Степенот на оксидација е конвенционална вредност што се користи за снимање на редокс реакции. За да се одреди степенот на оксидација, се користи табелата на оксидација на хемиски елементи.
Значење
Состојбата на оксидација на основните хемиски елементи се заснова на нивната електронегативност. Вредноста е еднаква на бројот на електрони поместени во соединенијата.
Состојбата на оксидација се смета за позитивна ако електроните се поместени од атомот, т.е. елементот донира електрони во соединението и е редукционо средство. Овие елементи вклучуваат метали, нивната оксидациска состојба е секогаш позитивна.
Кога електронот е поместен кон атом, вредноста се смета за негативна, а елементот се смета за оксидирачки агенс. Атомот прифаќа електрони додека не се заврши надворешното енергетско ниво. Повеќето неметали се оксидирачки агенси.
Едноставните супстанции кои не реагираат секогаш имаат нулта оксидациона состојба.
Ориз. 1. Табела на состојби на оксидација.
Во соединението, неметалниот атом со помала електронегативност има позитивна оксидациска состојба.
Дефиниција
Можете да ги одредите максималната и минималната состојба на оксидација (колку електрони може да даде и прифати еден атом) со помош на периодниот систем.
Максималниот степен е еднаков на бројот на групата во која се наоѓа елементот или бројот на валентни електрони. Минималната вредност се одредува со формулата:
Бр (групи) – 8.
Ориз. 2. Периодичен систем.
Јаглеродот е во четвртата група, според тоа, неговата највисока оксидациска состојба е +4, а најниската е -4. Максималниот степен на оксидација на сулфурот е +6, минималниот е -2. Повеќето неметали секогаш имаат променлива - позитивна и негативна - состојба на оксидација. Исклучок е флуор. Неговата оксидациска состојба е секогаш -1.
Треба да се запомни дека ова правило не важи за алкалните и земноалкалните метали од групите I и II, соодветно. Овие метали имаат постојана позитивна оксидациска состојба - литиум Li +1, натриум Na +1, калиум K +1, берилиум Be +2, магнезиум Mg +2, калциум Ca +2, стронциум Sr +2, бариум Ba +2. Други метали може да покажат различни степени на оксидација. Исклучок е алуминиумот. И покрај тоа што е во групата III, неговата оксидациска состојба е секогаш +3.
Ориз. 3. Алкални и земноалкални метали.
Од групата VIII, само рутениумот и осмиумот можат да покажат највисока состојба на оксидација +8. Златото и бакарот во групата I покажуваат оксидациски состојби од +3 и +2, соодветно.
Снимајте
За правилно снимање на состојбата на оксидација, треба да запомните неколку правила:
- инертните гасови не реагираат, така што нивната оксидациска состојба е секогаш нула;
- кај соединенијата, променливата оксидациска состојба зависи од променливата валентност и интеракцијата со другите елементи;
- водородот во соединенијата со метали покажува негативна оксидациска состојба - Ca +2 H 2 −1, Na +1 H −1;
- кислородот секогаш има оксидациона состојба од -2, освен кислородниот флуорид и пероксидот - O +2 F 2 −1, H 2 +1 O 2 −1.
Што научивме?
Состојбата на оксидација е условна вредност која покажува колку електрони атом на елемент во соединение прифатил или откажал. Вредноста зависи од бројот на валентни електрони. Металите во соединенијата секогаш имаат позитивна оксидациска состојба, т.е. се редуцирачки агенси. За алкалните и земноалкалните метали, состојбата на оксидација е секогаш иста. Неметалите, освен флуорот, можат да добијат позитивни и негативни состојби на оксидација.
Хемискиот елемент во соединението, пресметан од претпоставката дека сите врски се јонски.
Состојбите на оксидација можат да имаат позитивна, негативна или нулта вредност, затоа алгебарскиот збир на состојбите на оксидација на елементите во молекулата, земајќи го предвид бројот на нивните атоми, е еднаков на 0, а во јон - полнењето на јонот .
1. Оксидационите состојби на металите во соединенијата се секогаш позитивни.
2. Највисоката состојба на оксидација одговара на бројот на групата од периодниот систем каде што се наоѓа елементот (исклучоци се: Ау +3(I група), Cu +2(II), од групата VIII оксидационата состојба +8 може да се најде само во осмиумот Оси рутениум Ру.
