom veće elektronegativnosti. Također, u ovom procesu atomi uvijek gube svoju električnu neutralnost i potom se pretvaraju u jone. Na isti način se formiraju cjelobrojni naboji. U formiranju kovalentnog polarnu vezu, elektron prolazi samo djelimično, tako da postoje djelomični naboji.

Valence

Valence- ovo je sposobnost atoma da formiraju n - broj hemijskih veza sa atomima drugih elemenata.

A valencija je sposobnost atoma da zadrži druge atome u blizini. Kao što znate iz školskog kursa hemije, različiti atomi su međusobno povezani elektronima vanjskog energetskog nivoa. Nespareni elektron traži par za sebe od drugog atoma. Ovi elektroni vanjskog nivoa nazivaju se valentnim elektronima. To znači da se valencija može definirati i kao broj elektronskih parova koji međusobno vežu atome. Pogledajte strukturnu formulu vode: H - O - N. Svaka crtica je elektronski par, što znači da pokazuje valenciju, tj. kiseonik ovde ima dve crtice, što znači da je dvovalentan, jedna crtica dolazi od molekula vodonika, što znači da je vodonik jednovalentan. Prilikom pisanja, valencija je označena rimskim brojevima: O (II), H (I). Može se postaviti i iznad elementa.

Valencija je ili konstantna ili varijabilna. Na primjer, u alkalnim metalima, on je konstantan i jednak je I. Ali hlor u različitim jedinjenjima pokazuje valencije I, III, V, VII.

Kako odrediti valenciju elementa?

Vratimo se na periodni sistem. Metali glavnih podgrupa imaju konstantnu valenciju, tako da metali prve grupe imaju valenciju I, druge od II. A za metale sekundarnih podgrupa, valencija je promjenjiva. Takođe je varijabilan za nemetale. Najveća valencija atoma jednaka je broju grupe, najmanja je = broj grupe - 8. Poznata formulacija. Znači li to da se valencija poklapa sa oksidacijskim stanjem. Zapamtite, valencija se može podudarati sa stupnjem oksidacije, ali ti pokazatelji nisu identični jedan drugom. Valencija ne može imati znak =/-, a također ne može biti nula.

Drugi način za određivanje valencije pomoću kemijske formule, ako je poznata konstantna valencija jednog od elemenata. Na primjer, uzmite formulu za bakrov oksid: CuO. Valencija kiseonika II. Vidimo da u ovoj formuli postoji jedan atom bakra po atomu kiseonika, što znači da je valencija bakra II. Sada uzmimo složeniju formulu: Fe 2 O 3. Valencija atoma kiseonika je II. Ovdje postoje tri takva atoma, množimo 2 * 3 \u003d 6. Otkrili smo da postoji 6 valencija za dva atoma željeza. Hajde da saznamo valenciju jednog atoma gvožđa: 6:2=3. Dakle, valencija gvožđa je III.

Osim toga, kada je potrebno procijeniti "maksimalnu valenciju", uvijek treba poći od elektronske konfiguracije koja postoji u "pobuđenom" stanju.

U hemiji, opis različitih redoks procesa nije potpun bez oksidaciona stanja - posebne uvjetne vrijednosti pomoću kojih možete odrediti naboj atoma bilo kojeg kemijskog elementa.

Ako oksidaciono stanje (nemojte ga brkati s valencijom, jer se u mnogim slučajevima ne poklapaju) predstavimo kao zapis u bilježnici, tada ćemo vidjeti samo brojeve sa predznacima nula (0 - u jednostavnoj tvari), plus ( +) ili minus (-) iznad sadržaja koji nas zanima. Kako god bilo, oni igraju ogromnu ulogu u hemiji, a sposobnost određivanja CO (oksidacijskog stanja) neophodna je osnova u proučavanju ove teme, bez koje daljnje radnje nemaju smisla.

Koristimo CO za opisivanje Hemijska svojstva supstancu (ili pojedinačni element), ispravan pravopis njegovog međunarodnog naziva (razumljivo za svaku državu i naciju, bez obzira na jezik koji se koristi) i formulu, kao i za klasifikaciju prema karakteristikama.

