درجة الأكسدة هي قيمة تقليدية تستخدم لتسجيل تفاعلات الأكسدة والاختزال. لتحديد درجة الأكسدة، يتم استخدام جدول أكسدة العناصر الكيميائية.
معنى
تعتمد حالة أكسدة العناصر الكيميائية الأساسية على السالبية الكهربية. القيمة تساوي عدد الإلكترونات النازحة في المركبات.
تعتبر حالة الأكسدة موجبة إذا تم إزاحة الإلكترونات من الذرة، أي. يتبرع العنصر بالإلكترونات في المركب وهو عامل اختزال. وتشمل هذه العناصر المعادن؛ وتكون حالة تأكسدها إيجابية دائمًا.
عندما ينزاح الإلكترون نحو الذرة، تعتبر القيمة سالبة ويعتبر العنصر عامل مؤكسد. تستقبل الذرة الإلكترونات حتى يكتمل مستوى الطاقة الخارجي. معظم اللافلزات هي عوامل مؤكسدة.
المواد البسيطة التي لا تتفاعل دائمًا تكون حالة الأكسدة فيها صفر.
أرز. 1. جدول حالات الأكسدة.
في المركب، تتمتع الذرة اللافلزية ذات السالبية الكهربية المنخفضة بحالة أكسدة موجبة.
تعريف
يمكنك تحديد الحد الأقصى والحد الأدنى لحالات الأكسدة (عدد الإلكترونات التي يمكن للذرة أن تعطيها وتقبلها) باستخدام الجدول الدوري.
الدرجة القصوى تساوي عدد المجموعة التي يقع فيها العنصر، أو عدد إلكترونات التكافؤ. يتم تحديد القيمة الدنيا بواسطة الصيغة:
رقم (المجموعات) – 8.
أرز. 2. الجدول الدوري.
يقع الكربون في المجموعة الرابعة، وبالتالي فإن أعلى حالة تأكسد له هي +4، وأدنى حالة له هي -4. الحد الأقصى لدرجة أكسدة الكبريت هو +6، والحد الأدنى هو -2. تتمتع معظم اللافلزات دائمًا بحالة أكسدة متغيرة - إيجابية وسلبية. الاستثناء هو الفلورايد. حالة الأكسدة هي دائما -1.
يجب أن نتذكر أن هذه القاعدة لا تنطبق على المعادن الأرضية القلوية والقلوية من المجموعتين الأولى والثانية على التوالي. هذه المعادن لها حالة أكسدة إيجابية ثابتة - الليثيوم Li +1، الصوديوم Na +1، البوتاسيوم K +1، البريليوم Be +2، المغنيسيوم Mg +2، الكالسيوم Ca +2، السترونتيوم Sr +2، الباريوم Ba +2. قد تظهر معادن أخرى درجات متفاوتة من الأكسدة. الاستثناء هو الألومنيوم. على الرغم من وجوده في المجموعة الثالثة، إلا أن حالة الأكسدة تكون دائمًا +3.
أرز. 3. الفلزات القلوية والقلوية الأرضية.
من المجموعة الثامنة، فقط الروثينيوم والأوسيميوم يمكنهما إظهار أعلى حالة أكسدة +8. يظهر الذهب والنحاس في المجموعة الأولى حالات أكسدة +3 و+2 على التوالي.
سِجِلّ
لتسجيل حالة الأكسدة بشكل صحيح، يجب أن تتذكر عدة قواعد:
- الغازات الخاملة لا تتفاعل، وبالتالي فإن حالة الأكسدة الخاصة بها تكون دائمًا صفرًا؛
- وفي المركبات، تعتمد حالة الأكسدة المتغيرة على متغير التكافؤ والتفاعل مع العناصر الأخرى؛
- يُظهر الهيدروجين في المركبات التي تحتوي على معادن حالة أكسدة سلبية - Ca +2 H 2 −1, Na +1 H −1;
- الأكسجين دائمًا لديه حالة أكسدة -2، باستثناء فلوريد الأكسجين وبيروكسيد - O +2 F 2 −1، H 2 +1 O 2 −1.
