Tugas untuk menentukan keadaan pengoksidaan boleh sama ada formaliti mudah atau teka-teki yang kompleks. Pertama sekali, ia bergantung kepada formula sebatian kimia, serta kehadiran pengetahuan asas dalam kimia dan matematik.
Mengetahui peraturan asas dan algoritma tindakan logik berurutan, tentang yang kita akan bercakap dalam artikel ini, apabila menyelesaikan masalah jenis ini, semua orang boleh mengatasi tugas ini dengan mudah. Dan selepas berlatih dan belajar untuk menentukan keadaan pengoksidaan sebatian kimia yang pelbagai, anda boleh mengambil tugas mengimbangi tindak balas redoks kompleks dengan selamat dengan membuat keseimbangan elektronik.
Konsep keadaan pengoksidaan
Untuk mengetahui cara menentukan tahap pengoksidaan, anda perlu memahami apa yang dimaksudkan dengan konsep ini?
- Nombor pengoksidaan digunakan apabila menulis dalam tindak balas redoks apabila elektron dipindahkan dari atom ke atom.
- Keadaan pengoksidaan merekodkan bilangan elektron yang dipindahkan, menunjukkan caj bersyarat atom.
- Keadaan pengoksidaan dan valensi selalunya sama.
Penamaan ini ditulis di atas unsur kimia, di sudut kanannya, dan merupakan integer dengan tanda “+” atau “-”. Nilai sifar keadaan pengoksidaan tidak membawa tanda.
Peraturan untuk menentukan tahap pengoksidaan
Mari kita pertimbangkan kanon utama untuk menentukan keadaan pengoksidaan:
- Mudah bahan asas, iaitu, yang terdiri daripada satu jenis atom akan sentiasa ada darjah sifar pengoksidaan. Contohnya, Na0, H02, P04
- Terdapat beberapa atom yang sentiasa mempunyai satu, tetap, keadaan pengoksidaan. Adalah lebih baik untuk mengingati nilai yang diberikan dalam jadual.
- Seperti yang anda lihat, satu-satunya pengecualian berlaku dengan hidrogen dalam kombinasi dengan logam, di mana ia memperoleh keadaan pengoksidaan "-1" yang bukan cirinya.
- Oksigen juga mengambil keadaan pengoksidaan "+2" dalam sebatian kimia dengan fluorin dan "-1" dalam sebatian peroksida, superoksida atau ozonida di mana atom oksigen terikat antara satu sama lain.
- Ion logam mempunyai beberapa keadaan pengoksidaan (dan hanya yang positif), jadi ia ditentukan oleh unsur-unsur jiran dalam sebatian. Sebagai contoh, dalam FeCl3, klorin mempunyai keadaan pengoksidaan "-1", ia mempunyai 3 atom, jadi kita darab -1 dengan 3, kita mendapat "-3". Agar jumlah keadaan pengoksidaan sebatian menjadi "0", besi mesti mempunyai keadaan pengoksidaan "+3". Dalam formula FeCl2, besi akan menukar darjahnya kepada "+2".
- Dengan menjumlahkan secara matematik keadaan pengoksidaan semua atom dalam formula (dengan mengambil kira tanda-tanda), nilai sifar hendaklah sentiasa diperolehi. Sebagai contoh, dalam asid hidroklorik H+1Cl-1 (+1 dan -1 = 0), dan dalam asid sulfur H2+1S+4O3-2 (+1 * 2 = +2 untuk hidrogen, +4 untuk sulfur dan -2 * 3 = – 6 untuk oksigen; hasil tambah +6 dan -6 memberikan 0).
- Keadaan pengoksidaan ion monoatomik akan sama dengan casnya. Contohnya: Na+, Ca+2.
- Nai darjat tertinggi pengoksidaan, sebagai peraturan, berkorelasi dengan nombor kumpulan dalam jadual berkala D.I.
Algoritma untuk menentukan tahap pengoksidaan
Urutan mencari keadaan pengoksidaan tidak rumit, tetapi memerlukan perhatian dan tindakan tertentu.
Tugas: susun keadaan pengoksidaan dalam sebatian KMnO4
- Unsur pertama, kalium, mempunyai keadaan pengoksidaan tetap "+1".
Untuk menyemak, anda boleh melihat jadual berkala, di mana kalium berada dalam kumpulan 1 unsur. - Daripada dua unsur yang tinggal, oksigen cenderung mempunyai keadaan pengoksidaan -2.
- Kita mendapatkan formula berikut: K+1MnxO4-2. Ia kekal untuk menentukan keadaan pengoksidaan mangan.
