วิธีกำหนดสถานะออกซิเดชันสูงสุดและต่ำสุด วิธีการจัดเรียงและวิธีการกำหนดสถานะออกซิเดชันของธาตุ

ระดับของออกซิเดชันเป็นค่าทั่วไปที่ใช้ในการบันทึกปฏิกิริยารีดอกซ์ เพื่อกำหนดระดับของการเกิดออกซิเดชันจะใช้ตารางการเกิดออกซิเดชันขององค์ประกอบทางเคมี

ความหมาย

สถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบทางเคมีพื้นฐานขึ้นอยู่กับอิเลคโตรเนกาติวีตี้ ค่านี้เท่ากับจำนวนอิเล็กตรอนที่ถูกแทนที่ในสารประกอบ

สถานะออกซิเดชันถือเป็นบวกหากอิเล็กตรอนถูกแทนที่จากอะตอมเช่น องค์ประกอบบริจาคอิเล็กตรอนในสารประกอบและเป็นตัวรีดิวซ์ องค์ประกอบเหล่านี้รวมถึงโลหะด้วยสถานะออกซิเดชันจะเป็นบวกเสมอ

เมื่ออิเล็กตรอนถูกแทนที่เข้าหาอะตอม ค่าจะถือเป็นลบ และธาตุนั้นถือเป็นสารออกซิไดซ์ อะตอมจะรับอิเล็กตรอนจนกว่าระดับพลังงานภายนอกจะเสร็จสมบูรณ์ อโลหะส่วนใหญ่เป็นสารออกซิไดซ์

สารธรรมดาที่ไม่ทำปฏิกิริยาจะมีสถานะออกซิเดชันเป็นศูนย์เสมอไป

ข้าว. 1. ตารางสถานะออกซิเดชัน

ในสารประกอบ อะตอมของอโลหะที่มีอิเล็กโตรเนกาติวีตี้ต่ำกว่าจะมีสถานะออกซิเดชันที่เป็นบวก

คำนิยาม

คุณสามารถกำหนดสถานะออกซิเดชันสูงสุดและต่ำสุดได้ (จำนวนอิเล็กตรอนที่อะตอมสามารถให้และยอมรับได้) โดยใช้ตารางธาตุ

ระดับสูงสุดจะเท่ากับจำนวนหมู่ที่องค์ประกอบนั้นตั้งอยู่ หรือจำนวนเวเลนซ์อิเล็กตรอน ค่าต่ำสุดถูกกำหนดโดยสูตร:

หมายเลข (กลุ่ม) – 8.

ข้าว. 2. ตารางธาตุ

คาร์บอนอยู่ในกลุ่มที่สี่ ดังนั้น สถานะออกซิเดชันสูงสุดคือ +4 และต่ำสุดคือ -4 ระดับออกซิเดชันสูงสุดของซัลเฟอร์คือ +6 ค่าต่ำสุดคือ -2 อโลหะส่วนใหญ่จะมีสถานะออกซิเดชันที่แปรผันได้ทั้งเชิงบวกและเชิงลบ ข้อยกเว้นคือฟลูออไรด์ สถานะออกซิเดชันของมันคือ -1 เสมอ

ควรจำไว้ว่ากฎนี้ใช้ไม่ได้กับโลหะอัลคาไลและอัลคาไลน์เอิร์ธของกลุ่ม I และ II ตามลำดับ โลหะเหล่านี้มีสถานะออกซิเดชันเชิงบวกคงที่ - ลิเธียม Li +1, โซเดียม Na +1, โพแทสเซียม K +1, เบริลเลียม Be +2, แมกนีเซียม Mg +2, แคลเซียม Ca +2, สตรอนเทียม Sr +2, แบเรียม Ba +2 โลหะอื่นๆ อาจมีระดับออกซิเดชันที่แตกต่างกัน ข้อยกเว้นคืออลูมิเนียม แม้จะอยู่ในกลุ่ม III แต่สถานะออกซิเดชันของมันก็อยู่ที่ +3 เสมอ

ข้าว. 3. โลหะอัลคาไลและอัลคาไลน์เอิร์ธ

จากกลุ่ม VIII มีเพียงรูทีเนียมและออสเมียมเท่านั้นที่สามารถแสดงสถานะออกซิเดชันสูงสุด +8 ทองคำและทองแดงในกลุ่ม I มีสถานะออกซิเดชันที่ +3 และ +2 ตามลำดับ

บันทึก

หากต้องการบันทึกสถานะออกซิเดชันอย่างถูกต้องคุณควรจำกฎหลายข้อ:

• ก๊าซเฉื่อยไม่ทำปฏิกิริยาดังนั้นสถานะออกซิเดชันของพวกมันจึงเป็นศูนย์เสมอ
• ในสารประกอบ สถานะออกซิเดชันที่แปรผันขึ้นอยู่กับเวเลนซ์ที่แปรผันและอันตรกิริยากับองค์ประกอบอื่นๆ
• ไฮโดรเจนในสารประกอบที่มีโลหะแสดงสถานะออกซิเดชันเชิงลบ - Ca +2 H 2 −1, Na +1 H −1;
• ออกซิเจนจะมีสถานะออกซิเดชันที่ -2 เสมอยกเว้นออกซิเจนฟลูออไรด์และเปอร์ออกไซด์ - O +2 F 2 −1, H 2 +1 O 2 −1

เราได้เรียนรู้อะไรบ้าง?

