OKSIDĀCIJAS NUMURS: KONCEPCIJA, KĀ TO IEGŪT, UN PIEMĒRI - ĶĪMIJA

Oksidācijas numurs , ko sauc arī oksidēšanas stāvokļa, ir tāds, kas apraksta iegūšana vai elektronu zudumu atoma, pieņemot, ka savienojums, kurā tā ir daļa ir tīri jonu raksturs. Tāpēc, runājot par oksidācijas numuru, tiek pieņemts, ka visi atomi ir atrodami kā joni, kas mijiedarbojas elektrostatiski.

Lai arī reālais attēls ir sarežģītāks nekā visur, kur ir joni, oksidācijas skaitlis ir patiešām noderīgs, lai interpretētu oksīdu reducēšanas (redoksa) reakcijas. Mainot šos skaitļus, atklājas, kuras sugas ir oksidējušās vai pazaudējušas elektronus, vai arī, ja elektroni ir samazināti vai iegūti.

Oksīda slānis, kas pārklāj dzelzs rotājumus un statujas, ir izveidots daļā O2-anjonu, kur skābekļa oksidācijas skaitlis ir -2. Avots: Dracénois

Monatomijas jonu lādiņš sakrīt ar tā oksidācijas numuru. Piemēram, oksīds anjonu, O ^2- , viens no visvairāk bagātīgāka kā konstatēts neskaitāmas minerālvielas, ir oksidēšanas skaitu -2. To interpretē šādi: tam ir divi papildu elektroni, salīdzinot ar skābekļa atomu zemes stāvoklī O.

Oksidācijas skaitļus var viegli aprēķināt pēc molekulārās formulas, un tie bieži ir noderīgāki un nozīmīgāki, ja runa ir par jonu iesaiņotiem neorganiskiem savienojumiem. Tikmēr organiskajā ķīmijā tam nav vienādas nozīmes, jo gandrīz visas tā saites būtībā ir kovalentas.

Kā iegūt oksidācijas numuru?

Elektroneitralitāte

Jonisko lādiņu summai savienojumā jābūt vienādai ar nulli, lai tā būtu neitrāla. Tikai joniem var būt pozitīva vai negatīva maksa.

Tāpēc jāpieņem, ka arī oksidācijas skaitļu summai jābūt vienādai ar nulli. Paturot to prātā un veicot dažus aritmētiskos aprēķinus, mēs varam iegūt vai noteikt jebkura savienojuma atoma oksidācijas numuru.

Valensija

Valences nav ticamas, nosakot atoma oksidācijas numuru, lai arī ir vairāki izņēmumi. Piemēram, visiem 1. grupas elementiem, sārmajiem metāliem, ir valence 1, un tāpēc nemainīgs oksidācijas skaitlis ir +1. Tas pats notiek ar sārmzemju metāliem, 2. grupas metāliem, ar oksidācijas numuru +2.

Ņemiet vērā, ka pozitīvo oksidācijas skaitļu priekšā vienmēr ir simbols “+”: +1, +2, +3 utt. Un tāpat negatīvi: -1, -2, -3 utt.

Vispārīgi noteikumi

Nosakot oksidācijas numuru, ir jāņem vērā daži vispārīgi noteikumi:

-Skābekļa un sēra oksidācijas skaitlis ir -2: O ^2- un S ^2-

-Tīru elementu oksidācijas skaits ir 0: Fe ⁰ , P ₄⁰ , S ₈⁰

-Ūdeņraža atomam atkarībā no tā, ar ko tas ir saistīts, oksidācijas skaitlis ir +1 (H ⁺ ) vai -1 (H ^- )

-Halogēniem, ja tie nav saistīti ar skābekli vai fluoru, oksidācijas skaitlis ir -1: F ^- , Cl ^- , Br ^- un I ^-

-Poliatomiskam jonam, piemēram, OH ^- , oksidācijas skaitļu summai nevajadzētu būt vienādai ar nulli, bet ar jonu lādiņu, kas OH būtu -1 ^- (O ^2- H ⁺ ) ^-

-Metāliem parastos apstākļos ir pozitīvs oksidācijas skaitlis

Aritmētiskās operācijas

Pieņemsim, ka mums ir savienojums PbCO ₃ . Ja mēs identificējam karbonāta anjonu, CO ₃² , visu oksidācijas numuru aprēķins būs vienkāršs. Mēs sākam ar to pašu karbonātu, zinot, ka skābekļa oksidācijas skaitlis ir -2:

(C ^x O ₃^2- ) ²

Oksidācijas skaitļu summai jābūt vienādai ar -2:

x + 3 (-2) = -2

x -6 = -2

x = +4

Tāpēc oglekļa oksidācijas skaitlis ir +4:

(C ⁴⁺ O ₃^2- ) ^2-

PbCO ₃ tagad izskatās šādi:

Pb ^z C ⁴⁺ O ₃²

Atkal mēs pievienojam oksidācijas skaitļus tā, lai tie būtu vienādi ar nulli:

z + 4 - 6 = 0

z = +2

Tāpēc svina oksidācijas skaitlis ir +2, tāpēc tiek pieņemts, ka tas eksistē kā Pb ²⁺ katjons . Patiesībā šis aprēķins pat nebija jāveic, jo, zinot, ka karbonāta lādiņš ir -2, svins, tā pretjonam obligāti jābūt +2 lādim, lai būtu elektroneutralitāte.

