أعلى درجة لأكسدة العناصر في الكيمياء. الكيمياء للدمى: حالة الأكسدة

يمكن أن تكون مهمة تحديد حالة الأكسدة إجراءً شكليًا بسيطًا أو لغزًا معقدًا. بادئ ذي بدء، سوف يعتمد على صيغة المركب الكيميائي، فضلا عن وجوده المعرفة الأساسيةفي الكيمياء والرياضيات.

معرفة القواعد الأساسية والخوارزمية للإجراءات المنطقية المتسلسلة والتي عنها سنتحدثفي هذه المقالة، عند حل مشاكل هذا النوع، يمكن للجميع التعامل بسهولة مع هذه المهمة. وبعد التدريب والتعلم لتحديد حالات الأكسدة للمركبات الكيميائية المختلفة، يمكنك بأمان تولي مهمة موازنة تفاعلات الأكسدة والاختزال المعقدة عن طريق إنشاء توازن إلكتروني.

مفهوم حالة الأكسدة

لمعرفة كيفية تحديد درجة الأكسدة، عليك أولا أن تفهم ماذا يعني هذا المفهوم؟

• يتم استخدام رقم الأكسدة عند الكتابة في تفاعلات الأكسدة والاختزال عندما يتم نقل الإلكترونات من ذرة إلى ذرة.
• تسجل حالة الأكسدة عدد الإلكترونات المنقولة، مما يشير إلى الشحنة المشروطة للذرة.
• غالبًا ما تكون حالة الأكسدة والتكافؤ متطابقتين.

وهذه التسمية مكتوبة أعلى العنصر الكيميائي في زاويته اليمنى، وهي عبارة عن عدد صحيح بعلامة "+" أو "-". القيمة الصفرية لحالة الأكسدة لا تحمل إشارة.

قواعد لتحديد درجة الأكسدة

دعونا نفكر في الشرائع الرئيسية لتحديد حالة الأكسدة:

• بسيط المواد الأوليةأي أن تلك التي تتكون من نوع واحد من الذرة ستكون موجودة دائمًا درجة الصفرأكسدة. على سبيل المثال، Na0، H02، P04
• هناك عدد من الذرات التي لها دائمًا حالة أكسدة واحدة ثابتة. ومن الأفضل أن تتذكر القيم الواردة في الجدول.

• وكما ترون، فإن الاستثناء الوحيد يحدث مع الهيدروجين المتحد مع المعادن، حيث يكتسب حالة أكسدة "-1" وهي ليست مميزة له.
• يأخذ الأكسجين أيضًا حالة أكسدة تبلغ "+2" في مركب كيميائي مع الفلور و"-1" في مركبات البيروكسيد أو الأكسيد الفائق أو الأوزونيد حيث ترتبط ذرات الأكسجين ببعضها البعض.

• أيونات المعادن لها عدة حالات أكسدة (والموجبة فقط)، لذلك يتم تحديدها من خلال العناصر المجاورة في المركب. على سبيل المثال، في FeCl3، الكلور لديه حالة أكسدة "-1"، ويحتوي على 3 ذرات، لذلك نضرب -1 في 3، ونحصل على "-3". لكي يكون مجموع حالات الأكسدة للمركب "0"، يجب أن تكون حالة الأكسدة للحديد "+3". في الصيغة FeCl2، يتغير الحديد وفقًا لدرجته إلى "+2".
• من خلال الجمع الرياضي لحالات الأكسدة لجميع الذرات في الصيغة (مع مراعاة العلامات)، يجب دائمًا الحصول على قيمة صفر. على سبيل المثال، في حمض الهيدروكلوريك H+1Cl-1 (+1 و -1 = 0)، وفي حامض الكبريتيك H2+1S+4O3-2 (+1 * 2 = +2 للهيدروجين، +4 للكبريت و -2 * 3 = – 6 للهيدروجين الأكسجين؛ مجموع +6 و -6 يعطي 0).
• ستكون حالة أكسدة الأيون أحادي الذرة مساوية لشحنته. على سبيل المثال: Na+، Ca+2.
• ناي أعلى درجةترتبط الأكسدة، كقاعدة عامة، برقم المجموعة في الجدول الدوري لـ D.I.

خوارزمية لتحديد درجة الأكسدة

ترتيب العثور على حالة الأكسدة ليس معقدا، ولكنه يتطلب الاهتمام وإجراءات معينة.

