Meghatározás

Elektronegativitás (EO) $\chi$(chi) - egy érték, amely egy elem atomjának azon képességét jellemzi, hogy elektronokat vonzzon magához, amikor kémiai kötés jön létre más atomokkal.

Az atomok elektronegativitásának modern fogalmát Linus Pauling amerikai tudós vezette be 1932-ben. Az elektronegativitás elméleti definíciója később alakult ki. Robert Mulliken amerikai fizikus azt javasolta, hogy az elektronegativitást az ionizációs potenciál és az elektronaffinitás összegének feleként számítsák ki:

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

ahol $I$ az ionizációs potenciál, $A_e$ az elektronaffinitási energia.

A fent leírt Mulliken-skálán kívül több mint 20 különböző elektronegativitási skála létezik (amelyek értékeinek kiszámítása az anyagok különböző tulajdonságain alapul), beleértve az L. Pauling-skálát (a kötési energia az egyszerű anyagokból összetett anyag képződése során), az Allred-Rokhov (a külső elektronra ható elektrosztatikus erő alapján) stb.

Jelenleg számos módszer létezik egy atom elektronegativitásának nagyságának számszerűsítésére. Az elemek különböző módszerekkel számított elektronegativitásának értékei általában még a korrekciós tényezők bevezetésével sem esnek egybe. A $\chi$ Periodikus rendszer szerinti változásának általános trendjei azonban megmaradnak. Ez szemléltethető a két legszélesebb körben használt skála összehasonlításával - Pauling és Allred-Rochov szerint ( bátor a betűtípus az EC értékeket jelzi a Pauling-skálán, dőlt betűvel- az Allred-Rokhov skála szerint; $s$-elemek rózsaszín, $p$-elemek sárga, $d$-elemek zöld, $f$-elemek kék színben):

Szigorúan véve egy elemnek nem tulajdonítható állandó elektronegativitás. Egy atom elektronegativitása sok tényezőtől függ, különösen az atom vegyértékállapotától, formális oxidációs állapotától, a vegyület típusától, a koordinációs számtól, az atom környezetét alkotó ligandumok természetétől. molekuláris rendszer és néhány más.

Az elektronegativitás egy elem redox aktivitásához kapcsolódik. Ennek megfelelően minél nagyobb egy elem elektronegativitása, annál erősebbek az oxidáló tulajdonságai.

Minél közelebb van egy adott atom elektronhéja egy inert gáz elektronhéjához, annál nagyobb az elektronegativitása. Más szavakkal, időszakokban ahogy a külső energiaszint tele van elektronokkal (azaz balról jobbra), az elektronegativitás növekszik, ahogy nő a csoportszám és a külső energiaszinten lévő elektronok száma.

Minél távolabb vannak a vegyértékelektronok az atommagtól, annál gyengébben tartják őket, és annál kisebb az atom azon képessége, hogy további elektronokat vonzzon magához. És így, csoportokban Az elektronegativitás az atomsugár csökkenésével növekszik, azaz alulról felfelé. A legnagyobb elektronegativitással rendelkező elem a fluor, a legalacsonyabb a cézium. A tipikus nemfémek elektronegativitási értékei így magasak, míg a tipikus fémek alacsonyak.

A KÉMIAI ELEMEK VALENCIÁJA

Vegyérték egy adott kémiai elem atomjainak kémiai kötésképző képességét jellemzi.

Vegyérték Meghatározza azoknak a kémiai kötéseknek a számát, amelyekkel egy atom a molekulában lévő többi atomhoz kapcsolódik.

Korábban a vegyértéket egy egyértékű elem atomjainak számaként határozták meg, amelyekhez az elem egy atomja kapcsolódik. Így a hidrogént egyértékű elemnek tekintik. A $HBr$ molekulában a bróm atom egy hidrogénatommal, a kénatom pedig a $H_2S$ molekulában két hidrogénatommal egyesül. Ezért a bróm a $HBr$-ban egyértékű, a kén pedig a $H_2S$-ban kétértékű. A különböző elemek vegyértékértékei egytől nyolcig változhatnak. Így a $HClO_4$ perklórsavban a hidrogén elem egyértékű, az oxigén kétértékű, a klór pedig hétértékű. A xenon-oxid $XeO_4$ molekulában a xenon vegyértéke eléri a nyolcat. Mindezt jól szemlélteti a következő szerkezeti képletek, amelyek a molekulában lévő atomok egymáshoz való kapcsolódási sorrendjét mutatják meg vegyértéküknek megfelelően (egy vegyértékegységnek megfelelő vegyértékvonással):

Meghatározás

Jelenleg alatt vegyérték megérteni, hogy egy adott atom hány elektronpárral kötődik más atomokhoz.

Vegyérték(vagy kovalencia) a vegyületben egy adott atom által létrehozott kovalens kötések száma határozza meg. Ebben az esetben mind a cseremechanizmussal létrejött kovalens kötéseket, mind a donor-akceptor mechanizmus által létrehozott kovalens kötéseket figyelembe veszik.