ماذا تعلمنا؟
حالة الأكسدة هي قيمة شرطية توضح عدد الإلكترونات التي قبلتها أو تخلت عنها ذرة عنصر ما في المركب. تعتمد القيمة على عدد إلكترونات التكافؤ. تتمتع المعادن الموجودة في المركبات دائمًا بحالة أكسدة موجبة، أي. هي عوامل الحد. بالنسبة للمعادن القلوية والقلوية الترابية، تكون حالة الأكسدة هي نفسها دائمًا. يمكن أن تتخذ اللافلزات، باستثناء الفلور، حالات أكسدة إيجابية وسلبية.
العنصر الكيميائي الموجود في المركب، ويتم حسابه على افتراض أن جميع الروابط أيونية.
يمكن أن يكون لحالات الأكسدة قيمة موجبة أو سلبية أو صفرية، وبالتالي فإن المجموع الجبري لحالات الأكسدة للعناصر في الجزيء، مع مراعاة عدد ذراتها، يساوي 0، وفي الأيون - شحنة الأيون .
1. تكون حالات أكسدة المعادن في المركبات إيجابية دائمًا.
2. أعلى حالة أكسدة تتوافق مع رقم مجموعة النظام الدوري الذي يوجد فيه العنصر (الاستثناءات هي: الاتحاد الأفريقي +3(أنا المجموعة)، النحاس +2(II)، من المجموعة الثامنة حالة الأكسدة +8 يمكن العثور عليها فقط في الأوزميوم نظام التشغيلوالروثينيوم رو.
3. تعتمد حالات أكسدة اللافلزات على الذرة التي ترتبط بها:
- إذا كانت مع ذرة معدنية، فإن حالة الأكسدة سلبية؛
- إذا كانت مع ذرة غير معدنية، فإن حالة الأكسدة يمكن أن تكون إيجابية أو سلبية. ذلك يعتمد على السالبية الكهربية لذرات العناصر.
4. يمكن تحديد أعلى حالة أكسدة سلبية لللافلزات عن طريق الطرح من 8 رقم المجموعة التي يقع فيها العنصر، أي. أعلى حالة أكسدة موجبة تساوي عدد الإلكترونات الموجودة في الطبقة الخارجية، وهو ما يتوافق مع رقم المجموعة.
5. حالة الأكسدة للمواد البسيطة هي 0، بغض النظر عما إذا كانت معدنية أو غير معدنية.
العناصر ذات حالات الأكسدة الثابتة.
|
عنصر |
حالة الأكسدة المميزة |
الاستثناءات |
|
هيدريدات المعادن: LIH -1 |
||
|
حالة الأكسدةتسمى الشحنة المشروطة للجسيم على افتراض أن الرابطة مكسورة تمامًا (له طابع أيوني). ح- Cl = ح + + Cl - , الرابطة في حمض الهيدروكلوريك تساهمية قطبية. يكون زوج الإلكترون أكثر انزياحًا نحو الذرة Cl - ، لأن إنه عنصر أكثر سالبية كهربية. كيفية تحديد حالة الأكسدة؟كهرسلبيةهي قدرة الذرات على جذب الإلكترونات من العناصر الأخرى. يشار إلى رقم الأكسدة أعلى العنصر: ر 2 0 , نا 0 , O +2 F 2 -1 ,ك + Cl - إلخ. يمكن أن تكون سلبية وإيجابية. حالة الأكسدة لمادة بسيطة (حالة حرة غير منضمة) هي صفر. حالة أكسدة الأكسجين لمعظم المركبات هي -2 (الاستثناء هو البيروكسيدات ح2أو2حيث يساوي -1 والمركبات مع الفلور - يا +2 F 2 -1 , يا 2 +1 F 2 -1 ). - حالة الأكسدةمن أيون أحادي الذرة البسيط يساوي شحنته: نا + , كاليفورنيا +2 . الهيدروجين في مركباته لديه حالة أكسدة +1 (الاستثناءات هي الهيدريدات - نا + ح - واكتب الاتصالات ج +4 ح 4 -1 ). في الروابط المعدنية اللافلزية، حالة الأكسدة السالبة هي الذرة التي لديها قدر أكبر من السالبية الكهربية (ترد البيانات عن السالبية الكهربية في مقياس بولينج): ح + F - , النحاس + ر - , كاليفورنيا +2 (لا 3 ) - إلخ. قواعد تحديد درجة الأكسدة في المركبات الكيميائية.لنأخذ الاتصال كمنو 4 , من الضروري تحديد حالة أكسدة ذرة المنغنيز. منطق:
ك+من اكس او 4 -2 يترك X- حالة أكسدة المنغنيز غير معروفة لنا. عدد ذرات البوتاسيوم 1، المنغنيز - 1، الأكسجين - 4. لقد ثبت أن الجزيء ككل محايد كهربائيًا، لذا يجب أن تكون شحنته الإجمالية صفرًا. 1*(+1) + 1*(X) + 4(-2) = 0, س = +7، وهذا يعني أن حالة أكسدة المنغنيز في برمنجنات البوتاسيوم = +7. لنأخذ مثالاً آخر على الأكسيد Fe2O3. من الضروري تحديد حالة أكسدة ذرة الحديد. منطق:
2*(س) + 3*(-2) = 0، الاستنتاج: حالة أكسدة الحديد في هذا الأكسيد هي +3. أمثلة.تحديد حالات الأكسدة لجميع الذرات في الجزيء. 1. K2Cr2O7. حالة الأكسدة ك +1الأكسجين يا -2. المؤشرات المعطاة: O=(-2)×7=(-14)، K=(+1)×2=(+2). لأن المجموع الجبري لحالات الأكسدة للعناصر في الجزيء، مع مراعاة عدد ذراتها، يساوي 0، ثم عدد حالات الأكسدة الموجبة يساوي عدد الحالات السالبة. الأكسدة ك+O=(-14)+(+2)=(-12). ويترتب على ذلك أن ذرة الكروم لها 12 قوة موجبة، ولكن هناك ذرتان في الجزيء، مما يعني وجود (+12) لكل ذرة: 2 = (+6). إجابة: ك 2 + كروم 2 +6 أو 7 -2. 2.(AsO4) 3- . في هذه الحالة، لن يكون مجموع حالات الأكسدة مساويًا للصفر، بل لشحنة الأيون، أي. - 3. لنجعل المعادلة: س+4×(- 2)= - 3 . إجابة: (كما +5 يا 4 -2) 3- . |
يسبب موضوع المناهج الدراسية مثل الكيمياء صعوبات عديدة لمعظم تلاميذ المدارس الحديثة؛ والقليل منهم قادرون على تحديد درجة الأكسدة في المركبات. يواجه تلاميذ المدارس الذين يدرسون أكبر الصعوبات، أي طلاب المدارس الابتدائية (الصفوف 8-9). سوء فهم الموضوع يؤدي إلى ظهور العداء بين تلاميذ المدارس تجاه هذا الموضوع.
يحدد المعلمون عددًا من الأسباب لهذا "الكراهية" لطلاب المدارس المتوسطة والثانوية للكيمياء: الإحجام عن فهم المصطلحات الكيميائية المعقدة، وعدم القدرة على استخدام الخوارزميات للنظر في عملية معينة، ومشاكل في المعرفة الرياضية. أجرت وزارة التعليم في الاتحاد الروسي تغييرات جدية على محتوى الموضوع. بالإضافة إلى ذلك، تم أيضًا "تقليص" عدد ساعات تدريس الكيمياء. وكان لذلك تأثير سلبي على جودة المعرفة في الموضوع وانخفاض الاهتمام بدراسة هذا التخصص.
