Zadanie określenia stopnia utlenienia może być albo prostą formalnością, albo złożoną zagadką. Przede wszystkim będzie to zależeć od wzoru związku chemicznego, a także od jego obecności podstawowa wiedza w chemii i matematyce.
Znajomość podstawowych zasad i algorytmu sekwencyjnie logicznych działań, o których mowa porozmawiamy w tym artykule, rozwiązując problemy tego typu, każdy może łatwo poradzić sobie z tym zadaniem. A po przećwiczeniu i nauczeniu się określania stopni utlenienia różnych związków chemicznych, możesz bezpiecznie podjąć się zadania równoważenia złożonych reakcji redoks, sporządzając wagę elektroniczną.
Pojęcie stopnia utlenienia
Aby dowiedzieć się, jak określić stopień utlenienia, musisz najpierw zrozumieć, co oznacza ta koncepcja?
- Stopień utlenienia jest używany podczas zapisywania reakcji redoks, gdy elektrony są przenoszone z atomu na atom.
- Stopień utlenienia rejestruje liczbę przeniesionych elektronów, wskazując warunkowy ładunek atomu.
- Stopień utlenienia i wartościowość są często identyczne.
Oznaczenie to jest zapisane na górze pierwiastka chemicznego, w jego prawym rogu i jest liczbą całkowitą ze znakiem „+” lub „-”. Zerowa wartość stopnia utlenienia nie jest oznaczona.
Zasady określania stopnia utlenienia
Rozważmy główne kanony określania stopnia utlenienia:
- Prosty substancje elementarne, to znaczy te, które składają się z jednego rodzaju atomu, zawsze będą miały stopień zerowy utlenianie. Na przykład Na0, H02, P04
- Istnieje wiele atomów, które zawsze mają jeden, stały stopień utlenienia. Lepiej zapamiętać wartości podane w tabeli.
- Jak widać, jedyny wyjątek występuje w przypadku wodoru w połączeniu z metalami, gdzie uzyskuje on niecharakterystyczny dla niego stopień utlenienia „-1”.
- Tlen przyjmuje również stopień utlenienia „+2” w związku chemicznym z fluorem i „-1” w związkach nadtlenkowych, ponadtlenkowych lub ozonkowych, w których atomy tlenu są ze sobą związane.
- Jony metali mają kilka stopni utlenienia (i tylko dodatnie), więc decydują o tym sąsiednie pierwiastki w związku. Na przykład w FeCl3 chlor ma stopień utlenienia „-1”, ma 3 atomy, więc mnożymy -1 przez 3, otrzymujemy „-3”. Aby suma stopni utlenienia związku wynosiła „0”, żelazo musi mieć stopień utlenienia „+3”. We wzorze FeCl2 żelazo odpowiednio zmieni swój stopień na „+2”.
- Sumując matematycznie stopnie utlenienia wszystkich atomów we wzorze (uwzględniając znaki), należy zawsze otrzymać wartość zerową. Na przykład w kwas chlorowodorowy H+1Cl-1 (+1 i -1 = 0), oraz w kwasie siarkawym H2+1S+4O3-2 (+1 * 2 = +2 dla wodoru, +4 dla siarki i -2 * 3 = – 6 dla tlen; +6 i -6 sumują się do 0).
- Stopień utlenienia jonu jednoatomowego będzie równy jego ładunkowi. Na przykład: Na+, Ca+2.
- Nai najwyższy stopień utlenianie z reguły koreluje z numerem grupy w układzie okresowym D.I. Mendelejewa.
Algorytm wyznaczania stopnia utlenienia
Kolejność ustalania stopnia utlenienia nie jest skomplikowana, ale wymaga uwagi i pewnych działań.
Zadanie: uporządkuj stopnie utlenienia związku KMnO4
- Pierwszy pierwiastek, potas, ma stały stopień utlenienia „+1”.
Aby to sprawdzić, możesz spojrzeć na układ okresowy, gdzie potas należy do 1. grupy pierwiastków. - Z pozostałych dwóch pierwiastków tlen ma stopień utlenienia -2.
- Dostajemy następującą formułę: K+1MnxO4-2. Pozostaje określić stopień utlenienia manganu.
Zatem x jest nieznanym nam stopniem utlenienia manganu. Teraz ważne jest, aby zwrócić uwagę na liczbę atomów w związku.