Stepen može biti tri vrste: najviši (da biste ga odredili, morate znati u kojoj se grupi element nalazi), srednji i najniži (potrebno je od broja oduzeti broj grupe u kojoj se element nalazi). 8; naravno, uzet je broj 8 jer ukupno u periodnom sistemu D. Mendeljejeva 8 grupa). Detalji o određivanju stepena oksidacije i njegovom pravilnom postavljanju bit će razmotreni u nastavku.

Kako se određuje oksidacijsko stanje: konstantni CO

Prvo, CO može biti varijabilan ili konstantan.

Određivanje konstantnog stanja oksidacije nije teško, pa je bolje započeti lekciju s njim: za to vam je potrebna samo sposobnost korištenja PS ( periodični sistem). Dakle, postoji niz određenih pravila:

1. Nula stepena. Gore je spomenuto da ga imaju samo jednostavne tvari: S, O2, Al, K itd.
2. Ako su molekuli neutralni (drugim riječima, nemaju električni naboj), tada je zbir njihovih oksidacijskih stanja nula. Međutim, u slučaju jona, zbir mora biti jednak naboju samog jona.
3. U I, II, III grupe Periodni sistemi se nalaze uglavnom metali. Elementi ovih grupa imaju pozitivan naboj, čiji broj odgovara broju grupe (+1, +2 ili +3). Možda je veliki izuzetak gvožđe (Fe) - njegov CO može biti i +2 i +3.
4. Vodonik CO (H) je najčešće +1 (u interakciji sa nemetalima: HCl, H2S), ali u nekim slučajevima postavljamo -1 (kada se hidridi formiraju u jedinjenjima sa metalima: KH, MgH2).
5. CO kiseonik (O) +2. Jedinjenja s ovim elementom formiraju okside (MgO, Na2O, H20 - voda). Međutim, postoje i slučajevi kada kisik ima oksidacijsko stanje od -1 (u stvaranju peroksida) ili čak djeluje kao redukcijsko sredstvo (u kombinaciji sa fluorom F, jer su oksidacijska svojstva kisika slabija).

Na osnovu ovih informacija, oksidaciona stanja se postavljaju u set složene supstance, redoks reakcije i tako dalje su opisane, ali o tome kasnije.

CO varijabla

Neki hemijski elementi se razlikuju po tome što imaju više od jednog oksidacionog stanja i menjaju ga u zavisnosti od formule u kojoj se nalaze. Prema pravilima, zbir svih potencija također mora biti jednak nuli, ali da biste ga pronašli, morate napraviti neke proračune. U pisanoj formi to izgleda algebarska jednačina, ali s vremenom „punimo ruku“, i nije teško mentalno sastaviti i brzo izvršiti cijeli algoritam radnji.

Neće biti tako lako razumjeti riječi i bolje je odmah krenuti u praksu:

HNO3 - u ovoj formuli odredite oksidaciono stanje dušika (N). U hemiji čitamo nazive elemenata, a rasporedu oksidacionih stanja pristupamo takođe s kraja. Dakle, poznato je da je CO2 kiseonika -2. Moramo pomnožiti stanje oksidacije sa koeficijentom na desnoj strani (ako postoji): -2*3=-6. Zatim prelazimo na vodonik (H): njegov CO u jednadžbi će biti +1. To znači da da bi ukupan CO dao nulu, potrebno je dodati 6. Provjerite: +1+6-7=-0.

Dodatne vježbe se mogu naći na kraju, ali prije svega trebamo odrediti koji elementi imaju promjenjivo oksidacijsko stanje. U principu, svi elementi, osim prve tri grupe, mijenjaju svoje stupnjeve. Najupečatljiviji primjeri su halogeni (elementi grupe VII, ne računajući fluor F), grupa IV i plemeniti gasovi. Ispod ćete videti listu nekih metala i nemetala sa promenljivim stepenom:

• H(+1, -1);
• Be(-3, +1, +2);
• B (-1, +1, +2, +3);
• C (-4, -2, +2, +4);
• N (-3, -1, +1, +3, +5);
• O(-2, -1);
• Mg (+1, +2);
• Si (-4, -3, -2, -1, +2, +4);
• P(-3, -2, -1, +1, +3, +5);
• S (-2, +2, +4, +6);
• Cl (-1, +1, +3, +5, +7).

