Ako určiť všetky možné oxidačné stavy. Ako zariadiť a ako určiť oxidačný stav prvkov. Záporné, nulové a pozitívne hodnoty oxidačného stavu

Takáto položka školské osnovy ako chémia spôsobuje mnohým ťažkostiam moderných školákov, málokto dokáže určiť stupeň oxidácie v zlúčeninách. Najväčšie ťažkosti majú školáci, ktorí študujú, teda študenti hlavnej školy (8. – 9. ročník). Nepochopenie predmetu vedie k vzniku nepriateľstva medzi žiakmi k tomuto predmetu.

Učitelia identifikujú niekoľko dôvodov takejto „nechuti“ študentov stredných a vysokých škôl k chémii: neochota porozumieť zložitým chemickým pojmom, neschopnosť použiť algoritmy na zváženie konkrétneho procesu, problémy s matematickými znalosťami. Ministerstvo školstva Ruskej federácie urobilo vážne zmeny v obsahu predmetu. Okrem toho sa „skrátil“ počet hodín na vyučovaní chémie. To malo negatívny dopad na kvalitu vedomostí v predmete, pokles záujmu o štúdium odboru.

Aké témy kurzu chémie sú pre školákov najťažšie?

Podľa nového programu v kurze akademická disciplína„Chémia“ základnej školy zahŕňa niekoľko vážnych tém: periodická sústava prvkov D. I. Mendelejeva, kl. anorganické látky, výmena iónov. Najťažšie je pre ôsmakov určiť stupeň oxidácie oxidov.

Pravidlá umiestnenia

V prvom rade by študenti mali vedieť, že oxidy sú zložité dvojprvkové zlúčeniny, ktoré obsahujú kyslík. Predpokladom toho, aby binárna zlúčenina patrila do triedy oxidov, je druhá poloha kyslíka v tejto zlúčenine.

Algoritmus pre kyslé oxidy

Na začiatok si všimneme, že stupne sú číselným vyjadrením valencie prvkov. Oxidy kyselín tvorené nekovmi alebo kovmi s mocenstvom štyri až sedem, druhý v takýchto oxidoch je nevyhnutne kyslík.

V oxidoch zodpovedá valencia kyslíka vždy dvom, dá sa určiť z periodickej tabuľky prvkov D. I. Mendelejeva. Taký typický nekov ako kyslík, ktorý je v 6. skupine hlavnej podskupiny periodickej tabuľky, prijíma dva elektróny, aby úplne dokončil svoju vonkajšiu energetickú hladinu. Nekovy v zlúčeninách s kyslíkom najčastejšie vykazujú vyššiu valenciu, ktorá zodpovedá počtu samotnej skupiny. Je dôležité pripomenúť, že oxidačný stav chemických prvkov je indikátor, ktorý znamená kladné (záporné) číslo.

Nekov na začiatku vzorca má kladný oxidačný stav. Nekovový kyslík je stabilný v oxidoch, jeho index je -2. Aby ste skontrolovali spoľahlivosť usporiadania hodnôt v kyslých oxidoch, budete musieť vynásobiť všetky čísla, ktoré nastavíte, indexmi konkrétneho prvku. Výpočty sa považujú za spoľahlivé, ak celkový súčet všetkých plusov a mínusov nastavených stupňov je 0.

Zostavovanie dvojprvkových vzorcov

Oxidačný stav atómov prvkov dáva šancu vytvárať a zaznamenávať zlúčeniny z dvoch prvkov. Pri vytváraní vzorca sú na začiatok oba symboly napísané vedľa seba, na druhom mieste nezabudnite dať kyslík. Nad každým zo zaznamenaných znakov sú predpísané hodnoty oxidačných stavov, potom medzi nájdenými číslami je číslo, ktoré bude bezo zvyšku deliteľné oboma číslicami. Tento ukazovateľ sa musí rozdeliť oddelene o číselnú hodnotu stupňa oxidácie, čím sa získajú indexy pre prvú a druhú zložku dvojprvkovej látky. Najvyšší oxidačný stav sa číselne rovná hodnote najvyššej valencie typického nekovu, zhodnej s číslom skupiny, kde nekov stojí v PS.