3. Состојбите на оксидација на неметалите зависат од тоа со кој атом е поврзан:
- ако со метален атом, тогаш состојбата на оксидација е негативна;
- ако со неметален атом, тогаш состојбата на оксидација може да биде или позитивна или негативна. Тоа зависи од електронегативноста на атомите на елементите.
4. Највисоката негативна оксидациска состојба на неметалите може да се одреди со одземање од 8 на бројот на групата во која се наоѓа елементот, т.е. највисоката позитивна оксидациска состојба е еднаква на бројот на електрони во надворешниот слој, што одговара на бројот на групата.
5. Оксидационите состојби на едноставни материи се 0, без разлика дали се работи за метал или неметал.
Елементи со постојани состојби на оксидација.
|
Елемент |
Карактеристична состојба на оксидација |
Исклучоци |
|
Метални хидриди: LIH -1 |
||
|
Состојба на оксидацијанаречен условно полнење на честичка под претпоставка дека врската е целосно прекината (има јонски карактер). Х- Cl = Х + + Cl - , Врската во хлороводородна киселина е поларна ковалентна. Електронскиот пар е повеќе поместен кон атомот Cl - , бидејќи тоа е повеќе електронегативен елемент. Како да се одреди состојбата на оксидација?Електронегативносте способноста на атомите да привлекуваат електрони од други елементи. Бројот на оксидација е означен над елементот: Бр 2 0 , Na 0 , O +2 F 2 -1 ,К + Cl - итн. Тоа може да биде негативно и позитивно. Состојбата на оксидација на едноставна супстанција (неврзана, слободна состојба) е нула. Состојбата на оксидација на кислородот за повеќето соединенија е -2 (исклучок се пероксидите H 2 O 2, каде што е еднакво на -1 и соединенија со флуор - О +2 Ф 2 -1 , О 2 +1 Ф 2 -1 ). - Состојба на оксидацијана едноставен монатомски јон е еднаков на неговиот полнеж: На + , Ca +2 . Водородот во неговите соединенија има оксидациона состојба од +1 (исклучоци се хидридите - На + Х - и напишете врски В +4 Х 4 -1 ). Во врските метал-неметал, негативната оксидациска состојба е оној атом кој има поголема електронегативност (податоците за електронегативноста се дадени во скалата на Паулинг): Х + Ф - , Cu + Бр - , Ca +2 (БР 3 ) - итн. Правила за определување на степенот на оксидација кај хемиските соединенија.Ајде да ја земеме врската KMnO 4 , потребно е да се одреди оксидационата состојба на атомот на манган. Расудување:
К+Mn X O 4 -2 Нека X- непозната за нас оксидациска состојба на манган. Бројот на атоми на калиум е 1, манган - 1, кислород - 4. Докажано е дека молекулата како целина е електрично неутрална, така што нејзиниот вкупен полнеж мора да биде нула. 1*(+1) + 1*(X) + 4(-2) = 0, X = +7, Ова значи дека оксидационата состојба на манган во калиум перманганат = +7. Да земеме уште еден пример на оксид Fe2O3. Неопходно е да се одреди состојбата на оксидација на атомот на железо. Расудување:
2*(X) + 3*(-2) = 0, Заклучок: оксидационата состојба на железото во овој оксид е +3. Примери.Определи ја состојбата на оксидација на сите атоми во молекулата. 1. K2Cr2O7. Состојба на оксидација К +1, кислород О -2. Дадени индекси: О=(-2)×7=(-14), К=(+1)×2=(+2). Бидејќи алгебарскиот збир на состојбите на оксидација на елементите во молекулата, земајќи го предвид бројот на нивните атоми, е еднаков на 0, тогаш бројот на позитивните оксидациски состојби е еднаков на бројот на негативните. Состојби на оксидација K+O=(-14)+(+2)=(-12). Од ова произлегува дека атомот на хром има 12 позитивни моќи, но има 2 атоми во молекулата, што значи дека има (+12) по атом: 2 = (+6). Одговор: K 2 + Cr 2 +6 O 7 -2. 2.(AsO 4) 3- . Во овој случај, збирот на состојбите на оксидација повеќе нема да биде еднаков на нула, туку на полнењето на јонот, т.е. - 3. Да направиме равенка: x+4×(- 2)= - 3 . Одговор: (Како +5 О 4 -2) 3- . |
Таков предмет на училишна наставна програма како хемија предизвикува бројни тешкотии за повеќето современи ученици; малкумина можат да го одредат степенот на оксидација во соединенијата. Најголеми тешкотии доживуваат учениците кои учат, односно основците (од 8-9 одделение). Недоразбирањето на темата доведува до појава на непријателство кај учениците кон оваа тема.
