Kuinka määrittää kaikki mahdolliset hapetustilat. Kuinka järjestää ja miten määrittää alkuaineiden hapetusaste. Negatiiviset, nolla- ja positiiviset hapetustilan arvot

Sellainen kohde koulun opetussuunnitelma kuinka kemia aiheuttaa lukuisia vaikeuksia useimmille nykyaikaiset koululaiset, harvat ihmiset voivat määrittää yhdisteiden hapetusasteen. Suurimmat vaikeudet ovat opiskelevilla koululaisilla eli pääkoulun opiskelijoilla (luokilla 8-9). Aiheen väärinymmärtäminen johtaa opiskelijoiden keskuudessa vihamielisyyteen tätä aihetta kohtaan.

Opettajat tunnistavat useita syitä ylä- ja lukiolaisten "inhoa" kemiaa kohtaan: haluttomuus ymmärtää monimutkaisia ​​kemiallisia termejä, kyvyttömyys käyttää algoritmeja tietyn prosessin tarkastelussa, matemaattisten tietojen ongelmat. Venäjän federaation opetusministeriö on tehnyt vakavia muutoksia aiheen sisältöön. Lisäksi kemian opetuksen tuntimäärää "leikattiin". Tämä vaikutti kielteisesti aineen tiedon laatuun, vähensi kiinnostusta tieteenalan opiskeluun.

Mitkä kemian kurssin aiheet ovat koululaisille vaikeimpia?

Kurssin uuden ohjelman mukaan akateeminen kurinalaisuus Peruskoulun "kemia" sisältää useita vakavia aiheita: D. I. Mendelejevin elementtien jaksollinen taulukko, luokat epäorgaaniset aineet, ioninvaihto. Vaikein asia on kahdeksasluokkalaisten määrittää oksidien hapettumisaste.

Sijoitussäännöt

Ensinnäkin opiskelijoiden tulee tietää, että oksidit ovat monimutkaisia ​​kaksialkuaineyhdisteitä, jotka sisältävät happea. Edellytyksenä binääriyhdisteen kuulumiselle oksidien luokkaan on hapen toinen asema tässä yhdisteessä.

Algoritmi happooksidille

Aluksi huomaamme, että asteet ovat elementtien valenssin numeerisia ilmaisuja. Happamat oksidit Muodostuvat epämetallit tai metallit, joiden valenssi on neljästä seitsemään, toinen tällaisissa oksideissa on välttämättä happi.

Oksideissa hapen valenssi vastaa aina kahta, se voidaan määrittää D. I. Mendelejevin alkuaineiden jaksollisesta taulukosta. Tällainen tyypillinen epämetalli, kuten happi, joka on jaksollisen järjestelmän pääalaryhmän 6. ryhmässä, hyväksyy kaksi elektronia täydentääkseen ulkoisen energiatasonsa kokonaan. Happiyhdisteissä olevilla ei-metalleilla on useimmiten korkeampi valenssi, mikä vastaa itse ryhmän lukumäärää. On tärkeää muistaa, että kemiallisten alkuaineiden hapetustila on indikaattori, joka viittaa positiiviseen (negatiiviseen) numeroon.

Epämetallilla kaavan alussa on positiivinen hapetusaste. Ei-metallinen happi on stabiili oksideissa, sen indeksi on -2. Happooksidien arvojen järjestelyn luotettavuuden tarkistamiseksi sinun on kerrottava kaikki asettamasi numerot tietyn elementin indekseillä. Laskelmia pidetään luotettavina, jos asetettujen asteiden plus- ja miinuspisteiden yhteissumma on 0.

Kaksialkioisten kaavojen kokoaminen

Alkuaineiden atomien hapetustila antaa mahdollisuuden luoda ja tallentaa yhdisteitä kahdesta alkuaineesta. Kun luot kaavaa, aluksi molemmat symbolit kirjoitetaan vierekkäin, muista laittaa happi toiseksi. Jokaisen tallennetun merkin yläpuolelle on määrätty hapetusasteiden arvot, sitten löydettyjen numeroiden välissä on luku, joka on jaollinen molemmilla numeroilla ilman jäännöstä. Tämä indikaattori on jaettava erikseen hapetusasteen numeerisella arvolla, jolloin saadaan indeksit kaksielementtisen aineen ensimmäiselle ja toiselle komponentille. Korkein hapetusaste on numeerisesti yhtä suuri kuin tyypillisen ei-metallin korkeimman valenssin arvo, identtinen ryhmänumeron kanssa, jossa ei-metalli on PS:ssä.