สถานะออกซิเดชันเป็นค่าตามเงื่อนไขที่แสดงจำนวนอิเล็กตรอนของอะตอมของธาตุในสารประกอบที่ยอมรับหรือยอมแพ้ ค่าขึ้นอยู่กับจำนวนเวเลนซ์อิเล็กตรอน โลหะในสารประกอบจะมีสถานะออกซิเดชันที่เป็นบวกเสมอ เช่น เป็นตัวรีดิวซ์ สำหรับโลหะอัลคาไลและอัลคาไลน์เอิร์ธ สถานะออกซิเดชันจะเท่ากันเสมอ อโลหะ ยกเว้นฟลูออรีน สามารถรับสถานะออกซิเดชันที่เป็นบวกและลบได้

องค์ประกอบทางเคมีในสารประกอบ คำนวณจากการสันนิษฐานว่าพันธะทั้งหมดเป็นไอออนิก

สถานะออกซิเดชันสามารถมีค่าบวกลบหรือศูนย์ดังนั้นผลรวมพีชคณิตของสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบในโมเลกุลโดยคำนึงถึงจำนวนอะตอมของพวกมันจะเท่ากับ 0 และในไอออน - ประจุของไอออน .

1. สถานะออกซิเดชันของโลหะในสารประกอบจะเป็นค่าบวกเสมอ

2. สถานะออกซิเดชันสูงสุดสอดคล้องกับจำนวนกลุ่มของตารางธาตุที่องค์ประกอบนั้นตั้งอยู่ (ข้อยกเว้นคือ: ออ +3(ฉันจัดกลุ่ม) คิว+2(II) จากกลุ่ม VIII สถานะออกซิเดชัน +8 สามารถพบได้ในออสเมียมเท่านั้น ระบบปฏิบัติการและรูทีเนียม รุ.

3. สถานะออกซิเดชันของอโลหะขึ้นอยู่กับอะตอมที่เชื่อมต่อกับ:

• หากมีอะตอมของโลหะสถานะออกซิเดชันจะเป็นลบ
• หากมีอะตอมที่ไม่ใช่โลหะ สถานะออกซิเดชันอาจเป็นได้ทั้งบวกหรือลบ ขึ้นอยู่กับอิเลคโตรเนกาติวีตี้ของอะตอมของธาตุ

4. สถานะออกซิเดชันเชิงลบสูงสุดของอโลหะสามารถกำหนดได้โดยการลบออกจาก 8 จำนวนของกลุ่มที่มีองค์ประกอบอยู่เช่น สถานะออกซิเดชันเชิงบวกสูงสุดจะเท่ากับจำนวนอิเล็กตรอนในชั้นนอกซึ่งสอดคล้องกับหมายเลขกลุ่ม