Liczba atomów potasu wynosi 1, manganu 1, tlenu 4.
Biorąc pod uwagę elektryczną neutralność cząsteczki, gdy całkowity (całkowity) ładunek wynosi zero,
1*(+1) + 1*(x) + 4(-2) = 0,
+1+1х+(-8) = 0,
-7+1x = 0,
(przy przekazywaniu zmieniamy znak)
1x = +7, x = +7
Zatem stopień utlenienia manganu w związku wynosi „+7”.
Zadanie: uporządkuj stopnie utlenienia w związku Fe2O3.
- Jak wiadomo, tlen ma stopień utlenienia „-2” i działa jako środek utleniający. Biorąc pod uwagę liczbę atomów (3), całkowita wartość dla tlenu wynosi „-6” (-2*3= -6), tj. pomnóż stopień utlenienia przez liczbę atomów.
- Aby zrównoważyć formułę i doprowadzić ją do zera, 2 atomy żelaza będą miały stopień utlenienia „+3” (2*+3=+6).
- Suma wynosi zero (-6 i +6 = 0).
Zadanie: uporządkuj stopnie utlenienia związku Al(NO3)3.
- Jest tylko jeden atom glinu i ma stały stopień utlenienia „+3”.
- W cząsteczce znajduje się 9 atomów tlenu (3*3), stopień utlenienia tlenu, jak wiadomo, wynosi „-2”, co oznacza, że mnożąc te wartości otrzymamy „-18”.
- Pozostaje wyrównać ujemną i wartości dodatnie, określając w ten sposób stopień utlenienia azotu. Brakuje -18 i +3, + 15. A biorąc pod uwagę, że są 3 atomy azotu, łatwo jest określić jego stopień utlenienia: podziel 15 przez 3 i uzyskaj 5.
- Stopień utlenienia azotu wynosi „+5”, a wzór będzie wyglądał następująco: Al+3(N+5O-23)3
- Jeśli trudno jest określić w ten sposób pożądaną wartość, możesz ułożyć i rozwiązać równania:
1*(+3) + 3x + 9*(-2) = 0.
+3+3x-18=0
3x=15
x=5
Zatem stopień utlenienia jest wystarczający ważna koncepcja w chemii, symbolizujący stan atomów w cząsteczce.
Bez znajomości pewnych przepisów lub podstaw, które pozwalają poprawnie określić stopień utlenienia, nie da się podołać temu zadaniu. Dlatego wniosek nasuwa się tylko jeden: dokładnie zapoznaj się i przestudiuj zasady znajdowania stopnia utlenienia, jasno i zwięźle przedstawione w artykule, i odważnie podążaj trudną ścieżką zawiłości chemicznych.
Stan utlenienia - wartość konwencjonalna, używany do rejestrowania reakcji redoks. Tabela utleniania służy do określenia stopnia utlenienia pierwiastki chemiczne.
Oznaczający
Stopień utlenienia podstawowych pierwiastków chemicznych opiera się na ich elektroujemności. Wartość jest równa liczbie elektronów przesuniętych w związkach.
Stopień utlenienia uważa się za dodatni, jeśli elektrony zostaną wyparte z atomu, tj. pierwiastek oddaje elektrony w związku i jest środkiem redukującym. Pierwiastki te obejmują metale, ich stopień utlenienia jest zawsze dodatni.
Kiedy elektron jest przemieszczany w kierunku atomu, wartość uważa się za ujemną, a pierwiastek uważa się za środek utleniający. Atom przyjmuje elektrony aż do zewnątrz poziom energii. Większość niemetali to utleniacze.
Proste substancje, które nie reagują, zawsze mają zerowy stopień utlenienia.
Ryż. 1. Tabela stopni utlenienia.
W połączeniu stopień pozytywny utlenianie ma atom niemetalu o niższej elektroujemności.
Definicja
Maksymalny i minimalny stopień utlenienia (ile elektronów może oddać i przyjąć atom) można określić za pomocą układ okresowy Mendelejew.
Maksymalny stopień równa numerowi grupy, w której znajduje się pierwiastek, lub liczbie elektronów walencyjnych. Minimalna wartość określone wzorem:
Liczba (grupy) – 8.