المهمة: ترتيب حالات الأكسدة في المركب KMnO4

• العنصر الأول، البوتاسيوم، لديه حالة أكسدة ثابتة "+1".
  للتحقق، يمكنك إلقاء نظرة على الجدول الدوري، حيث يوجد البوتاسيوم في المجموعة 1 من العناصر.
• ومن بين العنصرين المتبقيين، يميل الأكسجين إلى أن يكون لديه حالة أكسدة تبلغ -2.
• نحصل على الصيغة التالية: ك+1MnxO4-2. يبقى تحديد حالة أكسدة المنغنيز.
  لذا، x هي حالة أكسدة المنغنيز غير المعروفة لنا. من المهم الآن الانتباه إلى عدد الذرات الموجودة في المركب.
  عدد ذرات البوتاسيوم 1، والمنجنيز 1، والأكسجين 4.
  مع الأخذ في الاعتبار الحياد الكهربائي للجزيء، عندما تكون الشحنة الكلية (الإجمالية) صفرًا،

1*(+1) + 1*(س) + 4(-2) = 0،
+1+1x+(-8) = 0,
-7+1س = 0،
(عند النقل نقوم بتغيير العلامة)
1س = +7، س = +7

وبذلك تكون حالة أكسدة المنجنيز في المركب هي "+7".

المهمة: ترتيب حالات الأكسدة في مركب Fe2O3.

• الأكسجين، كما هو معروف، لديه حالة أكسدة "-2" ويعمل كعامل مؤكسد. وبأخذ عدد الذرات في الاعتبار (3) تكون القيمة الإجمالية للأكسجين "-6" (-2*3= -6)، أي. ضرب عدد الأكسدة بعدد الذرات.
• لموازنة الصيغة وإيصالها إلى الصفر، سيكون لذرتي حديد حالة أكسدة "+3" (2*+3=+6).
• المجموع هو صفر (-6 و+6 = 0).

المهمة: ترتيب حالات الأكسدة في مركب Al(NO3)3.

• هناك ذرة ألومنيوم واحدة فقط ولها حالة أكسدة ثابتة "+3".
• يوجد في الجزيء 9 ذرات أكسجين (3*3)، وحالة أكسدة الأكسجين كما هو معروف هي "-2"، أي أنه بضرب هذه القيم نحصل على "-18".
• يبقى أن نعادل السلبية و القيم الإيجابيةوبالتالي تحديد درجة أكسدة النيتروجين. -18 و+3، +15 مفقود، ونظرًا لوجود 3 ذرات نيتروجين، فمن السهل تحديد حالة الأكسدة: اقسم 15 على 3 واحصل على 5.
• حالة أكسدة النيتروجين هي "+5"، وستكون الصيغة كما يلي: Al+3(N+5O-23)3
• إذا كان من الصعب تحديد القيمة المطلوبة بهذه الطريقة، فيمكنك إنشاء المعادلات وحلها:

1*(+3) + 3س + 9*(-2) = 0.
+3+3س-18=0
3س=15
س = 5

لذا، فإن حالة الأكسدة كافية مفهوم مهمفي الكيمياء، يرمز إلى حالة الذرات في الجزيء.
دون معرفة بعض الأحكام أو الأساسيات التي تسمح لك بتحديد درجة الأكسدة بشكل صحيح، فمن المستحيل التعامل مع هذه المهمة. لذلك، هناك استنتاج واحد فقط: التعرف جيدًا على قواعد العثور على حالة الأكسدة ودراستها، والتي تم تقديمها بوضوح وإيجاز في المقالة، والمضي قدمًا بجرأة على طول المسار الصعب للتعقيدات الكيميائية.

حالة الأكسدة - القيمة التقليدية، يستخدم لتسجيل تفاعلات الأكسدة والاختزال. يتم استخدام جدول الأكسدة لتحديد درجة الأكسدة 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؛ وحالة الأكسدة الخاصة بها تكون دائمًا إيجابية.

عندما ينزاح الإلكترون نحو الذرة، تعتبر القيمة سالبة ويعتبر العنصر عامل مؤكسد. تستقبل الذرة الإلكترونات حتى الخارج مستوى الطاقة. معظم اللافلزات هي عوامل مؤكسدة.

المواد البسيطة التي لا تتفاعل دائمًا تكون حالة الأكسدة فيها صفر.

أرز. 1. جدول حالات الأكسدة.

في اتصال درجة إيجابيةتحتوي الأكسدة على ذرة غير معدنية ذات سالبية كهربية أقل.