Наставниците идентификуваат голем број причини за ова „не им се допаѓаат“ на средношколците за хемијата: неподготвеност да разберат сложени хемиски термини, неможност да се користат алгоритми за разгледување на одреден процес, проблеми со математичкото знаење. Министерството за образование на Руската Федерација направи сериозни промени во содржината на предметот. Покрај тоа, бројот на часови за настава по хемија исто така беше „скратен“. Ова имаше негативно влијание врз квалитетот на знаењето по предметот и намален интерес за изучување на дисциплината.
Кои теми од курсевите по хемија се најтешки за учениците?
Според новата програма, курсот на основната училишна дисциплина „Хемија“ опфаќа неколку сериозни теми: периодниот систем на елементи на Д.И. Менделеев, класи на неоргански материи, јонска размена. Најтешка работа за осмоодделенците е одредувањето на степенот на оксидација на оксидите.
Правила за аранжман
Пред сè, учениците треба да знаат дека оксидите се сложени соединенија од два елементи кои вклучуваат кислород. Предуслов за бинарното соединение да припаѓа на класата на оксиди е локацијата на кислородот втор во ова соединение.
Алгоритам за киселински оксиди
За почеток, да забележиме дека степените се нумерички изрази на валентноста на елементите. Киселите оксиди се формираат од неметали или метали со валентност од четири до седум, вториот во таквите оксиди е секогаш кислород.
Во оксидите, валентноста на кислородот секогаш одговара на два, може да се одреди од периодниот систем на елементи од Д.И. Менделеев. Типичен неметал како кислородот, кој е во групата 6 од главната подгрупа на периодниот систем, прифаќа два електрони за целосно да го комплетира своето надворешно енергетско ниво. Неметалите во соединенијата со кислород најчесто покажуваат повисока валентност, што одговара на бројот на самата група. Важно е да се запамети дека оксидационата состојба на хемиските елементи е индикатор кој претпоставува позитивен (негативен) број.
Неметалот на почетокот на формулата има позитивна оксидациска состојба. Неметалниот кислород во оксидите е стабилен, неговиот индекс е -2. За да ја проверите веродостојноста на распоредот на вредностите во киселинските оксиди, ќе треба да ги помножите сите броеви што ги внесовте со индексите на одреден елемент. Пресметките се сметаат за сигурни ако вкупниот збир на сите добрите и лошите страни на дадените степени е 0.
Составување формули со два елементи
Состојбата на оксидација на атомите на елементите дава можност да се создадат и пишуваат соединенија од два елементи. Кога креирате формула, прво, двата симболи се напишани еден до друг, а кислородот секогаш се става на второ место. Над секој од снимените знаци се запишуваат вредностите на состојбите на оксидација, а потоа помеѓу пронајдените броеви има број што ќе се дели со двата броја без остаток. Овој индикатор мора да се подели посебно со нумеричката вредност на состојбата на оксидација, добивајќи индекси за првата и втората компонента на супстанцијата со два елементи. Највисоката состојба на оксидација е нумерички еднаква на вредноста на највисоката валентност на типичен неметал и е идентична со бројот на групата каде што неметалот се наоѓа во PS.
Алгоритам за поставување на нумерички вредности во основните оксиди
Оксидите на типичните метали се сметаат за такви соединенија. Во сите соединенија тие имаат индекс на оксидациона состојба не повеќе од +1 или +2. За да разберете каква состојба на оксидација ќе има металот, можете да го користите периодниот систем. За металите од главните подгрупи од првата група, овој параметар е секогаш константен, тој е сличен на бројот на групата, односно +1.
Металите од главната подгрупа од втората група се карактеризираат и со стабилна оксидациона состојба, во дигитална смисла +2. Состојбите на оксидација на оксидите вкупно, земајќи ги предвид нивните индекси (броеви), треба да дадат нула, бидејќи хемиската молекула се смета за неутрална честичка, без полнење.