5. สถานะออกซิเดชันของสารอย่างง่ายคือ 0 ไม่ว่าจะเป็นโลหะหรืออโลหะก็ตาม

ธาตุที่มีสถานะออกซิเดชันคงที่

องค์ประกอบ	สถานะออกซิเดชันที่มีลักษณะเฉพาะ	ข้อยกเว้น
		โลหะไฮไดรด์: LIH -1
		สถานะออกซิเดชันเรียกว่าประจุแบบมีเงื่อนไขของอนุภาคภายใต้สมมติฐานว่าพันธะขาดหมด (มีอักขระไอออนิก) ชม- Cl = ชม + + Cl - , พันธะในกรดไฮโดรคลอริกคือโพลาร์โควาเลนต์ คู่อิเล็กตรอนจะเลื่อนไปทางอะตอมมากขึ้น Cl - , เพราะ มันเป็นองค์ประกอบอิเลคโตรเนกาติตีมากกว่า จะทราบสถานะออกซิเดชันได้อย่างไร? อิเล็กโทรเนกาติวีตี้คือความสามารถของอะตอมในการดึงดูดอิเล็กตรอนจากธาตุอื่น หมายเลขออกซิเดชันระบุไว้เหนือองค์ประกอบ: บ 2 0 , นา 0 , O +2 F 2 -1 ,เค + Cl - ฯลฯ อาจเป็นลบและบวกก็ได้ สถานะออกซิเดชันของสารอย่างง่าย (สถานะไม่ผูกมัด, สถานะอิสระ) จะเป็นศูนย์ สถานะออกซิเดชันของออกซิเจนสำหรับสารประกอบส่วนใหญ่คือ -2 (ยกเว้นเปอร์ออกไซด์) เอช 2 โอ 2โดยที่เท่ากับ -1 และสารประกอบที่มีฟลูออรีน - โอ +2 เอฟ 2 -1 , โอ 2 +1 เอฟ 2 -1 ). - สถานะออกซิเดชันของไอออน monatomic อย่างง่ายเท่ากับประจุของมัน: นา + , แคลิฟอร์เนีย +2 . ไฮโดรเจนในสารประกอบมีสถานะออกซิเดชันที่ +1 (ยกเว้นไฮไดรด์ - นา + ชม - และประเภทการเชื่อมต่อ ค +4 ชม 4 -1 ). ในพันธะโลหะ-อโลหะ สถานะออกซิเดชันเชิงลบคืออะตอมที่มีอิเล็กโตรเนกาติวีตี้มากกว่า (ข้อมูลเกี่ยวกับอิเล็กโตรเนกาติวีตี้แสดงไว้ในระดับพอลลิง): ชม + เอฟ - , ลูกบาศ์ก + บ - , แคลิฟอร์เนีย +2 (เลขที่ 3 ) - ฯลฯ กฎการกำหนดระดับการเกิดออกซิเดชันในสารประกอบเคมี เรามาเชื่อมต่อกัน KMnO 4 , มีความจำเป็นต้องกำหนดสถานะออกซิเดชันของอะตอมแมงกานีส การใช้เหตุผล: โพแทสเซียมเป็นโลหะอัลคาไลในกลุ่ม I ของตารางธาตุ จึงมีสถานะออกซิเดชันที่เป็นบวกเพียง +1 อย่างที่ทราบกันว่าออกซิเจนในสารประกอบส่วนใหญ่มีสถานะออกซิเดชันที่ -2 สารนี้ไม่ใช่เปอร์ออกไซด์ ซึ่งหมายความว่าไม่มีข้อยกเว้น สร้างสมการ: เค+มิ้น เอ็กซ์ โอ 4 -2 อนุญาต เอ็กซ์- สถานะออกซิเดชันของแมงกานีสไม่ทราบสำหรับเรา จำนวนอะตอมโพแทสเซียมคือ 1 แมงกานีส - 1 ออกซิเจน - 4 ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าโมเลกุลโดยรวมมีความเป็นกลางทางไฟฟ้า ดังนั้นประจุทั้งหมดจะต้องเป็นศูนย์ 1*(+1) + 1*(เอ็กซ์) + 4(-2) = 0, เอ็กซ์ = +7, ซึ่งหมายความว่าสถานะออกซิเดชันของแมงกานีสในโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต = +7 ลองใช้ตัวอย่างอื่นของออกไซด์ เฟ2O3. มีความจำเป็นต้องกำหนดสถานะออกซิเดชันของอะตอมเหล็ก การใช้เหตุผล: เหล็กเป็นโลหะ ออกซิเจนเป็นอโลหะ ซึ่งหมายความว่าออกซิเจนจะเป็นตัวออกซิไดซ์และมีประจุลบ เรารู้ว่าออกซิเจนมีสถานะออกซิเดชันที่ -2 เรานับจำนวนอะตอม: เหล็ก - 2 อะตอม, ออกซิเจน - 3 เราสร้างสมการโดยที่ เอ็กซ์- สถานะออกซิเดชันของอะตอมเหล็ก: 2*(X) + 3*(-2) = 0, สรุป: สถานะออกซิเดชันของเหล็กในออกไซด์นี้คือ +3 ตัวอย่าง.กำหนดสถานะออกซิเดชันของอะตอมทั้งหมดในโมเลกุล 1. K2Cr2O7. สถานะออกซิเดชัน เค +1,ออกซิเจน โอ -2. ดัชนีที่กำหนด: O=(-2)×7=(-14), K=(+1)×2=(+2) เพราะ ผลรวมเชิงพีชคณิตของสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบในโมเลกุลโดยคำนึงถึงจำนวนอะตอมของพวกมันมีค่าเท่ากับ 0 จากนั้นจำนวนสถานะออกซิเดชันที่เป็นบวกจะเท่ากับจำนวนลบ สถานะออกซิเดชัน K+O=(-14)+(+2)=(-12) จากนี้ไปอะตอมโครเมียมจะมีกำลังบวก 12 อะตอม แต่ในโมเลกุลมี 2 อะตอม ซึ่งหมายความว่ามี (+12) ต่ออะตอม: 2 = (+6) คำตอบ: K 2 + Cr 2 +6 O 7 -2 2.(ASO 4) 3- . ในกรณีนี้ ผลรวมของสถานะออกซิเดชันจะไม่เท่ากับศูนย์อีกต่อไป แต่เป็นประจุของไอออน นั่นคือ - 3. มาสร้างสมการกัน: x+4×(- 2)= - 3 . คำตอบ: (เป็น +5 O 4 -2) 3- .