Algoritmi perusoksidien numeeristen arvojen asettamiseen

Tyypillisten metallien oksideja pidetään tällaisina yhdisteinä. Niiden hapetusasteindeksi kaikissa yhdisteissä on enintään +1 tai +2. Jos haluat ymmärtää, mikä metallin hapetustila on, voit käyttää jaksollista taulukkoa. Ensimmäisen ryhmän pääalaryhmien metalleille tämä parametri on aina vakio, se on samanlainen kuin ryhmän numero, eli +1.

Toisen ryhmän pääalaryhmän metalleille on myös ominaista stabiili hapetusaste, numeerisesti +2. Oksidien hapetusasteiden tulisi niiden indeksit (luvut) huomioon ottaen laskea yhteen nollaan, koska kemiallista molekyyliä pidetään neutraalina, varauksettomana hiukkasena.

Hapetustilojen järjestäytyminen happea sisältävissä hapoissa

Hapot ovat monimutkaisia ​​aineita, jotka koostuvat yhdestä tai useammasta vetyatomista, jotka liittyvät jonkinlaiseen happojäännökseen. Ottaen huomioon, että hapetustilat ovat lukuja, niiden laskemiseen tarvitaan matemaattisia taitoja. Tällainen vedyn (protonin) indikaattori hapoissa on aina stabiili, se on +1. Seuraavaksi voit määrittää negatiivisen happi-ionin hapetustilan, se on myös stabiili, -2.

Vasta näiden toimien jälkeen on mahdollista laskea kaavan keskeisen komponentin hapettumisaste. Tarkastellaan erityisenä näytteenä alkuaineiden hapetusasteen määrittämistä rikkihapossa H2SO4. Ottaen huomioon, että tämän molekyylissä monimutkainen aine sisältää kaksi vetyprotonia, 4 happiatomia, saamme tämän muotoisen lausekkeen +2+X-8=0. Jotta summa muodostuisi nollaksi, rikin hapetusaste on +6

Hapettumistilojen järjestely suoloissa

Suolat ovat monimutkaisia ​​yhdisteitä, jotka koostuvat metalli-ioneista ja yhdestä tai useammasta happojäännöksestä. Menetelmä kunkin hapetusasteen määrittämiseksi osat kompleksisuolassa on sama kuin happea sisältävissä hapoissa. Koska alkuaineiden hapetusaste on numeerinen indikaattori, on tärkeää osoittaa metallin hapetustila oikein.

Jos suolaa muodostava metalli sijaitsee pääalaryhmässä, sen hapetusaste on vakaa, vastaa ryhmän numeroa, on positiivinen arvo. Jos suola sisältää samanlaisen PS-alaryhmän metallia, on mahdollista osoittaa erilaisia ​​metalleja happojäännöksellä. Kun metallin hapetusaste on asetettu, laita (-2), sitten keskuselementin hapetusaste lasketaan kemiallisen yhtälön avulla.

Esimerkkinä voidaan harkita alkuaineiden hapetusasteiden määrittämistä (keskisuolassa). NaNO3. Suola muodostuu ryhmän 1 pääalaryhmän metallista, joten natriumin hapetusaste on +1. Nitraattien hapen hapetusaste on -2. Hapetusasteen numeerisen arvon määrittämiseksi on yhtälö +1+X-6=0. Ratkaisemalla tämän yhtälön saamme, että X:n pitäisi olla +5, tämä on

OVR:n perustermit

Hapettumis- ja pelkistysprosessille on olemassa erityisiä termejä, jotka opiskelijoiden on opittava.

Atomin hapetustila on sen suora kyky kiinnittää itseensä (lahjoaa muille) elektroneja joistakin ioneista tai atomeista.

Hapettavana aineena pidetään neutraaleja atomeja tai varautuneita ioneja, jotka hankkivat elektroneja kemiallisen reaktion aikana.

Pelkistysaine on varautumattomia atomeja tai varautuneita ioneja, jotka kemiallisen vuorovaikutuksen aikana menettävät omat elektroninsa.

Hapetus esitetään menetelmänä elektronien luovuttamiseksi.

Pelkistys liittyy ylimääräisten elektronien hyväksymiseen varautumattoman atomin tai ionin toimesta.

Redox-prosessille on ominaista reaktio, jonka aikana atomin hapetusaste välttämättä muuttuu. Tämän määritelmän avulla voit ymmärtää, kuinka voit määrittää, onko reaktio OVR.

OVR:n jäsennyssäännöt

Tämän algoritmin avulla voit järjestää kertoimet missä tahansa kemiallisessa reaktiossa.


Hiukkasten hapetus-pelkistyskyvyn karakterisoimiseksi on tärkeä sellainen käsite kuin hapettumisaste. HAPPETUSTILA on varaus, joka molekyylin tai ionin atomilla voisi olla, jos kaikki sen sidokset muihin atomeihin katkesivat ja yhteiset elektroniparit jättäisivät enemmän elektronegatiivisia alkuaineita.

