Hogyan határozzuk meg a maximális oxidációs állapotot. Elektronegativitás

2. videó lecke: Oxidációs állapot kémiai elemek

3. videó lecke: Vegyérték. A vegyérték definíciója

Előadás: Elektronegativitás. A kémiai elemek oxidációs állapota és vegyértéke

Elektronegativitás

Elektronegativitás- ez az atomok azon képessége, hogy magukhoz vonzzák más atomok elektronjait, hogy kapcsolódjanak velük.

A táblázatból könnyű megítélni egy kémiai elem elektronegativitását. Emlékezz, az egyik leckénkben azt mondták, hogy ez növekszik, ha a periódusos rendszerben balról jobbra haladunk, és csoportosan alulról felfelé haladunk.

Például, ha azt a feladatot kaptuk, hogy a javasolt sorozatból melyik elem a legelektronegatívabb: C (szén), N (nitrogén), O (oxigén), S (kén)? Nézzük a táblázatot, és azt találjuk, hogy ez az O, mert jobbra van és a többi felett van.

Milyen tényezők befolyásolják az elektronegativitást? Ez:

Minél kisebb egy atom sugara, annál nagyobb az elektronegativitás.
A vegyértékhéj feltöltése elektronokkal, minél több van belőlük, annál nagyobb az elektronegativitás.

Az összes kémiai elem közül a fluor a legelektronegatívabb, mert kicsi az atomsugár és 7 elektron a vegyértékhéjban.

Az alacsony elektronegativitású elemek közé tartoznak az alkáli- és alkáliföldfémek. Nagy sugarúak és nagyon kevés elektron van a külső héjban.

Egy atom elektronegativitásának értékei nem lehetnek állandóak, mert ez sok tényezőtől függ, beleértve a fent felsoroltakat, valamint az oxidáció mértékétől, amely ugyanazon elemnél eltérő lehet. Ezért szokás az elektronegativitás értékek relativitásáról beszélni. A következő mérlegeket használhatja:

Két elemből álló bináris vegyületek képleteinek írásakor elektronegativitási értékekre lesz szüksége. Például a réz-oxid képlete Cu 2 O - az első elem az legyen, amelynek elektronegativitása alacsonyabb.

A kémiai kötés keletkezésének pillanatában, ha az elemek elektronegativitásbeli különbsége nagyobb, mint 2,0, kovalens poláris kötés jön létre, ha kisebb, akkor ionos.

Oxidációs állapot

Oxidációs állapot (CO)- ez az atom feltételes vagy valós töltése a vegyületben: feltételes - ha a kötés kovalens poláris, valós - ha a kötés ionos.

Egy atom pozitív töltést kap, amikor elektronokat ad, és negatív töltést, amikor elektronokat fogad.

Az oxidációs állapotokat az előjeles szimbólumok fölé írjuk «+»/«-» . Vannak közbenső CO-k is. Az elem maximális CO értéke pozitív és egyenlő a csoportszámmal, a minimális negatív fémeknél pedig nulla, nemfémeknél = (csoportszám - 8). A maximális CO-val rendelkező elemek csak elektronokat fogadnak be, és minimálisaknál csak adják el azokat. Azok az elemek, amelyeknek közbenső CO-ja van, elektronokat is tudnak adni és fogadni.

Vegye figyelembe azokat a szabályokat, amelyeket be kell tartani a CO meghatározásához:

Minden egyszerű anyag CO-ja nullával egyenlő.

A molekulában lévő összes CO atom összege is egyenlő nullával, mivel bármely molekula elektromosan semleges.

A kovalens apoláris kötéssel rendelkező vegyületekben a CO nulla (O 2 0), ionos kötésnél pedig megegyezik az ionok töltéseivel (Na + Cl - CO nátrium +1, klór -1). A kovalens poláris kötéssel rendelkező vegyületek CO elemeit ionos kötéssel rendelkezőnek tekintjük (H:Cl \u003d H + Cl -, tehát H +1 Cl -1).

A vegyületben a legnagyobb elektronegativitással rendelkező elemek negatív oxidációs állapotúak, ha a legkevésbé pozitívak. Ez alapján megállapíthatjuk, hogy a fémeknek csak „+” oxidációs állapotuk van.

