Kako odrediti negativno oksidacijsko stanje. Najviše oksidacijsko stanje

Stupanj oksidacije je uvjetna vrijednost koja se koristi za bilježenje redoks reakcija. Za određivanje stupnja oksidacije koristi se tablica oksidacije kemijskih elemenata.

Značenje

Oksidacijsko stanje osnovnih kemijskih elemenata temelji se na njihovoj elektronegativnosti. Vrijednost je jednaka broju elektrona pomaknutih u spojevima.

Oksidacijsko stanje se smatra pozitivnim ako su elektroni istisnuti iz atoma, tj. element daje elektrone u spoju i redukcijsko je sredstvo. Ovi elementi uključuju metale, njihovo oksidacijsko stanje je uvijek pozitivno.

Kada se elektron pomakne prema atomu, vrijednost se smatra negativnom, a element se smatra oksidacijskim sredstvom. Atom prihvaća elektrone do završetka vanjske energetske razine. Većina nemetala su oksidansi.

Jednostavne tvari koje ne reagiraju uvijek imaju nulto oksidacijsko stanje.

Riža. 1. Tablica oksidacijskih stanja.

U spoju, atom nemetala s nižom elektronegativnošću ima pozitivno oksidacijsko stanje.

Definicija

Maksimalno i minimalno oksidacijsko stanje (koliko elektrona atom može dati i uzeti) možete odrediti koristeći periodni sustav Mendeljejeva.

Maksimalna snaga jednaka je broju skupine u kojoj se element nalazi, odnosno broju valentnih elektrona. Minimalna vrijednost određena je formulom:

Br. (grupe) - 8.

Riža. 2. Periodni sustav.

Ugljik je u četvrtoj skupini, pa mu je najviše oksidacijsko stanje +4, a najniže -4. Maksimalno oksidacijsko stanje sumpora je +6, minimalno -2. Većina nemetala uvijek ima promjenjivo - pozitivno i negativno - oksidacijsko stanje. Izuzetak je fluor. Njegovo oksidacijsko stanje uvijek je -1.

Treba imati na umu da se ovo pravilo ne odnosi na alkalijske i zemnoalkalne metale skupine I i II. Ovi metali imaju konstantno pozitivno oksidacijsko stanje - litij Li +1, natrij Na +1, kalij K +1, berilij Be +2, magnezij Mg +2, kalcij Ca +2, stroncij Sr +2, barij Ba +2. Drugi metali mogu pokazivati ​​različita oksidacijska stanja. Izuzetak je aluminij. Unatoč tome što je u skupini III, njegov oksidacijski stupanj je uvijek +3.

Riža. 3. Alkalijski i zemnoalkalijski metali.

Od skupine VIII samo rutenij i osmij mogu pokazivati ​​najviše oksidacijsko stanje +8. Zlato i bakar, koji su u skupini I, pokazuju oksidacijska stanja +3, odnosno +2.

Snimanje

Da biste ispravno zabilježili stanje oksidacije, trebali biste zapamtiti nekoliko pravila:

• inertni plinovi ne reagiraju, pa im je oksidacijsko stanje uvijek nula;
• u spojevima promjenjivo oksidacijsko stanje ovisi o promjenjivoj valenciji i interakciji s drugim elementima;
• vodik u spojevima s metalima pokazuje negativno oksidacijsko stanje - Ca +2 H 2 −1, Na +1 H −1;
• kisik uvijek ima oksidacijsko stanje -2, osim kisikovog fluorida i peroksida - O +2 F 2 -1, H 2 +1 O 2 -1.

Što smo naučili?

Oksidacijsko stanje je uvjetna vrijednost koja pokazuje koliko je elektrona atom nekog elementa primio ili predao u spoju. Vrijednost ovisi o broju valentnih elektrona. Metali u spojevima uvijek imaju pozitivno oksidacijsko stanje, tj. su restauratori. Za alkalijske i zemnoalkalijske metale oksidacijsko stanje je uvijek isto. Nemetali, osim fluora, mogu imati pozitivna i negativna oksidacijska stanja.

U kemiji, opis raznih redoks procesa nije potpun bez oksidacijska stanja - posebne uvjetne vrijednosti pomoću kojih možete odrediti naboj atoma bilo kojeg kemijskog elementa.