วิชาเคมีของโรงเรียนทำให้เกิดปัญหามากมายสำหรับเด็กนักเรียนยุคใหม่ส่วนใหญ่ มีเพียงไม่กี่คนเท่านั้นที่สามารถกำหนดระดับของการเกิดออกซิเดชันในสารประกอบได้ ความยากลำบากที่ยิ่งใหญ่ที่สุดเกิดขึ้นกับเด็กนักเรียนที่เรียนนั่นคือนักเรียนชั้นประถมศึกษา (เกรด 8-9) ความเข้าใจผิดในเรื่องนี้ทำให้เกิดความไม่เป็นมิตรในหมู่เด็กนักเรียนในเรื่องนี้

ครูระบุเหตุผลหลายประการที่ "ไม่ชอบ" นักเรียนมัธยมต้นและมัธยมปลายในวิชาเคมี ได้แก่ การไม่เต็มใจที่จะเข้าใจคำศัพท์ทางเคมีที่ซับซ้อน การไม่สามารถใช้อัลกอริธึมเพื่อพิจารณากระบวนการเฉพาะ ปัญหาเกี่ยวกับความรู้ทางคณิตศาสตร์ กระทรวงศึกษาธิการของสหพันธรัฐรัสเซียได้ทำการเปลี่ยนแปลงเนื้อหาของหัวข้อนี้อย่างร้ายแรง นอกจากนี้จำนวนชั่วโมงในการสอนเคมีก็ถูก “ลด” ไปด้วย สิ่งนี้ส่งผลเสียต่อคุณภาพความรู้ในสาขาวิชาและทำให้ความสนใจในการศึกษาสาขาวิชาลดลง

หัวข้อวิชาเคมีใดที่ยากที่สุดสำหรับเด็กนักเรียน?

ตามโปรแกรมใหม่หลักสูตรวินัยพื้นฐานของโรงเรียน "เคมี" รวมถึงหัวข้อที่จริงจังหลายประการ: ตารางธาตุของ D.I. Mendeleev, ประเภทของสารอนินทรีย์, การแลกเปลี่ยนไอออน สิ่งที่ยากที่สุดสำหรับนักเรียนระดับประถมแปดคือการกำหนดระดับการเกิดออกซิเดชันของออกไซด์

กฎการจัด

ก่อนอื่น นักเรียนควรรู้ว่าออกไซด์เป็นสารประกอบสององค์ประกอบที่ซับซ้อนซึ่งรวมถึงออกซิเจนด้วย ข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับสารประกอบไบนารี่ที่จะอยู่ในประเภทของออกไซด์คือตำแหน่งของออกซิเจนอันดับที่สองในสารประกอบนี้

อัลกอริทึมสำหรับกรดออกไซด์

ขั้นแรกให้เราทราบว่าองศาเป็นการแสดงออกเชิงตัวเลขของความจุขององค์ประกอบ ออกไซด์ที่เป็นกรดนั้นเกิดจากอโลหะหรือโลหะที่มีความจุสี่ถึงเจ็ดส่วนที่สองในออกไซด์นั้นจะเป็นออกซิเจนเสมอ

ในออกไซด์ ความจุของออกซิเจนจะสอดคล้องกับสองเสมอ โดย D.I. อโลหะทั่วไปเช่นออกซิเจน ซึ่งอยู่ในหมู่ 6 ของกลุ่มย่อยหลักของตารางธาตุ จะรับอิเล็กตรอนสองตัวเพื่อทำให้ระดับพลังงานภายนอกสมบูรณ์ อโลหะในสารประกอบที่มีออกซิเจนส่วนใหญ่มักจะมีเวเลนซ์ที่สูงกว่าซึ่งสอดคล้องกับจำนวนของกลุ่มนั้นเอง สิ่งสำคัญคือต้องจำไว้ว่าสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบทางเคมีเป็นตัวบ่งชี้ที่ถือว่าเป็นจำนวนบวก (ลบ)

อโลหะที่จุดเริ่มต้นของสูตรมีสถานะออกซิเดชันที่เป็นบวก ออกซิเจนอโลหะในออกไซด์มีความเสถียร ดัชนีของมันคือ -2 ในการตรวจสอบความน่าเชื่อถือของการจัดเรียงค่าในกรดออกไซด์ คุณจะต้องคูณตัวเลขทั้งหมดที่คุณป้อนด้วยดัชนีขององค์ประกอบเฉพาะ การคำนวณถือว่าเชื่อถือได้หากผลรวมของข้อดีและข้อเสียทั้งหมดของระดับที่กำหนดคือ 0

การรวบรวมสูตรสององค์ประกอบ

สถานะออกซิเดชันของอะตอมของธาตุทำให้มีโอกาสสร้างและเขียนสารประกอบจากธาตุทั้งสองได้ เมื่อสร้างสูตร ประการแรก สัญลักษณ์ทั้งสองจะถูกเขียนเคียงข้างกัน และออกซิเจนจะอยู่อันดับที่สองเสมอ เหนือแต่ละเครื่องหมายที่บันทึกไว้ ค่าของสถานะออกซิเดชันจะถูกเขียนลงไป จากนั้นจะมีตัวเลขที่จะหารด้วยทั้งสองตัวเลขโดยไม่มีเศษเหลือระหว่างตัวเลขที่พบ ตัวบ่งชี้นี้จะต้องแบ่งแยกกันด้วยค่าตัวเลขของสถานะออกซิเดชันโดยรับดัชนีสำหรับส่วนประกอบที่หนึ่งและที่สองของสารสององค์ประกอบ สถานะออกซิเดชันสูงสุดเป็นตัวเลขเท่ากับค่าเวเลนซ์สูงสุดของอโลหะทั่วไป และเหมือนกันกับจำนวนของกลุ่มที่มีอโลหะอยู่ใน PS