Állandó oxidációs állapotok:

Alkáli fémek +1.

A második csoport összes féme +2. Kivétel: Hg +1, +2.

Alumínium +3.

Hidrogén +1. Kivétel: hidridek aktív fémek NaH, CaH 2 stb., ahol a hidrogén oxidációs állapota -1.
Oxigén -2. Kivétel: F 2 -1 O +2 és –О–О– csoportot tartalmazó peroxidok, amelyekben az oxigén oxidációs állapota –1.

Mikor alakul ki ionos kötés, van egy bizonyos elektronátmenet, egy kevésbé elektronegatív atomról egy nagyobb elektronegativitású atomra. Ezenkívül ebben a folyamatban az atomok mindig elveszítik elektromos semlegességüket, és ezt követően ionokká alakulnak. Az egész töltések ugyanúgy keletkeznek. Kovalens képződésében poláris kötés, az elektron csak részben halad át, tehát vannak részleges töltések.

Vegyérték

Vegyérték- ez az atomok n-képző képessége - a kémiai kötések száma más elemek atomjaival.

A vegyérték pedig egy atom azon képessége, hogy más atomokat a közelében tartson. Az iskolai kémia tantárgyból ismeretes, a különböző atomok külső energiaszintű elektronokkal kapcsolódnak egymáshoz. Egy párosítatlan elektron párt keres magának egy másik atomtól. Ezeket a külső szintű elektronokat vegyértékelektronoknak nevezzük. Ez azt jelenti, hogy a vegyértéket az atomokat egymáshoz kötõ elektronpárok számaként is definiálhatjuk. Nézze meg a víz szerkezeti képletét: H - O - N. Minden kötőjel egy elektronpár, ami azt jelenti, hogy vegyértéket mutat, pl. az oxigénnek itt két kötőjele van, ami azt jelenti, hogy kétértékű, egy kötőjel a hidrogénmolekulákból származik, ami azt jelenti, hogy a hidrogén egyértékű. Íráskor a vegyértéket római számokkal jelöljük: O (II), H (I). Elhelyezhető egy elem fölé is.

A vegyérték állandó vagy változó. Például az alkálifémeknél ez állandó és egyenlő I. De a klór különböző vegyületekben I, III, V, VII vegyértéket mutat.

Hogyan határozható meg egy elem vegyértéke?

Térjünk vissza a periódusos rendszerhez. A fő alcsoportok fémeinek vegyértéke állandó, így az első csoport fémei I, a második csoportba tartozó fémek II. A másodlagos alcsoportok fémei esetében pedig a vegyérték változó. Nem fémeknél is változó. Egy atom legmagasabb vegyértéke egyenlő a csoportszámmal, a legalacsonyabb = csoportszám - 8. Ismerős megfogalmazás. Ez azt jelenti, hogy a vegyérték egybeesik az oxidációs állapottal? Ne feledje, hogy a vegyérték egybeeshet az oxidáció mértékével, de ezek a mutatók nem azonosak egymással. A vegyértéknek nem lehet =/- jele, és nem lehet nulla.

A vegyérték meghatározásának második módja a kémiai képlet alapján, ha ismert az egyik elem állandó vegyértéke. Vegyük például a réz-oxid képletét: CuO. Oxigén vegyérték II. Látjuk, hogy ebben a képletben oxigénatomonként egy rézatom van, ami azt jelenti, hogy a réz vegyértéke II. Most vegyünk egy bonyolultabb képletet: Fe 2 O 3. Az oxigénatom vegyértéke II. Három ilyen atom van itt, megszorozzuk 2 * 3 \u003d 6. Azt találtuk, hogy két vasatomnak 6 vegyértéke van. Nézzük meg egy vasatom vegyértékét: 6:2=3. Tehát a vas vegyértéke III.

Ezen túlmenően, amikor a "maximális vegyértéket" kell értékelni, mindig a "gerjesztett" állapotban létező elektronikus konfigurációból kell kiindulni.

MEGHATÁROZÁS

Oxidációs állapot egy vegyületben lévő kémiai elem atomjának állapotának kvantitatív értékelése, annak elektronegativitása alapján.