Ryż. 2. Układ okresowy.
Węgiel należy do czwartej grupy, dlatego jego najwyższy stopień utlenienia wynosi +4, a najniższy -4. Maksymalny stopień utlenienia siarki wynosi +6, minimalny to -2. Większość niemetali zawsze ma zmienny – dodatni i ujemny – stopień utlenienia. Wyjątkiem jest fluor. Jego stopień utlenienia wynosi zawsze -1.
Należy pamiętać, że zasada ta nie dotyczy metali alkalicznych i metali ziem alkalicznych odpowiednio z grup I i II. Metale te mają stały dodatni stopień utlenienia - lit Li +1, sód Na +1, potas K +1, beryl Be +2, magnez Mg +2, wapń Ca +2, stront Sr +2, bar Ba +2. Mogą wykazywać inne metale różnym stopniu utlenianie. Wyjątkiem jest aluminium. Pomimo przynależności do grupy III, jego stopień utlenienia wynosi zawsze +3.
Ryż. 3. Metale alkaliczne i metale ziem alkalicznych.
Z Grupa VIII Tylko ruten i osm mogą wykazywać najwyższy stopień utlenienia +8. Złoto i miedź z grupy I wykazują stopnie utlenienia odpowiednio +3 i +2.
Nagrywać
Aby poprawnie zarejestrować stopień utlenienia należy pamiętać o kilku zasadach:
- gazy obojętne nie reagują, więc ich stopień utlenienia jest zawsze zerowy;
- w związkach zmienny stopień utlenienia zależy od zmiennej wartościowości i interakcji z innymi pierwiastkami;
- wodór w związkach z metalami wykazuje ujemny stopień utlenienia - Ca +2 H 2 -1, Na +1 H -1;
- tlen zawsze ma stopień utlenienia -2, z wyjątkiem fluorku tlenu i nadtlenku - O +2 F 2-1, H 2 +1 O 2 -1.
Czego się nauczyliśmy?
Stopień utlenienia to wartość warunkowa pokazująca, ile elektronów przyjął lub oddał atom pierwiastka w związku. Wartość zależy od liczby elektronów walencyjnych. Metale w związkach zawsze mają dodatni stopień utlenienia, tj. są środkami redukującymi. Do zasad i metale ziem alkalicznych Stopień utlenienia jest zawsze taki sam. Niemetale, z wyjątkiem fluoru, mogą przyjmować dodatnie i ujemne stopnie utlenienia.
Cel: Kontynuuj naukę wartościowości. Podaj pojęcie stopnia utlenienia. Rozważ rodzaje stopni utlenienia: dodatni, ujemny, wartość zerowa. Naucz się poprawnie określać stopień utlenienia atomu w związku. Nauczać technik porównywania i uogólniania badanych koncepcji; kształcić umiejętności określania stopnia utlenienia poprzez wzory chemiczne; nadal rozwijać umiejętności niezależna praca; promować rozwój logiczne myślenie. Rozwijanie poczucia tolerancji (tolerancji i szacunku dla opinii innych ludzi) oraz wzajemnej pomocy; realizować edukacja estetyczna(poprzez projekt tablicy i zeszytów, przy korzystaniu z prezentacji).
Podczas zajęć
I. Organizowanie czasu
Sprawdzanie uczniów na lekcję.
II. Przygotowanie do lekcji.
Do lekcji będziesz potrzebować: Układ okresowy D.I. Mendelejew, podręcznik, zeszyty ćwiczeń, długopisy, ołówki.
III. Sprawdzanie pracy domowej.
Ankieta frontalna, część będzie pracować przy tablicy, posługując się kartami, przeprowadzając test i podsumowując ten etap odbędzie się intelektualna gra.
1. Praca z kartami.
1 karta
Definiować ułamki masowe(%) węgiel i tlen w dwutlenek węgla (WSPÓŁ 2 ) .
2 karty
Określ rodzaj wiązania w cząsteczce H 2 S. Napisz strukturalne i formuła elektroniczna Cząsteczki.
2. Badanie czołowe
- Co to jest wiązanie chemiczne?
- Jakie znasz rodzaje wiązań chemicznych?
- Które wiązanie nazywa się wiązaniem kowalencyjnym?
- Który wiązania kowalencyjne przeznaczyć?