Algoritmus na nastavenie číselných hodnôt v základných oxidoch

Za takéto zlúčeniny sa považujú oxidy typických kovov. Vo všetkých zlúčeninách majú index oxidačného stavu najviac +1 alebo +2. Aby ste pochopili, aký bude oxidačný stav kovu, môžete použiť periodickú tabuľku. Pre kovy hlavných podskupín prvej skupiny je tento parameter vždy konštantný, je podobný číslu skupiny, to znamená +1.

Kovy hlavnej podskupiny druhej skupiny sa vyznačujú aj stabilným oxidačným stavom, číselne +2. Oxidačné stavy oxidov, berúc do úvahy ich indexy (čísla), by sa mali rovnať nule, pretože chemická molekula sa považuje za neutrálnu časticu bez náboja.

Usporiadanie oxidačných stavov v kyselinách obsahujúcich kyslík

Kyseliny sú komplexné látky pozostávajúce z jedného alebo viacerých atómov vodíka, ktoré sú spojené s nejakým druhom kyslého zvyšku. Vzhľadom na to, že oxidačné stavy sú čísla, na ich výpočet sú potrebné určité matematické zručnosti. Takýto indikátor pre vodík (protón) v kyselinách je vždy stabilný, je to +1. Ďalej môžete určiť oxidačný stav pre záporný kyslíkový ión, je tiež stabilný, -2.

Až po týchto akciách je možné vypočítať stupeň oxidácie centrálnej zložky vzorca. Ako konkrétnu vzorku uvažujte stanovenie oxidačného stavu prvkov v kyseline sírovej H2SO4. Vzhľadom na to, že v molekule tohto komplexná látka obsahuje dva protóny vodíka, 4 atómy kyslíka, dostaneme vyjadrenie tejto formy +2+X-8=0. Aby súčet tvoril nulu, síra bude mať oxidačný stav +6

Usporiadanie oxidačných stavov v soliach

Soli sú komplexné zlúčeniny pozostávajúce z kovových iónov a jedného alebo viacerých zvyškov kyselín. Spôsob stanovenia oxidačných stavov každého z nich základné časti v komplexnej soli je rovnaký ako v kyselinách obsahujúcich kyslík. Vzhľadom na to, že oxidačný stav prvkov je číselný ukazovateľ, je dôležité správne uviesť oxidačný stav kovu.

Ak sa kov tvoriaci soľ nachádza v hlavnej podskupine, jeho oxidačný stav bude stabilný, zodpovedá číslu skupiny, je kladná hodnota. Ak soľ obsahuje kov podobnej podskupiny PS, je možné pomocou kyslého zvyšku zobraziť rôzne kovy. Po nastavení oxidačného stavu kovu (-2) sa oxidačný stav centrálneho prvku vypočíta pomocou chemickej rovnice.

Ako príklad uvažujme stanovenie oxidačných stavov prvkov v (stredná soľ). NaNO3. Soľ je tvorená kovom hlavnej podskupiny 1. skupiny, preto bude oxidačný stav sodíka +1. Kyslík v dusičnanoch má oxidačný stav -2. Na určenie číselnej hodnoty stupňa oxidácie je rovnica +1+X-6=0. Vyriešením tejto rovnice dostaneme, že X by malo byť +5, teda toto

Základné pojmy v OVR

Pre oxidačný, ako aj redukčný proces existujú špeciálne pojmy, ktoré sa študenti musia naučiť.

Oxidačný stav atómu je jeho priama schopnosť pripojiť k sebe (darovať iným) elektróny z niektorých iónov alebo atómov.

Za oxidačné činidlo sa považujú neutrálne atómy alebo nabité ióny, ktoré získavajú elektróny počas chemickej reakcie.

Redukčným činidlom budú nenabité atómy alebo nabité ióny, ktoré v procese chemickej interakcie strácajú svoje vlastné elektróny.

Oxidácia je prezentovaná ako postup darovania elektrónov.

Redukcia je spojená s prijatím ďalších elektrónov nenabitým atómom alebo iónom.

Redoxný proces je charakterizovaný reakciou, počas ktorej sa oxidačný stav atómu nevyhnutne mení. Táto definícia vám umožňuje pochopiť, ako môžete určiť, či je reakcia OVR.

Pravidlá analýzy OVR

Pomocou tohto algoritmu môžete usporiadať koeficienty v akejkoľvek chemickej reakcii.