Ehhez pozitív és negatív értékek is szükségesek. Egy vegyületben lévő elem oxidációs állapotának jelzéséhez egy arab számot kell tenni a megfelelő jellel ("+" vagy "-") a szimbólum fölé.

Emlékeztetni kell arra, hogy az oxidáció mértéke olyan mennyiség, amely nem rendelkezik fizikai érzék, mivel nem tükrözi az atom valós töltését. Ezt a fogalmat azonban nagyon széles körben használják a kémiában.

A kémiai elemek oxidációs állapotának táblázata

A maximális pozitív és minimális negatív oxidációs állapot a D.I. periódusos rendszere segítségével határozható meg. Mengyelejev. Egyenlőek annak a csoportnak a számával, amelyben az elem található, valamint a "legmagasabb" oxidációs állapot értéke és a 8 közötti különbséggel.

Ha figyelembe vesszük kémiai vegyületek pontosabban a nem poláris kötésekkel rendelkező anyagokban az elemek oxidációs állapota nulla (N 2, H 2, Cl 2).

A fémek oxidációs állapota elemi állapotban nulla, mivel az elektronsűrűség eloszlása bennük egyenletes.

Az egyszerű ionos vegyületekben az alkotóelemeik oxidációs állapota megegyezik az elektromos töltéssel, mivel ezeknek a vegyületeknek a képződése során az elektronok szinte teljes átvitele megy végbe egyik atomról a másikra: Na +1 I -1, Mg +2 Cl-12, Al+3F-13, Zr+4Br-14.

Az elemek oxidációs állapotának meghatározásakor a poláris vegyületekben kovalens kötések Hasonlítsd össze elektronegativitásukat. Mivel a kémiai kötés kialakulása során az elektronok több elektronegatív elem atomjaira tolódnak ki, az utóbbiak negatív oxidációs állapotúak a vegyületekben.

Vannak olyan elemek, amelyekre az oxidációs állapotnak csak egy értéke jellemző (fluor, IA és IIA csoportok fémei stb.). Fluor, jellemzett legmagasabb érték elektronegativitás, vegyületekben mindig állandó negatív oxidációs állapota van (-1).

Az alkáli és alkáliföldfém elemek, amelyeket viszonylag alacsony elektronegativitás jellemez, mindig pozitív oxidációs állapotúak (+1), illetve (+2).

Vannak azonban olyan kémiai elemek is, amelyeket az oxidációs fok több értékével jellemeznek (kén - (-2), 0, (+2), (+4), (+6) stb.) .

Annak érdekében, hogy könnyebben megjegyezzük, hány és milyen oxidációs állapot jellemző egy adott kémiai elemre, a kémiai elemek oxidációs állapotát tartalmazó táblázatokat használjuk, amelyek így néznek ki:

Sorozatszám	orosz / angol cím	vegyi szimbólum	Oxidációs állapot
	Hidrogén
	Hélium / Hélium
	Lítium / Lítium
	Berillium / Berillium
			(-1), 0, (+1), (+2), (+3)
	Szén / szén		(-4), (-3), (-2), (-1), 0, (+2), (+4)
	Nitrogén / Nitrogén		(-3), (-2), (-1), 0, (+1), (+2), (+3), (+4), (+5)
	Oxigén / Oxigén		(-2), (-1), 0, (+1), (+2)
	Fluor / Fluor

	Nátrium
	Magnézium / Magnézium
	Alumínium
	Szilícium / Szilícium		(-4), 0, (+2), (+4)
	Foszfor / Foszfor		(-3), 0, (+3), (+5)
	Kén		(-2), 0, (+4), (+6)
	Klór / klór		(-1), 0, (+1), (+3), (+5), (+7), ritkán (+2) és (+4)
	Argon / Argon
	Kálium / Kálium
	Kalcium / kalcium
	Scandium / Scandium
	Titán / Titán		(+2), (+3), (+4)
	Vanádium / Vanádium		(+2), (+3), (+4), (+5)
	Króm / Króm		(+2), (+3), (+6)
	Mangán / Mangán		(+2), (+3), (+4), (+6), (+7)
	Vas / Vas		(+2), (+3), ritkán (+4) és (+6)
	Kobalt / Kobalt		(+2), (+3), ritkán (+4)
	Nikkel / Nikkel		(+2), ritkán (+1), (+3) és (+4)
	Réz		+1, +2, ritka (+3)