- Co to jest wartościowość?
- Jak definiujemy wartościowość?
- Które pierwiastki (metale i niemetale) mają zmienną wartościowość?
3. Testowanie
1. W jakich cząsteczkach występuje niepolarne wiązanie kowalencyjne?
2 . Która cząsteczka tworzy wiązanie potrójne, gdy tworzy się wiązanie kowalencyjne niepolarne?
3 . Jak nazywają się jony naładowane dodatnio?
A) kationy
B) cząsteczki
B) aniony
D) kryształy
4. W którym rzędzie znajdują się substancje związku jonowego?
A) CH4, NH3, Mg
B) CI2, MgO, NaCI
B) MgF2, NaCl, CaCl2
D) H2S, HCI, H2O
5 . Wartościowość jest określana przez:
A) według numeru grupy
B) przez liczbę niesparowanych elektronów
B) według rodzaju wiązania chemicznego
D) według numeru okresu.
4. Intelektualna gra"Kółko i krzyżyk" »
Znajdź substancje posiadające kowalencyjne wiązania polarne.
IV. Nauka nowego materiału
Stopień utlenienia jest ważną cechą stanu atomu w cząsteczce. Wartościowość jest określana przez liczbę niesparowanych elektronów w atomie, orbitali z samotnymi parami elektronów, tylko w procesie wzbudzenia atomu. Najwyższa wartościowość elementu jest zwykle równa numerowi grupy. Stopień utlenienia w związkach o różnych wiązaniach chemicznych kształtuje się inaczej.
Jak powstaje stopień utlenienia cząsteczek z różnymi wiązaniami chemicznymi?
1) W związkach z wiązaniami jonowymi stopnie utlenienia pierwiastków są równe ładunkom jonów.
2) W związkach z kowalencyjnym wiązaniem niepolarnym (w cząsteczkach prostych substancji) stopień utlenienia pierwiastków wynosi 0.
N 2 0, CI 2 0 , F 2 0 , S 0 , sztuczna inteligencja 0
3) Dla cząsteczek z kowalencyjne wiązanie polarne Stopień utlenienia określa się podobnie jak w przypadku cząsteczek z jonowymi wiązaniami chemicznymi.
Stopień utlenienia pierwiastka jest warunkowym ładunkiem jego atomu w cząsteczce, jeśli założymy, że cząsteczka składa się z jonów.
Stopień utlenienia atomu, w przeciwieństwie do jego wartościowości, ma znak. Może być dodatnia, ujemna i zerowa.
Wartościowość jest oznaczona cyframi rzymskimi nad symbolem pierwiastka:
II |
I |
IV |
Fe |
Cu |
S, |
a stopień utlenienia jest oznaczony cyframi arabskimi z ładunkiem nad symbolami pierwiastków ( MG +2 , Ca +2 ,N+1,CIˉ¹).
Dodatni stopień utlenienia jest równy liczbie elektronów przypisanych tym atomom. Atom może oddać wszystkie swoje elektrony walencyjne (w przypadku grup głównych są to elektrony poziom zewnętrzny) odpowiadający numerowi grupy, w której znajduje się pierwiastek, wykazując jednocześnie najwyższy stopień utlenienia (wyjątek OF 2).Np.: najwyższy stopień utlenienia główna podgrupa Grupa II jest równa +2 ( Zn +2) Stopień dodatni wykazują zarówno metale, jak i niemetale, z wyjątkiem F, He, Ne. Na przykład: C+4,Nie+1 , Glin+3
Ujemny stopień utlenienia jest równy liczbie elektronów przyjętych przez dany atom, wykazują go tylko niemetale. Atomy niemetali dodają tyle elektronów, ile im brakuje, aby ukończyć poziom zewnętrzny, wykazując w ten sposób stopień ujemny.