Na charakterizáciu redoxnej schopnosti častíc je dôležitý pojem ako stupeň oxidácie. OXIDAČNÝ STAV je náboj, ktorý by mohol mať atóm v molekule alebo ióne, ak by sa prerušili všetky jeho väzby s inými atómami a spoločným elektrónovým párom by zostalo viac elektronegatívnych prvkov.

Na rozdiel od skutočných nábojov iónov oxidačný stav ukazuje iba podmienený náboj atómu v molekule. Môže byť negatívny, pozitívny alebo nulový. Napríklad oxidačný stav atómov v jednoduché látky ax sa rovná "0" (,
,,). V chemických zlúčeninách môžu mať atómy konštantný oxidačný stav alebo premenlivý. Pre kovy hlavných podskupín I, II a III skupín Periodický systém v chemických zlúčeninách je oxidačný stav spravidla konštantný a rovný Me +1, Me +2 a Me +3 (Li +, Ca +2, Al +3). Atóm fluóru má vždy -1. Chlór v zlúčeninách s kovmi má vždy -1. V prevažnej väčšine zlúčenín má kyslík oxidačný stav -2 (okrem peroxidov, kde je jeho oxidačný stav -1) a vodík +1 (okrem hydridov kovov, kde je jeho oxidačný stav -1).

Algebraický súčet oxidačných stavov všetkých atómov v neutrálnej molekule sa rovná nule a v ióne sa rovná náboju iónu. Tento vzťah umožňuje vypočítať oxidačné stavy atómov v komplexných zlúčeninách.

V molekule kyseliny sírovej H2SO4 má atóm vodíka oxidačný stav +1 a atóm kyslíka je -2. Keďže existujú dva atómy vodíka a štyri atómy kyslíka, máme dva „+“ a osem „-“. K neutralite chýba šesť „+“. Toto číslo je oxidačným stavom síry -
. Molekula dvojchrómanu draselného K 2 Cr 2 O 7 pozostáva z dvoch atómov draslíka, dvoch atómov chrómu a siedmich atómov kyslíka. Draslík má oxidačný stav +1, kyslík -2. Máme teda dve „+“ a štrnásť „-“. Zvyšných dvanásť „+“ pripadá na dva atómy chrómu, z ktorých každý má oxidačný stav +6 (
).

Typické oxidačné a redukčné činidlá

Z definície redukčných a oxidačných procesov vyplýva, že v zásade môžu ako oxidačné činidlá pôsobiť jednoduché a zložité látky obsahujúce atómy, ktoré nie sú v najnižšom oxidačnom stupni, a preto môžu svoj oxidačný stav znižovať. Podobne ako redukčné činidlá môžu pôsobiť jednoduché a zložité látky obsahujúce atómy, ktoré nie sú v najvyššom oxidačnom stave, a preto môžu zvýšiť svoj oxidačný stav.

Najsilnejšie oxidačné činidlá sú:

1) jednoduché látky tvorené atómami s veľkou elektronegativitou, t.j. typické nekovy nachádzajúce sa v hlavných podskupinách šiestej a siedmej skupiny periodického systému: F, O, Cl, S (resp. F 2, O 2, Cl 2, S);

2) látky obsahujúce prvky vo vyšších a stredných

kladné oxidačné stavy, a to aj vo forme iónov, jednoduchých, elementárnych (Fe 3+) a oxoaniónov obsahujúcich kyslík (manganistanový ión - MnO 4 -);

3) peroxidové zlúčeniny.

Špecifické látky používané v praxi ako oxidačné činidlá sú kyslík a ozón, chlór, bróm, manganistan, dichrómany, oxykyseliny chlóru a ich soli (napr.
,
,
), Kyselina dusičná (
), koncentrovaná kyselina sírová (
), oxid manganičitý (
), peroxid vodíka a peroxidy kovov (
,
).

Najsilnejšie redukčné činidlá sú:

1) jednoduché látky, ktorých atómy majú nízku elektronegativitu („aktívne kovy“);

2) katióny kovov v nízkom oxidačnom stave (Fe 2+);

3) jednoduché elementárne anióny, napríklad sulfidový ión S2-;

4) anióny obsahujúce kyslík (oxoanióny) zodpovedajúce najnižším kladným oxidačným stavom prvku (dusitany
, siričitan
).