อัลกอริทึมสำหรับการตั้งค่าตัวเลขในออกไซด์พื้นฐาน

ออกไซด์ของโลหะทั่วไปถือเป็นสารประกอบดังกล่าว ในสารประกอบทั้งหมดจะมีดัชนีสถานะออกซิเดชันไม่เกิน +1 หรือ +2 เพื่อทำความเข้าใจว่าโลหะจะมีสถานะออกซิเดชันอย่างไร คุณสามารถใช้ตารางธาตุได้ สำหรับโลหะของกลุ่มย่อยหลักของกลุ่มแรก พารามิเตอร์นี้จะคงที่เสมอ ซึ่งจะคล้ายกับหมายเลขกลุ่มนั่นคือ +1

โลหะของกลุ่มย่อยหลักของกลุ่มที่สองก็มีลักษณะเฉพาะด้วยสถานะออกซิเดชันที่เสถียรในแง่ดิจิทัล +2 สถานะออกซิเดชันทั้งหมดของออกไซด์โดยคำนึงถึงดัชนี (ตัวเลข) ควรให้เป็นศูนย์เนื่องจากโมเลกุลเคมีถือเป็นอนุภาคที่เป็นกลางและไม่มีประจุ

การจัดเรียงสถานะออกซิเดชันในกรดที่มีออกซิเจน

กรดเป็นสารเชิงซ้อนที่ประกอบด้วยอะตอมไฮโดรเจนตั้งแต่หนึ่งอะตอมขึ้นไปที่ถูกพันธะกับมอยอิตีที่เป็นกรดบางประเภท เนื่องจากสถานะออกซิเดชันเป็นตัวเลข การคำนวณจึงต้องใช้ทักษะทางคณิตศาสตร์บางประการ ตัวบ่งชี้สำหรับไฮโดรเจน (โปรตอน) ในกรดนี้จะเสถียรเสมอและเป็น +1 จากนั้น คุณสามารถระบุสถานะออกซิเดชันของไอออนออกซิเจนเชิงลบได้ โดยสถานะจะเสถียรเช่นกัน -2

หลังจากขั้นตอนเหล่านี้แล้วเท่านั้นจึงจะสามารถคำนวณสถานะออกซิเดชันของส่วนประกอบส่วนกลางของสูตรได้ เป็นตัวอย่างที่เจาะจง ลองพิจารณาสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบในกรดซัลฟิวริก H2SO4 เมื่อพิจารณาว่าโมเลกุลของสารเชิงซ้อนนี้ประกอบด้วยไฮโดรเจนโปรตอน 2 ตัวและออกซิเจน 4 อะตอม เราจะได้นิพจน์ในรูปแบบ +2+X-8=0 เพื่อให้ผลรวมกลายเป็นศูนย์ ซัลเฟอร์จะมีสถานะออกซิเดชันที่ +6

การจัดเรียงสถานะออกซิเดชันในเกลือ

เกลือเป็นสารประกอบเชิงซ้อนที่ประกอบด้วยไอออนของโลหะและสารตกค้างที่เป็นกรดตั้งแต่หนึ่งชนิดขึ้นไป วิธีการกำหนดสถานะออกซิเดชันของแต่ละส่วนประกอบในเกลือเชิงซ้อนจะเหมือนกับในกรดที่มีออกซิเจน เมื่อพิจารณาว่าสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบเป็นตัวบ่งชี้แบบดิจิตอล การระบุสถานะออกซิเดชันของโลหะอย่างถูกต้องจึงเป็นสิ่งสำคัญ

หากโลหะที่สร้างเกลืออยู่ในกลุ่มย่อยหลัก สถานะออกซิเดชันของโลหะจะคงตัว สอดคล้องกับหมายเลขกลุ่ม และเป็นค่าบวก หากเกลือมีโลหะของกลุ่มย่อย PS ที่คล้ายกัน สารตกค้างที่เป็นกรดก็สามารถเผยให้เห็นโลหะที่แตกต่างกันได้ หลังจากกำหนดสถานะออกซิเดชันของโลหะแล้ว ให้ตั้งค่า (-2) จากนั้นคำนวณสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบส่วนกลางโดยใช้สมการทางเคมี

ตัวอย่างเช่น ให้พิจารณาการกำหนดสถานะออกซิเดชันของธาตุใน (เกลือเฉลี่ย) นาโน3. เกลือเกิดจากโลหะของกลุ่มย่อยหลักของกลุ่ม 1 ดังนั้นสถานะออกซิเดชันของโซเดียมจะเป็น +1 ออกซิเจนในไนเตรตมีสถานะออกซิเดชันที่ -2 ในการกำหนดค่าตัวเลขของสถานะออกซิเดชัน สมการคือ +1+X-6=0 เมื่อแก้สมการนี้ เราพบว่า X ควรเป็น +5 ก็คือ

คำศัพท์พื้นฐานใน OVR

มีคำศัพท์พิเศษสำหรับกระบวนการออกซิเดชันและรีดักชันที่เด็กนักเรียนต้องเรียนรู้

สถานะออกซิเดชันของอะตอมคือความสามารถโดยตรงในการเกาะติดอิเล็กตรอนจากไอออนหรืออะตอมบางชนิดเข้ากับตัวเอง (บริจาคให้ผู้อื่น)

