Kā noteikt oksidācijas stāvokli

Saturs

Soļi
1. daļa no 2: Oksidācijas stāvokļa noteikšana saskaņā ar ķīmijas likumiem
2. daļa no 2: Oksidācijas stāvokļa noteikšana, neizmantojot ķīmijas likumus
Padomi
Ko tev vajag

Ķīmijā termini "oksidācija" un "reducēšana" nozīmē reakcijas, kurās atoms vai atomu grupa zaudē vai attiecīgi iegūst elektronus. Oksidācijas stāvoklis ir skaitliska vērtība, kas piešķirta vienam vai vairākiem atomiem, kas raksturo pārdalīto elektronu skaitu un parāda, kā šie elektroni reakcijas laikā tiek sadalīti starp atomiem. Šīs vērtības noteikšana var būt gan vienkārša, gan diezgan sarežģīta procedūra atkarībā no atomiem un molekulām, kas no tām sastāv. Turklāt dažu elementu atomiem var būt vairāki oksidācijas stāvokļi. Par laimi, oksidācijas stāvokļa noteikšanai ir vienkārši nepārprotami noteikumi, kuru pārliecinošai izmantošanai pietiek zināt ķīmijas un algebra pamatus.

Soļi

1. daļa no 2: Oksidācijas stāvokļa noteikšana saskaņā ar ķīmijas likumiem

1 Nosakiet, vai attiecīgā viela ir elementāra. Atomu oksidācijas stāvoklis ārpus ķīmiskā savienojuma ir nulle. Šis noteikums attiecas gan uz vielām, kas veidojas no atsevišķiem brīvajiem atomiem, gan uz vielām, kas sastāv no divām vai viena elementa daudzatomiskām molekulām.
- Piemēram, Al_(s) un Cl₂ oksidācijas stāvoklis ir 0, jo abi ir ķīmiski nesaistītā elementārā stāvoklī.
- Ņemiet vērā, ka sēra allotropā forma S₈, vai astoņceļus, neskatoties uz netipisko struktūru, raksturo arī nulles oksidācijas stāvoklis.
2 Nosakiet, vai attiecīgā viela sastāv no joniem. Jonu oksidācijas stāvoklis ir vienāds ar to lādiņu. Tas attiecas gan uz brīvajiem joniem, gan uz tiem, kas ir ķīmisko savienojumu sastāvdaļa.
- Piemēram, Cl jona oksidācijas stāvoklis ir -1.
- Arī Cl jonu oksidācijas stāvoklis ķīmiskajā savienojumā NaCl ir -1. Tā kā Na jonam pēc definīcijas ir lādiņš +1, mēs secinām, ka Cl jona lādiņš ir -1 un līdz ar to tā oksidācijas stāvoklis ir -1.
3 Lūdzu, ņemiet vērā, ka metāla joniem var būt vairāki oksidācijas stāvokļi. Daudzu metāla elementu atomi var jonizēties dažādos daudzumos. Piemēram, metāla, piemēram, dzelzs (Fe), jonu lādiņš ir +2 vai +3. Metāla jonu lādiņu (un to oksidācijas pakāpi) var noteikt ar citu elementu jonu lādiņiem, ar kuriem šis metāls ir ķīmiska savienojuma sastāvdaļa; tekstā šo lādiņu apzīmē ar romiešu cipariem: piemēram, dzelzs (III) oksidācijas pakāpe ir +3.
