Definiție

Electronegativitatea (EO) $\chi$(chi) - o valoare care caracterizează capacitatea unui atom al unui element de a atrage electroni la sine atunci când se formează o legătură chimică cu alți atomi.

Conceptul modern al electronegativității atomilor a fost introdus de omul de știință american Linus Pauling în 1932. Definiție teoretică electronegativitatea a fost dezvoltată mai târziu. Fizicianul american Robert Mulliken a propus să calculeze electronegativitatea ca jumătate din suma potențialului de ionizare și a afinității electronice:

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

unde $I$ este potențialul de ionizare, $A_e$ este energia afinității electronilor.

În plus față de scara Mulliken descrisă mai sus, există mai mult de 20 de alte scale diferite de electronegativitate (pe baza calculului valorilor cărora se bazează pe diferite proprietăți ale substanțelor), inclusiv scala L. Pauling (pe baza energia de legare în timpul formării unei substanțe complexe din cele simple), Allred-Rokhov (bazat pe forța electrostatică care acționează asupra unui electron extern) etc.

În prezent, există multe modalități de cuantificare a mărimii electronegativității unui atom. Valorile electronegativității elementelor calculate prin diferite metode, de regulă, nu coincid nici măcar cu introducerea factorilor de corecție. Totuși, tendințele generale de modificare a $\chi$ conform sistemului Periodic se păstrează. Acest lucru poate fi ilustrat prin compararea celor două scale cele mai utilizate pe scară largă - după Pauling și după Allred-Rochov ( îndrăzneţ fontul indică valorile EC pe scara Pauling, cu caractere inclinate- conform scalei Allred-Rokhov; $s$-elemente în roz, $p$-elemente în galben, $d$-elemente în verde, $f$-elemente în albastru):

Strict vorbind, unui element nu i se poate atribui o electronegativitate permanentă. Electronegativitatea unui atom depinde de mulți factori, în special de starea de valență a atomului, starea formală de oxidare, tipul de compus, numărul de coordonare, natura liganzilor care formează mediul atomului din sistem molecular și altele.

Electronegativitatea este legată de activitatea redox a unui element. În consecință, cu cât electronegativitatea unui element este mai mare, cu atât proprietățile sale de oxidare sunt mai puternice.

Cu cât învelișul de electroni a unui atom dat este mai aproape de învelișul de electroni a unui gaz inert, cu atât electronegativitatea sa este mai mare. Cu alte cuvinte, în perioade pe măsură ce nivelul de energie exterior este umplut cu electroni (adică de la stânga la dreapta), electronegativitatea crește, pe măsură ce numărul de grup și numărul de electroni din nivelul de energie exterior cresc.

Cu cât electronii de valență sunt mai departe de nucleu, cu atât sunt ținuți mai slab și cu atât capacitatea atomului de a atrage suplimentari către sine este mai mică. În acest fel, in grupuri electronegativitatea crește odată cu scăderea razei atomice, adică de jos în sus. Elementul cu cea mai mare electronegativitate este fluorul, iar elementul cu cea mai scăzută este cesiul. Nemetalele tipice au astfel valori ridicate de electronegativitate, în timp ce metalele tipice au valori scăzute.

VALENTA ELEMENTELOR CHIMICE

Valenţă caracterizează capacitatea atomilor unui element chimic dat de a forma legături chimice.

Valenţă determină numărul de legături chimice prin care un atom este legat de alți atomi dintr-o moleculă.

Anterior, valența era definită ca numărul de atomi ai unui element monovalent, cu care este conectat un atom al acestui element. Astfel, hidrogenul este considerat un element monovalent. În molecula $HBr$, atomul de brom se combină cu un atom de hidrogen, iar atomul de sulf din molecula $H_2S$ se combină cu doi atomi de hidrogen. Prin urmare, bromul din $HBr$ este univalent, iar sulful din $H_2S$ este divalent. Valorile valenței pentru diferite elemente pot varia de la unu la opt. Astfel, în acidul percloric $HClO_4$, elementul hidrogen este monovalent, oxigenul este bivalent, iar clorul este heptavalent. În molecula de oxid de xenon $XeO_4$, valența xenonului ajunge la opt. Toate acestea sunt demonstrate în mod clar de următoarele formule structurale, care arată ordinea legăturii atomilor dintr-o moleculă între ei în conformitate cu valențele lor (cu o cursă de valență corespunzătoare fiecărei unități de valență):

Definiție

Momentan sub valenţăînțelegeți numărul de perechi de electroni prin care un anumit atom este legat de alți atomi.

Valenţă(sau covalență) determinată de numărul de legături covalente formate de un atom dat dintr-un compus. În acest caz, sunt luate în considerare atât legăturile covalente formate prin mecanismul de schimb, cât și legăturile covalente formate prin mecanismul donor-acceptor.