Ovo je samo mali broj stavki. Potrebno je proučavanje i praksa da naučite kako odrediti SD, ali to ne znači da morate zapamtiti sve konstante i varijable SD: samo zapamtite da su potonje mnogo češće. Često značajnu ulogu igraju koeficijent i koja supstanca je zastupljena - na primjer, sumpor (S) zauzima negativan stepen u sulfidima, kiseonik (O) u oksidima, a hlor (Cl) u hloridima. Stoga, u ovim solima, drugi element poprima pozitivan stepen (i u ovoj situaciji se naziva redukcijskim agensom).

Rješavanje zadataka za određivanje stepena oksidacije

Sada dolazimo do najvažnije stvari – vežbe. Isprobajte i sami sljedeće zadatke, a zatim pogledajte pregled rješenja i provjerite odgovore:

1. K2Cr2O7 - pronađite stepen hroma.
   CO za kiseonik je -2, za kalij +1, a za hrom za sada označavamo kao nepoznatu varijablu x. Ukupna vrijednost je 0. Stoga ćemo napraviti jednačinu: +1*2+2*x-2*7=0. Nakon odluke dobijamo odgovor 6. Provjerimo - sve se poklopilo, što znači da je zadatak riješen.
2. H2SO4 - pronađite stepen sumpora.
   Koristeći isti koncept, pravimo jednačinu: +2*1+x-2*4=0. Dalje: 2+x-8=0.x=8-2; x=6.

Kratak zaključak

Da biste naučili kako sami odrediti oksidacijsko stanje, ne morate samo znati pisati jednadžbe, već i temeljito proučiti svojstva elemenata različitih grupa, zapamtiti lekcije algebre, sastavljanje i rješavanje jednadžbi s nepoznatom varijablom.
Ne zaboravite da pravila imaju svoje izuzetke i ne treba ih zaboraviti: govorimo o elementima sa CO varijablom. Takođe, za rješavanje mnogih zadataka i jednačina potrebno je znati postaviti koeficijente (i znati u koju svrhu se to radi).

Urednička "web stranica"

DEFINICIJA

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

Ona prihvata 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 stepen oksidacije količina koju nema fizičkog čula, jer ne odražava stvarni naboj atoma. Međutim, ovaj koncept se vrlo široko koristi u hemiji.

Tabela oksidacionog stanja hemijskih elemenata

Maksimalna pozitivna i minimalna negativna oksidaciona stanja mogu se odrediti pomoću periodnog sistema D.I. Mendeljejev. One su jednake broju grupe u kojoj se element nalazi, i razlici između vrijednosti "najvišeg" oksidacijskog stanja i broja 8, respektivno.

Ako uzmemo u obzir hemijska jedinjenja tačnije, u supstancama sa nepolarnim vezama, oksidaciono stanje elemenata je 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 njihovih sastavnih elemenata je jednako električnom naboju, jer se tokom formiranja ovih jedinjenja događa gotovo potpuni prijenos 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 kovalentne veze uporediti 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 za koje je karakteristična samo jedna vrijednost oksidacionog stanja (fluor, metali IA i IIA grupa itd.). Fluor, karakteriziran najveća vrijednost elektronegativnost, u jedinjenjima uvijek ima konstantno negativno oksidacijsko stanje (-1).

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

Međutim, postoje i takvi hemijski elementi, koje karakteriše nekoliko vrednosti stepena oksidacije (sumpor - (-2), 0, (+2), (+4), (+6), itd.) .