Ako predstavljamo oksidacijsko stanje (nemojte brkati s valencijom, jer se u mnogim slučajevima ne poklapaju) kao unos u bilježnicu, tada ćemo vidjeti samo brojeve sa znakovima nula (0 - u jednostavnoj tvari), plus (+ ) ili minus (-) iznad tvari koja nas zanima. Svejedno, igraju golema uloga kemije, a sposobnost određivanja CO (oksidacijskog stanja) neophodna je baza u proučavanju ovog predmeta bez koje daljnje radnje nemaju smisla.

Za opisivanje koristimo CO Kemijska svojstva tvar (ili pojedinačni element), njezin ispravan pravopis međunarodno ime(razumljive za svaku zemlju i naciju, bez obzira na jezik koji se koristi) i formule, kao i za klasifikaciju po obilježjima.

stupanj može biti tri vrste: najviša (za određivanje je potrebno znati u kojoj je skupini element), srednja i najniža (potrebno je od broja 8 oduzeti broj skupine u kojoj se element nalazi; naravno, broj 8 uzima se jer postoji 8 grupa u periodnom sustavu D. Mendeljejeva ). Pojedinosti o određivanju stupnja oksidacije i njegovom ispravnom postavljanju bit će razmotrene u nastavku.

Kako se određuje oksidacijsko stanje: konstanta CO

Prvo, CO može biti varijabilan ili konstantan.

Određivanje konstantnog oksidacijskog stanja nije teško, pa je bolje započeti lekciju s njim: za to vam je potrebna samo sposobnost korištenja PS (periodičnog sustava). Dakle, postoji niz određenih pravila:

1. Nulti stupanj. Gore je spomenuto da ga imaju samo jednostavne tvari: S, O2, Al, K i tako dalje.
2. Ako su molekule neutralne (drugim riječima, nemaju električni naboj), tada je zbroj njihovih oksidacijskih stanja jednak nuli. Međutim, u slučaju iona, zbroj mora biti jednak naboju samog iona.
3. U I, II, III skupini periodnog sustava nalaze se uglavnom metali. Elementi ovih skupina imaju pozitivan naboj, čiji broj odgovara broju skupine (+1, +2 ili +3). Možda je velika iznimka željezo (Fe) - njegov CO može biti i +2 i +3.
4. Vodik CO (H) je najčešće +1 (pri interakciji s nemetalima: HCl, H2S), ali u nekim slučajevima postavljamo -1 (kada se hidridi formiraju u spojevima s metalima: KH, MgH2).
5. CO kisik (O) +2. Spojevi s ovim elementom tvore okside (MgO, Na2O, H20 - voda). Međutim, postoje slučajevi kada kisik ima oksidacijsko stanje -1 (pri stvaranju peroksida) ili čak djeluje kao redukcijsko sredstvo (u kombinaciji s fluorom F, jer su oksidacijska svojstva kisika slabija).

Na temelju tih podataka postavljaju se oksidacijska stanja u razne složene tvari, opisuju se redoks reakcije i tako dalje, ali o tome kasnije.

CO varijabla

Neki se kemijski elementi razlikuju po tome što imaju više od jednog oksidacijskog stanja i mijenjaju ga ovisno o tome u kojoj su formuli. Prema pravilima, zbroj svih potencija također mora biti jednak nuli, ali da biste ga pronašli, morate napraviti neke izračune. U pisanom obliku to izgleda algebarska jednadžba, ali s vremenom "napunimo ruke", a nije teško mentalno sastaviti i brzo izvršiti cijeli algoritam radnji.

Neće biti tako lako razumjeti riječi i bolje je odmah krenuti na praksu:

HNO3 - u ovoj formuli odredite oksidacijsko stanje dušika (N). U kemiji čitamo nazive elemenata, a rasporedu oksidacijskih stanja pristupamo i s kraja. Dakle, poznato je da je CO2 kisika -2. Oksidacijski stupanj moramo pomnožiti s koeficijentom s desne strane (ako postoji): -2*3=-6. Zatim prelazimo na vodik (H): njegov CO u jednadžbi bit će +1. To znači da bi ukupni CO dao nulu, trebate dodati 6. Provjerite: +1+6-7=-0.