Jadi, x ialah keadaan pengoksidaan mangan yang tidak diketahui oleh kita. Sekarang adalah penting untuk memberi perhatian kepada bilangan atom dalam sebatian.
Bilangan atom kalium ialah 1, mangan ialah 1, oksigen ialah 4.
Dengan mengambil kira neutraliti elektrik molekul, apabila jumlah (jumlah) cas adalah sifar,
1*(+1) + 1*(x) + 4(-2) = 0,
+1+1х+(-8) = 0,
-7+1x = 0,
(apabila memindahkan, kami menukar tanda)
1x = +7, x = +7
Oleh itu, keadaan pengoksidaan mangan dalam sebatian ialah "+7".
Tugas: susun keadaan pengoksidaan dalam sebatian Fe2O3.
- Oksigen, seperti yang diketahui, mempunyai keadaan pengoksidaan "-2" dan bertindak sebagai agen pengoksidaan. Dengan mengambil kira bilangan atom (3), jumlah nilai oksigen ialah "-6" (-2*3= -6), i.e. darabkan nombor pengoksidaan dengan bilangan atom.
- Untuk mengimbangi formula dan membawanya kepada sifar, 2 atom besi akan mempunyai keadaan pengoksidaan "+3" (2*+3=+6).
- Jumlahnya ialah sifar (-6 dan +6 = 0).
Tugas: susun keadaan pengoksidaan dalam sebatian Al(NO3)3.
- Terdapat hanya satu atom aluminium dan mempunyai keadaan pengoksidaan malar "+3".
- Terdapat 9 atom oksigen dalam molekul (3*3), keadaan pengoksidaan oksigen, seperti yang diketahui, ialah "-2", yang bermaksud bahawa dengan mendarabkan nilai ini, kita mendapat "-18".
- Ia kekal untuk menyamakan negatif dan nilai positif, dengan itu menentukan tahap pengoksidaan nitrogen. -18 dan +3, + 15 tiada Dan memandangkan terdapat 3 atom nitrogen, adalah mudah untuk menentukan keadaan pengoksidaannya: bahagikan 15 dengan 3 dan dapatkan 5.
- Keadaan pengoksidaan nitrogen ialah "+5", dan formulanya akan kelihatan seperti: Al+3(N+5O-23)3
- Jika sukar untuk menentukan nilai yang dikehendaki dengan cara ini, anda boleh menyusun dan menyelesaikan persamaan:
1*(+3) + 3x + 9*(-2) = 0.
+3+3x-18=0
3x=15
x=5
Jadi, keadaan pengoksidaan sudah mencukupi konsep penting dalam kimia, melambangkan keadaan atom dalam molekul.
Tanpa pengetahuan tentang peruntukan atau asas tertentu yang membolehkan anda menentukan tahap pengoksidaan dengan betul, adalah mustahil untuk mengatasi tugas ini. Oleh itu, hanya ada satu kesimpulan: membiasakan diri dengan teliti dan mengkaji peraturan untuk mencari keadaan pengoksidaan, dengan jelas dan ringkas dibentangkan dalam artikel, dan dengan berani bergerak di sepanjang laluan sukar selok-belok kimia.
Keadaan pengoksidaan - nilai konvensional, digunakan untuk merekodkan tindak balas redoks. Jadual pengoksidaan digunakan untuk menentukan tahap pengoksidaan unsur kimia.
Maknanya
Keadaan pengoksidaan unsur kimia asas adalah berdasarkan keelektronegatifan mereka. Nilainya adalah sama dengan bilangan elektron yang disesarkan dalam sebatian.
Keadaan pengoksidaan dianggap positif jika elektron disesarkan daripada atom, i.e. unsur itu menderma elektron dalam sebatian dan merupakan agen penurunan. Unsur-unsur ini termasuk logam; keadaan pengoksidaannya sentiasa positif.
Apabila elektron disesarkan ke arah atom, nilainya dianggap negatif dan unsur itu dianggap sebagai agen pengoksidaan. Atom menerima elektron sehingga luaran tahap tenaga. Kebanyakan bukan logam adalah agen pengoksidaan.
Bahan mudah yang tidak bertindak balas sentiasa mempunyai keadaan pengoksidaan sifar.
nasi. 1. Jadual keadaan pengoksidaan.
Berkaitan darjah positif pengoksidaan mempunyai atom bukan logam dengan keelektronegatifan yang lebih rendah.
Definisi
Keadaan pengoksidaan maksimum dan minimum (berapa banyak elektron yang boleh diberikan dan diterima oleh atom) boleh ditentukan dengan jadual berkala Mendeleev.