Dla elementów głównych podgrup grup IV-VII stopień minimalny utlenianie jest liczbowo równe
Na przykład:
Wartość stopnia utlenienia pomiędzy najwyższym i najniższym stopniem utlenienia nazywa się pośrednim:
Wyższy |
Mediator |
Najniższy |
C +3, C +2, C 0, C -2 |
||
W związkach z kowalencyjnym wiązaniem niepolarnym (w cząsteczkach prostych substancji) stopień utlenienia pierwiastków wynosi 0: N 2 0 , ZI 2 0 , F 2 0 , S 0 , sztuczna inteligencja 0
Aby określić stopień utlenienia atomu w związku, należy wziąć pod uwagę szereg przepisów:
1. Stan utlenieniaFwe wszystkich połączeniach jest równa „-1”.Nie +1 F -1 , H +1 F -1
2. Stopień utlenienia tlenu w większości związków to (-2) wyjątek: OF 2 , gdzie stopień utlenienia wynosi O +2F -1
3. Wodór w większości związków ma stopień utlenienia +1, z wyjątkiem związku z metale aktywne, gdzie stopień utlenienia (-1): Nie +1 H -1
4. Stopień utlenienia metali głównych podgrupI, II, IIIgrupy we wszystkich związkach wynosi +1, +2, +3.
Pierwiastki o stałych stopniach utlenienia to:
A) metale alkaliczne (Li, Na, K, Pb, Si, Fr) - stopień utlenienia +1
B) pierwiastki II głównej podgrupy grupy z wyjątkiem (Hg): Be, Mg, Ca, Sr, Ra, Zn, Cd - stopień utlenienia +2
W) element III grupy: Al - stopień utlenienia +3
Algorytm tworzenia formuł w związkach:
1 sposób
1 . Na pierwszym miejscu zapisywany jest pierwiastek o niższej elektroujemności, a na drugim miejscu o wyższej elektroujemności.
2 . Element zapisany na pierwszym miejscu ma ładunek dodatni„+”, a na drugim z ładunkiem ujemnym „-”.
3 . Wskaż stopień utlenienia każdego pierwiastka.
4 . Znajdź wspólną wielokrotność stopni utlenienia.
5. Podziel najmniejszą wspólną wielokrotność przez wartość stopni utlenienia i przypisz powstałe wskaźniki w prawym dolnym rogu za symbolem odpowiedniego pierwiastka.
6. Jeżeli stopień utlenienia jest parzysty – nieparzysty, to obok symbolu w prawym dolnym rogu pojawiają się – krzyżyk bez znaków „+” i „-”:
7. Jeśli stopień utlenienia ma wartość parzystą, należy je najpierw zmniejszyć najmniejsza wartość stopień utlenienia i postaw krzyżyk bez znaków „+” i „-”: C +4O-2
Metoda 2
1 . Oznaczmy stopień utlenienia N przez X, wskażmy stopień utlenienia O: N 2 XO 3 -2
2 . Oblicz sumę ładunków ujemnych, w tym celu pomnóż stopień utlenienia tlenu przez wskaźnik tlenowy: 3· (-2) = -6
3 Aby cząsteczka była elektrycznie obojętna, należy wyznaczyć sumę ładunków dodatnich: X2 = 2X
4 .Ułóż równanie algebraiczne:
N 2 + 3 O 3 –2
V. Konsolidacja
1) Wzmocnienie tematu grą o nazwie „Wąż”.
Zasady gry: nauczyciel rozdaje karty. Każda karta zawiera jedno pytanie i jedną odpowiedź na drugie pytanie.
Nauczyciel rozpoczyna grę. Po odczytaniu pytania uczeń, który ma na karcie odpowiedź na moje pytanie, podnosi rękę i wypowiada odpowiedź. Jeśli odpowiedź jest prawidłowa, czyta swoje pytanie, a uczeń, który zna odpowiedź na to pytanie, podnosi rękę i odpowiada itp. Tworzy się wąż poprawnych odpowiedzi.
- Jak i gdzie wskazuje się stopień utlenienia atomu pierwiastka chemicznego?
Odpowiedź: Cyfra arabska nad symbolem pierwiastka z ładunkiem „+” i „-”. - Jakie rodzaje stopni utlenienia wyróżnia się w atomach pierwiastków chemicznych?
Odpowiedź: mediator - Jaki stopień wykazuje metal?
Odpowiedź: dodatni, ujemny, zero. - W jakim stopniu wykazują proste substancje lub cząsteczki z niepolarnymi wiązaniami kowalencyjnymi?
Odpowiedź: pozytywny - Jaki ładunek mają kationy i aniony?
Odpowiedź: zero. - Jak nazywa się stopień utlenienia, który znajduje się pomiędzy dodatnim i ujemnym stopniem utlenienia.