ما هي موضوعات دورة الكيمياء الأكثر صعوبة بالنسبة لأطفال المدارس؟
وفقًا للبرنامج الجديد، يتضمن مسار الانضباط المدرسي الأساسي "الكيمياء" عدة مواضيع جادة: الجدول الدوري للعناصر لـ D.I Mendeleev، وفئات المواد غير العضوية، والتبادل الأيوني. أصعب شيء بالنسبة لطلاب الصف الثامن هو تحديد درجة أكسدة الأكاسيد.
قواعد الترتيب
أولًا، يجب أن يعرف الطلاب أن الأكاسيد عبارة عن مركبات معقدة مكونة من عنصرين تتضمن الأكسجين. الشرط الأساسي لكي ينتمي المركب الثنائي إلى فئة الأكاسيد هو موقع الأكسجين الثاني في هذا المركب.
خوارزمية لأكاسيد الحمض
في البداية، دعونا نلاحظ أن الدرجات هي تعبيرات رقمية لتكافؤ العناصر. تتشكل الأكاسيد الحمضية من اللافلزات أو المعادن ذات التكافؤ من أربعة إلى سبعة؛ والثاني في هذه الأكاسيد هو دائمًا الأكسجين.
في الأكاسيد، يتوافق تكافؤ الأكسجين دائمًا مع اثنين؛ ويمكن تحديده من الجدول الدوري للعناصر بواسطة D.I Mendeleev. اللافلزات النموذجية مثل الأكسجين، الموجودة في المجموعة 6 من المجموعة الفرعية الرئيسية للجدول الدوري، تقبل إلكترونين لإكمال مستوى الطاقة الخارجي بالكامل. غالبًا ما تظهر اللافلزات الموجودة في المركبات التي تحتوي على الأكسجين تكافؤًا أعلى، وهو ما يتوافق مع عدد المجموعة نفسها. من المهم أن نتذكر أن حالة أكسدة العناصر الكيميائية هي مؤشر يفترض رقمًا موجبًا (سلبيًا).
تتمتع المادة اللافلزية الموجودة في بداية الصيغة بحالة أكسدة إيجابية. الأكسجين غير المعدني في الأكاسيد مستقر، ومؤشره هو -2. من أجل التحقق من دقة ترتيب القيم في أكاسيد الأحماض، سيكون عليك ضرب جميع الأرقام التي أدخلتها في مؤشرات عنصر معين. تعتبر الحسابات موثوقة إذا كان المجموع الإجمالي لجميع إيجابيات وسلبيات الدرجات المعطاة هو 0.
تجميع الصيغ المكونة من عنصرين
حالة الأكسدة لذرات العناصر تعطي الفرصة لتكوين وكتابة مركبات من عنصرين. عند إنشاء صيغة، أولًا، يتم كتابة كلا الرمزين جنبًا إلى جنب، ويتم دائمًا وضع الأكسجين في المرتبة الثانية. فوق كل علامة مسجلة يتم تدوين قيم حالات الأكسدة، ثم بين الأرقام الموجودة يوجد رقم يقبل القسمة على كلا الرقمين دون أي باقي. ويجب تقسيم هذا المؤشر بشكل منفصل على القيمة العددية لحالة الأكسدة، والحصول على مؤشرات للمكونين الأول والثاني للمادة المكونة من عنصرين. أعلى حالة أكسدة تساوي عدديًا قيمة أعلى تكافؤ لللافلز النموذجي وهي مطابقة لعدد المجموعة التي يوجد فيها اللافلز في PS.
خوارزمية لتحديد القيم العددية في الأكاسيد الأساسية
تعتبر أكاسيد المعادن النموذجية مثل هذه المركبات. في جميع المركبات لديهم مؤشر حالة الأكسدة لا يزيد عن +1 أو +2. من أجل فهم حالة الأكسدة التي سيكون عليها المعدن، يمكنك استخدام الجدول الدوري. بالنسبة للمعادن من المجموعات الفرعية الرئيسية للمجموعة الأولى، تكون هذه المعلمة ثابتة دائمًا، وهي تشبه رقم المجموعة، أي +1.