Распоред на оксидационите состојби во киселините што содржат кислород
Киселините се сложени супстанции кои се состојат од еден или повеќе атоми на водород кои се врзани за некој вид кисела половина. Имајќи предвид дека состојбите на оксидација се броеви, нивното пресметување ќе бара одредени математички вештини. Овој индикатор за водород (протон) во киселините е секогаш стабилен и е +1. Следно, можете да ја означите состојбата на оксидација за негативниот кислороден јон; исто така е стабилен, -2.
Само по овие чекори може да се пресмета состојбата на оксидација на централната компонента на формулата. Како конкретен пример, размислете за одредување на оксидационата состојба на елементите во сулфурна киселина H2SO4. Имајќи предвид дека молекулата на оваа сложена материја содржи два водородни протони и 4 атоми на кислород, добиваме израз од формата +2+X-8=0. Со цел збирот да формира нула, сулфурот ќе има состојба на оксидација од +6
Распоред на оксидационите состојби во солите
Солите се сложени соединенија кои се состојат од метални јони и еден или повеќе киселински остатоци. Методот за одредување на оксидациските состојби на секој од составните делови во сложената сол е ист како кај киселините што содржат кислород. Имајќи предвид дека состојбата на оксидација на елементите е дигитален индикатор, важно е правилно да се означи состојбата на оксидација на металот.
Ако металот што ја формира солта се наоѓа во главната подгрупа, неговата оксидациска состојба ќе биде стабилна, одговара на бројот на групата и е позитивна вредност. Ако солта содржи метал од слична PS подгрупа, различните метали може да се откријат со киселинскиот остаток. Откако ќе се утврди состојбата на оксидација на металот, поставете (-2), а потоа пресметајте ја состојбата на оксидација на централниот елемент користејќи хемиска равенка.
Како пример, разгледајте го определувањето на оксидационите состојби на елементите во (просечна сол). NaNO3. Солта е формирана од метал од главната подгрупа од групата 1, затоа, оксидационата состојба на натриумот ќе биде +1. Кислородот во нитратите има состојба на оксидација од -2. За одредување на нумеричката вредност на оксидациската состојба, равенката е +1+X-6=0. Решавајќи ја оваа равенка, откриваме дека X треба да биде +5, ова е
Основни поими во OVR
Постојат посебни термини за процесите на оксидација и редукција што учениците мора да ги научат.
Состојбата на оксидација на атомот е неговата директна способност да прикачи на себе (да донира на други) електрони од некои јони или атоми.
Се смета дека оксидирачки агенс се неутрални атоми или наелектризирани јони кои добиваат електрони за време на хемиска реакција.
Редуцирачкиот агенс ќе бидат ненаполнети атоми или наелектризирани јони кои ги губат сопствените електрони во процесот на хемиска интеракција.
Оксидацијата се смета за постапка на донирање електрони.
Редукцијата вклучува прифаќање на дополнителни електрони од ненаполнет атом или јон.
Процесот на редокс се карактеризира со реакција при која нужно се менува оксидационата состојба на атомот. Оваа дефиниција дава увид во тоа како може да се утврди дали реакцијата е ODD.
Правила за парсирање на OVR
Користејќи го овој алгоритам, можете да ги распоредите коефициентите во која било хемиска реакција.
Состојба на оксидација. Определување на оксидационата состојба на атомот на елементот со помош на хемиската формула на соединението. Изготвување на формулата на соединение врз основа на познатите оксидациски состојби на елементарните атоми
Состојбата на оксидација на елементот е условното полнење на атомот во супстанцијата, пресметано врз основа на претпоставката дека се состои од јони. За да ја одредите состојбата на оксидација на елементите, треба да запомните одредени правила:
1. Состојбата на оксидација може да биде позитивна, негативна или нула. Се означува со арапски број со знак плус или минус над симболот на елементот.
2. При определувањето на состојбите на оксидација се тргнува од електронегативноста на супстанцијата: збирот на состојбите на оксидација на сите атоми во соединението е нула.
3. Ако соединението е формирано од атоми на еден елемент (во едноставна супстанција), тогаш оксидационата состојба на овие атоми е нула.