Ijazah maksimum sama dengan bilangan kumpulan di mana unsur itu terletak, atau bilangan elektron valens. Nilai minimum ditentukan oleh formula:
No. (kumpulan) – 8.
nasi. 2. Jadual berkala.
Karbon berada dalam kumpulan keempat, oleh itu, keadaan pengoksidaan tertingginya ialah +4, dan terendahnya ialah -4. Darjah pengoksidaan maksimum sulfur ialah +6, minimum ialah -2. Kebanyakan bukan logam sentiasa mempunyai pembolehubah - positif dan negatif - keadaan pengoksidaan. Pengecualian adalah fluorida. Keadaan pengoksidaannya sentiasa -1.
Perlu diingat bahawa peraturan ini tidak terpakai untuk logam alkali dan alkali tanah kumpulan I dan II, masing-masing. Logam-logam ini mempunyai keadaan pengoksidaan positif yang berterusan - litium Li +1, natrium Na +1, kalium K +1, berilium Be +2, magnesium Mg +2, kalsium Ca +2, strontium Sr +2, barium Ba +2. Logam lain mungkin mempamerkan darjah yang berbeza-beza pengoksidaan. Pengecualian adalah aluminium. Walaupun berada dalam kumpulan III, keadaan pengoksidaannya sentiasa +3.
nasi. 3. Logam alkali dan alkali tanah.
daripada Kumpulan VIII Hanya rutenium dan osmium boleh mempamerkan keadaan pengoksidaan tertinggi +8. Emas dan kuprum dalam kumpulan I mempamerkan keadaan pengoksidaan +3 dan +2, masing-masing.
Rekod
Untuk merekodkan keadaan pengoksidaan dengan betul, anda harus ingat beberapa peraturan:
- gas lengai tidak bertindak balas, jadi keadaan pengoksidaannya sentiasa sifar;
- dalam sebatian, keadaan pengoksidaan berubah bergantung pada valens berubah dan interaksi dengan unsur lain;
- hidrogen dalam sebatian dengan logam mempamerkan keadaan pengoksidaan negatif - Ca +2 H 2 −1, Na +1 H −1;
- oksigen sentiasa mempunyai keadaan pengoksidaan -2, kecuali oksigen fluorida dan peroksida - O +2 F 2 −1, H 2 +1 O 2 −1.
Apa yang telah kita pelajari?
Keadaan pengoksidaan ialah nilai bersyarat yang menunjukkan bilangan elektron atom unsur dalam sebatian telah diterima atau diserahkan. Nilai bergantung kepada bilangan elektron valens. Logam dalam sebatian sentiasa mempunyai keadaan pengoksidaan positif, i.e. adalah agen pengurangan. Untuk alkali dan logam alkali tanah Keadaan pengoksidaan sentiasa sama. Bukan logam, kecuali fluorin, boleh mengambil keadaan pengoksidaan positif dan negatif.
Sasaran: Teruskan belajar valensi. Berikan konsep keadaan pengoksidaan. Pertimbangkan jenis keadaan pengoksidaan: positif, negatif, nilai sifar. Belajar untuk menentukan keadaan pengoksidaan atom dalam sebatian dengan betul. Mengajar teknik untuk membandingkan dan menyamaratakan konsep yang dipelajari; membangunkan kemahiran dalam menentukan tahap pengoksidaan dengan formula kimia; terus mengembangkan kemahiran kerja bebas; menggalakkan pembangunan pemikiran logik. Untuk mengembangkan rasa toleransi (toleransi dan menghormati pendapat orang lain) dan saling membantu; sedar pendidikan estetik(melalui reka bentuk papan dan buku nota, apabila menggunakan pembentangan).
Semasa kelas
saya. mengatur masa
Menyemak pelajar untuk pelajaran.
II. Bersedia untuk pelajaran.
Untuk pelajaran yang anda perlukan: Jadual berkala D.I. Mendeleev, buku teks, buku kerja, pen, pensel.
III. Menyemak kerja rumah.
Tinjauan depan, ada yang akan bekerja di papan menggunakan kad, menjalankan ujian, dan merumuskan peringkat ini akan ada permainan intelektual.
1. Bekerja dengan kad.
1 kad
takrifkan pecahan jisim(%) karbon dan oksigen dalam karbon dioksida (CO 2 ) .
2 kad
Tentukan jenis ikatan dalam molekul H 2 S Tuliskan struktur dan formula elektronik molekul.
2. Tinjauan hadapan
- Apakah ikatan kimia?