Toisin kuin ionien todelliset varaukset, hapetustila osoittaa vain molekyylin atomin ehdollisen varauksen. Se voi olla negatiivinen, positiivinen tai nolla. Esimerkiksi atomien hapetusaste yksinkertaiset aineet ax on yhtä kuin "0" (,
,,). Kemiallisissa yhdisteissä atomeilla voi olla vakio hapetusaste tai muuttuja. Pääalaryhmien I, II ja III ryhmien metalleille Jaksollinen järjestelmä kemiallisissa yhdisteissä hapetusaste on pääsääntöisesti vakio ja yhtä suuri kuin Me +1, Me +2 ja Me +3 (Li +, Ca +2, Al +3). Fluoriatomilla on aina -1. Kloorilla metalliyhdisteissä on aina -1. Suurimmassa osassa yhdisteitä hapen hapetusaste on -2 (paitsi peroksidit, joissa sen hapetusaste on -1) ja vety +1 (paitsi metallihydridit, joissa sen hapetusaste on -1).

Kaikkien atomien hapetustilojen algebrallinen summa neutraalissa molekyylissä on nolla, ja ionissa se on yhtä suuri kuin ionin varaus. Tämä suhde mahdollistaa atomien hapetusasteiden laskemisen kompleksisissa yhdisteissä.

Rikkihappomolekyylissä H 2 SO 4 vetyatomin hapetusaste on +1 ja happiatomin -2. Koska vetyatomia on kaksi ja happiatomia neljä, meillä on kaksi "+" ja kahdeksan "-". Kuusi "+" puuttuu neutraalisuudesta. Tämä luku on rikin hapetusaste -
. Kaliumdikromaatti K 2 Cr 2 O 7 -molekyyli koostuu kahdesta kaliumatomista, kahdesta kromiatomista ja seitsemästä happiatomista. Kaliumin hapetusaste on +1, hapen -2. Joten meillä on kaksi "+" ja neljätoista "-". Loput kaksitoista "+" putoavat kahdelle kromiatomille, joista kummankin hapetusaste on +6 (
).

Tyypillisiä hapettavia ja pelkistäviä aineita

Pelkistys- ja hapetusprosessien määritelmästä seuraa, että periaatteessa hapettimina voivat toimia yksinkertaiset ja monimutkaiset aineet, jotka sisältävät atomeja, jotka eivät ole alhaisimmassa hapetustilassa ja voivat siksi alentaa hapetusastettaan. Samoin pelkistimenä voivat toimia yksinkertaiset ja monimutkaiset aineet, jotka sisältävät atomeja, jotka eivät ole korkeimmassa hapetustilassa ja voivat siksi lisätä hapetusastettaan.

Voimakkaimmat hapettavat aineet ovat:

1) yksinkertaiset aineet, jotka muodostuvat atomeista, joilla on suuri elektronegatiivisuus, ts. tyypilliset epämetallit, jotka sijaitsevat jaksollisen järjestelmän kuudennen ja seitsemännen ryhmän pääalaryhmissä: F, O, Cl, S (vastaavasti F2, O2, Cl2, S);

2) aineet, jotka sisältävät alkuaineita korkeammassa ja välituotteessa

positiiviset hapetustilat, mukaan lukien ionien muodossa, sekä yksinkertaisten, alkuaine (Fe 3+) että happea sisältävien oksoanionien (permanganaatti-ioni - MnO 4 -) muodossa;

3) peroksidiyhdisteet.

Käytännössä hapettimina käytettäviä aineita ovat happi ja otsoni, kloori, bromi, permanganaatit, dikromaatit, kloorin happihapot ja niiden suolat (esim.
,
,
), typpihappo (
), väkevä rikkihappo (
), mangaanidioksidi (
), vetyperoksidi ja metalliperoksidit (
,
).

Tehokkaimpia pelkistäviä aineita ovat:

1) yksinkertaiset aineet, joiden atomeilla on alhainen elektronegatiivisuus ("aktiiviset metallit");

2) metallikationit alhaisissa hapetusasteissa (Fe 2+);

3) yksinkertaiset alkuaineanionit, esimerkiksi sulfidi-ioni S 2-;

4) happea sisältävät anionit (oksoanionit), jotka vastaavat alkuaineen (nitriitti) alhaisimpia positiivisia hapetusasteita
, sulfiitti
).

Pelkistysaineina käytännössä käytettyjä aineita ovat esimerkiksi alkali- ja maa-alkalimetallit, sulfidit, sulfiitit, vetyhalogenidit (paitsi HF), orgaaniset aineet - alkoholit, aldehydit, formaldehydi, glukoosi, oksaalihappo sekä vety, hiili , hiilimonoksidi (
) ja alumiinia korkeissa lämpötiloissa.