	Gallium / Gallium		(+3), ritka (+2)
	Germánium / germánium		(-4), (+2), (+4)
	Arzén / Arzén		(-3), (+3), (+5), ritkán (+2)
	Szelén / Szelén		(-2), (+4), (+6), ritkán (+2)
	Bróm / Bróm		(-1), (+1), (+5), ritkán (+3), (+4)
	Kripton / Kripton
	Rubídium / Rubidium
	Stroncium / Stroncium
	Ittrium / ittrium
	Cirkónium / cirkónium		(+4), ritkán (+2) és (+3)
	Nióbium / Nióbium		(+3), (+5), ritkán (+2) és (+4)
	Molibdén / Molibdén		(+3), (+6), ritkán (+2), (+3) és (+5)
	Technécium / Technécium
	Ruténium / Ruténium		(+3), (+4), (+8), ritkán (+2), (+6) és (+7)
	Ródium		(+4), ritkán (+2), (+3) és (+6)
	Palládium / Palládium		(+2), (+4), ritkán (+6)
	Ezüst / Ezüst		(+1), ritkán (+2) és (+3)
	Kadmium / Kadmium		(+2), ritka (+1)
	Indium / Indium		(+3), ritkán (+1) és (+2)
	Ón / Ón		(+2), (+4)
	Antimon / Antimon		(-3), (+3), (+5), ritkán (+4)
	Tellúr / Tellúr		(-2), (+4), (+6), ritkán (+2)
			(-1), (+1), (+5), (+7), ritkán (+3), (+4)
	Xenon / Xenon
	Cézium / Cézium
	Bárium / Bárium
	Lantán / Lantán
	Cérium / Cérium		(+3), (+4)
	Prazeodímium / Prazeodímium
	Neodímium / Neodímium		(+3), (+4)
	Promethium / Promethium
	Szamária / Szamárium		(+3), ritka (+2)
	Europium / Europium		(+3), ritka (+2)
	Gadolinium / Gadolinium
	Terbium / Terbium		(+3), (+4)
	Dysprosium / Dysprosium
	Holmium / Holmium
	Erbium / Erbium
	Thulium / Thulium		(+3), ritka (+2)
	Ytterbium / Ytterbium		(+3), ritka (+2)
	Lutetium / Lutetium
	Hafnium / Hafnium
	Tantál / Tantál		(+5), ritkán (+3), (+4)
	Tungsten / Tungsten		(+6), ritka (+2), (+3), (+4) és (+5)
	Rénium / Rénium		(+2), (+4), (+6), (+7), ritkán (-1), (+1), (+3), (+5)
	Ozmium / Ozmium		(+3), (+4), (+6), (+8), ritkán (+2)
	Iridium / Iridium		(+3), (+4), (+6), ritkán (+1) és (+2)
	Platina / Platina		(+2), (+4), (+6), ritkán (+1) és (+3)
	Arany / Arany		(+1), (+3), ritkán (+2)
	Mercury / Mercury		(+1), (+2)
	Derék/tallium		(+1), (+3), ritkán (+2)
	Ólom / Ólom		(+2), (+4)
	Bizmut / Bizmut		(+3), ritkán (+3), (+2), (+4) és (+5)
	Polónium / Polónium		(+2), (+4), ritkán (-2) és (+6)
	Asztatin / Asztatin
	Radon / Radon
	Francium / Francium
	Rádium / Rádium
	Actinium / Actinium
	Tórium / Thorium
	Proactinium / Protactinium
	Urán / Urán		(+3), (+4), (+6), ritkán (+2) és (+5)

Példák problémamegoldásra

1. PÉLDA

Válasz Felváltva meghatározzuk a foszforoxidáció mértékét az egyes javasolt transzformációs sémákban, majd kiválasztjuk a helyes választ.