A valenciának nincs jele!

Mivel a kovalens kötés kialakulásának két mechanizmusa van (az elektronpárosító mechanizmus és a donor-akceptor mechanizmus), az atomok vegyértékképessége a következőktől függ:

• a párosítatlan elektronok száma egy adott atomban;
• a külső szinten lévő üres atompályák jelenlététől;
• a meg nem osztott elektronpárok számáról.

Az első periódus elemeinek vegyértéke nem haladhatja meg az I-t, a második periódus elemeinek vegyértéke nem haladhatja meg a IV. A harmadik periódustól kezdve az elemek vegyértéke VIII-ra nőhet (például $XeO_4$) annak a csoportnak a számának megfelelően, amelyben az elem található.

Vegyük például számos elem atomjának vegyértéklehetőségeit.

A HIDROGÉN VALENTIAKÉPESSÉGEI

A hidrogénatomnak egyetlen vegyértékelektronja van, amelyet a $1s^1$ elektronikus képlet vagy a grafikus képlet tükröz:

Ennek a párosítatlan elektronnak köszönhetően a hidrogénatom csak egyetlen kovalens kötést tud kialakítani bármely másik atommal az elektronok párosítási (vagy szocializációs) mechanizmusa révén. A hidrogénatom esetében nincs más vegyértéklehetőség. Ezért a hidrogén egyetlen vegyértéket mutat, amely egyenlő I.

A FOSZFOR VALENCIA LEHETŐSÉGEI

A foszfor elem a harmadik periódusban, az ötödik csoport fő alcsoportjában található. Valenciaelektronjainak elektronikus konfigurációja $3s^23p^3$ vagy

A nitrogén analógjaként a foszfor I, II, III és IV vegyértékeket is mutathat. De mivel a harmadik periódus elemei számára szabad $3d$-pályák állnak rendelkezésre, a foszforatom gerjesztett állapotba kerülhet, ha az egyik $s$-elektront a $d$-alszintre viszi át:

Így egy foszforatom öt kovalens kötést tud kialakítani a cseremechanizmus révén. A foszfor maximális V vegyértéket mutat a $PF_5$, $H_3PO_4$, $POCl_3$ stb. molekulákban:

OXIDÁCIÓS FOKOZAT

Meghatározás

Oxidációs állapot egy vegyületben lévő atom feltételes töltése, feltételezve, hogy a vegyületben lévő összes kötés ionos (azaz az összes kötő elektronpár teljesen el van tolva egy elektronegatívabb elem atomja felé).

Más szóval, az oxidációs állapot egy szám, amely megmutatja, hogy egy atom hány elektront adott fel (+ töltés) vagy vett fel (– töltés), amikor egy másik atommal kémiai kötés jött létre.

A vegyértékkel ellentétben az oxidációs állapotnak van előjele - lehet negatív, nulla vagy pozitív.

A vegyületben lévő atomok oxidációs állapotának kiszámításához számos egyszerű szabály van:

• Egy egyszerű anyagban lévő elem oxidációs állapotát nullának tekintjük. Ha az anyag atomi állapotban van, akkor atomjainak oxidációs állapota is nulla.
• Számos elem állandó oxidációs állapotot mutat a vegyületekben. Köztük a fluor (-1), az alkálifémek (+1), az alkáliföldfémek, a berillium, a magnézium és a cink (+2), az alumínium (+3).
• Az oxigén általában –2 oxidációs állapotot mutat, kivéve a $H_2O_2$ (−1), szuperoxidokat $MO_2$ ($-\frac(1)(2)$), ozonidokat $M^IO_3 ,\ M^(II )(O_3)_2$ ($-\frac(1)(3)$) és oxigén-fluorid $OF_2$ (+2).
• A hidrogén fémekkel kombinálva (hidridekben) -1 oxidációs állapotot mutat, a nemfémekkel alkotott vegyületekben pedig általában +1 (kivéve $SiH_4,\ B_2H_6$).
• A molekulában lévő összes atom oxidációs állapotának algebrai összegének nullával kell egyenlőnek lennie, komplex ionban pedig ennek az ionnak a töltésével.

Legmagasabb pozitív oxidációs állapotáltalában megegyezik az elem csoportszámával a periodikus rendszerben.

Tehát a kén (a VIA csoport egyik eleme) a legmagasabb oxidációs állapotot +6, a nitrogén (az V csoport egyik eleme) - a legmagasabb oxidációs állapotot +5, a mangán - a VIIB csoport átmeneti eleme - a legmagasabb oxidációs állapot +7. Ez a szabály nem vonatkozik az első csoport másodlagos alcsoportjának elemeire, amelyek oxidációs foka általában meghaladja a +1 értéket, valamint a VIII. csoport másodlagos alcsoportjának elemeire. Ezenkívül az oxigén és a fluor elemek nem mutatják magasabb oxidációs állapotukat, ami megegyezik a csoportszámmal.