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

Serijski broj	ruski / engleski naslov	hemijski simbol	Oksidacijsko stanje
	Vodonik
	Helijum / Helijum
	Litijum / Litijum
	Berilijum / Berilijum
			(-1), 0, (+1), (+2), (+3)
	Karbon / Karbon		(-4), (-3), (-2), (-1), 0, (+2), (+4)
	Azot / dušik		(-3), (-2), (-1), 0, (+1), (+2), (+3), (+4), (+5)
	Kiseonik / Kiseonik		(-2), (-1), 0, (+1), (+2)
	Fluor / Fluor
	Natrijum
	Magnezijum / Magnezijum
	Aluminijum
	Silicij / Silicij		(-4), 0, (+2), (+4)
	Fosfor / Fosfor		(-3), 0, (+3), (+5)
	Sumpor		(-2), 0, (+4), (+6)
	Klor / Hlor		(-1), 0, (+1), (+3), (+5), (+7), rijetko (+2) i (+4)
	Argon / Argon
	Kalijum / Kalijum
	Kalcijum / Kalcijum
	Scandium / Scandium
	Titanijum / Titanijum		(+2), (+3), (+4)
	Vanadijum / Vanadijum		(+2), (+3), (+4), (+5)
	Chromium / Chromium		(+2), (+3), (+6)
	Mangan / Mangan		(+2), (+3), (+4), (+6), (+7)
	Iron / Iron		(+2), (+3), rijetko (+4) i (+6)
	Kobalt / Kobalt		(+2), (+3), rijetko (+4)
	Nikl / Nikl		(+2), rijetko (+1), (+3) i (+4)
	Bakar		+1, +2, rijetko (+3)
	Galij / Galij		(+3), rijetko (+2)
	Germanij / Germanij		(-4), (+2), (+4)
	Arsen / Arsen		(-3), (+3), (+5), rijetko (+2)
	Selen / Selen		(-2), (+4), (+6), rijetko (+2)
	Brom / 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 / 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 / Paladij		(+2), (+4), rijetko (+6)
	Srebro / Srebro		(+1), rijetko (+2) i (+3)
	Kadmijum / Kadmijum		(+2), rijetko (+1)
	Indijum / Indijum		(+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 / Cezijum
	Barijum / Barijum
	Lantan / Lantan
	Cerijum / Cerijum		(+3), (+4)
	Praseodymium / Praseodymium
	Neodim / Neodimijum		(+3), (+4)
	Promethium / Promethium
	Samaria / Samarium		(+3), rijetko (+2)
	Europium / Europium		(+3), rijetko (+2)
	Gadolinium / Gadolinium
	Terbijum / Terbij		(+3), (+4)
	Disprozijum / Disprozijum
	Holmijum / Holmijum
	Erbij / Erbij
	Tulij / Tulij		(+3), rijetko (+2)
	Ytterbium / Ytterbium		(+3), rijetko (+2)
	Lutecij / Lutecij
	Hafnij / Hafnij
	Tantal / Tantal		(+5), rijetko (+3), (+4)
	Volfram / Volfram		(+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 / Platinum		(+2), (+4), (+6), rijetko (+1) i (+3)
	Zlato / Zlato		(+1), (+3), rijetko (+2)
	Merkur / Merkur		(+1), (+2)
	Struk / talij		(+1), (+3), rijetko (+2)
	Olovo / Olovo		(+2), (+4)
	Bizmut / Bizmut		(+3), rijetko (+3), (+2), (+4) i (+5)
	Polonijum / Polonijum		(+2), (+4), rijetko (-2) i (+6)
	Astatin / Astatin
	Radon / Radon
	Francium / Francium
	Radijum / Radijum
	Actinium / Actinium
	Torijum / Torijum
	Proaktinijum / Protaktinijum
	Uran / Uranijum		(+3), (+4), (+6), rijetko (+2) i (+5)

Primjeri rješavanja problema

PRIMJER 1

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

• Oksidacijsko stanje fosfora u fosfinu je (-3), a u fosfornoj kiselini - (+5). Promjena oksidacionog stanja fosfora: +3 → +5, tj. prvi odgovor.
• Oksidacijsko stanje kemijskog elementa u jednostavnoj tvari je nula. Oksidacijsko stanje fosfora u oksidnom sastavu P 2 O 5 je jednako (+5). Promjena oksidacionog stanja fosfora: 0 → +5, tj. treći odgovor.
• Oksidacijsko stanje fosfora u kiselini sastava HPO 3 je (+5), a H 3 PO 2 je (+1). Promjena oksidacionog stanja fosfora: +5 → +1, tj. peti odgovor.