تعريف

يمكنك تحديد الحد الأقصى والحد الأدنى لحالات الأكسدة (عدد الإلكترونات التي يمكن للذرة أن تعطيها وتقبلها) من خلال ذلك الجدول الدوريمندليف.

الدرجة القصوىيساوي عدد المجموعة التي يقع فيها العنصر، أو عدد إلكترونات التكافؤ. الحد الأدنى للقيمةتحددها 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 بدرجات متفاوتةأكسدة. 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 الثامنةفقط الروثينيوم والأوسيميوم يمكن أن يظهرا أعلى حالة أكسدة +8. يظهر الذهب والنحاس، الموجودان في المجموعة الأولى، حالة أكسدة تبلغ +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. تعتمد القيمة على عدد إلكترونات التكافؤ. تتمتع المعادن الموجودة في المركبات دائمًا بحالة أكسدة موجبة، أي. هي عوامل الحد. للقلويات و المعادن الأرضية القلويةحالة الأكسدة هي نفسها دائمًا. يمكن أن تتخذ اللافلزات، باستثناء الفلور، حالات أكسدة إيجابية وسلبية.

هدف: مواصلة دراسة التكافؤ. إعطاء مفهوم حالة الأكسدة. النظر في أنواع حالات الأكسدة: إيجابية، سلبية، قيمة صفر. تعلم كيفية تحديد حالة أكسدة الذرة في المركب بشكل صحيح. تدريس تقنيات مقارنة وتعميم المفاهيم التي تتم دراستها. تنمية مهارات تحديد درجة الأكسدة بها الصيغ الكيميائية; مواصلة تطوير المهارات عمل مستقل; تعزيز التنمية التفكير المنطقي. تنمية الشعور بالتسامح (التسامح واحترام آراء الآخرين) والمساعدة المتبادلة؛ يدرك التعليم الجمالي(من خلال تصميم السبورة والدفاتر عند استخدام العروض التقديمية).

تقدم الدرس

أنا. اللحظة التنظيمية

فحص الطلاب للدرس.

ثانيا. التحضير للدرس.

ستحتاج للدرس: الجدول الدوري D.I Mendeleev، الكتب المدرسية، المصنفات، الأقلام، أقلام الرصاص.

ثالثا. التحقق من الواجبات المنزلية.

المسح الأمامي، وسيعمل البعض على السبورة باستخدام البطاقات وإجراء الاختبار والتلخيص هذه المرحلةستكون هناك لعبة فكرية.

1. العمل بالبطاقات.

1 بطاقة

يُعرِّف الكسور الجماعية(%) الكربون والأكسجين ثاني أكسيد الكربون (كو 2 ) .

2 بطاقة

حدد نوع الرابطة في جزيء H2S اكتب التركيبة و صيغة إلكترونيةجزيئات.

2. المسح الأمامي

1. ما هو الرابط الكيميائي؟
2. ما هي أنواع الروابط الكيميائية التي تعرفها؟
3. ما هي الرابطة التي تسمى الرابطة التساهمية؟
4. أيّ الروابط التساهميةتخصيص؟
5. ما هو التكافؤ؟
6. كيف نحدد التكافؤ؟
7. ما هي العناصر (المعادن وغير المعادن) التي لها تكافؤ متغير؟

3. الاختبار

1. في أي الجزيئات توجد رابطة تساهمية غير قطبية؟

2 . أي الجزيء يشكل رابطة ثلاثية عند تكوين رابطة تساهمية غير قطبية؟

3 . ماذا تسمى الأيونات الموجبة الشحنة؟

أ) الكاتيونات

ب) الجزيئات

ب) الأنيونات

د) البلورات

4. في أي صف توجد مواد المركب الأيوني؟

أ) CH 4، NH 3، ملغ

ب) CI 2، أهداب الشوق، NaCI

ب) MgF 2، NaCI، CaCI 2

د) H 2 S، HCI، H 2 O

5 . يتم تحديد التكافؤ من خلال:

أ) حسب رقم المجموعة

ب) بعدد الإلكترونات غير المتزاوجة

ب) حسب نوع الرابطة الكيميائية

د) حسب رقم الفترة.

4. لعبة العقل"تيك تاك تو" »

العثور على المواد التي لها روابط قطبية تساهمية.