Valency nu are semn!

Deoarece există două mecanisme pentru formarea unei legături covalente (mecanismul de împerechere a electronilor și mecanismul donor-acceptor), capacitățile de valență ale atomilor depind de:

• numărul de electroni nepereche dintr-un atom dat;
• din prezența orbitalilor atomici liberi la nivelul exterior;
• asupra numărului de perechi de electroni neîmpărțiți.

Valența elementelor primei perioade nu poate depăși I, valența elementelor din a doua perioadă nu poate depăși IV. Începând din a treia perioadă, valența elementelor poate crește la VIII (de exemplu, $XeO_4$) în funcție de numărul grupului în care se află elementul.

Luați în considerare, de exemplu, posibilitățile de valență ale atomilor unui număr de elemente.

CAPACITĂȚI DE VALENȚĂ ALE HIDROGENULUI

Atomul de hidrogen are un singur electron de valență, care este reflectat de formula electronică $1s^1$ sau de formula grafică:

Datorită acestui electron nepereche, un atom de hidrogen poate forma o singură legătură covalentă cu orice alt atom prin mecanismul de împerechere (sau socializare) a electronilor. Nu există alte posibilități de valență pentru atomul de hidrogen. Prin urmare, hidrogenul prezintă o singură valență egală cu I.

POSIBILITĂȚI DE VALENȚĂ ALE FOSFORULUI

Elementul fosfor se află în a treia perioadă, în subgrupul principal al celui de-al cincilea grup. Configurația electronică a electronilor de valență este $3s^23p^3$ sau

Ca analog al azotului, fosforul poate prezenta și valențe I, II, III și IV. Dar, deoarece orbitalii $3d$ vacante sunt disponibili pentru elementele din a treia perioadă, atomul de fosfor poate intra într-o stare excitată prin transferul unuia dintre electronii $s$ la subnivelul $d$:

Astfel, un atom de fosfor poate forma cinci legături covalente prin mecanismul de schimb. Fosforul prezintă valența maximă V în moleculele $PF_5$, $H_3PO_4$, $POCl_3$ etc.:

GRAD DE OXIDAARE

Definiție

Starea de oxidare este sarcina condiționată a unui atom dintr-un compus, presupunând că toate legăturile din acel compus sunt ionice (adică toate perechile de electroni de legătură sunt complet deplasate către un atom al unui element mai electronegativ).

Cu alte cuvinte, starea de oxidare este un număr care arată câți electroni a cedat un atom (sarcină +) sau a primit (sarcină –) atunci când s-a format o legătură chimică cu un alt atom.

Spre deosebire de valență, starea de oxidare are un semn - poate fi negativă, zero sau pozitivă.

Pentru a calcula stările de oxidare ale atomilor dintr-un compus, există o serie de reguli simple:

• Se presupune că starea de oxidare a unui element dintr-o substanță simplă este zero. Dacă substanța este în stare atomică, atunci și starea de oxidare a atomilor săi este zero.
• Un număr de elemente prezintă o stare de oxidare constantă în compuși. Printre acestea se numără fluorul (-1), Metale alcaline(+1), metale alcalino-pământoase, beriliu, magneziu și zinc (+2), aluminiu (+3).
• Oxigenul, de regulă, prezintă o stare de oxidare de −2, cu excepția peroxizilor $H_2O_2$ (−1), superoxizilor $MO_2$ ($-\frac(1)(2)$), ozonidelor $M^IO_3 ,\ M^(II )(O_3)_2$ ($-\frac(1)(3)$) și fluorura de oxigen $OF_2$ (+2).
• Hidrogenul în combinație cu metale (în hidruri) prezintă o stare de oxidare de -1, iar în compușii cu nemetale, de regulă, +1 (cu excepția $SiH_4,\ B_2H_6$).
• Suma algebrică a stărilor de oxidare ale tuturor atomilor dintr-o moleculă trebuie să fie egală cu zero, iar într-un ion complex, sarcina acestui ion.

Cea mai mare stare de oxidare pozitivă egal, de regulă, cu numărul de grup al elementului din sistemul periodic.

Deci, sulful (un element din grupa VIA) prezintă cea mai înaltă stare de oxidare +6, azotul (un element din grupa V) - cea mai înaltă stare de oxidare +5, manganul - un element de tranziție al grupului VIIB - cea mai înaltă stare de oxidare +7. Această regulă nu se aplică elementelor subgrupului secundar al primului grup, ale căror stări de oxidare depășesc de obicei +1, precum și elementelor subgrupului secundar al grupului VIII. De asemenea, elementele oxigen și fluor nu prezintă stări de oxidare mai mari, egale cu numărul grupului.

Cea mai scăzută stare de oxidare negativă pentru elementele nemetalice, se determină scăzând numărul grupului din 8.