- Piemēram, apsveriet savienojumu, kas satur alumīnija jonu. Kopējā AlCl savienojuma maksa₃ ir nulle.Tā kā mēs zinām, ka Cl joniem ir lādiņš -1, un savienojumā ir 3 šādi joni, attiecīgās vielas vispārējai neitralitātei Al jonam jābūt lādiņam +3. Tādējādi šajā gadījumā alumīnija oksidācijas pakāpe ir +3.
4 Skābekļa oksidācijas stāvoklis ir -2 (ar dažiem izņēmumiem). Gandrīz visos gadījumos skābekļa atomiem oksidācijas pakāpe ir -2. Šim noteikumam ir vairāki izņēmumi:
- Ja skābeklis ir elementārā stāvoklī (O₂), tā oksidācijas pakāpe ir 0, tāpat kā citu elementāro vielu gadījumā.
- Ja skābeklis ir daļa no peroksīds, tā oksidācijas pakāpe ir -1. Peroksīdi ir savienojumu grupa, kas satur vienkāršu skābekļa-skābekļa saiti (t.i., peroksīda anjonu O)₂). Piemēram, H sastāvā₂O₂ (ūdeņraža peroksīds) skābekļa uzlādes un oksidācijas stāvoklis ir -1.
- Kombinācijā ar fluoru skābekļa oksidācijas pakāpe ir +2, izlasiet zemāk esošo fluora noteikumu.
5 Ūdeņraža oksidācijas pakāpe ir +1, ar dažiem izņēmumiem. Tāpat kā skābekļa gadījumā, ir arī izņēmumi. Parasti ūdeņraža oksidācijas stāvoklis ir +1 (ja tas nav elementārajā stāvoklī H₂). Tomēr savienojumos, ko sauc par hidrīdiem, ūdeņraža oksidācijas stāvoklis ir -1.
- Piemēram, H₂O Ūdeņraža oksidācijas stāvoklis ir +1, jo skābekļa atoma lādiņš ir -2, un vispārējai neitralitātei nepieciešami divi +1 lādiņi. Neskatoties uz to, nātrija hidrīda sastāvā ūdeņraža oksidācijas pakāpe jau ir -1, jo Na jona lādiņš ir +1, un vispārējai elektroneitralitātei ūdeņraža atoma lādiņam (un līdz ar to tā oksidācijas stāvoklim) vajadzētu būt būt -1.
6 Fluors vienmēr ir oksidācijas pakāpe -1. Kā jau minēts, dažu elementu (metāla joni, skābekļa atomi peroksīdos utt.) Oksidācijas stāvoklis var mainīties atkarībā no vairākiem faktoriem. Tomēr fluora oksidācijas stāvoklis vienmēr ir -1. Tas ir saistīts ar faktu, ka šim elementam ir vislielākā elektronegativitāte - citiem vārdiem sakot, fluora atomi vismazāk vēlas šķirties no saviem elektroniem un visaktīvāk piesaista svešus elektronus. Tādējādi viņu maksa paliek nemainīga.
7 Oksidācijas stāvokļu summa savienojumā ir vienāda ar tā lādiņu. Visu atomu, kas veido ķīmisku savienojumu, oksidācijas stāvokļiem vajadzētu palielināties šī savienojuma lādiņam. Piemēram, ja savienojums ir neitrāls, visu tā atomu oksidācijas stāvokļu summai jābūt nullei; ja savienojums ir daudzatomisks jons ar lādiņu -1, oksidācijas stāvokļu summa ir -1 utt.
- Šī ir laba pārbaudes metode - ja oksidācijas stāvokļu summa nav vienāda ar savienojuma kopējo lādiņu, tad jūs kaut kur kļūdāties.