كما تتميز معادن المجموعة الفرعية الرئيسية للمجموعة الثانية بحالة أكسدة مستقرة، من الناحية الرقمية +2. يجب أن تعطي حالات الأكسدة الإجمالية للأكاسيد، مع مراعاة مؤشراتها (أرقامها)، صفرًا، لأن الجزيء الكيميائي يعتبر جسيمًا محايدًا وخاليًا من الشحنة.
ترتيب حالات الأكسدة في الأحماض المحتوية على الأكسجين
الأحماض هي مواد معقدة تتكون من ذرة هيدروجين واحدة أو أكثر مرتبطة بنوع ما من الشوارد الحمضية. وبما أن حالات الأكسدة عبارة عن أرقام، فإن حسابها سيتطلب بعض المهارات الرياضية. يكون مؤشر الهيدروجين (البروتون) في الأحماض ثابتًا دائمًا ويكون +1. بعد ذلك، يمكنك الإشارة إلى حالة الأكسدة لأيون الأكسجين السالب، وهي أيضًا مستقرة، -2.
فقط بعد هذه الخطوات يمكن حساب حالة الأكسدة للمكون المركزي للصيغة. كمثال محدد، فكر في تحديد حالة أكسدة العناصر في حمض الكبريتيك H2SO4. وباعتبار أن جزيء هذه المادة المعقدة يحتوي على بروتونين هيدروجين و4 ذرات أكسجين، نحصل على تعبير على الصورة +2+X-8=0. لكي يشكل المجموع صفرًا، سيكون للكبريت حالة أكسدة قدرها +6
ترتيب حالات الأكسدة في الأملاح
الأملاح هي مركبات معقدة تتكون من أيونات معدنية وواحد أو أكثر من المخلفات الحمضية. طريقة تحديد حالات الأكسدة لكل جزء من الأجزاء المكونة في الملح المركب هي نفسها المستخدمة في الأحماض المحتوية على الأكسجين. وبالنظر إلى أن حالة أكسدة العناصر هي مؤشر رقمي، فمن المهم الإشارة بشكل صحيح إلى حالة أكسدة المعدن.
إذا كان المعدن الذي يشكل الملح يقع في المجموعة الفرعية الرئيسية، فإن حالة الأكسدة الخاصة به ستكون مستقرة، وتتوافق مع رقم المجموعة، وتكون ذات قيمة موجبة. إذا كان الملح يحتوي على معدن من مجموعة فرعية مماثلة من PS، فيمكن الكشف عن المعادن المختلفة من خلال بقايا الحمض. بعد تحديد حالة أكسدة المعدن، اضبط (-2)، ثم احسب حالة أكسدة العنصر المركزي باستخدام معادلة كيميائية.
على سبيل المثال، النظر في تحديد حالات الأكسدة للعناصر في (متوسط الملح). نانو3. يتكون الملح من معدن المجموعة الفرعية الرئيسية للمجموعة 1، وبالتالي فإن حالة أكسدة الصوديوم ستكون +1. الأكسجين الموجود في النترات لديه حالة أكسدة -2. لتحديد القيمة العددية لحالة الأكسدة، تكون المعادلة +1+X-6=0. وبحل هذه المعادلة نجد أن X يجب أن تكون +5، هذا هو
المصطلحات الأساسية في OVR
هناك مصطلحات خاصة بعمليات الأكسدة والاختزال يجب أن يتعلمها أطفال المدارس.
حالة أكسدة الذرة هي قدرتها المباشرة على الارتباط بنفسها (التبرع للآخرين) بالإلكترونات من بعض الأيونات أو الذرات.
يعتبر العامل المؤكسد ذرات محايدة أو أيونات مشحونة تكتسب إلكترونات أثناء التفاعل الكيميائي.