Astfel, sulful (elementul din grupa VIA) prezintă cea mai scăzută stare de oxidare -2, azotul (elementul din grupa V) - cea mai scăzută stare de oxidare -3.

Pe baza regulilor de mai sus, puteți găsi starea de oxidare a unui element din orice substanță.

$+1 + x = 0 \hspace(1.5cm) +2 + 2x = 0 \hspace(1.5cm) +3 + 3x = 0$

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

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

Lecția video 2: Starea de oxidare elemente chimice

Lecția video 3: Valenţă. Definiţia valence

Lectura: Electronegativitatea. Starea de oxidare și valența elementelor chimice

Electronegativitatea

Electronegativitatea- aceasta este capacitatea atomilor de a atrage electronii altor atomi la ei înșiși pentru a se conecta cu ei.

Este ușor să judeci electronegativitatea unui element chimic din tabel. Amintiți-vă, într-una dintre lecțiile noastre s-a spus că crește atunci când treceți de la stânga la dreapta prin perioade din tabelul periodic și treceți de jos în sus în grupuri.

De exemplu, având în vedere sarcina de a determina care element din seria propusă este cel mai electronegativ: C (carbon), N (azot), O (oxigen), S (sulf)? Ne uităm la tabel și aflăm că acesta este O, deoarece este în dreapta și deasupra restului.

Ce factori afectează electronegativitatea? Aceasta:

• Raza unui atom, cu cât este mai mică, cu atât electronegativitatea este mai mare.
• Umplerea învelișului de valență cu electroni, cu cât sunt mai mulți, cu atât electronegativitatea este mai mare.

Dintre toate elementele chimice, fluorul este cel mai electronegativ, deoarece are o rază atomică mică și 7 electroni în învelișul de valență.

Elementele cu electronegativitate scăzută includ metale alcaline și alcalino-pământoase. Au raze mari și foarte puțini electroni în învelișul exterior.

Valorile electronegativității unui atom nu pot fi constante, deoarece depinde de mulți factori, inclusiv cei enumerați mai sus, precum și de gradul de oxidare, care poate fi diferit pentru același element. Prin urmare, se obișnuiește să se vorbească despre relativitatea valorilor electronegativității. Puteți folosi următoarele scale:

Veți avea nevoie de valori de electronegativitate când scrieți formule pentru compuși binari constând din două elemente. De exemplu, formula oxidului de cupru este Cu 2 O - primul element ar trebui să fie cel a cărui electronegativitate este mai mică.

În momentul formării unei legături chimice, dacă diferența de electronegativitate dintre elemente este mai mare de 2,0, se formează o legătură polară covalentă, dacă este mai mică, una ionică.

Starea de oxidare

Starea de oxidare (CO)- aceasta este sarcina condiționată sau reală a atomului din compus: condiționată - dacă legătura este polară covalentă, reală - dacă legătura este ionică.

Un atom capătă o sarcină pozitivă atunci când donează electroni și o sarcină negativă atunci când primește electroni.

Starile de oxidare sunt scrise deasupra simbolurilor semnate «+»/«-» . Există și CO intermediari. CO maxim al elementului este pozitiv și egal cu numărul grupului, iar negativul minim pentru metale este zero, pentru nemetale = (numărul grupului - 8). Elementele cu un CO maxim acceptă doar electroni, iar cu un minim, doar îi cedează. Elementele care au CO intermediari pot dona și accepta electroni.

Luați în considerare câteva dintre regulile care ar trebui urmate pentru a determina CO:

CO al tuturor substanțelor simple este egal cu zero.

Suma tuturor atomilor de CO din moleculă este, de asemenea, egală cu zero, deoarece orice moleculă este neutră din punct de vedere electric.

În compușii cu o legătură covalentă nepolară, CO este zero (O 2 0), iar cu o legătură ionică este egal cu sarcinile ionilor (Na + Cl - CO sodiu +1, clor -1). Elementele CO ale compușilor cu o legătură polară covalentă sunt considerate ca având o legătură ionică (H:Cl \u003d H + Cl -, prin urmare H +1 Cl -1).

Elementele dintr-un compus care au cea mai mare electronegativitate au stări de oxidare negative dacă cele mai puține sunt pozitive. Pe baza acestui fapt, putem concluziona că metalele au doar o stare de oxidare „+”.

Stari de oxidare constanta:

Metale alcaline +1.

Toate metalele din a doua grupă +2. Excepție: Hg +1, +2.

Aluminiu +3.

• Hidrogen +1. Excepție: hidruri metale active NaH, CaH 2 etc., unde starea de oxidare a hidrogenului este -1.

  Oxigen -2. Excepție: F 2 -1 O +2 și peroxizii care conțin grupa –О–О–, în care starea de oxidare a oxigenului este –1.