- Apakah jenis ikatan kimia yang anda tahu?
- Ikatan yang manakah dipanggil ikatan kovalen?
- yang mana ikatan kovalen memperuntukkan?
- Apakah valens?
- Bagaimana kita mentakrifkan valens?
- Unsur yang manakah (logam dan bukan logam) mempunyai valens berubah?
3. Pengujian
1. Dalam molekul manakah wujud ikatan kovalen nonpolar?
2 . Molekul yang manakah membentuk ikatan rangkap tiga apabila ikatan nonpolar kovalen terbentuk?
3 . Apakah yang dipanggil ion bercas positif?
A) kation
B) molekul
B) anion
D) hablur
4. Di baris manakah terletaknya bahan-bahan sebatian ionik?
A) CH 4, NH 3, Mg
B) CI 2, MgO, NaCI
B) MgF 2, NaCI, CaCI 2
D) H 2 S, HCI, H 2 O
5 . Valensi ditentukan oleh:
A) mengikut nombor kumpulan
B) dengan bilangan elektron tidak berpasangan
B) mengikut jenis ikatan kimia
D) mengikut nombor tempoh.
4. Permainan intelektual"Tic Tac Toe" »
Cari bahan dengan ikatan polar kovalen.
IV. Mempelajari bahan baharu
Keadaan pengoksidaan adalah ciri penting keadaan atom dalam molekul. Valensi ditentukan oleh bilangan elektron tidak berpasangan dalam atom, orbital dengan pasangan elektron tunggal, hanya dalam proses pengujaan atom. Valensi tertinggi unsur biasanya sama dengan nombor kumpulan. Tahap pengoksidaan dalam sebatian dengan ikatan kimia yang berbeza terbentuk secara berbeza.
Bagaimanakah keadaan pengoksidaan terbentuk untuk molekul dengan ikatan kimia yang berbeza?
1) Dalam sebatian dengan ikatan ionik, keadaan pengoksidaan unsur adalah sama dengan cas ion.
2) Dalam sebatian dengan ikatan nonpolar kovalen (dalam molekul bahan ringkas), keadaan pengoksidaan unsur ialah 0.
N 2 0 , Csaya 2 0 , F 2 0 , S 0 , A.I. 0
3) Untuk molekul dengan ikatan polar kovalen Keadaan pengoksidaan ditentukan sama seperti molekul dengan ikatan kimia ionik.
Keadaan pengoksidaan unsur ialah cas bersyarat atomnya dalam molekul, jika kita mengandaikan bahawa molekul itu terdiri daripada ion.
Keadaan pengoksidaan atom, tidak seperti valensinya, mempunyai tanda. Ia boleh positif, negatif dan sifar.
Valensi ditunjukkan dengan angka Rom di atas simbol unsur:
II |
saya |
IV |
Fe |
Cu |
S, |
dan keadaan pengoksidaan ditunjukkan dengan angka Arab dengan cas di atas simbol unsur ( Mg +2 , Ca +2 ,N+1,C.I.ˉ¹).
Keadaan pengoksidaan positif adalah sama dengan bilangan elektron yang diberikan kepada atom-atom ini. Atom boleh melepaskan semua elektron valensnya (untuk kumpulan utama ini adalah elektron peringkat luaran) sepadan dengan bilangan kumpulan di mana unsur itu terletak, sambil mempamerkan keadaan pengoksidaan tertinggi (pengecualian DARI 2 Contohnya: keadaan pengoksidaan tertinggi subkumpulan utama Kumpulan II adalah sama dengan +2 ( Zn +2) Darjah positif ditunjukkan oleh kedua-dua logam dan bukan logam, kecuali F, He, Ne. C+4,Na+1 , Al+3
Keadaan pengoksidaan negatif adalah sama dengan bilangan elektron yang diterima oleh atom tertentu ia hanya ditunjukkan oleh bukan logam. Atom bukan logam menambah seberapa banyak elektron kerana mereka kekurangan untuk melengkapkan tahap luar, dengan itu menunjukkan tahap negatif.