A legalacsonyabb negatív oxidációs állapot nemfémes elemeknél a csoportszám 8-ból való kivonásával határozható meg.

Így a kén (VIA csoport elem) mutatja a legalacsonyabb oxidációs állapotot -2, nitrogén (V csoport elem) - a legalacsonyabb oxidációs állapotot -3.

A fenti szabályok alapján bármely anyagban megtalálható egy elem oxidációs állapota.

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

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

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

2. videó lecke: A kémiai elemek oxidációs foka

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: aktív fém-hidridek NaH, CaH 2 stb., ahol a hidrogén oxidációs foka –1.

  Oxigén -2. Kivétel: F 2 -1 O +2 és –О–О– csoportot tartalmazó peroxidok, amelyekben az oxigén oxidációs állapota –1.

Amikor ionos kötés jön létre, az elektron bizonyos átmenetet mutat, 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. Ha kovalens poláris kötés jön létre, az elektron csak részben ad át, így részleges töltések keletkeznek.

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. Azt 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.

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 szerepük van a kémiában, és a CO (oxidációs állapot) meghatározásának képessége szükséges alap a téma tanulmányozásához, amely nélkül nincs értelme a további tevékenységeknek.

A CO-val írjuk le egy anyag (vagy egyes elem) kémiai tulajdonságait, nemzetközi nevének (a használt nyelvtől függetlenül minden ország és nemzet számára érthető) és képletének helyes írásmódját, 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 már csak a PS (periodikus rendszer) használatának képességére van szükség. Tehát van néhány bizonyos szabály:

1. Nulla fok. Fentebb említettük, hogy csak egyszerű anyagok rendelkeznek vele: S, O2, Al, K stb.
2. 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.
3. A periódusos rendszer I, II, III csoportjában főleg fémek találhatók. 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.
4. 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).
5. CO oxigén (O) +2. Az ezt az elemet tartalmazó vegyületek oxidokat képeznek (MgO, Na2O, H20 - víz). Vannak azonban olyan esetek, 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 különféle összetett anyagokban helyezik el, redox reakciókat írnak le és így tovább, 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. Az írott változatban csak egy algebrai egyenletnek tűnik, 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:

1. 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.
2. 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"

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, amelynek nincs fizikai jelentése, 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. Ezek megegyeznek annak a csoportnak a számával, amelyben az elem található, valamint a „legmagasabb” oxidációs állapot értéke és a 8 közötti különbséggel.

Ha pontosabban vesszük a kémiai vegyületeket, akkor 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.

A poláris kovalens kötésekkel rendelkező vegyületek elemeinek oxidációs fokának meghatározásakor összehasonlítják elektronegativitásuk értékét. 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.). A legnagyobb elektronegativitással jellemezhető fluornak mindig állandó negatív oxidációs állapota (-1) van a vegyületekben.

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 állapotának táblázatait 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 átalakítási 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

Gyakorlat	A (-3) szén oxidációs állapota a vegyületben: a) CH3Cl; b) C2H2; c) HCOH; d) C2H6.
Döntés	Annak érdekében, hogy a feltett kérdésre helyes választ adjunk, felváltva meghatározzuk a szénoxidáció 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 redoxreakciókat leíró kémiai egyenletek sikeres megoldásának elengedhetetlen feltétele a kémiai elemek oxidációs fokának megállapítása. Enélkül nem tud pontos képletet összeállítani egy olyan anyagra, amely különféle kémiai elemek reakciója során keletkezik. 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 több anyag kölcsönhatásából származó elemvegyületek kémiai képleteinek meghatározására használják.

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 keletkező 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:

1. Az egyszerű anyagok oxidációs állapota mindig nulla.
   
2. A periódusos rendszer első csoportjába tartozó alkálifémek oxidációs állapota +1.
   
3. Az alkáliföldfémek, amelyek a periódusos rendszer második csoportját foglalják el, +2 oxidációs állapotúak.
   
4. A különféle nemfémeket tartalmazó vegyületekben a hidrogén oxidációs állapota mindig +1, a fémeket tartalmazó vegyületekben pedig +1.
   
5. A molekuláris oxigén oxidációs foka a szervetlen kémia iskolai kurzusában figyelembe vett összes vegyületben -2. Fluor -1.
   
6. A kémiai reakciók termékeinek oxidációs fokának meghatározásakor az elektromos semlegesség szabályából indulnak ki, amely szerint az anyagot alkotó különböző elemek oxidációs állapotának összege nullával kell, hogy legyen.
   
7. 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. A legmagasabb oxidációs állapot a vegyértékhez hasonlóan a kémiai elem periódusos rendszerbeli csoportszámának felel meg, de pozitív értékkel rendelkezik. 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.