A foszfor oxidációs állapota a foszfinban (-3), a foszforsavban pedig - (+5). A foszfor oxidációs állapotának változása: +3 → +5, i.e. az első válasz.
Egy egyszerű anyag kémiai elemének oxidációs állapota nulla. A foszfor oxidációs állapota a P 2 O 5 oxidösszetételben egyenlő (+5). A foszfor oxidációs állapotának változása: 0 → +5, i.e. harmadik válasz.
A foszfor oxidációs állapota egy HPO 3 összetételű savban (+5), a H 3 PO 2 pedig (+1). A foszfor oxidációs állapotának változása: +5 → +1, i.e. ötödik válasz.

2. PÉLDA

A feladat

A (-3) szén oxidációs állapota a vegyületben: a) CH3Cl; b) C2H2; c) HCOH; d) C2H6.

Megoldás

Annak érdekében, hogy a feltett kérdésre helyes választ adjunk, felváltva meghatározzuk a szén oxidációjának mértékét az egyes javasolt vegyületekben.

a) a hidrogén oxidációs állapota (+1), a klór - (-1). "x"-nek a szén oxidációs fokát vesszük:

x + 3 × 1 + (-1) =0;

A válasz helytelen.

b) a hidrogén oxidációs állapota (+1). "y"-nek a szén oxidációs fokát vesszük:

2×y + 2×1 = 0;

A válasz helytelen.

c) a hidrogén oxidációs állapota (+1), az oxigéné - (-2). Vegyük "z"-nek a szén oxidációs állapotát:

1 + z + (-2) +1 = 0:

A válasz helytelen.

d) a hidrogén oxidációs állapota (+1). Vegyük "a"-nak a szén oxidációs állapotát:

2×a + 6×1 = 0;

Helyes válasz.

Válasz

(d) lehetőség

A kémiában a különféle redox folyamatok leírása nem teljes oxidációs állapotok - speciális feltételes értékek, amelyekkel meghatározhatja bármely kémiai elem atomjának töltését.

Ha az oxidációs állapotot (ne keverjük össze a vegyértékkel, mert sok esetben nem egyeznek) egy jegyzetfüzet bejegyzéseként ábrázoljuk, akkor csak nulla előjelű számokat fogunk látni (egyszerű anyagban 0), plusz ( +) vagy mínusz (-) a számunkra érdekes anyag felett. Bárhogy is legyen, óriási szerepet játszanak a kémiában, és a CO (oxidációs állapot) meghatározásának képessége szükséges alap a téma tanulmányozásában, amely nélkül nincs értelme a további tevékenységeknek.

A leíráshoz CO-t használunk Kémiai tulajdonságok szubsztanciát (vagy egyedi elemet), nemzetközi nevének helyes írásmódját (a használt nyelvtől függetlenül minden ország és nemzet számára érthető) és képletét, valamint a jellemzők szerinti osztályozást.

A fokozat háromféle lehet: a legmagasabb (meghatározásához tudni kell, hogy melyik csoportba tartozik az elem), közepes és legalacsonyabb (a számból ki kell vonni annak a csoportnak a számát, amelyben az elem található 8, természetesen a 8-as számot veszik fel, mert a periódusos rendszerben D. Mengyelejev 8 csoport). Az oxidáció mértékének meghatározására és helyes elhelyezésére vonatkozó részleteket az alábbiakban tárgyaljuk.

Az oxidációs állapot meghatározása: állandó CO

Először is, a CO lehet változó vagy állandó.

Az állandó oxidációs állapot meghatározása nem nehéz, ezért érdemesebb ezzel kezdeni a leckét: ehhez csak a PS (periodikus rendszer) használatának képességére van szükség. Tehát van néhány bizonyos szabály:

Nulla fok. Fentebb említettük, hogy csak egyszerű anyagok rendelkeznek vele: S, O2, Al, K stb.
Ha a molekulák semlegesek (azaz nincs elektromos töltésük), akkor oxidációs állapotuk összege nulla. Ionok esetén azonban az összegnek meg kell egyeznie magának az ionnak a töltésével.
Az I., II. III csoport A periódusos táblázatok főleg fémekből állnak. Ezen csoportok elemei pozitív töltésűek, amelyek száma megfelel a csoportszámnak (+1, +2 vagy +3). Talán a nagy kivétel a vas (Fe) - CO-ja +2 és +3 is lehet.
A hidrogén CO (H) értéke leggyakrabban +1 (nemfémekkel kölcsönhatásba lépve: HCl, H2S), de esetenként -1-et állítunk be (amikor hidridek képződnek fémekkel alkotott vegyületekben: KH, MgH2).
CO oxigén (O) +2. Az ezt az elemet tartalmazó vegyületek oxidokat képeznek (MgO, Na2O, H20 - víz). Vannak azonban olyan esetek is, amikor az oxigén oxidációs állapota -1 (peroxidok képződésében), vagy akár redukálószerként is működik (fluor F-vel kombinálva, mert az oxigén oxidáló tulajdonságai gyengébbek).

Ezen információk alapján az oxidációs állapotokat elhelyezzük a halmazban összetett anyagok, a redox reakciókat és így tovább ismertetjük, de erről később.

CO változó

Egyes kémiai elemek abban különböznek egymástól, hogy egynél több oxidációs állapotuk van, és attól függően változnak, hogy melyik képletben vannak. A szabályok szerint az összes hatvány összegének nullának kell lennie, de ennek megtalálásához néhány számítást kell végeznie. Írásban úgy néz ki algebrai egyenlet, de idővel „megtöltjük a kezünket”, és nem nehéz gondolatban összeállítani és gyorsan végrehajtani a teljes cselekvési algoritmust.

Nem lesz olyan könnyű megérteni a szavakat, és jobb, ha azonnal elmegy a gyakorlatba:

HNO3 - ebben a képletben határozza meg a nitrogén oxidációs állapotát (N). A kémiában az elemek neveit olvassuk, és az oxidációs állapotok elrendezését is a végéről közelítjük meg. Tehát ismert, hogy az oxigén CO2 értéke -2. Az oxidációs állapotot meg kell szoroznunk a jobb oldali együtthatóval (ha van): -2*3=-6. Ezután áttérünk a hidrogénre (H): a CO értéke az egyenletben +1 lesz. Ez azt jelenti, hogy ahhoz, hogy a teljes CO nullát adjon, hozzá kell adni 6-ot. Ellenőrizze: +1+6-7=-0.

A végén további gyakorlatok találhatók, de mindenekelőtt azt kell meghatároznunk, hogy mely elemek változó oxidációs állapotúak. Elvileg az első három csoport kivételével minden elem változtat a fokozatán. A legszembetűnőbb példák a halogének (a VII. csoport elemei, a fluor F nélkül), a IV. csoport és a nemesgázok. Az alábbiakban néhány fém és nemfém listája látható, változó mértékben:

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).

Ez csak egy kis számú elem. Tanulmányozást és gyakorlást igényel az SD meghatározásának megtanulása, de ez nem jelenti azt, hogy meg kell jegyeznie az SD összes állandóját és változóját: ne feledje, hogy az utóbbiak sokkal gyakoribbak. Gyakran az együttható és az ábrázolt anyag játszik jelentős szerepet - például a kén (S) negatív fokú a szulfidokban, az oxigén (O) az oxidokban és a klór (Cl) a kloridokban. Ezért ezekben a sókban egy másik elem pozitív fokot vesz fel (ezt ebben a helyzetben redukálószernek nevezik).

Feladatok megoldása az oxidációs fok meghatározására

Most elérkeztünk a legfontosabbhoz - a gyakorlathoz. Próbálja ki maga a következő feladatokat, majd nézze meg a megoldás lebontását, és ellenőrizze a válaszokat:

K2Cr2O7 - keresse meg a króm fokát.
A CO az oxigénnél -2, a káliumnál +1, a krómnál pedig egyelőre ismeretlen x változót jelölünk. A teljes érték 0. Ezért elkészítjük az egyenletet: +1*2+2*x-2*7=0. A döntés után megkapjuk a választ 6. Ellenőrizzük - minden egybeesett, ami azt jelenti, hogy a feladat megoldva.
H2SO4 - keresse meg a kén fokát.
Ugyanezzel a fogalommal egy egyenletet készítünk: +2*1+x-2*4=0. Következő: 2+x-8=0,x=8-2; x=6.