Untuk unsur subkumpulan utama kumpulan IV-VII ijazah minimum pengoksidaan adalah sama secara berangka
Sebagai contoh:
Nilai keadaan pengoksidaan antara keadaan pengoksidaan tertinggi dan terendah dipanggil perantaraan:
Lebih tinggi |
Pertengahan |
Terendah |
C +3, C +2, C 0, C -2 |
||
Dalam sebatian dengan ikatan nonpolar kovalen (dalam molekul bahan ringkas), keadaan pengoksidaan unsur ialah 0: N 2 0 , DENGANsaya 2 0 , F 2 0 , S 0 , A.I. 0
Untuk menentukan keadaan pengoksidaan atom dalam sebatian, beberapa peruntukan perlu diambil kira:
1. Keadaan pengoksidaanFdalam semua sambungan adalah sama dengan "-1".Na +1 F -1 , H +1 F -1
2. Keadaan pengoksidaan oksigen dalam kebanyakan sebatian ialah (-2) pengecualian: OF 2 , di mana keadaan pengoksidaan ialah O +2F -1
3. Hidrogen dalam kebanyakan sebatian mempunyai keadaan pengoksidaan +1, kecuali sebatian dengan logam aktif, di mana keadaan pengoksidaan (-1): Na +1 H -1
4. Tahap pengoksidaan logam subkumpulan utamasaya, II, IIIkumpulan dalam semua sebatian ialah +1+2+3.
Unsur dengan keadaan pengoksidaan tetap adalah:
A) logam alkali (Li, Na, K, Pb, Si, Fr) - keadaan pengoksidaan +1
B) unsur subkumpulan utama II kumpulan kecuali (Hg): Be, Mg, Ca, Sr, Ra, Zn, Cd - keadaan pengoksidaan +2
DALAM) unsur III kumpulan: Al - keadaan pengoksidaan +3
Algoritma untuk menyusun formula dalam sebatian:
1 cara
1 . Unsur dengan elektronegativiti yang lebih rendah ditulis di tempat pertama, dan di tempat kedua dengan elektronegativiti yang lebih tinggi.
2 . Unsur yang ditulis di tempat pertama mempunyai caj positif“+”, dan pada yang kedua dengan cas negatif “-”.
3 . Nyatakan keadaan pengoksidaan bagi setiap unsur.
4 . Cari gandaan sepunya bagi keadaan pengoksidaan.
5. Bahagikan gandaan sepunya terkecil dengan nilai keadaan pengoksidaan dan tetapkan indeks yang terhasil ke kanan bawah selepas simbol unsur yang sepadan.
6. Jika keadaan pengoksidaan adalah genap - ganjil, maka ia muncul di sebelah simbol di bahagian bawah sebelah kanan - silang - silang tanpa tanda "+" dan "-":
7. Jika nombor pengoksidaan adalah genap, maka mereka mesti dikurangkan terlebih dahulu dengan nilai terkecil keadaan pengoksidaan dan letakkan silang tanpa tanda “+” dan “-”: C +4 O -2
Kaedah 2
1 . Mari kita nyatakan keadaan pengoksidaan N oleh X, nyatakan keadaan pengoksidaan O: N 2 xO 3 -2
2 . Tentukan jumlah cas negatif; untuk melakukan ini, darabkan keadaan pengoksidaan oksigen dengan indeks oksigen: 3· (-2)= -6
3 Untuk molekul menjadi neutral elektrik, anda perlu menentukan jumlah cas positif: X2 = 2X
4 .Buat persamaan algebra:
N 2 + 3 O 3 –2
V. Penyatuan
1) Memperkukuh topik dengan permainan yang dipanggil "Ular".
Peraturan permainan: guru mengedarkan kad. Setiap kad mengandungi satu soalan dan satu jawapan kepada soalan lain.
Guru memulakan permainan. Apabila soalan itu dibacakan, pelajar yang mempunyai jawapan kepada soalan saya pada kad itu mengangkat tangan dan menyebut jawapannya. Jika jawapannya betul, maka dia membaca soalannya dan pelajar yang mempunyai jawapan untuk soalan ini mengangkat tangan dan menjawab, dsb. Ular jawapan yang betul terbentuk.
- Bagaimanakah dan di manakah keadaan pengoksidaan atom bagi unsur kimia ditunjukkan?
Jawab: Angka Arab di atas simbol unsur dengan cas "+" dan "-". - Apakah jenis keadaan pengoksidaan yang dibezakan dalam atom unsur kimia?
Jawab: pertengahan - Apakah darjah yang ditunjukkan oleh logam?
Jawab: positif, negatif, sifar. - Apakah tahap yang ditunjukkan oleh bahan atau molekul ringkas dengan ikatan kovalen bukan kutub?
Jawab: positif - Apakah cas kation dan anion?
Jawab: null. - Apakah nama keadaan pengoksidaan yang berdiri di antara keadaan pengoksidaan positif dan negatif.
Jawab: positif, negatif
2) Tulis formula untuk bahan yang terdiri daripada unsur berikut
- N dan H
- R dan O
- Zn dan Cl
3) Cari dan potong bahan yang tidak mempunyai keadaan pengoksidaan berubah-ubah.