สารออกซิไดซ์ถือเป็นอะตอมที่เป็นกลางหรือไอออนที่มีประจุซึ่งได้รับอิเล็กตรอนระหว่างปฏิกิริยาเคมี

ตัวรีดิวซ์จะเป็นอะตอมที่ไม่มีประจุหรือไอออนที่มีประจุซึ่งจะสูญเสียอิเล็กตรอนไปเองในกระบวนการทำปฏิกิริยาทางเคมี

ออกซิเดชันถือเป็นขั้นตอนการบริจาคอิเล็กตรอน

การลดลงเกี่ยวข้องกับการรับอิเล็กตรอนเพิ่มเติมโดยอะตอมหรือไอออนที่ไม่มีประจุ

กระบวนการรีดอกซ์มีลักษณะเป็นปฏิกิริยาในระหว่างที่สถานะออกซิเดชันของอะตอมจำเป็นต้องเปลี่ยนแปลง คำจำกัดความนี้ให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับวิธีการระบุได้ว่าปฏิกิริยานั้นเป็นคี่หรือไม่

กฎการแยกวิเคราะห์ OVR

เมื่อใช้อัลกอริธึมนี้ คุณสามารถจัดเรียงสัมประสิทธิ์ในปฏิกิริยาเคมีใดๆ ได้

สถานะออกซิเดชัน การหาสถานะออกซิเดชันของอะตอมของธาตุโดยใช้สูตรทางเคมีของสารประกอบ วาดสูตรของสารประกอบโดยพิจารณาจากสถานะออกซิเดชันที่ทราบของอะตอมธาตุ

สถานะออกซิเดชันของธาตุคือประจุตามเงื่อนไขของอะตอมในสาร ซึ่งคำนวณบนสมมติฐานที่ว่ามันประกอบด้วยไอออน ในการกำหนดสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบคุณต้องจำกฎบางประการ:

1. สถานะออกซิเดชันอาจเป็นค่าบวก ลบ หรือศูนย์ ระบุด้วยตัวเลขอารบิกพร้อมเครื่องหมายบวกหรือลบเหนือสัญลักษณ์องค์ประกอบ

2. เมื่อพิจารณาสถานะออกซิเดชัน เราจะพิจารณาจากอิเลคโตรเนกาติวีตี้ของสาร: ผลรวมของสถานะออกซิเดชันของอะตอมทั้งหมดในสารประกอบจะเป็นศูนย์

3. หากสารประกอบเกิดขึ้นจากอะตอมของธาตุหนึ่ง (ในสารเชิงเดี่ยว) สถานะออกซิเดชันของอะตอมเหล่านี้จะเท่ากับศูนย์

4. อะตอมขององค์ประกอบทางเคมีบางชนิดมักถูกกำหนดสถานะออกซิเดชันของเหล็ก ตัวอย่างเช่น สถานะออกซิเดชันของฟลูออรีนในสารประกอบจะเป็น -1 เสมอ ลิเธียม, โซเดียม, โพแทสเซียม, รูบิเดียมและซีเซียม +1; แมกนีเซียม, แคลเซียม, สตรอนเซียม, แบเรียมและสังกะสี +2, อลูมิเนียม +3

5. สถานะออกซิเดชันของไฮโดรเจนในสารประกอบส่วนใหญ่คือ +1 และเฉพาะในสารประกอบที่มีโลหะบางชนิดเท่านั้นที่จะมีค่าเท่ากับ -1 (KH, BaH2)

6. สถานะออกซิเดชันของออกซิเจนในสารประกอบส่วนใหญ่คือ -2 และเฉพาะในสารประกอบบางชนิดเท่านั้นที่กำหนดสถานะออกซิเดชันเป็น -1 (H2O2, Na2O2 หรือ +2 (OF2)

7. อะตอมขององค์ประกอบทางเคมีหลายชนิดมีสถานะออกซิเดชันที่แปรผันได้

8. สถานะออกซิเดชันของอะตอมโลหะในสารประกอบนั้นเป็นค่าบวกและเป็นตัวเลขเท่ากับความจุของมัน

9. สถานะออกซิเดชันเชิงบวกสูงสุดของธาตุมักจะเท่ากับจำนวนหมู่ในตารางธาตุที่พบธาตุนั้น

10. สถานะออกซิเดชันขั้นต่ำสำหรับโลหะคือศูนย์ สำหรับอโลหะ ในกรณีส่วนใหญ่ภายใต้สถานะออกซิเดชันเชิงลบจะเท่ากับความแตกต่างระหว่างหมายเลขกลุ่มและหมายเลขแปด

11. สถานะออกซิเดชันของอะตอมก่อให้เกิดไอออนอย่างง่าย (ประกอบด้วยอะตอมหนึ่งอะตอม) และเท่ากับประจุของไอออนนี้