Rövid következtetés

Az oxidációs állapot önálló meghatározásának megtanulásához nemcsak egyenletírásra van szüksége, hanem alaposan tanulmányoznia kell a különböző csoportok elemeinek tulajdonságait, emlékeznie kell az algebrai órákra, egyenletek összeállítására és megoldására ismeretlen változóval.
Ne felejtsük el, hogy a szabályoknak vannak kivételei, és ezeket nem szabad elfelejteni: CO változós elemekről beszélünk. Ezenkívül számos probléma és egyenlet megoldásához tudnia kell az együtthatókat beállítani (és tudnia kell, hogy ez milyen célból történik).

Szerkesztői "webhely"

A kémiai elemek oxidációs állapotának megtalálásának képessége az szükséges feltétel a sikeres megoldásért kémiai egyenletek redox reakciók leírása. Enélkül nem tud pontos képletet összeállítani egy olyan anyagra, amely különböző kémiai elemek közötti reakcióból származik. Ennek eredményeként a kémiai problémák ilyen egyenletek alapján történő megoldása vagy lehetetlen, vagy hibás lesz.

A kémiai elem oxidációs állapotának fogalma
Oxidációs állapot- ez egy feltételes érték, amivel a redox reakciókat szokás leírni. Számszerűen egyenlő az elektronok számával, ahány atom pozitív töltést kap, vagy az elektronok számával, amelyekhez egy atom negatív töltést szerez magához.

A redox reakciókban az oxidációs állapot fogalmát használjuk a meghatározására kémiai képletek több anyag kölcsönhatásából származó elemek vegyületei.

Első pillantásra úgy tűnhet, hogy az oxidációs állapot egyenértékű egy kémiai elem vegyértékének fogalmával, de ez nem így van. koncepció vegyérték kovalens vegyületekben, azaz közös elektronpárok képződésével létrejövő vegyületekben előforduló elektronikus kölcsönhatás számszerűsítésére szolgál. Az oxidációs állapotot olyan reakciók leírására használják, amelyek elektronok adományozásával vagy felerősödésével járnak.

Ellentétben a vegyértékkel, amely semleges jellemző, az oxidációs állapotnak lehet pozitív, negatív vagy nulla értéke. A pozitív érték az adományozott elektronok számának felel meg, a negatív érték pedig a kapcsolódó elektronok számának. A nulla érték azt jelenti, hogy az elem vagy egyszerű anyag formájában van, vagy oxidáció után 0-ra redukálódott, vagy előző redukció után nullára oxidálódott.

Hogyan határozható meg egy adott kémiai elem oxidációs állapota
Egy adott kémiai elem oxidációs állapotának meghatározására a következő szabályok vonatkoznak:

Az egyszerű anyagok oxidációs állapota mindig nulla.
A periódusos rendszer első csoportjába tartozó alkálifémek oxidációs állapota +1.
Az alkáliföldfémek, amelyek a periódusos rendszer második csoportját foglalják el, +2 oxidációs állapotúak.
A különféle nemfémeket tartalmazó vegyületekben a hidrogén oxidációs állapota mindig +1, a fémeket tartalmazó vegyületekben pedig +1.
A molekuláris oxigén oxidációs állapota az iskolai kurzusban figyelembe vett összes vegyületben szervetlen kémia, egyenlő -2-vel. Fluor -1.
A termékek oxidációs fokának meghatározásakor kémiai reakciók az elektromos semlegesség szabályából induljunk ki, amely szerint az anyagot alkotó különböző elemek oxidációs állapotának összege nullával kell, hogy legyen.
Az alumínium minden vegyületében +3 oxidációs állapotot mutat.

Ezenkívül általában nehézségek kezdődnek, mivel a fennmaradó kémiai elemek változó oxidációs állapotot mutatnak és mutatnak a vegyületben részt vevő egyéb anyagok atomjainak típusától függően.