Na, Cr, Fe, K, N, Hg, S, Al, C
VI. Ringkasan pelajaran.
Penilaian dengan komen
VII. Kerja rumah
§23, ms.67-72, selesaikan tugas selepas §23-halaman 72 No. 1-4.
Kursus video "Dapatkan A" merangkumi semua topik yang anda perlukan berjaya disiapkan Peperiksaan Negeri Bersepadu dalam matematik untuk 60-65 mata. Sepenuhnya semua masalah 1-13 Profil Peperiksaan Negeri Bersepadu matematik. Juga sesuai untuk lulus Peperiksaan Asas Negeri Bersepadu dalam matematik. Jika anda ingin lulus Peperiksaan Negeri Bersepadu dengan 90-100 mata, anda perlu menyelesaikan bahagian 1 dalam 30 minit dan tanpa kesilapan!
Kursus persediaan untuk Peperiksaan Negeri Bersepadu untuk gred 10-11, dan juga untuk guru. Semua yang anda perlukan untuk menyelesaikan Bahagian 1 Peperiksaan Negeri Bersepadu dalam matematik (12 masalah pertama) dan Masalah 13 (trigonometri). Dan ini adalah lebih daripada 70 mata pada Peperiksaan Negeri Bersepadu, dan pelajar 100 mata mahupun pelajar kemanusiaan tidak boleh melakukannya tanpanya.
Semua teori yang diperlukan. Cara cepat penyelesaian, perangkap dan rahsia Peperiksaan Negeri Bersepadu. Semua tugas semasa bahagian 1 dari Bank Tugas FIPI telah dianalisis. Kursus ini mematuhi sepenuhnya keperluan Peperiksaan Negeri Bersepadu 2018.
Kursus ini mengandungi 5 topik besar, 2.5 jam setiap satu. Setiap topik diberikan dari awal, ringkas dan jelas.
Beratus-ratus tugas Peperiksaan Negeri Bersatu. Masalah perkataan dan teori kebarangkalian. Algoritma yang ringkas dan mudah diingati untuk menyelesaikan masalah. Geometri. teori, bahan rujukan, analisis semua jenis tugas Peperiksaan Negeri Bersepadu. Stereometri. Penyelesaian rumit, helaian cheat berguna, pembangunan imaginasi spatial. Trigonometri dari awal kepada masalah 13. Memahami bukannya menjejalkan. Penjelasan visual konsep yang kompleks. Algebra. Akar, kuasa dan logaritma, fungsi dan terbitan. Asas untuk penyelesaian tugasan yang kompleks 2 bahagian Peperiksaan Negeri Bersepadu.
Tema Pengekod Peperiksaan Negeri Bersatu: Keelektronegatifan. Keadaan pengoksidaan dan valens unsur kimia.
Apabila atom berinteraksi dan membentuk, elektron di antara mereka dalam kebanyakan kes tidak sekata, kerana sifat-sifat atom berbeza. Lagi elektronegatif atom menarik lebih kuat kepada dirinya sendiri ketumpatan elektron. Atom yang telah menarik ketumpatan elektron kepada dirinya sendiri memperoleh separa cas negatif δ — , "rakan kongsi"nya ialah cas positif separa δ+ . Jika perbezaan keelektronegatifan atom yang membentuk ikatan tidak melebihi 1.7, kita panggil ikatan polar kovalen . Jika perbezaan keelektronegatifan terbentuk ikatan kimia, melebihi 1.7, maka kami memanggil sambungan sedemikian ionik .
Keadaan pengoksidaan ialah cas bersyarat tambahan bagi atom unsur dalam sebatian, dikira dengan andaian bahawa semua sebatian terdiri daripada ion (semua ikatan polar- ionik).
Apakah maksud "caj bersyarat"? Kami hanya bersetuju bahawa kami akan memudahkan sedikit perkara: kami akan menganggap mana-mana ikatan kutub sebagai ionik sepenuhnya, dan kami akan menganggap bahawa elektron benar-benar meninggalkan atau datang dari satu atom ke atom yang lain, walaupun sebenarnya ini tidak berlaku. Dan elektron bersyarat meninggalkan atom yang kurang elektronegatif kepada atom yang lebih elektronegatif.
Sebagai contoh, dalam ikatan H-Cl kami percaya bahawa hidrogen secara bersyarat "melepaskan" elektron, dan casnya menjadi +1, dan klorin "menerima" elektron, dan casnya menjadi -1. Malah, tiada jumlah caj sedemikian pada atom-atom ini.