Când se formează o legătură ionică, există o anumită tranziție a unui electron, de la un atom mai puțin electronegativ la un atom cu electronegativitate mai mare. De asemenea, în acest proces, atomii își pierd întotdeauna neutralitatea electrică și ulterior se transformă în ioni. Sarcinile întregi se formează în același mod. În formarea unui covalent legătura polară, electronul trece doar parțial, deci există sarcini parțiale.

Valenţă

Valenţă- aceasta este capacitatea atomilor de a forma n - numărul de legături chimice cu atomii altor elemente.

Și valența este capacitatea unui atom de a menține alți atomi lângă el. După cum știți de la cursul de chimie din școală, diferiți atomi sunt conectați între ei prin electroni ai nivelului energetic exterior. Un electron nepereche caută o pereche pentru sine de la alt atom. Acești electroni de nivel exterior se numesc electroni de valență. Aceasta înseamnă că valența poate fi definită și ca numărul de perechi de electroni care leagă atomii unul de celălalt. Uită-te la formula structurală a apei: H - O - N. Fiecare liniuță este o pereche de electroni, ceea ce înseamnă că arată valență, adică. oxigenul aici are două liniuțe, ceea ce înseamnă că este bivalent, o liniuță provine din molecule de hidrogen, ceea ce înseamnă că hidrogenul este monovalent. La scriere, valența este indicată cu cifre romane: O (II), H (I). Poate fi plasat și deasupra unui element.

Valenta este fie constanta, fie variabila. De exemplu, în metalele alcaline, este constant și este egal cu I. Dar clorul din diverși compuși prezintă valențe I, III, V, VII.

Cum se determină valența unui element?

Să revenim la Tabelul Periodic. Metalele subgrupelor principale au o valență constantă, deci metalele din primul grup au o valență de I, a doua de II. Și pentru metalele subgrupurilor secundare, valența este variabilă. Este variabilă și pentru nemetale. Cea mai mare valență a unui atom este egală cu numărul grupului, cea mai mică este = numărul grupului - 8. O formulare familiară. Înseamnă aceasta că valența coincide cu starea de oxidare. Amintiți-vă, valența poate coincide cu gradul de oxidare, dar acești indicatori nu sunt identici unul cu celălalt. Valența nu poate avea semnul =/- și, de asemenea, nu poate fi zero.

A doua modalitate de a determina valența prin formula chimică, dacă este cunoscută valența constantă a unuia dintre elemente. De exemplu, luați formula pentru oxidul de cupru: CuO. Valența oxigenului II. Vedem că există un atom de cupru per atom de oxigen în această formulă, ceea ce înseamnă că valența cuprului este II. Acum să luăm o formulă mai complicată: Fe 2 O 3. Valența atomului de oxigen este II. Există trei astfel de atomi aici, înmulțim 2 * 3 \u003d 6. Am descoperit că există 6 valențe pentru doi atomi de fier. Să aflăm valența unui atom de fier: 6:2=3. Deci valența fierului este III.

În plus, atunci când este necesar să se evalueze „valența maximă”, se procedează întotdeauna de la configurația electronică care există în starea „excitată”.

În chimie, descrierea diferitelor procese redox nu este completă fără stări de oxidare - valori condiționate speciale cu care puteți determina sarcina unui atom al oricărui element chimic.

Dacă reprezentăm starea de oxidare (nu o confundați cu valența, deoarece în multe cazuri nu se potrivesc) ca o înregistrare într-un caiet, atunci vom vedea doar numere cu semnul zero (0 - într-o substanță simplă), plus ( +) sau minus (-) deasupra substanței care ne interesează. Oricum ar fi, ele joacă un rol imens în chimie, iar capacitatea de a determina CO (starea de oxidare) este o bază necesară în studiul acestui subiect, fără de care acțiunile ulterioare nu au sens.

Folosim CO pentru a descrie Proprietăți chimice substanță (sau element individual), scrierea corectă a denumirii sale internaționale (de înțeles pentru orice țară și națiune, indiferent de limba folosită) și formulă, precum și pentru clasificarea după caracteristici.

Gradul poate fi de trei tipuri: cel mai mare (pentru a-l determina, trebuie să știți în ce grupă se află elementul), intermediar și cel mai mic (este necesar să scădeți numărul grupului în care se află elementul din număr). 8; firesc, numărul 8 este luat deoarece totalul în sistemul periodic D. Mendeleev 8 grupe). Detaliile privind determinarea gradului de oxidare și amplasarea corectă a acestuia vor fi discutate mai jos.

Cum se determină starea de oxidare: CO constant

În primul rând, CO poate fi variabil sau constant.