سيكون عامل الاختزال عبارة عن ذرات غير مشحونة أو أيونات مشحونة تفقد إلكتروناتها في عملية التفاعل الكيميائي.
يُعتقد أن الأكسدة هي إجراء للتبرع بالإلكترونات.
يتضمن التخفيض قبول إلكترونات إضافية بواسطة ذرة أو أيون غير مشحون.
تتميز عملية الأكسدة والاختزال بتفاعل تتغير خلاله حالة أكسدة الذرة بالضرورة. يوفر هذا التعريف نظرة ثاقبة حول كيفية تحديد ما إذا كان رد الفعل هو ODD.
قواعد تحليل OVR
باستخدام هذه الخوارزمية، يمكنك ترتيب المعاملات في أي تفاعل كيميائي.
حالة الأكسدة. تحديد حالة الأكسدة لذرة العنصر باستخدام الصيغة الكيميائية للمركب. رسم صيغة المركب بناء على حالات الأكسدة المعروفة لذرات العناصر
حالة أكسدة العنصر هي الشحنة المشروطة للذرة في المادة، ويتم حسابها على افتراض أنها تتكون من أيونات. لتحديد حالة أكسدة العناصر، عليك أن تتذكر قواعد معينة:
1. يمكن أن تكون حالة الأكسدة إيجابية أو سلبية أو صفر. ويشار إليه برقم عربي مع علامة زائد أو ناقص فوق رمز العنصر.
2. عند تحديد حالات الأكسدة ننطلق من السالبية الكهربية للمادة: مجموع حالات الأكسدة لجميع الذرات في المركب هو صفر.
3. إذا كان المركب مكوناً من ذرات عنصر واحد (في مادة بسيطة) فإن حالة الأكسدة لهذه الذرات تكون صفراً.
4. عادةً ما يتم تعيين حالات أكسدة الفولاذ لذرات بعض العناصر الكيميائية. على سبيل المثال، تكون حالة أكسدة الفلور في المركبات دائمًا -1؛ الليثيوم والصوديوم والبوتاسيوم والروبيديوم والسيزيوم +1؛ المغنيسيوم والكالسيوم والسترونتيوم والباريوم والزنك +2 والألومنيوم +3.
5. حالة أكسدة الهيدروجين في معظم المركبات هي +1، وفقط في المركبات التي تحتوي على بعض المعادن تساوي -1 (KH، BaH2).
6. حالة أكسدة الأكسجين في معظم المركبات هي -2، وفي بعض المركبات فقط يتم تحديد حالة أكسدة -1 (H2O2، Na2O2 أو +2 (OF2).
7. ذرات العديد من العناصر الكيميائية لها حالات أكسدة متغيرة.
8. تكون حالة أكسدة ذرة المعدن في المركبات موجبة وتساوي عدديا تكافؤها.
9. عادة ما تكون حالة الأكسدة الإيجابية القصوى للعنصر مساوية لعدد المجموعة في الجدول الدوري الذي يوجد فيه العنصر.
10. الحد الأدنى لحالة الأكسدة للمعادن هو صفر. بالنسبة لللافلزات، في معظم الحالات تكون حالة الأكسدة السالبة تحتها تساوي الفرق بين رقم المجموعة والرقم ثمانية.
11. حالة أكسدة الذرة تشكل أيوناً بسيطاً (يتكون من ذرة واحدة) وتساوي شحنة هذا الأيون.
باستخدام القواعد المذكورة أعلاه، سنحدد حالات أكسدة العناصر الكيميائية في تركيبة H2SO4. هذه مادة معقدة تتكون من ثلاثة عناصر كيميائية - الهيدروجين H والكبريت S والأكسجين O. دعونا نلاحظ حالات الأكسدة لتلك العناصر التي تكون ثابتة فيها. في حالتنا، هذه هي الهيدروجين H والأكسجين O.
دعونا نحدد حالة الأكسدة غير المعروفة للكبريت. دع عدد أكسدة الكبريت في هذا المركب يكون x.