Periaatteessa, jos aine sisältää alkuaineen välihapetustilassa, näillä aineilla voi olla sekä hapettavia että pelkistäviä ominaisuuksia. Kaikki riippuu

"kumppani" reaktiossa: riittävän vahvan hapettimen kanssa se voi reagoida pelkistimenä ja riittävän vahvan pelkistimen kanssa hapettimena. Joten esimerkiksi nitriitti-ioni NO 2 - toimii happamassa ympäristössä hapettavana aineena ionin I - suhteen:

2
+ 2+ 4HCl → + 2
+ 4KCl + 2H20

ja pelkistimenä suhteessa permanganaatti-ioniin MnO 4 -

5
+ 2
+ 3H 2SO 4 → 2
+ 5
+ K2SO4 + 3H20

Kemiallinen valmistelu ZNO:lle ja DPA:lle
Kattava painos

OSA JA

YLEINEN KEMIIA

KEMIALLINEN SIDOS JA AINEEN RAKENNE

Hapetustila

Hapetustila on molekyylin tai kiteen atomin ehdollinen varaus, joka syntyi siihen, kun kaikki sen luomat polaariset sidokset olivat luonteeltaan ionisia.

Toisin kuin valenssi, hapetustilat voivat olla positiivisia, negatiivisia tai nolla. Yksinkertaisissa ioniyhdisteissä hapetusaste osuu yhteen ionien varausten kanssa. Esimerkiksi natriumkloridissa NaCl (Na + Cl -) Natriumin hapetusaste on +1 ja kloorin -1, kalsiumoksidissa CaO (Ca +2 O -2) Kalsiumin hapetusaste on +2 ja Oxysenin -2. Tämä sääntö koskee kaikkia emäksisiä oksideja: metallisen alkuaineen hapetusastetta yhtä suuri kuin maksu metalli-ioni (natrium +1, barium +2, alumiini +3), ja hapen hapetusaste on -2. Hapetusaste ilmaistaan ​​arabialaisilla numeroilla, jotka sijoitetaan elementin symbolin yläpuolelle, kuten valenssi, ja jotka osoittavat ensin varauksen merkin ja sitten sen numeerisen arvon:

Jos hapetustilan moduuli on yhtä suuri kuin yksi, numero "1" voidaan jättää pois ja vain etumerkki voidaan kirjoittaa: Na + Cl-.

Hapetusaste ja valenssi ovat toisiinsa liittyviä käsitteitä. Monissa yhdisteissä alkuaineiden hapetusasteen absoluuttinen arvo on sama kuin niiden valenssi. On kuitenkin monia tapauksia, joissa valenssi eroaa hapetustilasta.

Yksinkertaisissa aineissa - ei-metalleissa on kovalenttinen ei-polaarinen sidos, yhteinen elektronipari on siirtynyt yhteen atomeista, joten alkuaineiden hapettumisaste yksinkertaisissa aineissa on aina nolla. Mutta atomit ovat yhteydessä toisiinsa, eli niillä on tietty valenssi, koska esimerkiksi hapessa hapen valenssi on II ja typessä typen valenssi on III:

Vetyperoksidimolekyylissä hapen valenssi on myös II ja vedyn I:

Mahdollisten tutkintojen määritelmä alkuaineen hapettuminen

Hapettumisasteet, joita alkuaineet voivat ilmaista erilaisissa yhdisteissä, voidaan useimmissa tapauksissa määrittää ulkoisen elektronisen tason rakenteen tai alkuaineen paikan perusteella jaksollisessa järjestelmässä.

Metallien alkuaineiden atomit voivat luovuttaa vain elektroneja, joten yhdisteissä niillä on positiivinen hapetustila. Sen absoluuttinen arvo monissa tapauksissa (lukuun ottamatta d -elementit) on yhtä suuri kuin elektronien lukumäärä ulkoisella tasolla, eli ryhmänumero jaksollisessa järjestelmässä. atomeja d -elementit voivat luovuttaa elektroneja myös etutasolta, nimittäin täyttämättömistä d - kiertoradat. Siksi varten d -elementtejä, on paljon vaikeampaa määrittää kaikki mahdolliset hapetustilat kuin varten s- ja p-elementit. On turvallista sanoa, että suurin osa d -elementtien hapetusaste on +2 johtuen ulomman elektronisen tason elektroneista, ja suurin hapetusaste on useimmissa tapauksissa yhtä suuri kuin ryhmänumero.

Ei-metallisten alkuaineiden atomeilla voi olla sekä positiivisia että negatiivisia hapetusasteita riippuen siitä, minkä alkuaineen atomin kanssa ne muodostavat sidoksen. Jos elementti on elektronegatiivisempi, sillä on negatiivinen hapetustila, ja jos vähemmän elektronegatiivinen - positiivinen.