رابعا. تعلم مواد جديدة

تعد حالة الأكسدة سمة مهمة لحالة الذرة في الجزيء. يتم تحديد التكافؤ من خلال عدد الإلكترونات غير المتزاوجة في الذرة، والمدارات ذات أزواج الإلكترون الوحيدة، فقط في عملية إثارة الذرة. أعلى تكافؤ للعنصر عادة ما يكون مساوياً لرقم المجموعة. تتشكل درجة الأكسدة في المركبات ذات الروابط الكيميائية المختلفة بشكل مختلف.

كيف تتشكل حالة الأكسدة للجزيئات ذات الروابط الكيميائية المختلفة؟

1) في المركبات ذات الروابط الأيونية تكون حالات أكسدة العناصر مساوية لشحنات الأيونات.

2) في المركبات ذات الرابطة التساهمية غير القطبية (في جزيئات المواد البسيطة) تكون حالة أكسدة العناصر 0.

ن 2 0، جأنا 2 0 , ف 2 0 , س 0 , منظمة العفو الدولية. 0

3) للجزيئات ذات الرابطة القطبية التساهميةيتم تحديد حالة الأكسدة بشكل مشابه للجزيئات ذات الروابط الكيميائية الأيونية.

حالة أكسدة العنصر - هذه هي الشحنة الشرطية لذرتها في الجزيء، إذا افترضنا أن الجزيء يتكون من أيونات.

حالة أكسدة الذرة، على عكس التكافؤ، لها علامة. يمكن أن تكون إيجابية وسلبية وصفر.

تتم الإشارة إلى التكافؤ بالأرقام الرومانية فوق رمز العنصر:

ثانيا	أنا	رابعا
الحديد	النحاس	س,

ويتم الإشارة إلى حالة الأكسدة بالأرقام العربية مع الشحنة فوق رموز العنصر ( مز +2 ، كاليفورنيا +2،ن+1،سي.آي.ˉ¹).

حالة الأكسدة الإيجابية تساوي عدد الإلكترونات الممنوحة لهذه الذرات. يمكن للذرة أن تتخلى عن جميع إلكترونات التكافؤ (بالنسبة للمجموعات الرئيسية، هذه هي الإلكترونات). المستوى الخارجي) الموافق لرقم المجموعة التي يقع فيها العنصر، مع إظهار أعلى حالة أكسدة (استثناء 2 على سبيل المثال: أعلى حالة أكسدة). المجموعة الفرعية الرئيسيةالمجموعة الثانية تساوي +2 ( الزنك +2) يتم عرض درجة إيجابية من قبل كل من المعادن وغير المعادن، باستثناء F، He، Ne على سبيل المثال: ج+4،نا+1 , آل+3

حالة الأكسدة السلبية تساوي عدد الإلكترونات التي تقبلها ذرة معينة؛ ولا تظهر إلا في المواد غير المعدنية. تضيف الذرات اللافلزية عددًا من الإلكترونات ينقصها لإكمال المستوى الخارجي، وبالتالي تظهر درجة سلبية.

لعناصر المجموعات الفرعية الرئيسية للمجموعات من الرابع إلى السابع الحد الأدنى من الدرجةالأكسدة متساوية عدديا

على سبيل المثال:

تسمى قيمة حالة الأكسدة بين حالات الأكسدة الأعلى والأدنى بالمتوسطة:

أعلى	متوسط	أدنى
	ج +3، ج +2، ج 0، ج -2

في المركبات ذات الرابطة التساهمية غير القطبية (في جزيئات المواد البسيطة)، تكون حالة الأكسدة للعناصر هي 0: ن 2 0 ، معأنا 2 0 , ف 2 0 , س 0 , منظمة العفو الدولية. 0

لتحديد حالة أكسدة الذرة في المركب، يجب أن تؤخذ في الاعتبار عدد من الأحكام:

1. حالة الأكسدةففي جميع الاتصالات يساوي "-1".نا +1 ف -1 , ح +1 ف -1

2. حالة أكسدة الأكسجين في معظم المركبات هي (-2) باستثناء: Oف 2 حيث حالة الأكسدة هي O +2ف -1

3. الهيدروجين في معظم المركبات لديه حالة أكسدة +1، باستثناء المركب مع المعادن النشطة، حيث حالة الأكسدة (-1): نا +1 ح -1

4. درجة أكسدة معادن المجموعات الفرعية الرئيسيةأنا, ثانيا, ثالثاالمجموعات في جميع المركبات هي +1،+2،+3.