Sudah tentu, anda mempunyai soalan - mengapa mencipta sesuatu yang tidak wujud? Ini bukan rancangan ahli kimia yang berbahaya, semuanya mudah: model ini sangat mudah. Idea tentang keadaan pengoksidaan unsur berguna semasa menyusun klasifikasi bahan kimia, perihalan sifatnya, penyusunan formula sebatian dan tatanama. Keadaan pengoksidaan terutamanya sering digunakan apabila bekerja dengan tindak balas redoks.
Terdapat keadaan pengoksidaan lebih tinggi, rendah diri Dan perantaraan.
Lebih tinggi keadaan pengoksidaan adalah sama dengan nombor kumpulan dengan tanda tambah.
Terendah ditakrifkan sebagai nombor kumpulan tolak 8.
DAN perantaraan Nombor pengoksidaan ialah hampir semua nombor bulat dari keadaan pengoksidaan terendah hingga tertinggi.
Sebagai contoh, nitrogen dicirikan oleh: keadaan pengoksidaan tertinggi +5, terendah 5 - 8 = -3, dan keadaan pengoksidaan pertengahan dari -3 hingga +5. Sebagai contoh, dalam hidrazin N 2 H 4 keadaan pengoksidaan nitrogen adalah perantaraan, -2.
Selalunya, keadaan pengoksidaan atom dalam bahan kompleks ditunjukkan dahulu dengan tanda, kemudian dengan nombor, contohnya +1, +2, -2 dan lain-lain. Bila kita bercakap tentang tentang caj ion (dengan mengandaikan bahawa ion itu benar-benar wujud dalam sebatian), kemudian nyatakan nombor, kemudian tanda. Sebagai contoh: Ca 2+ , CO 3 2- .
Untuk mencari keadaan pengoksidaan, gunakan yang berikut peraturan :
- Keadaan pengoksidaan atom dalam bahan mudah sama dengan sifar;
- DALAM molekul neutral jumlah algebra keadaan pengoksidaan adalah sifar, untuk ion jumlah ini adalah sama dengan cas ion;
- Keadaan pengoksidaan logam alkali (elemen kumpulan I subkumpulan utama) dalam sebatian ialah +1, keadaan pengoksidaan logam alkali tanah (elemen kumpulan II subkumpulan utama) dalam sebatian ialah +2; keadaan pengoksidaan aluminium dalam sebatian ia sama dengan +3;
- Keadaan pengoksidaan hidrogen dalam sebatian dengan logam (- NaH, CaH 2, dll.) adalah sama dengan -1 ; dalam sebatian dengan bukan logam () +1 ;
- Keadaan pengoksidaan oksigen sama dengan -2 . Pengecualian mekap peroksida– sebatian yang mengandungi kumpulan –O-O-, di mana keadaan pengoksidaan oksigen adalah sama dengan -1 , dan beberapa sebatian lain ( superoksida, ozonida, oksigen fluorida DARI 2 dan lain-lain);
- Keadaan pengoksidaan fluorida dalam semua bahan kompleks adalah sama -1 .
Disenaraikan di atas ialah situasi apabila kita mempertimbangkan keadaan pengoksidaan tetap . Semua unsur kimia lain mempunyai keadaan pengoksidaan — pembolehubah, dan bergantung kepada susunan dan jenis atom dalam sebatian.
Contoh:
Senaman: tentukan keadaan pengoksidaan unsur-unsur dalam molekul kalium dikromat: K 2 Cr 2 O 7 .
Penyelesaian: Keadaan pengoksidaan kalium ialah +1, keadaan pengoksidaan kromium dilambangkan sebagai X, keadaan pengoksidaan oksigen ialah -2. Jumlah semua keadaan pengoksidaan semua atom dalam molekul adalah sama dengan 0. Kami mendapat persamaan: +1*2+2*x-2*7=0. Menyelesaikannya, kita mendapat keadaan pengoksidaan kromium +6.
Dalam sebatian binari, unsur yang lebih elektronegatif dicirikan oleh darjah negatif pengoksidaan, kurang elektronegatif - positif.
ambil perhatian bahawa Konsep keadaan pengoksidaan adalah sangat sewenang-wenang! Keadaan pengoksidaan tidak menunjukkan cas sebenar atom dan tidak mempunyai nyata makna fizikal . Ini ialah model ringkas yang berfungsi dengan berkesan apabila kita perlu, sebagai contoh, untuk menyamakan pekali dalam persamaan tindak balas kimia, atau untuk algoritma pengkelasan bahan.