Špecifické látky používané v praxi ako redukčné činidlá sú napríklad alkalické kovy a kovy alkalických zemín, sulfidy, siričitany, halogenovodíky (okrem HF), organické látky - alkoholy, aldehydy, formaldehyd, glukóza, kyselina šťaveľová, ako aj vodík, uhlík , oxid uhličitý (
) a hliník pri vysokých teplotách.

V zásade, ak látka obsahuje prvok v strednom oxidačnom stave, potom tieto látky môžu vykazovať oxidačné aj redukčné vlastnosti. Všetko závisí od

„partner“ v reakcii: s dostatočne silným oxidačným činidlom môže reagovať ako redukčné činidlo a s dostatočne silným redukčným činidlom ako oxidačné činidlo. Takže napríklad dusitanový ión NO 2 - v kyslom prostredí pôsobí ako oxidačné činidlo vzhľadom na ión I -:

2
+ 2+ 4HCl→ + 2
+ 4KCI + 2H20

a ako redukčné činidlo vo vzťahu k manganistanu MnO 4 -

5
+ 2
+ 3H2S04 -> 2
+ 5
+ K2S04 + 3H20

Chemická príprava pre ZNO a DPA
Súborné vydanie

ČASŤ A

VŠEOBECNÁ CHÉMIA

CHEMICKÁ VÄZBA A ŠTRUKTÚRA LÁTKY

Oxidačný stav

Oxidačný stav je podmienený náboj na atóme v molekule alebo kryštáli, ktorý na ňom vznikol, keď všetky ním vytvorené polárne väzby boli iónovej povahy.

Na rozdiel od valencie môžu byť oxidačné stavy kladné, záporné alebo nulové. V jednoduchých iónových zlúčeninách sa oxidačný stav zhoduje s nábojmi iónov. Napríklad v chloride sodnom NaCl (Na + Cl - ) Sodík má oxidačný stav +1 a chlór -1 v oxide vápenatom CaO (Ca +2 O -2) Vápnik vykazuje oxidačný stav +2 a Oxysen -2. Toto pravidlo platí pre všetky základné oxidy: oxidačný stav kovového prvku rovná poplatku kovový ión (sodík +1, bárium +2, hliník +3) a oxidačný stav kyslíka je -2. Stupeň oxidácie je označený arabskými číslicami, ktoré sú umiestnené nad symbolom prvku, ako je valencia, a najprv označujú znamienko náboja a potom jeho číselnú hodnotu:

Ak sa modul oxidačného stavu rovná jednej, potom číslo „1“ možno vynechať a zapísať iba znamienko: Na + Cl-.

Oxidačný stav a valencia sú súvisiace pojmy. V mnohých zlúčeninách sa absolútna hodnota oxidačného stavu prvkov zhoduje s ich valenciou. Existuje však veľa prípadov, keď sa valencia líši od oxidačného stavu.

V jednoduchých látkach - nekovoch je kovalentná nepolárna väzba, spoločný elektrónový pár je posunutý na jeden z atómov, preto je stupeň oxidácie prvkov v jednoduchých látkach vždy nulový. Atómy sú však navzájom spojené, to znamená, že vykazujú určitú valenciu, ako napríklad v kyslíku je valencia kyslíka II a v dusíku je valencia dusíka III:

V molekule peroxidu vodíka je valencia kyslíka tiež II a vodík je I:

Definícia možných stupňov oxidácia prvku

Oxidačné stavy, ktoré prvky môžu vykazovať v rôznych zlúčeninách, môžu byť vo väčšine prípadov určené štruktúrou vonkajšej elektrónovej hladiny alebo umiestnením prvku v periodickom systéme.

Atómy kovových prvkov môžu darovať iba elektróny, takže v zlúčeninách vykazujú pozitívne oxidačné stavy. Jeho absolútna hodnota v mnohých prípadoch (s výnimkou d -prvky) sa rovná počtu elektrónov na vonkajšej úrovni, to znamená číslu skupiny v periodickom systéme. atómov d -prvky môžu darovať elektróny aj z prednej úrovne, a to z nevyplnených d -orbitály. Preto pre d -prvky, je oveľa ťažšie určiť všetky možné oxidačné stavy ako pre s- a p-prvky. Dá sa povedať, že väčšina d -prvky vykazujú oxidačný stav +2 v dôsledku elektrónov vonkajšej elektronickej úrovne a maximálny oxidačný stav sa vo väčšine prípadov rovná číslu skupiny.