العناصر التي لها حالات أكسدة ثابتة هي:

أ) المعادن القلوية (Li، Na، K، Pb، Si، Fr) - حالة الأكسدة +1

ب) عناصر المجموعة الفرعية الرئيسية II للمجموعة باستثناء (Hg): Be، Mg، Ca، Sr، Ra، Zn، Cd - حالة الأكسدة +2

في) العنصر الثالثالمجموعات: آل - حالة الأكسدة +3

خوارزمية تكوين الصيغ في المركبات:

1 طريقة

1 . يتم كتابة العنصر ذو السالبية الكهربية المنخفضة في المقام الأول، وفي المركز الثاني ذو السالبية الكهربية الأعلى.

2 . العنصر المكتوب في المقام الأول له شحنة موجبة"+"، وفي الثانية بشحنة سالبة "-".

3 . أشر إلى حالة الأكسدة لكل عنصر.

4 . أوجد المضاعف المشترك لحالات الأكسدة.

5. اقسم المضاعف المشترك الأصغر على قيمة حالات الأكسدة وقم بتعيين المؤشرات الناتجة في أسفل اليمين بعد رمز العنصر المقابل.

6. إذا كانت حالة الأكسدة زوجية - فردية، فإنها تظهر بجوار الرمز الموجود في أسفل اليمين - تقاطع متقاطع بدون علامتي "+" و"-":

7. إذا كان عدد الأكسدة له قيمة زوجية، فيجب أولاً تقليله بمقدار أصغر قيمةحالة الأكسدة ووضع علامة صليب بدون علامتي "+" و"-": ج +4 س -2

الطريقة 2

1 . دعونا نشير إلى حالة أكسدة N بواسطة X، ونشير إلى حالة أكسدة O: ن 2 سيا 3 -2

2 . لتحديد مجموع الشحنات السالبة، اضرب حالة أكسدة الأكسجين بمؤشر الأكسجين: 3 · (-2)= -6؛

3 لكي يكون الجزيء متعادلًا كهربائيًا، عليك تحديد مجموع الشحنات الموجبة: X2 = 2X

4 .اصنع معادلة جبرية:

ن 2 + 3 يا 3 –2

V. توحيد

1) تعزيز الموضوع بلعبة اسمها "الثعبان".

قواعد اللعبة: يقوم المعلم بتوزيع البطاقات. تحتوي كل بطاقة على سؤال واحد وإجابة واحدة لسؤال آخر.

يبدأ المعلم اللعبة. عند قراءة السؤال، يرفع الطالب الذي لديه إجابة سؤالي على البطاقة يده ويقول الإجابة. فإذا كانت الإجابة صحيحة يقرأ سؤاله والطالب الذي لديه إجابة هذا السؤال يرفع يده ويجيب وهكذا. يتم تشكيل ثعبان من الإجابات الصحيحة.

1. كيف وأين تتم الإشارة إلى حالة أكسدة ذرة العنصر الكيميائي؟
   إجابة: رقم عربي فوق رمز العنصر بالشحنة "+" و"-".
2. ما هي أنواع حالات الأكسدة التي تتميز بها ذرات العناصر الكيميائية؟
   إجابة: متوسط
3. ما هي الدرجة التي يظهرها المعدن؟
   إجابة: موجب، سالب، صفر.
4. ما درجة ظهور المواد البسيطة أو الجزيئات ذات الروابط التساهمية غير القطبية؟
   إجابة: إيجابي
5. ما هي الشحنة التي تحتوي عليها الكاتيونات والأنيونات؟
   إجابة: باطل.
6. ما اسم حالة الأكسدة التي تقع بين حالتي الأكسدة الموجبة والسالبة.
   إجابة: إيجابي، سلبي

2) اكتب صيغ المواد المكونة من العناصر التالية

1. ن و ح
2. آر و أو
3. الزنك والكلور

3) ابحث عن المواد التي ليس لها حالة أكسدة متغيرة وشطبها.

نا، كروم، الحديد، ب، ن، زئبق، S، آل، ج

سادسا. ملخص الدرس.

التقييم مع التعليقات

سابعا. العمل في المنزل

§23، الصفحات 67-72، أكمل المهمة بعد §23-صفحة 72 رقم 1-4.

تتضمن دورة الفيديو "Get a A" جميع المواضيع التي تحتاج إليها الانتهاء بنجاحامتحان الدولة الموحد في الرياضيات من 60 إلى 65 نقطة. تماما جميع المشاكل 1-13 امتحان الدولة الموحدة للملف الشخصيفي الرياضيات. مناسب أيضًا لاجتياز امتحان الدولة الموحدة الأساسي في الرياضيات. إذا كنت ترغب في اجتياز امتحان الدولة الموحدة برصيد 90-100 نقطة، فأنت بحاجة إلى حل الجزء الأول في 30 دقيقة وبدون أخطاء!