2. daļa no 2: Oksidācijas stāvokļa noteikšana, neizmantojot ķīmijas likumus

1 Atrodiet atomus, kuriem nav stingru noteikumu par to oksidācijas stāvokli. Dažiem elementiem nav stingri noteiktu noteikumu par oksidācijas stāvokļa atrašanu. Ja atoms neatbilst nevienam no iepriekš uzskaitītajiem noteikumiem un jūs nezināt tā lādiņu (piemēram, atoms ir kompleksa sastāvdaļa un tā lādiņš nav norādīts), varat noteikt šāda atoma oksidācijas stāvokli ar izslēgšanu. Vispirms nosakiet visu pārējo savienojumu atomu lādiņu un pēc tam no zināmā kopējā savienojuma lādiņa aprēķiniet šī atoma oksidācijas stāvokli.
- Piemēram, savienojumā Na₂TĀ₄ sēra atoma (S) lādiņš nav zināms - mēs tikai zinām, ka tas nav nulle, jo sērs nav elementārā stāvoklī. Šis savienojums kalpo kā labs piemērs, lai ilustrētu algebrisko metodi oksidācijas stāvokļa noteikšanai.
2 Atrodiet savienojumā atlikušo elementu oksidācijas pakāpes. Izmantojot iepriekš aprakstītos noteikumus, nosakiet savienojuma atomu atlikušos oksidācijas stāvokļus. Neaizmirstiet par izņēmumiem no noteikuma O, H utt.
- Par Na₂TĀ₄, izmantojot mūsu noteikumus, mēs atklājam, ka Na jonu lādiņš (un līdz ar to arī oksidācijas stāvoklis) ir +1, un katram skābekļa atomam tas ir -2.
3 Reiziniet atomu skaitu ar to oksidācijas pakāpi. Tagad, kad mēs zinām visu atomu, izņemot vienu, oksidācijas stāvokļus, jāņem vērā, ka dažu elementu atomi var būt vairāki. Reiziniet katra elementa atomu skaitu (tas ir norādīts savienojuma ķīmiskajā formulā kā apakšindeksu pēc elementa simbola) ar tā oksidācijas pakāpi.
- In Na₂TĀ₄ mums ir 2 Na un 4 atomi. Tādējādi, reizinot ar 2 × +1, iegūstam visu Na atomu oksidācijas stāvokli (2), bet reizinot ar 4 × -2 -O (-8) atomu oksidācijas stāvokli.
4 Saskaitiet iepriekšējos rezultātus. Apkopojot reizināšanas rezultātus, iegūstam savienojuma oksidācijas stāvokli bez ņemot vērā vēlamā atoma ieguldījumu.
- Mūsu piemērā Na₂TĀ₄ mēs pievienojam 2 un -8 un iegūstam -6.
5 Atrodiet nezināmo oksidācijas stāvokli no savienojuma lādiņa. Tagad jums ir visi dati, lai viegli aprēķinātu vēlamo oksidācijas stāvokli. Pierakstiet vienādojumu, kura kreisajā pusē būs iepriekšējā aprēķina posmā iegūtā skaitļa un nezināmā oksidācijas stāvokļa summa, kā arī savienojuma kopējā lādiņa labajā pusē. Citiem vārdiem sakot, (Zināmo oksidācijas stāvokļu summa) + (vēlamais oksidācijas stāvoklis) = (savienojuma lādiņš).
- Mūsu gadījumā Na₂TĀ₄ risinājums izskatās šādi:
  - (Zināmo oksidācijas stāvokļu summa) + (vēlamais oksidācijas stāvoklis) = (saliktais lādiņš)
  - -6 + S = 0
  - S = 0 + 6
  - S = 6.V Na₂TĀ₄ sēram ir oksidācijas stāvoklis 6.

Padomi

Savienojumos visu oksidācijas stāvokļu summai jābūt vienādai ar lādiņu. Piemēram, ja savienojums ir diatomisks jons, atomu oksidācijas stāvokļu summai jābūt vienādai ar kopējo jonu lādiņu.
Ir ļoti noderīgi izmantot periodisko tabulu un zināt, kur tajā atrodas metāla un nemetāliskie elementi.
Atomu oksidācijas stāvoklis elementārā formā vienmēr ir nulle. Viena jona oksidācijas stāvoklis ir vienāds ar tā lādiņu. Periodiskās tabulas 1.A grupas elementiem, tādiem kā ūdeņradis, litijs, nātrijs, elementārā formā oksidācijas pakāpe ir +1; 2.A grupas metālu, piemēram, magnija un kalcija, oksidācijas stāvoklis elementārā formā ir +2. Skābeklim un ūdeņradim atkarībā no ķīmiskās saites veida var būt 2 dažādi oksidācijas stāvokļi.