Determinarea stării de oxidare constantă nu este dificilă, deci este mai bine să începeți lecția cu aceasta: pentru aceasta, aveți nevoie doar de capacitatea de a utiliza PS ( sistem periodic). Deci, există o serie de anumite reguli:

1. Grad zero. S-a menționat mai sus că numai substanțele simple îl au: S, O2, Al, K și așa mai departe.
2. Dacă moleculele sunt neutre (cu alte cuvinte, nu au sarcină electrică), atunci suma stărilor lor de oxidare este zero. Cu toate acestea, în cazul ionilor, suma trebuie să fie egală cu sarcina ionului însuși.
3. În I, II, III grupe Tabelele periodice sunt localizate în principal metale. Elementele acestor grupuri au o sarcină pozitivă, al cărei număr corespunde numărului grupului (+1, +2 sau +3). Poate că marea excepție este fierul (Fe) - CO poate fi atât +2, cât și +3.
4. Hidrogenul CO (H) este cel mai adesea +1 (când interacționează cu nemetale: HCl, H2S), dar în unele cazuri se stabilește -1 (când se formează hidruri în compuși cu metale: KH, MgH2).
5. CO oxigen (O) +2. Compușii cu acest element formează oxizi (MgO, Na2O, H20 - apă). Există însă și cazuri când oxigenul are o stare de oxidare de -1 (în formarea peroxizilor) sau chiar acționează ca agent reducător (în combinație cu fluorul F, deoarece proprietățile oxidante ale oxigenului sunt mai slabe).

Pe baza acestor informații, stările de oxidare sunt plasate în mulțime substanțe complexe, reacțiile redox și așa mai departe sunt descrise, dar mai multe despre asta mai târziu.

variabila CO

Unele elemente chimice diferă prin faptul că au mai multe stări de oxidare și o schimbă în funcție de formula în care se află. Conform regulilor, suma tuturor puterilor trebuie să fie, de asemenea, egală cu zero, dar pentru a o găsi, trebuie să faceți câteva calcule. În formă scrisă, se pare că ecuație algebrică, dar de-a lungul timpului „ne umplem mâna”, și nu este greu să compunem și să executăm rapid întregul algoritm de acțiuni mental.

Nu va fi atât de ușor să înțelegeți cuvintele și este mai bine să mergeți imediat la exersare:

HNO3 - în această formulă, se determină starea de oxidare a azotului (N). În chimie, citim denumirile elementelor, și abordăm aranjarea stărilor de oxidare și de la capăt. Deci, se știe că CO2 al oxigenului este -2. Trebuie să înmulțim starea de oxidare cu coeficientul din dreapta (dacă există): -2*3=-6. Apoi, trecem la hidrogen (H): CO din ecuație va fi +1. Aceasta înseamnă că, pentru ca CO total să dea zero, trebuie să adăugați 6. Verificați: +1+6-7=-0.

Exerciții suplimentare pot fi găsite la sfârșit, dar în primul rând trebuie să stabilim care elemente au o stare de oxidare variabilă. În principiu, toate elementele, cu excepția primelor trei grupuri, își schimbă gradele. Cele mai izbitoare exemple sunt halogenii (elemente din grupa VII, fără a lua în calcul fluorul F), grupa IV și gazele nobile. Mai jos veți vedea o listă a unor metale și nemetale cu un grad variabil:

• 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);
• CI (-1, +1, +3, +5, +7).

Acesta este doar un număr mic de articole. Este nevoie de studiu și practică pentru a învăța cum să determinați SD, dar asta nu înseamnă că trebuie să memorați toate constantele și variabilele SD: amintiți-vă doar că acestea din urmă sunt mult mai comune. Adesea, coeficientul și ce substanță este reprezentată joacă un rol semnificativ - de exemplu, sulful (S) are un grad negativ în sulfuri, oxigenul (O) în oxizi și clorul (Cl) în cloruri. Prin urmare, în aceste săruri, un alt element ia un grad pozitiv (și se numește agent reducător în această situație).

Rezolvarea problemelor pentru determinarea gradului de oxidare

Acum ajungem la cel mai important lucru - practica. Încercați dvs. următoarele sarcini, apoi urmăriți defalcarea soluției și verificați răspunsurile:

1. K2Cr2O7 - aflați gradul de crom.
   CO pentru oxigen este -2, pentru potasiu +1, iar pentru crom notăm deocamdată ca o variabilă necunoscută x. Valoarea totală este 0. Prin urmare, vom face ecuația: +1*2+2*x-2*7=0. După decizie, obținem răspunsul 6. Să verificăm - totul a coincis, ceea ce înseamnă că sarcina este rezolvată.
2. H2SO4 - aflați gradul de sulf.
   Folosind același concept, facem o ecuație: +2*1+x-2*4=0. Următorul: 2+x-8=0.x=8-2; x=6.