دورة تحضيرية لامتحان الدولة الموحدة للصفوف 10-11 وكذلك للمعلمين. كل ما تحتاجه لحل الجزء الأول من امتحان الدولة الموحدة في الرياضيات (أول 12 مسألة) والمسألة 13 (علم المثلثات). وهذا أكثر من 70 نقطة في امتحان الدولة الموحدة، ولا يستطيع طالب 100 نقطة ولا طالب العلوم الإنسانية الاستغناء عنها.

الجميع النظرية الضرورية. طرق سريعةحلول ومزالق وأسرار امتحان الدولة الموحدة. تم تحليل جميع المهام الحالية للجزء الأول من بنك مهام FIPI. تتوافق الدورة تمامًا مع متطلبات امتحان الدولة الموحدة 2018.

الدورة تحتوي على 5 مواضيع كبيرة، 2.5 ساعة لكل منهما. يتم تقديم كل موضوع من الصفر، ببساطة ووضوح.

المئات من مهام امتحان الدولة الموحدة. مشاكل كلاميةونظرية الاحتمالات. خوارزميات بسيطة وسهلة التذكر لحل المشكلات. الهندسة. نظرية، المواد المرجعية، تحليل جميع أنواع مهام امتحان الدولة الموحدة. القياس المجسم. حلول صعبة، أوراق غش مفيدة، تطوير الخيال المكاني. علم المثلثات من الصفر إلى المشكلة 13. الفهم بدلا من الحشر. شرح مرئي مفاهيم معقدة. الجبر. الجذور والقوى واللوغاريتمات والدالة والمشتقات. أساس الحل المهام المعقدة 2 أجزاء من امتحان الدولة الموحدة.

المواضيع مبرمج امتحان الدولة الموحد: السالبية الكهربية. حالة الأكسدة وتكافؤ العناصر الكيميائية.

عندما تتفاعل الذرات وتتشكل، تكون الإلكترونات بينها في معظم الحالات موزعة بشكل غير متساو، لأن خصائص الذرات تختلف. أكثر كهربية فالذرة تنجذب بقوة أكبر لنفسها كثافة الإلكترون. الذرة التي تجذب كثافة الإلكترونات لنفسها تكتسب كثافة جزئية شحنة سلبية δ — ، "شريكها" هو شحنة موجبة جزئية δ+ . إذا كان الفرق في السالبية الكهربية للذرات المكونة للرابطة لا يتجاوز 1.7 فإننا نسمي الرابطة القطبية التساهمية . إذا كان الفرق في تشكيل السالبية الكهربية الرابطة الكيميائية، يتجاوز 1.7، ثم نسمي هذا الاتصال أيوني .

حالة الأكسدة هي الشحنة المشروطة المساعدة لذرة عنصر في مركب، محسوبة على افتراض أن جميع المركبات تتكون من أيونات (جميعها الروابط القطبية- الأيونية).

ماذا يعني "الرسوم المشروطة"؟ نحن ببساطة نتفق على أننا سنبسط الموقف قليلًا: سنعتبر أي روابط قطبية أيونية تمامًا، وسنفترض أن الإلكترون يغادر أو يأتي تمامًا من ذرة إلى أخرى، حتى لو لم يكن الأمر كذلك في الواقع . وينتقل الإلكترون المشروط من ذرة أقل سالبية كهربية إلى ذرة أكثر سالبية كهربية.

على سبيل المثالفي رابطة H-Cl نعتقد أن الهيدروجين "تخلى" بشكل مشروط عن إلكترون، وأصبحت شحنته +1، والكلور "قبل" إلكترونًا، وأصبحت شحنته -1. في الواقع، لا توجد مثل هذه الشحنات الإجمالية على هذه الذرات.

بالتأكيد لديك سؤال - لماذا تخترع شيئًا غير موجود؟ هذه ليست خطة ماكرة للكيميائيين، كل شيء بسيط: هذا النموذج مناسب للغاية. الأفكار حول حالة أكسدة العناصر مفيدة عند التجميع التصنيفات المواد الكيميائيةووصف خصائصها وتجميع صيغ المركبات والتسميات. تُستخدم حالات الأكسدة بشكل خاص عند العمل بها تفاعلات الأكسدة والاختزال.