Odpowiedź: pozytywny Negatywny
2) Napisz wzory substancji składające się z następujących pierwiastków
- N i H
- R i O
- Zn i Cl
3) Znajdź i skreśl substancje, które nie mają zmiennego stopnia utlenienia.
Na, Cr, Fe, K, N, Hg, S, Al, C
VI. Podsumowanie lekcji.
Ocena z komentarzami
VII. Praca domowa
§23, s. 67-72, wykonaj zadanie po §23-s. 72 nr 1-4.
Kurs wideo „Zdobądź piątkę” zawiera wszystkie potrzebne tematy pomyślne Jednolity egzamin państwowy z matematyki na 60-65 punktów. Kompletnie wszystkie zadania 1-13 Profil Ujednolicony egzamin państwowy matematyka. Nadaje się również do zdania podstawowego jednolitego egzaminu państwowego z matematyki. Jeśli chcesz zdać Unified State Exam z 90-100 punktami, musisz rozwiązać część 1 w 30 minut i bez błędów!
Kurs przygotowawczy do Jednolitego Egzaminu Państwowego dla klas 10-11, a także dla nauczycieli. Wszystko, czego potrzebujesz, aby rozwiązać część 1 egzaminu państwowego Unified State Exam z matematyki (pierwsze 12 zadań) i zadanie 13 (trygonometria). A to ponad 70 punktów na egzaminie Unified State Exam i ani 100-punktowy student, ani student nauk humanistycznych nie mogą się bez nich obejść.
Wszystko konieczna teoria. Szybkie sposoby rozwiązania, pułapki i tajemnice Unified State Exam. Przeanalizowano wszystkie aktualne zadania części 1 z Banku Zadań FIPI. Kurs w pełni odpowiada wymogom Unified State Exam 2018.
Kurs zawiera 5 duże tematy, 2,5 godziny każdy. Każdy temat jest podany od podstaw, prosto i przejrzyście.
Setki zadań z egzaminu Unified State Exam. Problemy ze słowami i teoria prawdopodobieństwa. Proste i łatwe do zapamiętania algorytmy rozwiązywania problemów. Geometria. Teoria, materiał referencyjny, analiza wszystkich typów zadań Unified State Examation. Stereometria. Podstępne rozwiązania, przydatne ściągawki, rozwój wyobraźnię przestrzenną. Trygonometria od podstaw do zadania 13. Zrozumienie zamiast wkuwania. Wizualne wyjaśnienie złożone koncepcje. Algebra. Pierwiastki, potęgi i logarytmy, funkcja i pochodna. Podstawa rozwiązania złożone zadania 2 części jednolitego egzaminu państwowego.
Motywy Kodyfikator jednolitego egzaminu państwowego: Elektroujemność. Stan utlenienia i wartościowość pierwiastków chemicznych.
Kiedy atomy oddziałują i tworzą się, elektrony między nimi są w większości przypadków nierównomiernie rozmieszczone, ponieważ właściwości atomów są różne. Więcej elektroujemny atom przyciąga się silniej gęstość elektronów. Atom, który przyciągnął do siebie gęstość elektronową, zyskuje częściową ładunek ujemny δ — , jego „partnerem” jest częściowy ładunek dodatni δ+ . Jeżeli różnica elektroujemności atomów tworzących wiązanie nie przekracza 1,7, wiązanie nazywamy kowalencyjny polarny . Jeśli różnica w tworzeniu elektroujemności wiązanie chemiczne, przekracza 1,7, wówczas takie połączenie nazywamy joński .
Stan utlenienia jest pomocniczym ładunkiem warunkowym atomu pierwiastka w związku, obliczonym przy założeniu, że wszystkie związki składają się z jonów (wszystkie wiązania polarne– jonowy).
Co oznacza „opłata warunkowa”? Po prostu zgadzamy się, że trochę to uprościmy: uznamy każde wiązanie polarne za całkowicie jonowe i założymy, że elektron całkowicie opuszcza lub przechodzi z jednego atomu do drugiego, nawet jeśli w rzeczywistości tak nie jest. I warunkowo elektron opuszcza atom mniej elektroujemny do atomu bardziej elektroujemnego.