Scurtă concluzie

Pentru a învăța cum să determinați singur starea de oxidare, trebuie nu numai să puteți scrie ecuații, ci și să studiați amănunțit proprietățile elementelor diferitelor grupuri, să vă amintiți lecțiile de algebră, să compuneți și să rezolvați ecuații cu o variabilă necunoscută.
Nu uitați că regulile au excepțiile lor și nu trebuie uitate: vorbim de elemente cu variabilă CO. De asemenea, pentru a rezolva multe probleme și ecuații, este necesar să puteți seta coeficienții (și să știți în ce scop se face acest lucru).

Editorial „site-ul web”

DEFINIȚIE

Starea de oxidare este o evaluare cantitativă a stării unui atom al unui element chimic dintr-un compus, pe baza electronegativității acestuia.

Ea acceptă atât pozitive, cât și valori negative. Pentru a indica starea de oxidare a unui element dintr-un compus, trebuie să puneți o cifră arabă cu semnul corespunzător ("+" sau "-") deasupra simbolului său.

Trebuie amintit că gradul de oxidare este o cantitate care nu are simțul fizic, deoarece nu reflectă sarcina reală a atomului. Cu toate acestea, acest concept este utilizat pe scară largă în chimie.

Tabelul stării de oxidare a elementelor chimice

Starile de oxidare maxim pozitive si minime negative pot fi determinate folosind Tabelul periodic al D.I. Mendeleev. Ele sunt egale cu numărul grupului în care se află elementul și diferența dintre valoarea stării „mai înalte” de oxidare și, respectiv, numărul 8.

Dacă luăm în considerare compuși chimici mai precis, în substanţele cu legături nepolare, starea de oxidare a elementelor este zero (N 2, H 2, Cl 2).

Starea de oxidare a metalelor în stare elementară este zero, deoarece distribuția densității electronilor în ele este uniformă.

La compușii ionici simpli, starea de oxidare a elementelor lor constitutive este egală cu sarcina electrică, deoarece în timpul formării acestor compuși are loc un transfer aproape complet de electroni de la un atom la altul: Na +1 I -1, Mg +2 CI-12, Al+3F-13, Zr+4Br-14.

La determinarea stării de oxidare a elementelor din compuşi cu polar legaturi covalente comparați valorile electronegativității acestora. Deoarece, în timpul formării unei legături chimice, electronii sunt deplasați în atomi de elemente mai electronegative, acestea din urmă au o stare de oxidare negativă în compuși.

Există elemente pentru care este caracteristică o singură valoare a stării de oxidare (fluor, metale din grupele IA și IIA etc.). Fluor, caracterizat cea mai mare valoare electronegativitate, în compuși are întotdeauna o stare de oxidare negativă constantă (-1).

Elementele alcaline și alcalino-pământoase, care se caracterizează printr-o valoare de electronegativitate relativ scăzută, au întotdeauna o stare de oxidare pozitivă, egală cu (+1) și respectiv (+2).

Cu toate acestea, există și astfel de elemente chimice, care se caracterizează prin mai multe valori ale gradului de oxidare (sulf - (-2), 0, (+2), (+4), (+6), etc.) .

Pentru a ne aminti mai ușor câte și ce stări de oxidare sunt caracteristice unui anumit element chimic, se folosesc tabele cu stările de oxidare ale elementelor chimice, care arată astfel:

Număr de serie	Rusă/Engleză titlu	simbol chimic	Starea de oxidare
	Hidrogen
	Heliu / Heliu
	Litiu / Litiu
	Beriliu / Beriliu
			(-1), 0, (+1), (+2), (+3)
	Carbon / Carbon		(-4), (-3), (-2), (-1), 0, (+2), (+4)
	Azot / Azot		(-3), (-2), (-1), 0, (+1), (+2), (+3), (+4), (+5)
	Oxigen / Oxigen		(-2), (-1), 0, (+1), (+2)
	Fluor / Fluor
	Sodiu
	Magneziu / Magneziu
	Aluminiu
	Siliciu / Siliciu		(-4), 0, (+2), (+4)
	Fosfor / Fosfor		(-3), 0, (+3), (+5)
	Sulf		(-2), 0, (+4), (+6)
	Clor / Clor		(-1), 0, (+1), (+3), (+5), (+7), rar (+2) și (+4)
	Argon / Argon
	Potasiu / Potasiu
	Calciu / Calciu
	Scandium / Scandium
	Titan / Titan		(+2), (+3), (+4)
	Vanadiu / Vanadiu		(+2), (+3), (+4), (+5)
	Crom / Crom		(+2), (+3), (+6)
	Mangan / Mangan		(+2), (+3), (+4), (+6), (+7)
	Fier / Fier		(+2), (+3), rar (+4) și (+6)
	Cobalt / Cobalt		(+2), (+3), rar (+4)
	Nichel / Nichel		(+2), rar (+1), (+3) și (+4)
	Cupru		+1, +2, rar (+3)
	Galiu / Galiu		(+3), rar (+2)
	Germanium / Germanium		(-4), (+2), (+4)
	Arsenic / Arsenic		(-3), (+3), (+5), rar (+2)
	Seleniu / Seleniu		(-2), (+4), (+6), rar (+2)
	Brom / Brom		(-1), (+1), (+5), rar (+3), (+4)
	Krypton / Krypton
	Rubidiu / Rubidiu
	Stronțiu / Stronțiu
	Ytriu / Ytriu
	Zirconiu / Zirconiu		(+4), rar (+2) și (+3)
	Niobiu / Niobiu		(+3), (+5), rar (+2) și (+4)
	Molibden / Molibden		(+3), (+6), rar (+2), (+3) și (+5)
	Tehnețiu / Tehnețiu
	Ruteniu / Ruteniu		(+3), (+4), (+8), rar (+2), (+6) și (+7)
	Rodiu		(+4), rar (+2), (+3) și (+6)
	Paladiu / Paladiu		(+2), (+4), rar (+6)
	Argint / Argint		(+1), rar (+2) și (+3)
	Cadmiu / Cadmiu		(+2), rar (+1)
	Indiu / Indiu		(+3), rar (+1) și (+2)
	Tină / Tină		(+2), (+4)
	Antimoniu / Antimoniu		(-3), (+3), (+5), rar (+4)
	Telur / Tellurium		(-2), (+4), (+6), rar (+2)
			(-1), (+1), (+5), (+7), rar (+3), (+4)
	Xenon / Xenon
	Cesiu / Cesiu
	Bariu / Bariu
	Lanthanum / Lanthanum
	Ceriu / Ceriu		(+3), (+4)
	Praseodimiu / Praseodimiu
	Neodim / Neodim		(+3), (+4)
	Promethium / Promethium
	Samaria / Samarium		(+3), rar (+2)
	Europium / Europium		(+3), rar (+2)
	Gadoliniu / Gadoliniu
	Terbiu / Terbiu		(+3), (+4)
	Disprosium / Disprosium
	Holmium / Holmium
	Erbiu / Erbiu
	Tuliu / Tuliu		(+3), rar (+2)
	Itterbiu / Iterbiu		(+3), rar (+2)
	Lutetium / Lutetium
	Hafniu / Hafniu
	Tantal / Tantal		(+5), rar (+3), (+4)
	Tungsten / Tungsten		(+6), rare (+2), (+3), (+4) și (+5)
	Reniu / Reniu		(+2), (+4), (+6), (+7), rare (-1), (+1), (+3), (+5)
	Osmiu / Osmiu		(+3), (+4), (+6), (+8), rar (+2)
	Iridium / Iridium		(+3), (+4), (+6), rar (+1) și (+2)
	Platină / Platină		(+2), (+4), (+6), rar (+1) și (+3)
	Aur / Aur		(+1), (+3), rar (+2)
	Mercur / Mercur		(+1), (+2)
	Talie / Taliu		(+1), (+3), rar (+2)
	Plumb / Plumb		(+2), (+4)
	Bismut / Bismut		(+3), rar (+3), (+2), (+4) și (+5)
	Poloniu / Poloniu		(+2), (+4), rar (-2) și (+6)
	Astatin / Astatin
	Radon / Radon
	Francium / Francium
	Radiu / Radiu
	Actiniu / Actiniu
	Toriu / Toriu
	Proactiniu / Protactiniu
	Uranus / Uraniu		(+3), (+4), (+6), rar (+2) și (+5)

Exemple de rezolvare a problemelor

EXEMPLUL 1

Răspuns Vom determina alternativ gradul de oxidare a fosforului în fiecare dintre schemele de transformare propuse, apoi alegem răspunsul corect.

• Starea de oxidare a fosforului în fosfină este (-3), iar în acidul fosforic - (+5). Modificarea stării de oxidare a fosforului: +3 → +5, adică primul raspuns.
• Starea de oxidare a unui element chimic într-o substanță simplă este zero. Starea de oxidare a fosforului în compoziția de oxid P 2 O 5 este egală cu (+5). Modificarea stării de oxidare a fosforului: 0 → +5, adică al treilea răspuns.
• Starea de oxidare a fosforului într-un acid cu compoziția HPO3 este (+5), iar H3PO2 este (+1). Modificarea stării de oxidare a fosforului: +5 → +1, adică al cincilea răspuns.