هناك حالات الأكسدة أعلى, أدنىو متوسط.

أعلىحالة الأكسدة تساوي رقم المجموعة مع علامة الجمع.

أدنىيتم تعريفه على أنه رقم المجموعة ناقص 8.

و متوسطرقم الأكسدة هو تقريبًا أي عدد صحيح يتراوح من أدنى حالة أكسدة إلى أعلى حالة.

على سبيل المثالويتميز النيتروجين بأن: أعلى حالة أكسدة هي +5، وأقلها 5 - 8 = -3، وحالات الأكسدة المتوسطة من -3 إلى +5. على سبيل المثال، في الهيدرازين N 2 H 4 تكون حالة أكسدة النيتروجين متوسطة، -2.

في معظم الأحيان، حالة أكسدة الذرات في مواد معقدةيُشار إليه أولاً بعلامة، ثم برقم، على سبيل المثال +1, +2, -2 إلخ. متى نحن نتحدث عنهحول شحنة الأيون (بافتراض أن الأيون موجود بالفعل في المركب)، ثم قم أولاً بالإشارة إلى الرقم، ثم الإشارة. على سبيل المثال: Ca 2+ , CO 3 2- .

للعثور على حالات الأكسدة، استخدم ما يلي قواعد :

1. حالة أكسدة الذرات في مواد بسيطة يساوي الصفر.
2. في جزيئات محايدة مجموع جبريحالات الأكسدة هي صفر، وهذا المجموع للأيونات يساوي شحنة الأيون؛
3. حالة الأكسدة المعادن القلوية (عناصر المجموعة الأولى من المجموعة الفرعية الرئيسية) في المركبات هي +1، حالة الأكسدة المعادن الأرضية القلوية (عناصر المجموعة الثانية من المجموعة الفرعية الرئيسية) في المركبات هي +2؛ حالة الأكسدة الألومنيومفي الاتصالات يساوي +3؛
4. حالة الأكسدة هيدروجينفي المركبات التي تحتوي على معادن (- NaH، CaH 2، إلخ) تساوي -1 ; في المركبات مع اللافلزات () +1 ;
5. حالة الأكسدة الأكسجينيساوي -2 . استثناءماكياج بيروكسيدات– المركبات التي تحتوي على مجموعة –O-O- حيث تكون حالة أكسدة الأكسجين مساوية لها -1 وبعض المركبات الأخرى ( الأكسيد الفائق، الأوزونيدات، فلوريد الأكسجين من 2إلخ.)؛
6. حالة الأكسدة فلوريدفي جميع المواد المعقدة متساوية -1 .

المذكورة أعلاه هي الحالات التي ننظر فيها إلى حالة الأكسدة ثابت . جميع العناصر الكيميائية الأخرى لها حالات الأكسدة — عامل، ويعتمد على ترتيب الذرات الموجودة في المركب ونوعها.

أمثلة:

يمارس: تحديد حالات الأكسدة للعناصر الموجودة في جزيء ثنائي كرومات البوتاسيوم: K 2 Cr 2 O 7 .

حل:حالة أكسدة البوتاسيوم هي +1، ويشار إلى حالة أكسدة الكروم على أنها Xحالة أكسدة الأكسجين هي -2. مجموع حالات الأكسدة لجميع الذرات في الجزيء يساوي 0. نحصل على المعادلة: +1*2+2*x-2*7=0. بحلها نحصل على حالة أكسدة الكروم +6.

في المركبات الثنائية يتميز العنصر الأكثر سالبية كهربية بأنه درجة سلبيةالأكسدة، أقل كهربية - إيجابية.

.لاحظ أن مفهوم حالة الأكسدة تعسفي للغاية! لا تشير حالة الأكسدة إلى الشحنة الحقيقية للذرة وليس لها أي شحنة حقيقية المعنى الجسدي . وهذا نموذج مبسط يعمل بفعالية عندما نحتاج، على سبيل المثال، إلى مساواة المعاملات في المعادلة تفاعل كيميائي، أو لخوارزمية تصنيف المواد.

رقم الأكسدة ليس التكافؤ! لا تتطابق حالة الأكسدة والتكافؤ في كثير من الحالات. على سبيل المثال، تكافؤ الهيدروجين في مسألة بسيطة H2 يساوي I، وحالة الأكسدة، وفقًا للقاعدة 1، تساوي 0.