Piemēri

Turpmāk tiks minēti daži dažādu savienojumu elementu oksidācijas numuru piemēri.

Skābeklis

Visas metāla oksīdi ir skābekļa O ^2- : CaO, Feo, Cr ₂ O ₃ , BeO, Al ₂ O ₃ , PBO ₂ , utt Tomēr peroksīda anjonā O ₂² katram skābekļa atomam ir oksidācijas skaitlis -1. Tāpat, superoksīda anjonu, O ₂^- , katrs skābekļa atoms ir oksidēšanas skaitu -1/2.

No otras puses, kad skābeklis saistās ar fluoru, tas iegūst pozitīvus oksidācijas skaitļus. Piemēram, skābekļa difluorīdā OF ₂ skābeklim ir pozitīvs oksidācijas skaitlis. Kura? Zinot, ka fluors ir -1, mums ir:

O ^x F ₂^-1

x + 2 (-1) = 0

x -2 = 0

x = +2

Tādējādi skābekļa oksidācijas skaits ir +2 (O ²⁺ ) OF ₂ (O ²⁺ F ₂^- ).

Slāpeklis

Galvenie slāpekļa oksidācijas skaitļi ir -3 (N ^3- H ₃⁺¹ ), +3 (N ³⁺ F ₃^- ) un +5 (N ₂⁵⁺ O ₅^2- ).

Hlors

Viens no galvenajiem hlora oksidācijas skaitļiem ir -1. Bet viss mainās, ja tas apvienojas ar skābekli, slāpekli vai fluoru, vairāk elektronegatīviem elementiem. Kad tas notiek, tas iegūst pozitīvus oksidācijas skaitļus, piemēram: +1 (N ^3- Cl ₃⁺ , Cl ⁺ F ^- , Cl ₂⁺ O ² ), +2, +3 (ClO ₂^- ), +4, +5 (CLO ₂⁺ ), +6 un +7 (Cl ₂^{7 +} O ₇^2- ).

Kālijs

Kālija visiem tā savienojumiem oksidācijas skaitlis ir +1 (K ⁺ ); Ja vien tas nav ļoti īpašs apstāklis, kurā tas var iegūt oksidācijas numuru -1 (K ^- ).

Sērs

Sēra gadījums ir līdzīgs hlora gadījumam: tā oksidācijas skaitlis ir -2, ja vien tas nav kombinēts ar skābekli, fluoru, slāpekli vai to pašu hloru. Piemēram, citi jūsu oksidācijas skaitļi ir: -1, +1 (S ₂⁺¹ Cl ₂^- ), +2 (S ²⁺ Cl ₂^- ), +3 (S ₂ O ₄² ), + 4 ( S ⁴⁺ O ₂^2- ), +5 un +6 (S ⁶⁺ O ₃^2- ).

Ogleklis

Pamata oksidācijas valstis oglekļa ir -4 (C ^4- H ₄⁺ ) un +4 (C ⁴⁺ O ₂^2- ). Šeit mēs sākam redzēt šīs koncepcijas neveiksmi. Ne metāna, CH ₄ , un ne oglekļa dioksīda, CO ₂ , mums ir ogleklis, C ^4- vai C ⁴⁺ joniem , attiecīgi, bet drīzāk veidot kovalentas saites.

Citi oglekļa oksidācijas skaitļi, piemēram, -3, -2, -1 un 0, ir atrodami dažu organisko savienojumu molekulu formulās. Tomēr, un atkal, nav ļoti pamatoti pieņemt oglekļa atoma jonu lādiņus.

Sakritība

Visbeidzot, fosfora galvenie oksidācijas skaitļi ir -3 (Ca ₃²⁺ P ₂³ ), +3 (H ₃⁺ P ³⁺ O ₃² ) un + 5 (P ₂^{5 +} O _5).² ).

Atsauces

Šiveris un Atkins. (2008). Neorganiskā ķīmija. (Ceturtais izdevums). Mc Graw Hill.
Vaitens, Deiviss, Peks un Stenlijs. (2008). Ķīmija (8. izd.). CENGAGE mācīšanās.
Klarks J. (2018). Oksidācijas stāvokļi (oksidācijas skaitļi). Atgūts no: chemguide.co.uk
Wikipedia. (2020). Oksidācijas stāvoklis. Atgūts no: en.wikipedia.org
Dr Kristy M. Beilija. (sf). Oksidācijas numuru piešķiršana. Atgūts no: occc.edu

OKSIDĀCIJAS NUMURS: KONCEPCIJA, KĀ TO IEGŪT, UN PIEMĒRI - ĶĪMIJA - 2025