Atómy nekovových prvkov môžu vykazovať kladné aj záporné oxidačné stavy v závislosti od toho, s ktorým atómom ktorého prvku tvoria väzbu. Ak je prvok viac elektronegatívny, potom vykazuje negatívny oxidačný stav a ak je menej elektronegatívny - pozitívny.

Absolútnu hodnotu oxidačného stavu nekovových prvkov možno určiť zo štruktúry vonkajšej elektronickej vrstvy. Atóm je schopný prijať toľko elektrónov, že osem elektrónov sa nachádza na jeho vonkajšej úrovni: nekovové prvky skupiny VII majú jeden elektrón a vykazujú oxidačný stav -1, skupina VI - dva elektróny a vykazujú oxidačný stav - 2 atď.

Nekovové prvky sú schopné dávať iné číslo elektróny: maximálne toľko, koľko sa nachádza na vonkajšej energetickej úrovni. Inými slovami, maximálny oxidačný stav nekovových prvkov sa rovná číslu skupiny. V dôsledku navíjania elektrónov na vonkajšej úrovni atómov sa počet nespárovaných elektrónov, ktoré môže atóm darovať pri chemických reakciách, mení, takže nekovové prvky môžu vykazovať rôzne stredné oxidačné stavy.

Možné oxidačné stavy s - a p-prvky

Skupina PS

Najvyšší stupeň oxidácia

Stredný oxidačný stav

Nižší oxidačný stav

Stanovenie oxidačných stavov v zlúčeninách

Akákoľvek elektricky neutrálna molekula, takže súčet oxidačných stavov atómov všetkých prvkov musí byť nula. Stanovme stupeň oxidácie síry (I V) oxid S02 sulfid taufosforečný (V) P2S5.

Oxid sírový (A V) SO 2 tvorené atómami dvoch prvkov. Z nich má kyslík najväčšiu elektronegativitu, takže atómy kyslíka budú mať negatívny oxidačný stav. Pre kyslík je to -2. V tomto prípade má síra kladný oxidačný stav. V rôznych zlúčeninách môže síra vykazovať rôzne oxidačné stavy, takže v tomto prípade sa musí vypočítať. V molekule SO2 dva atómy kyslíka s oxidačným stavom -2, takže celkový náboj atómov kyslíka je -4. Aby bola molekula elektricky neutrálna, atóm síry musí úplne neutralizovať náboj oboch atómov kyslíka, takže oxidačný stav síry je +4:

V molekule fosforu V) sulfid P2S5 elektronegatívnym prvkom je síra, to znamená, že vykazuje negatívny oxidačný stav a fosfor pozitívny. Pre síru je negatívny oxidačný stav iba 2. Spolu päť atómov síry nesie záporný náboj -10. Preto musia dva atómy fosforu neutralizovať tento náboj s celkovým nábojom +10. Pretože v molekule sú dva atómy fosforu, každý musí mať oxidačný stav +5:

Ťažšie je vypočítať stupeň oxidácie v nebinárnych zlúčeninách – soliach, zásadách a kyselinách. Na to je však potrebné použiť aj princíp elektrickej neutrality a tiež pamätať na to, že vo väčšine zlúčenín je oxidačný stav kyslíka -2, vodík +1.

Zvážte to na príklade síranu draselného K2SO4. Oxidačný stav draslíka v zlúčeninách môže byť iba +1 a kyslík -2:

Z princípu elektroneutrality vypočítame oxidačný stav síry:

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

Pri určovaní oxidačných stavov prvkov v zlúčeninách by sa mali dodržiavať tieto pravidlá:

1. Oxidačný stav prvku v jednoduchej látke je nulový.

2. Fluór je najviac elektronegatívny chemický prvok, takže oxidačný stav fluóru vo všetkých zlúčeninách je -1.

3. Kyslík je po fluóre najelektronegatívny prvok, preto je oxidačný stav kyslíka vo všetkých zlúčeninách okrem fluoridov negatívny: vo väčšine prípadov je -2 a v peroxidoch -1.