Ei-metallisten alkuaineiden hapetusasteen itseisarvo voidaan määrittää ulkoisen elektronikerroksen rakenteesta. Atomi pystyy vastaanottamaan niin monta elektronia, että kahdeksan elektronia sijaitsee sen ulkotasolla: ryhmän VII ei-metalliset elementit ottavat yhden elektronin ja osoittavat hapetusasteen -1, ryhmän VI - kaksi elektronia ja hapetustilan - 2 jne.

Ei-metalliset elementit pystyvät antamaan eri numero elektronit: maksimissaan niin monta kuin on ulkoisella energiatasolla. Toisin sanoen ei-metallisten alkuaineiden maksimaalinen hapetusaste on yhtä suuri kuin ryhmänumero. Atomien ulkotasolla tapahtuvasta elektronirullauksesta johtuen parittomia elektroneja, joita atomi voi luovuttaa kemiallisissa reaktioissa, vaihtelee, joten ei-metalliset alkuaineet pystyvät osoittamaan erilaisia ​​välihapetustiloja.

Mahdolliset hapetustilat s - ja p-elementit

PS ryhmä

Korkein aste hapettumista

Keskitason hapetustila

Alempi hapetusaste

Yhdisteiden hapetusasteiden määritys

Mikä tahansa sähköisesti neutraali molekyyli, joten kaikkien alkuaineiden atomien hapetustilojen summan on oltava nolla. Määritetään hapettumisaste rikissä (I V) oksidi SO 2 tauphosphorus (V) sulfidi P 2 S 5.

Rikki(ja V)oksidi SO 2 muodostuu kahden alkuaineen atomeista. Näistä hapella on suurin elektronegatiivisuus, joten happiatomeilla on negatiivinen hapetustila. Hapen kohdalla se on -2. Tässä tapauksessa rikillä on positiivinen hapetusaste. Eri yhdisteissä rikki voi osoittaa erilaisia ​​hapetusasteita, joten tässä tapauksessa se on laskettava. Molekyylissä SO2 kaksi happiatomia, joiden hapetusaste on -2, joten happiatomien kokonaisvaraus on -4. Jotta molekyyli olisi sähköisesti neutraali, rikkiatomin on neutraloitava täysin molempien happiatomien varaus, joten rikin hapetusaste on +4:

Fosforimolekyylissä V) sulfidi P2S5 elektronegatiivisempi alkuaine on rikki, eli sillä on negatiivinen hapetusaste ja fosforilla positiivinen. Rikin negatiivinen hapetusaste on vain 2. Yhdessä viidellä rikkiatomilla on negatiivinen varaus -10. Siksi kahden fosforiatomin on neutraloitava tämä varaus kokonaisvarauksella +10. Koska molekyylissä on kaksi fosforiatomia, kummankin hapetusasteen tulee olla +5:

Ei-binääristen yhdisteiden - suolojen, emästen ja happojen - hapetusasteen laskeminen on vaikeampaa. Mutta tätä varten tulisi käyttää myös sähköisen neutraalisuuden periaatetta ja muistaa myös, että useimmissa yhdisteissä hapen hapetusaste on -2, vedyn +1.

Harkitse tätä käyttämällä esimerkkiä kaliumsulfaatista K2SO4. Kaliumin hapetusaste yhdisteissä voi olla vain +1 ja hapen -2:

Sähköneutraalisuuden periaatteesta laskemme rikin hapetustilan:

2(+1) + 1(x) + 4(-2) = 0, joten x = +6.

Kun määritetään yhdisteiden alkuaineiden hapetusaste, on noudatettava seuraavia sääntöjä:

1. Yksinkertaisen aineen alkuaineen hapetusaste on nolla.

2. Fluori on elektronegatiivisin kemiallinen alkuaine, joten fluorin hapetusaste kaikissa yhdisteissä on -1.

3. Happi on elektronegatiivisin alkuaine fluorin jälkeen, joten hapen hapetusaste kaikissa yhdisteissä paitsi fluorideissa on negatiivinen: useimmissa tapauksissa se on -2 ja peroksideissa -1.

4. Vedyn hapetusaste useimmissa yhdisteissä on +1 ja metallialkuaineita sisältävissä yhdisteissä (hydridit) -1.

5. Metallien hapetusaste yhdisteissä on aina positiivinen.

6. Elektronegatiivisemmalla elementillä on aina negatiivinen hapetusaste.

7. Molekyylin kaikkien atomien hapetustilojen summa on nolla.


Kuinka määrittää hapettumisaste? Jaksollisen taulukon avulla voit kirjoittaa tämän kvantitatiivisen arvon mille tahansa kemiallinen alkuaine.