هذا القواعد الأساسيةمما سيساعدك على تحديد حالة أكسدة الذرات في المركبات في معظم الحالات.

في بعض الحالات، قد تجد صعوبة في تحديد عدد أكسدة الذرة. دعونا نلقي نظرة على بعض هذه المواقف وننظر في طرق حلها:

1. في الأكاسيد المزدوجة (الشبيهة بالملح)، تكون درجة الذرة عادةً حالتي أكسدة. على سبيل المثال، في مقياس الحديد Fe 3 O 4، يحتوي الحديد على حالتي أكسدة: +2 و+3. أي واحد يجب أن أشير إليه؟ كلاهما. للتبسيط، يمكننا أن نتخيل هذا المركب كملح: Fe(FeO 2) 2. في نفس الوقت بقايا حمضيشكل ذرة مع حالة الأكسدة +3. أو يمكن تمثيل الأكسيد المزدوج على النحو التالي: FeO*Fe 2 O 3.
2. في مركبات البيروكسو، تتغير حالة أكسدة ذرات الأكسجين المرتبطة بروابط تساهمية غير قطبية، كقاعدة عامة. على سبيل المثال، في بيروكسيد الهيدروجين H 2 O 2 وبيروكسيدات الفلزات القلوية، تكون حالة أكسدة الأكسجين -1، لأن إحدى الروابط تساهمية غير قطبية (H-O-O-H). مثال آخر هو حمض البيروكسومونوسلفوريك (حمض الكارو) H2SO5 (انظر الشكل) يحتوي على ذرتي أكسجين بحالة أكسدة -1، والذرات المتبقية بحالة أكسدة -2، وبالتالي فإن الإدخال التالي سيكون أكثر قابلية للفهم: H 2 SO 3 (O2). مركبات بيروكسو الكروم معروفة أيضًا - على سبيل المثال، بيروكسيد الكروم (VI) CrO(O 2) 2 أو CrO 5، وغيرها الكثير.
3. مثال آخر على المركبات ذات حالات الأكسدة الغامضة هو الأكسيد الفائق (NaO 2) والأوزونيدات الشبيهة بالملح KO 3. في هذه الحالة، هو أكثر ملاءمة للحديث عنه الأيون الجزيئي O 2 بشحنة -1 و وO 3 بشحنة -1. يتم وصف بنية هذه الجزيئات من خلال بعض النماذج باللغة الروسية مقررتؤخذ في السنوات الأولى من الجامعات الكيميائية: MO LCAO، طريقة تراكب مخططات التكافؤ، وما إلى ذلك.
4. في المركبات العضويةإن مفهوم حالة الأكسدة ليس مناسبًا جدًا للاستخدام، لأنه بين ذرات الكربون هناك عدد كبيرتساهمي الروابط غير القطبية. ومع ذلك، إذا كنت ترسم الصيغة الهيكليةالجزيئات، فيمكن أيضًا تحديد حالة الأكسدة لكل ذرة حسب نوع وعدد الذرات التي ترتبط بها الذرة بشكل مباشر. على سبيل المثال، حالة الأكسدة لذرات الكربون الأولية في الهيدروكربونات هي -3، للذرات الثانوية -2، للذرات الثالثية -1، وللذرات الرباعية - 0.

دعونا نتدرب على تحديد حالة أكسدة الذرات في المركبات العضوية. للقيام بذلك، من الضروري رسم الصيغة الهيكلية الكاملة للذرة، واختيار ذرة الكربون مع أقرب بيئتها - الذرات التي ترتبط بها مباشرة.

• لتبسيط الحسابات، يمكنك استخدام جدول الذوبان - فهو يوضح شحنات الأيونات الأكثر شيوعًا. على معظم الامتحانات الروسيةفي الكيمياء (USE، GIA، DVI)، يُسمح باستخدام جدول الذوبان. هذه ورقة غش جاهزة، والتي في كثير من الحالات يمكن أن توفر الوقت بشكل كبير.
• عند حساب حالة أكسدة العناصر في المواد المعقدة، نشير أولاً إلى حالات أكسدة العناصر التي نعرفها يقينًا (العناصر ذات حالة الأكسدة الثابتة)، وحالة الأكسدة للعناصر ذات الحالة درجة متغيرةيشار إلى الأكسدة بـ x. مجموع كل شحنات جميع الجسيمات هو صفر في الجزيء أو يساوي شحنة أيون في أيون. ومن هذه البيانات يكون من السهل إنشاء معادلة وحلها.