4. Oxidačný stav vodíka vo väčšine zlúčenín je +1 a v zlúčeninách s kovovými prvkami (hydridy) -1.

5. Oxidačný stav kovov v zlúčeninách je vždy kladný.

6. Elektronegatívny prvok má vždy negatívny oxidačný stav.

7. Súčet oxidačných stavov všetkých atómov v molekule je nula.


Ako určiť stupeň oxidácie? Periodická tabuľka vám umožňuje zapísať túto kvantitatívnu hodnotu pre ľubovoľnú chemický prvok.

Definícia

Najprv sa pokúsme pochopiť, čo je tento pojem. Oxidačný stav podľa periodickej tabuľky je počet elektrónov, ktoré sú prijaté alebo odovzdané prvkom v procese chemickej interakcie. Môže nadobúdať záporné aj kladné hodnoty.

Odkaz na tabuľku

Ako sa určuje oxidačný stav? Periodická tabuľka sa skladá z ôsmich skupín usporiadaných vertikálne. Každá z nich má dve podskupiny: hlavnú a vedľajšiu. Aby bolo možné nastaviť ukazovatele pre prvky, musia sa použiť určité pravidlá.

Inštrukcia

Ako vypočítať oxidačné stavy prvkov? Tabuľka vám umožňuje plne sa vyrovnať s podobným problémom. Alkalické kovy, ktoré sa nachádzajú v prvej skupine (hlavnej podskupine), vykazujú oxidačný stav v zlúčeninách, zodpovedá +, rovná sa ich najvyššej mocnosti. Kovy druhej skupiny (podskupina A) majú oxidačný stav +2.

Tabuľka umožňuje určiť túto hodnotu nielen pre prvky, ktoré vykazujú kovové vlastnosti, ale aj pre nekovy. Ich maximálna hodnota bude zodpovedať najvyššej valencii. Napríklad pre síru to bude +6, pre dusík +5. Ako sa vypočíta ich minimálna (najnižšia) hodnota? Tabuľka odpovedá aj na túto otázku. Odpočítajte číslo skupiny od osem. Napríklad pre kyslík to bude -2, pre dusík -3.

Pre jednoduché látky, ktoré nevstúpili do chemickej interakcie s inými látkami, sa určený ukazovateľ považuje za nulový.

Pokúsme sa identifikovať hlavné akcie súvisiace s usporiadaním v binárnych zlúčeninách. Ako do nich vložiť stupeň oxidácie? Periodická tabuľka pomáha vyriešiť problém.

Vezmite si napríklad oxid vápenatý CaO. Pre vápnik nachádzajúci sa v hlavnej podskupine druhej skupiny bude hodnota konštantná, rovná +2. Pre kyslík, ktorý má nekovové vlastnosti, bude tento indikátor zápornou hodnotou a zodpovedá -2. Aby sme skontrolovali správnosť definície, zosumarizujeme získané čísla. V dôsledku toho dostaneme nulu, takže výpočty sú správne.

Stanovme podobné ukazovatele v ďalšej binárnej zlúčenine CuO. Keďže meď sa nachádza v sekundárnej podskupine (prvá skupina), môže sa teda ukázať, že skúmaný ukazovateľ sa môže prejaviť rôzne významy. Preto, aby ste ho určili, musíte najprv identifikovať indikátor kyslíka.

Pre nekov nachádzajúci sa na konci binárneho vzorca má oxidačný stav zápornú hodnotu. Keďže sa tento prvok nachádza v šiestej skupine, pri odčítaní šiestich od ôsmich dostaneme, že oxidačný stav kyslíka zodpovedá -2. Pretože v zlúčenine nie sú žiadne indexy, oxidačný stav medi bude kladný, rovný +2.

Ako inak sa používa tabuľka chémie? Oxidačné stavy prvkov vo vzorcoch pozostávajúcich z troch prvkov sa tiež vypočítavajú podľa určitého algoritmu. Po prvé, tieto ukazovatele sú umiestnené na prvom a poslednom prvku. Po prvé, tento ukazovateľ bude mať kladnú hodnotu, ktorá zodpovedá valencii. Pre extrémny prvok, ktorým je nekov, má tento ukazovateľ zápornú hodnotu, určuje sa ako rozdiel (číslo skupiny sa odpočítava od ôsmich). Pri výpočte oxidačného stavu centrálneho prvku sa používa matematická rovnica. Výpočty berú do úvahy indexy dostupné pre každý prvok. Súčet všetkých oxidačných stavov musí byť nula.