Määritelmä

Yritetään ensin ymmärtää, mikä tämä termi on. Jaksollisen järjestelmän mukainen hapetusaste on elektronien lukumäärä, jotka elementti ottaa vastaan ​​tai luovuttaa kemiallisen vuorovaikutuksen prosessissa. Se voi ottaa sekä negatiivisia että positiivisia arvoja.

Linkki taulukkoon

Miten hapetusaste määritetään? Jaksotaulukko koostuu kahdeksasta pystysuoraan järjestetystä ryhmästä. Jokaisella niistä on kaksi alaryhmää: pää- ja toissijainen. Indikaattorien asettamiseksi elementeille on käytettävä tiettyjä sääntöjä.

Ohje

Kuinka laskea alkuaineiden hapetustilat? Taulukon avulla voit täysin selviytyä samanlaisesta ongelmasta. Alkalimetallit, jotka sijaitsevat ensimmäisessä ryhmässä (pääalaryhmä), osoittavat hapetusastetta yhdisteissä, se vastaa +, on yhtä suuri kuin niiden korkein valenssi. Toisen ryhmän (alaryhmä A) metallien hapetusaste on +2.

Taulukon avulla voit määrittää tämän arvon paitsi elementeille, joilla on metallisia ominaisuuksia, myös ei-metalleille. Niiden maksimiarvo vastaa suurinta valenssia. Esimerkiksi rikille se on +6, typelle +5. Miten niiden minimi (alin) luku lasketaan? Taulukko vastaa myös tähän kysymykseen. Vähennä ryhmän numero kahdeksasta. Esimerkiksi hapelle se on -2, typelle -3.

Yksinkertaisille aineille, jotka eivät joutuneet kemialliseen vuorovaikutukseen muiden aineiden kanssa, määritetyn indikaattorin katsotaan olevan nolla.

Yritetään tunnistaa tärkeimmät toiminnot, jotka liittyvät binääriyhdisteiden järjestelyyn. Kuinka laittaa niihin hapettumisaste? Jaksollinen järjestelmä auttaa ratkaisemaan ongelman.

Otetaan esimerkiksi kalsiumoksidi CaO. Kalsiumille, jotka sijaitsevat toisen ryhmän pääalaryhmässä, arvo on vakio, yhtä suuri kuin +2. Hapen, jolla on ei-metallisia ominaisuuksia, tämä indikaattori on negatiivinen arvo ja se vastaa -2. Määritelmän oikeellisuuden tarkistamiseksi teemme yhteenvedon saaduista luvuista. Tuloksena saamme nollan, joten laskelmat ovat oikein.

Määritetään samanlaiset indikaattorit vielä yhdessä binääriyhdisteessä CuO. Koska kupari sijaitsee toissijaisessa alaryhmässä (ensimmäinen ryhmä), tutkittava indikaattori voi siksi näyttää erilaisia ​​merkityksiä. Siksi sen määrittämiseksi sinun on ensin tunnistettava hapen indikaattori.

Binäärikaavan lopussa sijaitsevan ei-metallin hapetusasteella on negatiivinen arvo. Koska tämä alkuaine sijaitsee kuudennessa ryhmässä, kun vähennetään kuusi kahdeksasta, saadaan, että hapen hapetusaste vastaa -2. Koska yhdisteessä ei ole indeksejä, kuparin hapetusaste on positiivinen, yhtä suuri kuin +2.

Miten muuten kemian taulukkoa käytetään? Alkuaineiden hapetustilat kolmesta alkuaineesta koostuvissa kaavoissa lasketaan myös tietyn algoritmin mukaan. Ensinnäkin nämä indikaattorit sijoitetaan ensimmäiseen ja viimeiseen elementtiin. Ensinnäkin tällä indikaattorilla on positiivinen arvo, joka vastaa valenssia. Äärimmäiselle elementille, joka on ei-metalli, tällä indikaattorilla on negatiivinen arvo, se määritetään erona (ryhmän numero vähennetään kahdeksasta). Keskielementin hapetusastetta laskettaessa käytetään matemaattista yhtälöä. Laskelmissa otetaan huomioon kullekin elementille saatavilla olevat indeksit. Kaikkien hapetustilojen summan on oltava nolla.

Esimerkki määrityksestä rikkihapossa

Kaava tämä yhteys on muotoa H2SO4. Vedyn hapetusaste on +1, hapen -2. Rikin hapetusasteen määrittämiseksi laadimme matemaattisen yhtälön: + 1 * 2 + X + 4 * (-2) = 0. Saadaan, että rikin hapetusaste vastaa +6.