เมื่อใช้กฎข้างต้น เราจะกำหนดสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบทางเคมีในองค์ประกอบของ H2SO4 นี่เป็นสารที่ซับซ้อนประกอบด้วยองค์ประกอบทางเคมีสามองค์ประกอบ ได้แก่ ไฮโดรเจน H ซัลเฟอร์ S และออกซิเจน O ให้เราสังเกตสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบเหล่านั้นซึ่งพวกมันคงที่ ในกรณีของเรา คือไฮโดรเจน H และออกซิเจน O

ให้เราตรวจสอบสถานะออกซิเดชันที่ไม่ทราบของกำมะถัน ให้สถานะออกซิเดชันของซัลเฟอร์ในสารประกอบนี้เป็น x

มาสร้างสมการโดยการคูณดัชนีของแต่ละองค์ประกอบด้วยสถานะออกซิเดชันและเท่ากับจำนวนที่แยกออกมาให้เป็นศูนย์: 2 (+1) + x + 4 (-2) = 0

2 + X – 8 = 0

x = +8 – 2 = +6

ดังนั้นเลขออกซิเดชันของซัลเฟอร์คือบวก 6

ในตัวอย่างต่อไปนี้ เราจะดูวิธีสร้างสูตรสำหรับสารประกอบที่ทราบสถานะออกซิเดชันของอะตอมของธาตุ มาสร้างสูตรของเฟอร์รัม (III) ออกไซด์กันดีกว่า คำว่า "ออกไซด์" หมายความว่าทางด้านขวาของสัญลักษณ์เหล็ก คุณต้องเขียนสัญลักษณ์ออกซิเจน: FeO

ให้เราสังเกตสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบทางเคมีเหนือสัญลักษณ์ สถานะออกซิเดชันของเหล็กจะแสดงอยู่ในชื่อในวงเล็บ (III) ดังนั้นจึงเท่ากับ +3 สถานะออกซิเดชันของออกซิเจนในออกไซด์คือ -2

ลองหาตัวคูณร่วมน้อยของตัวเลข 3 และ 2 กัน นี่คือ 6 หารเลข 6 ด้วย 3 เราจะได้เลข 2 - นี่คือดัชนีของธาตุเหล็ก หารเลข 6 ด้วย 2 เราจะได้เลข 3 - นี่คือดัชนีออกซิเจน

ในตัวอย่างต่อไปนี้ เราจะดูวิธีสร้างสูตรสำหรับสารประกอบที่ทราบสถานะออกซิเดชันของอะตอมของธาตุและประจุไอออน มาสร้างสูตรแคลเซียมออร์โธฟอสเฟตกันดีกว่า คำว่า “ออร์โธฟอสเฟต” หมายความว่าทางด้านขวาของสัญลักษณ์แคลเซียม คุณต้องเขียนสารตกค้างที่เป็นกรดของกรดออร์โธฟอสเฟต: CaPO4

เรามาสังเกตสถานะออกซิเดชันของแคลเซียม (กฎข้อที่สี่) และประจุของกรดที่ตกค้าง (ตามตารางความสามารถในการละลาย)

ลองหาตัวคูณร่วมน้อยของตัวเลข 2 และ 3 กัน นี่คือ 6 หารเลข 6 ด้วย 2 เราจะได้เลข 3 - นี่คือดัชนีของแคลเซียม หารเลข 6 ด้วย 3 เราจะได้เลข 2 - นี่คือดัชนีของกรดตกค้าง

สถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบ จะหาสถานะออกซิเดชันได้อย่างไร?

1) ในสารธรรมดาสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบใด ๆ คือ 0 ตัวอย่าง: นา 0, H 0 2, P 0 4

2) จำเป็นต้องจดจำองค์ประกอบที่มีสถานะออกซิเดชันคงที่ ทั้งหมดแสดงอยู่ในตาราง

3) การค้นหาสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบอื่น ๆ เป็นไปตามกฎง่ายๆ:

ในโมเลกุลที่เป็นกลาง ผลรวมของสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบทั้งหมดจะเป็นศูนย์ และในไอออน - ประจุของไอออน

ลองดูการประยุกต์ใช้กฎนี้โดยใช้ตัวอย่างง่ายๆ

ตัวอย่างที่ 1- จำเป็นต้องค้นหาสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบในแอมโมเนีย (NH 3)

สารละลาย- เรารู้อยู่แล้ว (ดูข้อ 2) ข้อนั้น ตกลง. ไฮโดรเจนคือ +1 ยังคงต้องค้นหาคุณลักษณะนี้ของไนโตรเจน ให้ x เป็นสถานะออกซิเดชันที่ต้องการ เราสร้างสมการที่ง่ายที่สุด: x + 3*(+1) = 0 วิธีแก้ชัดเจน: x = -3 คำตอบ: N -3 H 3 +1

ตัวอย่างที่ 2- ระบุสถานะออกซิเดชันของอะตอมทั้งหมดในโมเลกุล H 2 SO 4

สารละลาย- ทราบสถานะออกซิเดชันของไฮโดรเจนและออกซิเจนแล้ว: H(+1) และ O(-2) เราสร้างสมการเพื่อกำหนดสถานะออกซิเดชันของกำมะถัน: 2*(+1) + x + 4*(-2) = 0 เมื่อแก้สมการนี้ เราพบว่า: x = +6 คำตอบ: H +1 2 S +6 O -2 4.