لنقم بإنشاء معادلات عن طريق ضرب مؤشر كل عنصر في حالة الأكسدة ومساواة الكمية المستخرجة بالصفر: 2 (+1) + x + 4 (-2) = 0
2 + س – 8 = 0
س = +8 - 2 = +6
ومن ثم، فإن عدد تأكسد الكبريت يساوي موجب ستة.
في المثال التالي، سنتعرف على كيفية إنشاء صيغة لمركب له حالات أكسدة معروفة لذرات العناصر. لنقم بإنشاء صيغة لأكسيد الحديدوم (III). كلمة "أكسيد" تعني أنه على يمين رمز الحديد تحتاج إلى كتابة رمز الأكسجين: FeO.
دعونا نلاحظ حالات أكسدة العناصر الكيميائية فوق رموزها. تتم الإشارة إلى حالة أكسدة الحديد في الاسم بين قوسين (III)، وبالتالي تساوي +3، وحالة أكسدة الأكسجين في الأكاسيد هي -2.
دعونا نجد المضاعف المشترك الأصغر للرقمين 3 و 2، هذا هو 6. اقسم الرقم 6 على 3، نحصل على الرقم 2 - هذا هو مؤشر الحديد. اقسم الرقم 6 على 2، نحصل على الرقم 3 - هذا هو مؤشر الأكسجين.
في المثال التالي، سنتعرف على كيفية إنشاء صيغة لمركب له حالات أكسدة معروفة لذرات العناصر وشحنات الأيونات. دعونا ننشئ صيغة أورثوفوسفات الكالسيوم. كلمة "أورثوفوسفات" تعني أنه يجب عليك كتابة البقايا الحمضية لحمض الأرثوفوسفات على يمين رمز الكالسيوم: CaPO4.
دعونا نلاحظ حالة أكسدة الكالسيوم (القاعدة رقم أربعة) وشحن بقايا الحمض (حسب جدول الذوبان).
دعونا نجد المضاعف المشترك الأصغر للرقمين 2 و 3، هذا هو 6. اقسم الرقم 6 على 2، نحصل على الرقم 3 - هذا هو مؤشر الكالسيوم. اقسم الرقم 6 على 3، نحصل على الرقم 2 - وهذا هو مؤشر بقايا الحمض.
حالات أكسدة العناصر. كيفية العثور على حالات الأكسدة؟
1) في المادة البسيطة تكون حالة الأكسدة لأي عنصر هي 0. أمثلة: Na 0، H 0 2، P 0 4.
2) من الضروري أن نتذكر العناصر التي تتميز بحالات الأكسدة الثابتة. كل منهم مدرج في الجدول.
3) يعتمد البحث عن حالات الأكسدة للعناصر الأخرى على قاعدة بسيطة:
في الجزيء المحايد، يكون مجموع حالات الأكسدة لجميع العناصر صفرًا، وفي الأيون - شحنة الأيون.
دعونا نلقي نظرة على تطبيق هذه القاعدة باستخدام أمثلة بسيطة.
مثال 1. من الضروري إيجاد حالات أكسدة العناصر في الأمونيا (NH3).
حل. نحن نعلم بالفعل (انظر 2) أن الفن. نعم. الهيدروجين هو +1. يبقى أن تجد هذه الخاصية للنيتروجين. دع x تكون حالة الأكسدة المطلوبة. نقوم بإنشاء أبسط معادلة: x + 3*(+1) = 0. الحل واضح: x = -3. الجواب: ن -3 ح 3 +1.
مثال 2. أشر إلى حالات الأكسدة لجميع الذرات في جزيء H 2 SO 4.
حل. حالات أكسدة الهيدروجين والأكسجين معروفة بالفعل: H(+1) وO(-2). نقوم بإنشاء معادلة لتحديد حالة أكسدة الكبريت: 2*(+1) + x + 4*(-2) = 0. وبحل هذه المعادلة نجد: x = +6. الجواب: ح +1 2 ق +6 يا -2 4.