Johtopäätös

Sääntöjä käytettäessä voit järjestää kertoimet redox-reaktioihin. Tätä asiaa käsitellään koulun opetussuunnitelman yhdeksännen luokan kemian kurssissa. Lisäksi tiedot hapetustiloista antavat sinun suorittaa OGE-tehtävät ja KÄYTÄ.

Kemiallisissa prosesseissa päärooli on atomeilla ja molekyyleillä, joiden ominaisuudet määräävät lopputuloksen kemialliset reaktiot. Yksi atomin tärkeistä ominaisuuksista on hapetusluku, joka yksinkertaistaa menetelmää ottaa huomioon elektronien siirtyminen hiukkasessa. Kuinka määrittää hiukkasen hapetusaste tai muodollinen varaus ja mitä sääntöjä sinun on tiedettävä tätä varten?

Määritelmä

Mikä tahansa kemiallinen reaktio johtuu eri aineiden atomien vuorovaikutuksesta. Reaktioprosessi ja sen tulos riippuvat pienimpien hiukkasten ominaisuuksista.

Termi hapetus (hapetus) tarkoittaa kemiassa reaktiota, jonka aikana ryhmä atomeja tai yksi niistä menettää elektroneja tai saa, hankinnan tapauksessa reaktiota kutsutaan "pelkistymiseksi".

Hapetusaste on kvantitatiivisesti mitattu määrä, joka luonnehtii uudelleen jakautuneita elektroneja reaktion aikana. Nuo. hapettumisprosessissa atomin elektronit pienenevät tai lisääntyvät ja jakautuvat uudelleen muiden vuorovaikutuksessa olevien hiukkasten kesken, ja hapettumisen taso osoittaa tarkalleen, kuinka ne on järjestetty uudelleen. Tämä käsite liittyy läheisesti hiukkasten elektronegatiivisuuteen - niiden kykyyn houkutella ja torjua vapaita ioneja itsestään.

Hapettumisasteen määrittäminen riippuu tietyn aineen ominaisuuksista ja ominaisuuksista, joten laskentamenettelyä ei voida yksiselitteisesti kutsua helpoksi tai monimutkaiseksi, mutta sen tulokset auttavat tavanomaisesti kirjaamaan redox-reaktioiden prosessit. On ymmärrettävä, että saatu laskelmien tulos on tulos elektronien siirron huomioon ottamisesta, eikä sillä ole fyysistä aistia, eikä se myöskään ole ytimen todellinen varaus.

On tärkeää tietää! Epäorgaaninen kemia käyttää usein termiä valenssi alkuaineiden hapetustilan sijaan, tämä ei ole virhe, mutta on pidettävä mielessä, että toinen käsite on universaali.

Elektronien liikkeen laskemisen käsitteet ja säännöt ovat luokittelun perusta kemialliset aineet(nimikkeistö), niiden ominaisuuksien kuvaukset ja kytkentäkaavojen laatiminen. Mutta useimmiten tätä käsitettä käytetään kuvaamaan redox-reaktioita ja työskentelemään niiden kanssa.

Säännöt hapetusasteen määrittämiseksi

Kuinka selvittää hapettumisaste? Redox-reaktioiden kanssa työskennellessä on tärkeää tietää, että hiukkasen muodollinen varaus on aina yhtä suuri kuin elektronin suuruus ilmaistuna numeerisena arvona. Tämä ominaisuus liittyy oletukseen, että sidoksen muodostavat elektroniparit ovat aina täysin siirtyneet kohti negatiivisempia hiukkasia. On ymmärrettävä, että puhumme ionisidoksista, ja reaktion tapauksessa elektronit jakautuvat tasan identtisten hiukkasten kesken.

Hapetusluvulla voi olla sekä positiivisia että negatiivisia arvoja. Asia on, että reaktion aikana atomista tulee neutraali, ja tätä varten sinun on joko kiinnitettävä tietty määrä elektroneja ioniin, jos se on positiivinen, tai otettava ne pois, jos se on negatiivinen. Tämän käsitteen osoittamiseksi kaavoja kirjoitettaessa elementin nimen yläpuolelle kirjoitetaan yleensä arabialainen numero vastaavalla merkillä. Esimerkiksi tai jne.

Sinun pitäisi tietää, että metallien muodollinen varaus on aina positiivinen, ja useimmissa tapauksissa voit määrittää sen jaksollisen taulukon avulla. On olemassa useita ominaisuuksia, jotka on otettava huomioon indikaattoreiden määrittämiseksi oikein.

Hapettumisaste:

Kun nämä ominaisuudet on muistettu, on melko yksinkertaista määrittää alkuaineiden hapetusluku riippumatta monimutkaisuudesta ja atomitasojen lukumäärästä.