Na przykład, w wiązaniu H-Cl wierzymy, że wodór warunkowo „oddał” elektron, a jego ładunek wyniósł +1, a chlor „przyjął” elektron i jego ładunek wyniósł -1. W rzeczywistości na tych atomach nie ma takich całkowitych ładunków.
Na pewno masz pytanie – po co wymyślać coś, czego nie ma? To nie jest podstępny plan chemików, wszystko jest proste: ten model jest bardzo wygodny. Pomysły dotyczące stopnia utlenienia pierwiastków są przydatne podczas kompilacji klasyfikacje substancje chemiczne, opis ich właściwości, zestawienie wzorów związków i nazewnictwa. Stany utlenienia są szczególnie często stosowane podczas pracy reakcje redoks.
Istnieją stany utlenienia wyższy, gorszy I mediator.
Wyższy stopień utlenienia jest równy numerowi grupy ze znakiem plus.
Najniższy definiuje się jako numer grupy minus 8.
I mediator Stopień utlenienia to prawie dowolna liczba całkowita od najniższego do najwyższego stopnia utlenienia.
Na przykład, azot charakteryzuje się: najwyższym stopniem utlenienia wynosi +5, najniższym 5 - 8 = -3, a pośrednim stopniem utlenienia od -3 do +5. Na przykład w hydrazynie N2H4 stopień utlenienia azotu jest pośredni, -2.
Najczęściej stopień utlenienia atomów w substancje złożone jest oznaczony najpierw znakiem, a następnie np. liczbą +1, +2, -2 itp. Gdy mówimy o o ładunku jonu (zakładając, że jon rzeczywiście istnieje w związku), następnie najpierw podaj liczbę, a następnie znak. Na przykład: Ca 2+ , CO 3 2- .
Aby znaleźć stopnie utlenienia, użyj poniższych zasady :
- Stan utlenienia atomów w proste substancje równy zeru;
- W cząsteczki neutralne suma algebraiczna stopnie utlenienia wynoszą zero, dla jonów suma ta jest równa ładunkowi jonu;
- Stan utlenienia metale alkaliczne (elementy grupy I głównej podgrupy) w związkach wynosi +1, stopień utlenienia metale ziem alkalicznych (elementy grupy II głównej podgrupy) w związkach wynosi +2; stan utlenienia aluminium w połączeniach jest równy +3;
- Stan utlenienia wodór w związkach z metalami (- NaH, CaH2 itp.) jest równy -1 ; w związkach z niemetalami () +1 ;
- Stan utlenienia tlen równy -2 . Wyjątek makijaż nadtlenki– związki zawierające grupę –O-O-, w których stopień utlenienia tlenu jest równy -1 i kilka innych związków ( ponadtlenki, ozonki, fluorki tlenu OF 2 itd.);
- Stan utlenienia fluorek we wszystkich substancjach złożonych jest równa -1 .
Powyżej wymieniono sytuacje, w których rozważamy stopień utlenienia stały . Wszystkie pozostałe pierwiastki chemiczne mają stopień utlenienia — zmienny i zależy od kolejności i rodzaju atomów w związku.
Przykłady:
Ćwiczenia: określić stopnie utlenienia pierwiastków w cząsteczce dwuchromianu potasu: K 2 Cr 2 O 7 .
Rozwiązanie: Stopień utlenienia potasu wynosi +1, stopień utlenienia chromu jest oznaczony jako X, stopień utlenienia tlenu wynosi -2. Suma wszystkich stopni utlenienia wszystkich atomów w cząsteczce jest równa 0. Otrzymujemy równanie: +1*2+2*x-2*7=0. Rozwiązując to, otrzymujemy stopień utlenienia chromu +6.
W związkach binarnych element bardziej elektroujemny charakteryzuje się stopień negatywny utlenianie, mniej elektroujemne - dodatnie.
zauważ to Pojęcie stopnia utlenienia jest bardzo arbitralne! Stopień utlenienia nie wskazuje rzeczywistego ładunku atomu i nie ma rzeczywistego znaczenie fizyczne . Jest to uproszczony model, który skutecznie sprawdza się, gdy potrzebujemy np. wyrównać współczynniki w równaniu Reakcja chemiczna lub do algorytmizacji klasyfikacji substancji.