Príklad stanovenia v kyseline sírovej

Vzorec toto spojenie má formu H2SO4. Vodík má oxidačný stav +1, kyslík -2. Na určenie oxidačného stavu síry zostavíme matematickú rovnicu: + 1 * 2 + X + 4 * (-2) = 0. Dostaneme, že oxidačný stav síry zodpovedá +6.

Záver

Pri použití pravidiel môžete usporiadať koeficienty v redoxných reakciách. Táto otázka sa zvažuje v rámci chémie deviateho ročníka školských osnov. Okrem toho vám informácie o oxidačných stavoch umožňujú vykonávať Úlohy OGE a POUŽÍVAŤ.

V chemických procesoch hrajú hlavnú úlohu atómy a molekuly, ktorých vlastnosti určujú výsledok chemické reakcie. Jednou z dôležitých charakteristík atómu je oxidačné číslo, ktoré zjednodušuje metódu zohľadňovania prenosu elektrónov v častici. Ako určiť oxidačný stav alebo formálny náboj častice a aké pravidlá na to potrebujete poznať?

Definícia

Akákoľvek chemická reakcia je spôsobená interakciou atómov rôznych látok. Reakčný proces a jeho výsledok závisí od charakteristík najmenších častíc.

Pojem oxidácia (oxidácia) v chémii znamená reakciu, počas ktorej skupina atómov alebo jeden z nich stráca elektróny alebo získava, v prípade získania sa reakcia nazýva „redukcia“.

Oxidačný stav je veličina, ktorá sa meria kvantitatívne a charakterizuje prerozdelené elektróny počas reakcie. Tie. v procese oxidácie sa elektróny v atóme zmenšujú alebo zvyšujú, pričom sa prerozdeľujú medzi ostatné interagujúce častice a úroveň oxidácie presne ukazuje, ako sú reorganizované. Tento pojem úzko súvisí s elektronegativitou častíc – ich schopnosťou priťahovať a odpudzovať voľné ióny od seba.

Stanovenie úrovne oxidácie závisí od charakteristík a vlastností konkrétnej látky, preto postup výpočtu nemožno jednoznačne nazvať ľahkým ani zložitým, jeho výsledky však pomáhajú konvenčne zaznamenávať procesy redoxných reakcií. Malo by byť zrejmé, že získaný výsledok výpočtov je výsledkom zohľadnenia prenosu elektrónov a nemá fyzický zmysel a tiež nie je skutočným nábojom jadra.

Je dôležité vedieť! Anorganická chémiačasto používa pojem valencia namiesto oxidačného stavu prvkov, nie je to chyba, ale treba si uvedomiť, že druhý pojem je univerzálnejší.

Základom klasifikácie sú pojmy a pravidlá na výpočet pohybu elektrónov chemických látok(názvoslovie), popisy ich vlastností a zostavenie spojovacích vzorcov. Ale najčastejšie sa tento koncept používa na popis a prácu s redoxnými reakciami.

Pravidlá určovania stupňa oxidácie

Ako zistiť stupeň oxidácie? Pri práci s redoxnými reakciami je dôležité vedieť, že formálny náboj častice sa bude vždy rovnať veľkosti elektrónu, vyjadrenej v číselnej hodnote. Táto vlastnosť súvisí s predpokladom, že elektrónové páry tvoriace väzbu sú vždy úplne posunuté smerom k negatívnejším časticiam. Malo by byť zrejmé, že hovoríme o iónových väzbách a v prípade reakcie pri , elektróny budú rovnomerne rozdelené medzi rovnaké častice.

Oxidačné číslo môže mať kladné aj záporné hodnoty. Ide o to, že počas reakcie sa atóm musí stať neutrálnym, a preto musíte k iónu buď pripojiť určitý počet elektrónov, ak je kladný, alebo ich odobrať, ak je záporný. Na označenie tohto pojmu sa pri písaní vzorcov nad označenie prvku zvyčajne píše arabská číslica s príslušným znakom. Napríklad, alebo atď.

Mali by ste vedieť, že formálny náboj kovov bude vždy kladný a vo väčšine prípadov ho môžete určiť pomocou periodickej tabuľky. Na správne určenie ukazovateľov je potrebné vziať do úvahy množstvo funkcií.

Stupeň oxidácie:

Po zapamätaní si týchto vlastností bude celkom jednoduché určiť oxidačné číslo prvkov bez ohľadu na zložitosť a počet atómových úrovní.