ตัวอย่างที่ 3- คำนวณสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบทั้งหมดในโมเลกุล Al (NO 3) 3

สารละลาย- อัลกอริทึมยังคงไม่เปลี่ยนแปลง องค์ประกอบของ "โมเลกุล" ของอะลูมิเนียมไนเตรตประกอบด้วยอะตอมอัลหนึ่งอะตอม (+3), อะตอมออกซิเจน 9 อะตอม (-2) และอะตอมไนโตรเจน 3 อะตอมซึ่งเราต้องคำนวณสถานะออกซิเดชัน สมการที่เกี่ยวข้องคือ: 1*(+3) + 3x + 9*(-2) = 0 คำตอบ: Al +3 (N +5 O -2 3) 3

ตัวอย่างที่ 4- กำหนดสถานะออกซิเดชันของอะตอมทั้งหมดใน (AsO 4) 3- ไอออน

สารละลาย- ในกรณีนี้ ผลรวมของสถานะออกซิเดชันจะไม่เท่ากับศูนย์อีกต่อไป แต่จะเท่ากับประจุของไอออน นั่นคือ -3 สมการ: x + 4*(-2) = -3 คำตอบ: As(+5), O(-2)

เป็นไปได้หรือไม่ที่จะระบุสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบหลายอย่างพร้อมกันโดยใช้สมการที่คล้ายกัน หากเราพิจารณาปัญหานี้จากมุมมองทางคณิตศาสตร์ คำตอบจะเป็นลบ สมการเชิงเส้นที่มีตัวแปรสองตัวไม่สามารถมีคำตอบเฉพาะได้ แต่เรากำลังแก้มากกว่าสมการ!

ตัวอย่างที่ 5- กำหนดสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบทั้งหมดใน (NH 4) 2 SO 4

สารละลาย- ทราบสถานะออกซิเดชันของไฮโดรเจนและออกซิเจน แต่ไม่ทราบสถานะออกซิเดชันของซัลเฟอร์และไนโตรเจน ตัวอย่างคลาสสิกของปัญหาสองสิ่งที่ไม่รู้! เราจะถือว่าแอมโมเนียมซัลเฟตไม่ใช่ "โมเลกุล" เดี่ยว แต่เป็นการรวมกันของไอออนสองตัว: NH 4 + และ SO 4 2- เราทราบประจุของไอออนแต่ละอะตอมมีเพียงอะตอมเดียวที่มีสถานะออกซิเดชันที่ไม่รู้จัก จากประสบการณ์ที่ได้รับในการแก้ปัญหาก่อนหน้านี้ เราสามารถค้นหาสถานะออกซิเดชันของไนโตรเจนและซัลเฟอร์ได้อย่างง่ายดาย คำตอบ: (N -3 H 4 +1) 2 S +6 O 4 -2

สรุป: หากโมเลกุลประกอบด้วยอะตอมหลายอะตอมโดยไม่ทราบสถานะออกซิเดชัน ให้ลอง "แยก" โมเลกุลออกเป็นหลายส่วน

ตัวอย่างที่ 6- ระบุสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบทั้งหมดใน CH 3 CH 2 OH

สารละลาย- การค้นหาสถานะออกซิเดชันในสารประกอบอินทรีย์มีลักษณะเฉพาะของตัวเอง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง จำเป็นต้องค้นหาสถานะออกซิเดชันของอะตอมคาร์บอนแต่ละอะตอมแยกจากกัน คุณสามารถให้เหตุผลได้ดังนี้ ตัวอย่างเช่น ลองพิจารณาอะตอมของคาร์บอนในกลุ่มเมทิล อะตอม C นี้เชื่อมต่อกับอะตอมไฮโดรเจน 3 อะตอมและอะตอมคาร์บอนที่อยู่ใกล้เคียง ตามพันธะ C-H ความหนาแน่นของอิเล็กตรอนจะเลื่อนไปทางอะตอมคาร์บอน (เนื่องจากอิเล็กโทรเนกาติวีตี้ของ C มากกว่า EO ของไฮโดรเจน) หากการกระจัดนี้เสร็จสมบูรณ์ อะตอมของคาร์บอนจะมีประจุเป็น -3

อะตอม C ในกลุ่ม -CH 2 OH ถูกพันธะกับไฮโดรเจน 2 อะตอม (ความหนาแน่นของอิเล็กตรอนเปลี่ยนไปทาง C) อะตอมออกซิเจน 1 อะตอม (ความหนาแน่นของอิเล็กตรอนเปลี่ยนไปทาง O) และอะตอมของคาร์บอน 1 อะตอม (สามารถสันนิษฐานได้ว่าการเปลี่ยนแปลงนี้ ในความหนาแน่นของอิเล็กตรอนในกรณีนี้จะไม่เกิดขึ้น) สถานะออกซิเดชันของคาร์บอนคือ -2 +1 +0 = -1

คำตอบ: C -3 H +1 3 C -1 H +1 2 O -2 H +1

ลิขสิทธิ์ Repetitor2000.ru, 2000-2015