PRIMJER 2

Vježbajte	Oksidacijsko stanje (-3) ugljenika ima u jedinjenju: 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). Za "x" uzimamo stepen oksidacije ugljika: x + 3×1 + (-1) =0; Odgovor je netačan. b) oksidaciono stanje vodonika je (+1). Za "y" uzimamo stepen oksidacije ugljika: 2×y + 2×1 = 0; Odgovor je netačan. c) oksidaciono stanje vodonika je (+1), a kiseonika - (-2). Uzmimo za "z" stanje oksidacije ugljika: 1 + z + (-2) +1 = 0: Odgovor je netačan. d) oksidaciono stanje vodonika je (+1). Uzmimo za "a" stanje oksidacije ugljika: 2×a + 6×1 = 0; Tačan odgovor.
Odgovori	Opcija (d)

Sposobnost pronalaženja oksidacionog stanja hemijskih elemenata je neophodno stanje za uspešno rešenje hemijske jednačine opisivanje redoks reakcija. Bez toga nećete moći da sastavite tačnu formulu za supstancu koja je rezultat reakcije između različitih hemijskih elemenata. Kao rezultat toga, rješenje kemijskih problema zasnovano na takvim jednačinama će biti ili nemoguće ili pogrešno.

Koncept oksidacionog stanja hemijskog elementa
Oksidacijsko stanje- ovo je uvjetna vrijednost, uz pomoć koje je uobičajeno opisati redoks reakcije. Numerički, ona je jednaka broju elektrona koje atom dobija pozitivan naboj, ili broju elektrona koje atom stekne negativno naelektrisanje pridaje sebi.

U redoks reakcijama se za određivanje koristi koncept oksidacijskog stanja hemijske formule spojevi elemenata koji nastaju interakcijom nekoliko supstanci.

Na prvi pogled može izgledati da je oksidacijsko stanje ekvivalentno konceptu valencije kemijskog elementa, ali to nije tako. koncept valence koristi se za kvantifikaciju elektronske interakcije u kovalentnim jedinjenjima, odnosno u jedinjenjima nastalim formiranjem zajedničkih elektronskih parova. Oksidacijsko stanje se koristi za opisivanje reakcija koje su praćene doniranjem ili dobivanjem elektrona.

Za razliku od valencije, koja je neutralna karakteristika, oksidacijsko stanje može imati pozitivnu, negativnu ili nultu vrijednost. Pozitivna vrijednost odgovara broju doniranih elektrona, a negativna vrijednost odgovara broju vezanih. Vrijednost nula znači da je element ili u obliku jednostavne tvari, ili je reduciran na 0 nakon oksidacije, ili oksidiran na nulu nakon prethodne redukcije.

Kako odrediti oksidacijsko stanje određenog kemijskog elementa
Određivanje oksidacionog stanja za određeni hemijski element podliježe sljedećim pravilima:

1. Oksidacijsko stanje jednostavnih supstanci je uvijek nula.
   
2. Alkalni metali, koji se nalaze u prvoj grupi periodnog sistema, imaju oksidaciono stanje +1.
   
3. Zemnoalkalni metali, koji zauzimaju drugu grupu u periodnom sistemu, imaju oksidaciono stanje +2.
   
4. Vodonik u jedinjenjima sa raznim nemetalima uvek pokazuje oksidaciono stanje +1, a u jedinjenjima sa metalima +1.
   
5. Oksidacijsko stanje molekularnog kiseonika u svim jedinjenjima koja se razmatraju u školskom predmetu neorganska hemija, je jednako -2. Fluor -1.
   
6. Prilikom određivanja stepena oksidacije u proizvodima hemijske reakcije polaziti od pravila električne neutralnosti, prema kojem zbir oksidacijskih stanja različitih elemenata koji čine supstancu mora biti jednak nuli.
   
7. Aluminij u svim jedinjenjima pokazuje oksidacijsko stanje od +3.
   

Nadalje, u pravilu počinju poteškoće, budući da preostali kemijski elementi pokazuju i pokazuju promjenjivo oksidacijsko stanje ovisno o vrsti atoma drugih tvari uključenih u spoj.

Postoje viša, niža i srednja oksidaciona stanja. Najviši stepen oksidacija, kao i valencija, odgovara broju grupe hemijskog elementa u periodnom sistemu, ali ima pozitivnu vrednost. Najniže oksidaciono stanje je numerički jednako razlici između broja 8 grupe elemenata. Srednje oksidaciono stanje će biti bilo koji broj u rasponu od najnižeg do najvišeg.

Kako bismo vam pomogli da se snađete u različitim oksidacijskim stanjima kemijskih elemenata, nudimo vam sljedeću pomoćnu tabelu. Odaberite element koji vas zanima i dobit ćete vrijednosti njegovih mogućih oksidacijskih stanja. Vrijednosti koje se rijetko pojavljuju biće navedene u zagradama.