مثال 3. احسب حالات الأكسدة لجميع العناصر الموجودة في جزيء Al(NO 3) 3.
حل. تبقى الخوارزمية دون تغيير. يتضمن تكوين "جزيء" نترات الألومنيوم ذرة Al واحدة (+3)، و9 ذرات أكسجين (-2)، و3 ذرات نيتروجين، والتي يتعين علينا حساب حالة الأكسدة فيها. المعادلة المقابلة هي: 1*(+3) + 3x + 9*(-2) = 0. الإجابة: Al +3 (N +5 O -2 3) 3.
مثال 4. تحديد حالات الأكسدة لجميع الذرات في أيون (AsO 4) 3-.
حل. في هذه الحالة، لن يكون مجموع حالات الأكسدة مساويًا للصفر، بل لشحنة الأيون، أي -3. المعادلة: س + 4*(-2) = -3. الجواب: ك(+5)، يا(-2).
هل من الممكن تحديد حالات الأكسدة لعدة عناصر في وقت واحد باستخدام معادلة مماثلة؟ إذا نظرنا إلى هذه المشكلة من وجهة نظر رياضية، فإن الجواب سيكون سلبيا. لا يمكن أن يكون للمعادلة الخطية ذات المتغيرين حل فريد. لكننا نحل أكثر من مجرد معادلة!
مثال 5. تحديد حالات الأكسدة لجميع العناصر في (NH 4) 2 SO 4.
حل. حالات أكسدة الهيدروجين والأكسجين معروفة، لكن الكبريت والنيتروجين ليست معروفة. مثال كلاسيكي لمشكلة ذات مجهولين! لن نعتبر كبريتات الأمونيوم "جزيءًا" واحدًا، بل كمزيج من أيونين: NH 4 + وSO 4 2-. وشحنات الأيونات معروفة لدينا، فكل منها يحتوي على ذرة واحدة فقط ذات حالة أكسدة غير معروفة. وباستخدام الخبرة المكتسبة في حل المسائل السابقة، يمكننا بسهولة العثور على حالات أكسدة النيتروجين والكبريت. الجواب : (ن -3 ح 4 +1) 2 ق +6 يا 4 -2.
الخلاصة: إذا كان الجزيء يحتوي على عدة ذرات ذات حالات أكسدة غير معروفة، فحاول "تقسيم" الجزيء إلى عدة أجزاء.
مثال 6. أشر إلى حالات الأكسدة لجميع العناصر في CH 3 CH 2 OH.
حل. العثور على حالات الأكسدة في المركبات العضوية له خصائصه الخاصة. على وجه الخصوص، من الضروري العثور على حالات الأكسدة لكل ذرة كربون بشكل منفصل. يمكنك السبب على النحو التالي. خذ على سبيل المثال ذرة الكربون في مجموعة الميثيل. ترتبط ذرة C هذه بثلاث ذرات هيدروجين وذرة كربون مجاورة. على طول الرابطة C-H، تنتقل كثافة الإلكترون نحو ذرة الكربون (نظرًا لأن السالبية الكهربية لـ C تتجاوز EO للهيدروجين). إذا كانت هذه الإزاحة كاملة، فإن ذرة الكربون سوف تكتسب شحنة قدرها -3.
ترتبط ذرة C في مجموعة -CH 2 OH بذرتي هيدروجين (تحول في كثافة الإلكترون نحو C)، وذرة أكسجين واحدة (تحول في كثافة الإلكترون نحو O) وذرة كربون واحدة (يمكن افتراض أن التحول في كثافة الإلكترون في هذه الحالة لا يحدث). حالة أكسدة الكربون هي -2 +1 +0 = -1.
الجواب: ج -3 ح +1 3 ج -1 ح +1 2 س -2 ح +1.
حقوق الطبع والنشر Repetitor2000.ru، 2000-2015