Užitočné video: určenie stupňa oxidácie

Mendelejevova periodická tabuľka obsahuje takmer všetky potrebné informácie pre prácu s chemickými prvkami. Napríklad školáci ho používajú len na opis chemických reakcií. Aby bolo možné určiť maximálne kladné a záporné hodnoty oxidačného čísla, je potrebné skontrolovať označenie chemického prvku v tabuľke:

  1. Maximálne kladné je číslo skupiny, v ktorej sa prvok nachádza.
  2. Maximálne negatívna sila oxidácia je rozdiel medzi maximálnym kladným limitom a číslom 8.

Poznať to je teda dosť jednoduché extrémne hranice formálny náboj prvku. Takáto akcia môže byť vykonaná pomocou výpočtov založených na periodickej tabuľke.

Je dôležité vedieť! Jeden prvok môže mať súčasne niekoľko rôznych oxidačných indexov.

Existujú dva hlavné spôsoby stanovenia úrovne oxidácie, ktorých príklady sú uvedené nižšie. Prvým z nich je metóda, ktorá vyžaduje znalosti a zručnosti na uplatnenie zákonov chémie. Ako usporiadať oxidačné stavy pomocou tejto metódy?

Pravidlo na určenie oxidačných stavov

Na to potrebujete:

  1. Určte, či je daná látka elementárna a či nie je viazaná. Ak áno, jeho oxidačné číslo sa bude rovnať 0, bez ohľadu na zloženie látky (jednotlivé atómy alebo viacúrovňové atómové zlúčeniny).
  2. Zistite, či sa daná látka skladá z iónov. Ak áno, potom sa stupeň oxidácie bude rovnať ich náboju.
  3. Ak je príslušnou látkou kov, pozrite sa na ukazovatele iných látok vo vzorci a vypočítajte hodnoty kovov aritmeticky.
  4. Ak má celá zlúčenina jeden náboj (v skutočnosti je to súčet všetkých častíc prezentovaných prvkov), potom stačí určiť ukazovatele jednoduchých látok, potom ich odpočítať od celkového množstva a získať údaje o kovoch.
  5. Ak je vzťah neutrálny, potom musí byť súčet nula.

Zvážte napríklad kombináciu s iónom hliníka, ktorého celkový náboj je nulový. Pravidlá chémie potvrdzujú skutočnosť, že ión Cl má oxidačné číslo -1 a v tomto prípade sú v zlúčenine tri. Takže ión Al musí byť +3, aby bola celá zlúčenina neutrálna.

Táto metóda je celkom dobrá, pretože správnosť riešenia sa dá vždy skontrolovať spočítaním všetkých úrovní oxidácie.

Druhá metóda môže byť použitá bez znalosti chemických zákonov:

  1. Nájdite údaje o časticiach, pre ktoré neexistujú prísne pravidlá a presný počet ich elektrónov nie je známy (možné elimináciou).
  2. Zistite ukazovatele všetkých ostatných častíc a potom z celkového množstva odčítaním nájdite požadovanú časticu.

Uvažujme ako príklad druhú metódu s použitím látky Na2SO4, v ktorej atóm síry S nie je definovaný, je len známe, že je nenulový.

Ak chcete zistiť, čomu sa všetky oxidačné stavy rovnajú:

  1. Nájdite známe prvky, pričom majte na pamäti tradičné pravidlá a výnimky.
  2. Na ión = +1 a každý kyslík = -2.
  3. Vynásobte počet častíc každej látky ich elektrónmi a získajte oxidačné stavy všetkých atómov okrem jedného.
  4. Na2SO4 pozostáva z 2 sodíka a 4 kyslíka, po vynásobení sa ukáže: 2 X + 1 \u003d 2 je oxidačné číslo všetkých častíc sodíka a 4 X -2 \u003d -8 - kyslík.
  5. Pridajte výsledky 2+(-8) = -6 - to je celkový náboj zlúčeniny bez častice síry.
  6. Chemický zápis vyjadrite ako rovnicu: súčet známych údajov + neznáme číslo = celkový náboj.
  7. zastúpený Na2S04 nasledujúcim spôsobom: -6 + S = 0, S = 0 + 6, S = 6.

Na použitie druhej metódy teda stačí poznať jednoduché zákony aritmetiky.