Hyödyllinen video: hapetusasteen määrittäminen

Mendelejevin jaksollinen taulukko sisältää melkein kaikki tarvittavat tiedot kemiallisten alkuaineiden kanssa työskentelemiseen. Esimerkiksi koululaiset käyttävät sitä vain kuvaamaan kemiallisia reaktioita. Joten hapetusluvun positiivisten ja negatiivisten enimmäisarvojen määrittämiseksi on tarpeen tarkistaa kemiallisen alkuaineen nimitys taulukosta:

  1. Suurin positiivinen on sen ryhmän numero, jossa elementti sijaitsee.
  2. Enimmäismäärä negatiivinen voima hapettuminen on positiivisen enimmäisrajan ja luvun 8 välinen ero.

Näin ollen se on tarpeeksi helppo tietää äärimmäisiä rajoja elementin muodollinen varaus. Tällainen toiminto voidaan suorittaa käyttämällä jaksolliseen taulukkoon perustuvia laskelmia.

On tärkeää tietää! Yhdellä alkuaineella voi olla useita erilaisia ​​hapetusindeksejä samanaikaisesti.

Hapettumistason määrittämiseen on kaksi päätapaa, joista on esimerkkejä alla. Ensimmäinen näistä on menetelmä, joka vaatii tietoa ja taitoja soveltaa kemian lakeja. Kuinka järjestää hapetustilat tällä menetelmällä?

Sääntö hapetusasteiden määrittämiseksi

Tätä varten tarvitset:

  1. Selvitä, onko tietty aine alkuaine ja onko se poissa sidoksesta. Jos kyllä, sen hapetusluku on 0 riippumatta aineen koostumuksesta (yksittäiset atomit tai monitasoiset atomiyhdisteet).
  2. Selvitä, koostuuko kyseinen aine ioneista. Jos kyllä, hapetusaste on yhtä suuri kuin niiden varaus.
  3. Jos kyseessä oleva aine on metalli, katso kaavassa muiden aineiden indikaattoreita ja laske metallilukemat aritmeettisesti.
  4. Jos koko yhdisteellä on yksi varaus (itse asiassa tämä on kaikkien esitettyjen alkuaineiden hiukkasten summa), niin riittää, että määritetään yksinkertaisten aineiden indikaattorit, vähennetään ne sitten kokonaismäärästä ja saadaan metallitiedot.
  5. Jos suhde on neutraali, summan on oltava nolla.

Harkitse esimerkiksi yhdistämistä alumiini-ionin kanssa, jonka kokonaisvaraus on nolla. Kemialliset säännöt vahvistavat sen tosiasian, että Cl-ionin hapetusluku on -1, ja tässä tapauksessa niitä on yhdisteessä kolme. Joten Al-ionin on oltava +3, jotta koko yhdiste olisi neutraali.

Tämä menetelmä on varsin hyvä, koska liuoksen oikeellisuus voidaan aina tarkistaa laskemalla yhteen kaikki hapettumisasteet.

Toista menetelmää voidaan soveltaa tietämättä kemiallisia lakeja:

  1. Etsi hiukkasdataa, jolle ei ole tiukkoja sääntöjä ja joiden elektronien tarkkaa lukumäärää ei tunneta (mahdollista eliminoimalla).
  2. Selvitä kaikkien muiden hiukkasten indikaattorit ja etsi sitten kokonaismäärästä vähentämällä haluamasi hiukkanen.

Tarkastellaan toista Na2SO4-ainetta esimerkkinä käyttävää menetelmää, jossa rikkiatomia S ei ole määritelty, tiedetään vain, että se on nollasta poikkeava.

Saadaksesi selville, mitä kaikki hapetustilat vastaavat:

  1. Etsi tunnettuja elementtejä pitäen perinteiset säännöt ja poikkeukset mielessä.
  2. Na-ioni = +1 ja jokainen happi = -2.
  3. Kerro kunkin aineen hiukkasten lukumäärä niiden elektroneilla ja saa kaikkien atomien hapetustilat yhtä lukuun ottamatta.
  4. Na2SO4 koostuu 2 natriumista ja 4 hapesta, kerrottuna osoittautuu: 2 X +1 \u003d 2 on kaikkien natriumhiukkasten ja 4 X -2 \u003d -8 - hapen hapetusluku.
  5. Lisää tulokset 2+(-8) = -6 - tämä on yhdisteen kokonaisvaraus ilman rikkihiukkasta.
  6. Ilmaise kemiallinen merkintä yhtälönä: tunnettujen tietojen summa + tuntematon luku = kokonaisvaraus.
  7. Na2S04 edustettuna seuraavalla tavalla: -6 + S = 0, S = 0 + 6, S = 6.

Siten toisen menetelmän käyttämiseksi riittää, että tunnet yksinkertaiset aritmeettiset lait.