Stopień utlenienia nie jest wartościowością! Stopień utlenienia i wartościowość nie pokrywają się w wielu przypadkach. Na przykład wartościowość wodoru w prosta sprawa H2 jest równy I, a stopień utlenienia, zgodnie z zasadą 1, jest równy 0.
Ten podstawowe zasady, które w większości przypadków pomogą Ci określić stopień utlenienia atomów w związkach.
W niektórych sytuacjach możesz mieć trudności z określeniem stopnia utlenienia atomu. Przyjrzyjmy się niektórym z tych sytuacji i zobaczmy, jak je rozwiązać:
- W tlenkach podwójnych (podobnych do soli) stopień atomu wynosi zwykle dwa stopnie utlenienia. Na przykład w skali żelaza Fe 3 O 4 żelazo ma dwa stopnie utlenienia: +2 i +3. Który mam wskazać? Obydwa. Dla uproszczenia możemy sobie wyobrazić ten związek jako sól: Fe(FeO 2) 2. W której pozostałość kwasu tworzy atom o stopniu utlenienia +3. Lub podwójny tlenek można przedstawić w następujący sposób: FeO*Fe 2 O 3.
- W związkach perokso z reguły zmienia się stopień utlenienia atomów tlenu połączonych kowalencyjnymi wiązaniami niepolarnymi. Na przykład w nadtlenku wodoru H 2 O 2 i nadtlenkach metali alkalicznych stopień utlenienia tlenu wynosi -1, ponieważ jedno z wiązań jest kowalencyjne niepolarne (H-O-O-H). Innym przykładem jest kwas peroksomonosiarkowy (kwas karo) H 2 SO 5 (patrz rysunek) zawiera dwa atomy tlenu na stopniu utlenienia -1, pozostałe atomy na stopniu utlenienia -2, więc następujący wpis będzie bardziej zrozumiały: H 2SO3(O2). Znane są również nadtlenki chromu - na przykład nadtlenek chromu (VI) CrO(O 2) 2 lub CrO 5 i wiele innych.
- Innym przykładem związków o niejednoznacznych stopniach utlenienia są ponadtlenki (NaO 2) i ozonki podobne do soli KO 3. W tym przypadku lepiej jest porozmawiać jon molekularny O 2 z ładunkiem -1 i O 3 z ładunkiem -1. Strukturę takich cząstek opisują niektóre modele, które w języku rosyjskim program są podejmowane na pierwszych latach uczelni chemicznych: MO LCAO, metoda nakładania schematów walencyjnych itp.
- W związki organiczne Pojęcie stopnia utlenienia nie jest zbyt wygodne w użyciu, ponieważ pomiędzy atomami węgla duża liczba kowalencyjny wiązania niepolarne. Jeśli jednak narysujesz formuła strukturalna cząsteczek, wówczas stopień utlenienia każdego atomu można również określić na podstawie rodzaju i liczby atomów, z którymi atom jest bezpośrednio związany. Na przykład stopień utlenienia pierwszorzędowych atomów węgla w węglowodorach wynosi -3, dla atomów drugorzędowych -2, dla atomów trzeciorzędowych -1, a dla atomów czwartorzędowych - 0.
Poćwiczmy wyznaczanie stopnia utlenienia atomów w związkach organicznych. Aby to zrobić, należy narysować pełny wzór strukturalny atomu i wybrać atom węgla z jego najbliższym otoczeniem - atomy, z którymi jest bezpośrednio połączony.
- Aby uprościć obliczenia, możesz skorzystać z tabeli rozpuszczalności - pokazuje ona ładunki najpowszechniejszych jonów. W większości Egzaminy rosyjskie w chemii (USE, GIA, DVI) dopuszczalne jest stosowanie tablic rozpuszczalności. Jest to gotowa ściągawka, która w wielu przypadkach może znacznie zaoszczędzić czas.
- Obliczając stopień utlenienia pierwiastków w substancjach złożonych, najpierw wskazujemy stopnie utlenienia pierwiastków, które znamy na pewno (pierwiastki o stałym stopniu utlenienia), a stopień utlenienia pierwiastków o stopień zmienny utlenianie jest oznaczone jako x. Suma wszystkich ładunków wszystkich cząstek wynosi zero w cząsteczce lub jest równa ładunkowi jonu w jonie. Na podstawie tych danych łatwo jest utworzyć i rozwiązać równanie.