4. На атомите на некои хемиски елементи обично им се доделуваат состојби на оксидација на челик. На пример, состојбата на оксидација на флуорот во соединенијата е секогаш -1; литиум, натриум, калиум, рубидиум и цезиум +1; магнезиум, калциум, стронциум, бариум и цинк +2, алуминиум +3.
5. Оксидационата состојба на водородот кај повеќето соединенија е +1, а само кај соединенијата со некои метали е еднаква на -1 (KH, BaH2).
6. Оксидационата состојба на кислородот кај повеќето соединенија е -2, а само кај некои соединенија му се доделува оксидациона состојба од -1 (H2O2, Na2O2 или +2 (OF2).
7. Атомите на многу хемиски елементи имаат променливи состојби на оксидација.
8. Состојбата на оксидација на металниот атом во соединенијата е позитивна и бројно е еднаква на неговата валентност.
9. Максималната позитивна оксидациска состојба на елементот обично е еднаква на бројот на групата во периодниот систем во која се наоѓа елементот.
10. Минималната состојба на оксидација за металите е нула. За неметали, во повеќето случаи под негативната оксидациска состојба е еднаква на разликата помеѓу бројот на групата и бројот осум.
11. Состојбата на оксидација на атомот формира едноставен јон (се состои од еден атом) и е еднаква на полнежот на овој јон.
Користејќи ги горенаведените правила, ќе ги одредиме состојбите на оксидација на хемиските елементи во составот на H2SO4. Ова е сложена супстанција која се состои од три хемиски елементи - водород H, сулфур S и кислород O. Да ги забележиме состојбите на оксидација на оние елементи за кои тие се константни. Во нашиот случај, тоа се водород H и кислород О.
Дозволете ни да ја одредиме непознатата оксидациска состојба на сулфурот. Нека оксидационата состојба на сулфурот во ова соединение е x.
Ајде да создадеме равенки со множење за секој елемент неговиот индекс со состојбата на оксидација и изедначување на извлечената количина на нула: 2 (+1) + x + 4 (-2) = 0
2 + X - 8 = 0
x = +8 – 2 = +6
Затоа, оксидациониот број на сулфур е плус шест.
Во следниот пример, ќе дознаеме како да создадеме формула за соединение со познати состојби на оксидација на елементарните атоми. Ајде да ја создадеме формулата за ферум (III) оксид. Зборот „оксид“ значи дека десно од симболот за железо треба да го напишете симболот за кислород: FeO.
Да ги забележиме состојбите на оксидација на хемиските елементи над нивните симболи. Состојбата на оксидација на железото е означена во името во заградите (III), затоа еднаква на +3, оксидационата состојба на кислородот во оксидите е -2.
Ајде да го најдеме најмалиот заеднички множител на броевите 3 и 2, ова е 6. Поделете го бројот 6 со 3, го добиваме бројот 2 - ова е индекс за железо. Поделете го бројот 6 со 2, го добиваме бројот 3 - ова е индекс за кислород.
Во следниот пример, ќе дознаеме како да создадеме формула за соединение со познати состојби на оксидација на атоми на елементот и јонски полнежи. Ајде да ја создадеме формулата за калциум ортофосфат. Зборот „ортофосфат“ значи дека десно од симболот „Калциум“ мора да го напишете киселиот остаток од ортофосфатната киселина: CaPO4.
Да ја забележиме состојбата на оксидација на калциумот (правило број четири) и полнењето на киселинскиот остаток (според табелата за растворливост).
Да го најдеме најмалиот заеднички множител на броевите 2 и 3, ова е 6. Поделете го бројот 6 со 2, го добиваме бројот 3 - ова е индекс за калциум. Поделете го бројот 6 со 3, го добиваме бројот 2 - ова е индексот за киселинскиот остаток.
Состојби на оксидација на елементите. Како да се најдат состојби на оксидација?
1) Во едноставна супстанција, оксидационата состојба на кој било елемент е 0. Примери: Na 0, H 0 2, P 0 4.
2) Потребно е да се запомнат елементите кои се карактеризираат со постојани состојби на оксидација. Сите од нив се наведени во табелата.
3) Пребарувањето за состојби на оксидација на други елементи се заснова на едноставно правило:
Во неутрална молекула, збирот на состојбите на оксидација на сите елементи е нула, а во јон - полнењето на јонот.