Vannak magasabb, alacsonyabb és közepes oxidációs állapotok. Legmagasabb fokozat Az oxidáció a vegyértékhez hasonlóan a kémiai elem periódusos rendszerbeli csoportszámának felel meg, de pozitív értékű. A legalacsonyabb oxidációs fok számszerűen megegyezik az elemcsoport 8-as számának különbségével. A közbenső oxidációs állapot tetszőleges szám lehet a legalacsonyabb oxidációs állapottól a legmagasabbig terjedő tartományban.

A kémiai elemek sokféle oxidációs állapotában való eligazodás érdekében figyelmébe ajánljuk a következő segédtáblázatot. Válassza ki az Önt érdeklő elemet, és megkapja a lehetséges oxidációs állapotok értékeit. A ritkán előforduló értékek zárójelben lesznek feltüntetve.

Az oxidációs állapot egy vegyületben lévő kémiai elem atomjainak feltételes töltése, amelyet abból a feltételezésből számítunk ki, hogy minden kötés ionos típusú. Az oxidációs állapotok lehetnek pozitív, negatív vagy nulla értékűek, ezért egy molekulában az elemek oxidációs állapotának algebrai összege, figyelembe véve az atomok számát, 0, ionban pedig az ion töltése. .

Az oxidációs állapotok listája a Mengyelejev-féle periódusos rendszerben szereplő kémiai elemek összes ismert oxidációs állapotát mutatja. A lista alapja a Greenwood táblázat az összes kiegészítéssel. A színnel kiemelt sorokba olyan inert gázok kerülnek be, amelyek oxidációs állapota nulla.

−1

-3

Lenni

−1

−4

−3

−2

−1

−3

−2

−1

−2

−1

−4

−3

−2

−1

−3

−2

−1

−2

−1

−2

−1

−3

−2

−1

−2

−1

−4

−3

Mint

−2

−1

−2

−1

−3

−1

−2

−1

Ban ben

−4

−3

−2

−1

én

Délután

Tuberkulózis

−1

−2

−1

−3

−1

Újra

−2

−1

−3

−1

−4

−3

Kettős

−2

−1

Nál nél

vö

100

101

102

nem

103

104

105

106

107

108

Egy elem legmagasabb oxidációs foka a csoportszámnak felel meg periodikus rendszer ahol ez az elem található (kivéve: Au + 3 (I csoport), Cu + 2 (II), a VIII csoportból a +8 oxidációs állapot csak az ozmiumban Os és a ruténium Ru-ban lehet.

Fémek oxidációs állapota vegyületekben

A vegyületekben a fémek oxidációs állapota mindig pozitív, de ha nemfémekről beszélünk, akkor az oxidációs állapotuk attól függ, hogy melyik atomhoz kapcsolódik az elem:

ha nemfém atommal, akkor az oxidációs állapot lehet pozitív és negatív is. Az elemek atomjainak elektronegativitásától függ;
ha fématommal, akkor az oxidációs állapot negatív.

Nemfémek negatív oxidációs állapota

A nemfémek legmagasabb negatív oxidációs állapotát úgy határozhatjuk meg, hogy 8-ból kivonjuk annak a csoportnak a számát, amelyben az adott kémiai elem található, azaz. a legmagasabb pozitív oxidációs állapot egyenlő az elektronok számával külső réteg, amely megfelel a csoport számának.

Kérjük, vegye figyelembe, hogy az egyszerű anyagok oxidációs foka 0, függetlenül attól, hogy fémről vagy nemfémről van szó.

Források:

Greenwood, Norman N.; Earnshaw, A. Az elemek kémiája – 2. kiadás. - Oxford: Butterworth-Heinemann, 1997
Zöld stabil magnézium(I) vegyületek Mg-Mg kötésekkel / Jones C.; Stasch A.. – Tudományos folyóirat, 2007. – december (318. szám (5857. sz.))
Tudományos folyóirat, 1970. – szám. 3929. - 168. sz. - 362. sz.
Journal of the Chemical Society, Chemical Communications, 1975. - 760b-761.
Irving Langmuir Az elektronok elrendezése atomokban és molekulákban. - Journal of J. Am. Chem. Szoc., 1919. - Szám. 41.