Nombor pengoksidaan bukan valens! Keadaan pengoksidaan dan valensi tidak bertepatan dalam banyak kes. Contohnya, valens hidrogen dalam perkara mudah H2 adalah sama dengan I, dan keadaan pengoksidaan, mengikut peraturan 1, adalah sama dengan 0.
ini peraturan asas, yang akan membantu anda menentukan keadaan pengoksidaan atom dalam sebatian dalam kebanyakan kes.
Dalam sesetengah situasi, anda mungkin mengalami kesukaran untuk menentukan keadaan pengoksidaan atom. Mari lihat beberapa situasi ini dan lihat cara menyelesaikannya:
- Dalam oksida berganda (seperti garam), darjah atom biasanya dua keadaan pengoksidaan. Sebagai contoh, dalam skala besi Fe 3 O 4, besi mempunyai dua keadaan pengoksidaan: +2 dan +3. Yang manakah harus saya nyatakan? Kedua-duanya. Untuk memudahkan, kita boleh membayangkan sebatian ini sebagai garam: Fe(FeO 2) 2. Di mana sisa asid membentuk atom dengan keadaan pengoksidaan +3. Atau oksida berganda boleh diwakili seperti berikut: FeO*Fe 2 O 3.
- Dalam sebatian perokso, keadaan pengoksidaan atom oksigen yang disambungkan oleh ikatan nonpolar kovalen, sebagai peraturan, berubah. Sebagai contoh, dalam hidrogen peroksida H 2 O 2 dan peroksida logam alkali, keadaan pengoksidaan oksigen ialah -1, kerana salah satu ikatan ialah kovalen nonpolar (H-O-O-H). Contoh lain ialah asid peroxomonosulfurik (asid Caro) H 2 SO 5 (lihat rajah) mengandungi dua atom oksigen dengan keadaan pengoksidaan -1, atom yang tinggal dengan keadaan pengoksidaan -2, jadi entri berikut akan lebih mudah difahami: H 2 SO 3 (O2). Sebatian kromium peroxo juga dikenali - contohnya, kromium (VI) peroksida CrO(O 2) 2 atau CrO 5, dan banyak lagi.
- Satu lagi contoh sebatian dengan keadaan pengoksidaan yang tidak jelas ialah superoksida (NaO 2) dan ozonida seperti garam KO 3. Dalam kes ini, lebih sesuai untuk dibincangkan ion molekul O 2 dengan cas -1 dan dan O 3 dengan cas -1. Struktur zarah tersebut diterangkan oleh beberapa model, yang dalam bahasa Rusia kurikulum diambil pada tahun-tahun pertama universiti kimia: MO LCAO, kaedah menindih skim valens, dsb.
- DALAM sebatian organik Konsep keadaan pengoksidaan tidak begitu mudah digunakan, kerana antara atom karbon ada nombor besar kovalen ikatan bukan kutub. Namun, jika anda melukis formula struktur molekul, maka keadaan pengoksidaan setiap atom juga boleh ditentukan oleh jenis dan bilangan atom yang atom terikat secara langsung. Sebagai contoh, keadaan pengoksidaan atom karbon primer dalam hidrokarbon ialah -3, untuk atom sekunder -2, untuk atom tertier -1, dan untuk atom kuaternari - 0.
Mari kita berlatih menentukan keadaan pengoksidaan atom dalam sebatian organik. Untuk melakukan ini, perlu melukis formula struktur lengkap atom dan menyerlahkan atom karbon dengan persekitaran terdekatnya - atom yang bersambung secara langsung.
- Untuk memudahkan pengiraan, anda boleh menggunakan jadual keterlarutan - ia menunjukkan caj ion yang paling biasa. Pada kebanyakan peperiksaan Rusia dalam kimia (USE, GIA, DVI), penggunaan jadual keterlarutan adalah dibenarkan. Ini adalah helaian cheat siap pakai, yang dalam banyak kes boleh menjimatkan masa dengan ketara.
- Apabila mengira keadaan pengoksidaan unsur dalam bahan kompleks, kita mula-mula menunjukkan keadaan pengoksidaan unsur-unsur yang kita ketahui dengan pasti (unsur dengan keadaan pengoksidaan malar), dan keadaan pengoksidaan unsur dengan darjah berubah-ubah pengoksidaan dilambangkan sebagai x. Jumlah semua cas semua zarah adalah sifar dalam molekul atau sama dengan cas ion dalam ion. Daripada data ini adalah mudah untuk mencipta dan menyelesaikan persamaan.