Ајде да ја разгледаме примената на ова правило користејќи едноставни примери.
Пример 1. Неопходно е да се најдат оксидационите состојби на елементите во амонијак (NH 3).
Решение. Веќе знаеме (види 2) дека чл. ДОБРО. водородот е +1. Останува да се најде оваа карактеристика за азот. Нека x е посакуваната состојба на оксидација. Да ја направиме наједноставната равенка: x + 3*(+1) = 0. Решението е очигледно: x = -3. Одговор: N -3 H 3 +1.
Пример 2. Наведете ги состојбите на оксидација на сите атоми во молекулата H 2 SO 4.
Решение. Веќе се познати оксидационите состојби на водородот и кислородот: H(+1) и O(-2). Создаваме равенка за одредување на оксидационата состојба на сулфурот: 2*(+1) + x + 4*(-2) = 0. Решавајќи ја оваа равенка, наоѓаме: x = +6. Одговор: H +1 2 S +6 O -2 4.
Пример 3. Пресметајте ги состојбите на оксидација на сите елементи во молекулата Al(NO 3) 3.
Решение. Алгоритмот останува непроменет. Составот на „молекулата“ на алуминиум нитрат вклучува еден атом на Al (+3), 9 атоми на кислород (-2) и 3 атоми на азот, чијашто состојба на оксидација треба да ја пресметаме. Соодветната равенка е: 1*(+3) + 3x + 9*(-2) = 0. Одговор: Al +3 (N +5 O -2 3) 3.
Пример 4. Да се определи состојбата на оксидација на сите атоми во (AsO 4) 3- јонот.
Решение. Во овој случај, збирот на состојби на оксидација повеќе нема да биде еднаков на нула, туку на полнењето на јонот, т.е. -3. Равенка: x + 4*(-2) = -3. Одговор: Како (+5), О (-2).
Дали е можно да се одредат состојбите на оксидација на неколку елементи одеднаш користејќи слична равенка? Ако го разгледаме овој проблем од математичка гледна точка, одговорот ќе биде негативен. Линеарна равенка со две променливи не може да има единствено решение. Но, ние решаваме повеќе од само равенка!
Пример 5. Одредете ги состојбите на оксидација на сите елементи во (NH 4) 2 SO 4.
Решение. Состојбите на оксидација на водородот и кислородот се познати, но сулфурот и азот не се познати. Класичен пример за проблем со две непознати! Амониум сулфатот ќе го сметаме не како единствена „молекула“, туку како комбинација од два јони: NH 4 + и SO 4 2-. Обвиненијата на јоните ни се познати, секој од нив содржи само еден атом со непозната состојба на оксидација. Користејќи го стекнатото искуство во решавањето на претходните проблеми, лесно можеме да ги најдеме оксидационите состојби на азот и сулфур. Одговор: (N -3 H 4 +1) 2 S +6 O 4 -2.
Заклучок: ако една молекула содржи неколку атоми со непознати состојби на оксидација, обидете се да ја „поделите“ молекулата на неколку делови.
Пример 6. Наведете ги состојбите на оксидација на сите елементи во CH 3 CH 2 OH.
Решение. Наоѓањето на оксидациони состојби во органските соединенија има свои специфики. Особено, неопходно е посебно да се најдат состојбите на оксидација за секој јаглероден атом. Можете да резонирате на следниов начин. Размислете, на пример, јаглеродниот атом во метил групата. Овој атом C е поврзан со 3 атоми на водород и соседен атом на јаглерод. По должината на врската C-H, густината на електронот се поместува кон јаглеродниот атом (бидејќи електронегативноста на C ја надминува EO на водородот). Ако ова поместување беше целосно, јаглеродниот атом би добил полнеж од -3.
Атомот C во групата -CH 2 OH е поврзан со два атома на водород (поместување на густината на електроните кон C), еден атом на кислород (поместување на густината на електроните кон O) и еден атом на јаглерод (може да се претпостави дека поместувањето во електронската густина во овој случај не се случува). Состојбата на оксидација на јаглеродот е -2 +1 +0 = -1.
Одговор: C -3 H +1 3 C -1 H +1 2 O -2 H +1.
Авторски права Repetitor2000.ru, 2000-2015