EXEMPLUL 2

Exercițiu	Carbonul în starea de oxidare (-3) are în compus: a) CH 3 Cl; b) C2H2; c) HCOH; d) C2H6.
Soluţie	Pentru a da un răspuns corect la întrebarea pusă, vom determina alternativ gradul de oxidare a carbonului în fiecare dintre compușii propuși. a) starea de oxidare a hidrogenului este (+1), iar clorul - (-1). Luăm pentru „x” gradul de oxidare a carbonului: x + 3×1 + (-1) =0; Răspunsul este incorect. b) starea de oxidare a hidrogenului este (+1). Luăm pentru „y” gradul de oxidare a carbonului: 2×y + 2×1 = 0; Răspunsul este incorect. c) starea de oxidare a hidrogenului este (+1), iar oxigenul - (-2). Să luăm pentru „z” starea de oxidare a carbonului: 1 + z + (-2) +1 = 0: Răspunsul este incorect. d) starea de oxidare a hidrogenului este (+1). Să luăm drept „a” starea de oxidare a carbonului: 2×a + 6×1 = 0; Răspuns corect.
Răspuns	Opțiunea (d)

Capacitatea de a găsi starea de oxidare a elementelor chimice este conditie necesara pentru o soluție de succes ecuatii chimice descriind reacțiile redox. Fără el, nu veți putea întocmi o formulă exactă pentru o substanță rezultată dintr-o reacție între diferite elemente chimice. Ca rezultat, rezolvarea problemelor chimice pe baza unor astfel de ecuații va fi fie imposibilă, fie eronată.

Conceptul de stare de oxidare a unui element chimic
Starea de oxidare- aceasta este o valoare condiționată, cu ajutorul căreia se obișnuiește să se descrie reacțiile redox. Din punct de vedere numeric, este egal cu numărul de electroni pe care un atom capătă o sarcină pozitivă sau cu numărul de electroni pe care un atom îi dobândește cu sarcină negativă.

În reacțiile redox, conceptul de stare de oxidare este folosit pentru a determina formule chimice compuși ai elementelor rezultate din interacțiunea mai multor substanțe.

La prima vedere, poate părea că starea de oxidare este echivalentă cu conceptul de valență a unui element chimic, dar nu este așa. concept valenţă folosit pentru a cuantifica interacțiunea electronică în compuși covalenți, adică în compuși formați prin formarea de perechi de electroni împărtășiți. Starea de oxidare este folosită pentru a descrie reacțiile care sunt însoțite de donarea sau câștigarea de electroni.

Spre deosebire de valența, care este o caracteristică neutră, starea de oxidare poate avea o valoare pozitivă, negativă sau zero. O valoare pozitivă corespunde numărului de electroni donați, iar o valoare negativă corespunde numărului de electroni atașați. O valoare zero înseamnă că elementul este fie sub forma unei substanțe simple, fie a fost redus la 0 după oxidare, fie oxidat la zero după o reducere anterioară.

Cum se determină starea de oxidare a unui anumit element chimic
Determinarea stării de oxidare pentru un anumit element chimic este supusă următoarelor reguli:

1. Starea de oxidare a substanțelor simple este întotdeauna zero.
   
2. Metalele alcaline, care se află în primul grup al tabelului periodic, au o stare de oxidare de +1.
   
3. Metalele alcalino-pământoase, care ocupă a doua grupă din tabelul periodic, au o stare de oxidare de +2.
   
4. Hidrogenul din compușii cu diferite nemetale prezintă întotdeauna o stare de oxidare de +1, iar în compușii cu metale +1.
   
5. Starea de oxidare a oxigenului molecular în toți compușii luați în considerare la cursul școlar Chimie anorganică, este egal cu -2. Fluor -1.
   
6. La determinarea gradului de oxidare în produse reacții chimice se pornește de la regula neutralității electrice, conform căreia suma stărilor de oxidare ale diferitelor elemente care alcătuiesc substanța trebuie să fie egală cu zero.
   
7. Aluminiul din toți compușii prezintă o stare de oxidare de +3.
   

În plus, de regulă, încep dificultăți, deoarece elementele chimice rămase prezintă și prezintă o stare de oxidare variabilă în funcție de tipurile de atomi ale altor substanțe implicate în compus.

Există stări de oxidare superioare, inferioare și intermediare. Cel mai înalt grad oxidarea, ca și valența, corespunde numărului de grup al elementului chimic din tabelul periodic, dar are o valoare pozitivă. Cea mai scăzută stare de oxidare este numeric egală cu diferența dintre numărul 8 al grupului de elemente. Starea intermediară de oxidare va fi orice număr din intervalul de la cea mai scăzută stare de oxidare la cea mai mare.

Pentru a vă ajuta să navigați în varietatea stărilor de oxidare ale elementelor chimice, vă aducem la cunoștință următorul tabel auxiliar. Selectați elementul care vă interesează și veți obține valorile posibilelor sale stări de oxidare. Valorile care apar rar vor fi indicate între paranteze.