Dodatne vježbe mogu se naći na kraju, ali prije svega trebamo utvrditi koji elementi imaju promjenjivo oksidacijsko stanje. U principu, svi elementi, osim za prva tri grupe mijenjaju svoje stupnjeve. Najviše vrhunski primjer su halogeni (elementi skupine VII, ne računajući fluor F), skupina IV i plemeniti plinovi. Ispod ćete vidjeti popis nekih metala i nemetala s promjenjivim stupnjem:

• H(+1, -1);
• Be(-3, +1, +2);
• B (-1, +1, +2, +3);
• C (-4, -2, +2, +4);
• N (-3, -1, +1, +3, +5);
• O(-2, -1);
• Mg (+1, +2);
• Si (-4, -3, -2, -1, +2, +4);
• P(-3, -2, -1, +1, +3, +5);
• S (-2, +2, +4, +6);
• Cl (-1, +1, +3, +5, +7).

Ovo je samo mali broj artikala. Potrebno je učiti i vježbati kako biste naučili kako odrediti SD, ali to ne znači da morate zapamtiti sve konstante i varijable SD: samo upamtite da su potonje mnogo češće. Često koeficijent i koja je tvar predstavljena igraju značajnu ulogu - na primjer, sumpor (S) ima negativan stupanj u sulfidima, kisik (O) u oksidima, a klor (Cl) u kloridima. Stoga, u tim solima, drugi element ima pozitivan stupanj (i u ovoj situaciji se naziva redukcijski agens).

Rješavanje zadataka za određivanje stupnja oksidacije

Sada dolazimo do najvažnije stvari – prakse. Pokušajte sami riješiti sljedeće zadatke, a zatim pogledajte raščlambu rješenja i provjerite odgovore:

1. K2Cr2O7 - pronađite stupanj kroma.
   CO za kisik je -2, za kalij +1, a za krom za sada označavamo kao nepoznatu varijablu x. Ukupna vrijednost je 0. Stoga ćemo napraviti jednadžbu: +1*2+2*x-2*7=0. Nakon odluke dobivamo odgovor 6. Provjerimo - sve se poklopilo, što znači da je zadatak riješen.
2. H2SO4 - pronađite stupanj sumpora.
   Koristeći isti koncept, napravimo jednadžbu: +2*1+x-2*4=0. Dalje: 2+x-8=0.x=8-2; x=6.

Kratak zaključak

Da biste naučili kako sami odrediti oksidacijsko stanje, morate ne samo znati pisati jednadžbe, već i temeljito proučiti svojstva elemenata različitih skupina, sjetiti se lekcija algebre, sastavljanja i rješavanja jednadžbi s nepoznatom varijablom.
Ne zaboravite da pravila imaju svoje iznimke i ne treba ih zaboraviti: govorimo o elementima s varijablom CO. Također, za rješavanje mnogih problema i jednadžbi potrebno je znati postaviti koeficijente (i znati u koju svrhu se to radi).

Urednička "web stranica"

Oksidacijsko stanje je uvjetni naboj atoma u molekuli, prima atom kao rezultat potpunog prihvaćanja elektrona, izračunava se iz pretpostavke da su sve veze ionske prirode. Kako odrediti stupanj oksidacije?

Određivanje stupnja oksidacije

Postoje nabijene čestice, ioni, čiji je pozitivan naboj jednak broju elektrona primljenih od jednog atoma. Negativan naboj iona jednak je broju elektrona koje prihvati jedan atom kemijskog elementa. Na primjer, ulazak takvog elementa kao što je Ca2 + znači da su atomi elemenata izgubili jedan, dva ili tri elementa. Da bismo pronašli sastav ionskih spojeva i spojeva molekula, moramo znati kako odrediti oksidacijsko stanje elemenata. Oksidacijska stanja su negativna, pozitivna i nula. Ako uzmemo u obzir broj atoma, tada je algebarsko oksidacijsko stanje u molekuli nula.

Da biste odredili oksidacijsko stanje elementa, morate se voditi određenim znanjem. Na primjer, u metalnim spojevima, oksidacijsko stanje je pozitivno. A najviše oksidacijsko stanje odgovara broju skupine periodnog sustava, gdje se element nalazi. U metalima oksidacijska stanja mogu biti pozitivna i negativna. To će ovisiti o faktoru kojim je atomom metal povezan. Na primjer, ako je povezan s atomom metala, tada će stupanj biti negativan, ali ako je povezan s nemetalom, tada će stupanj biti pozitivan.

Negativno najviše oksidacijsko stanje metala može se odrediti oduzimanjem od broja osam broja skupine gdje neophodan element. U pravilu je jednak broju elektrona koji se nalaze na vanjski sloj. Broj ovih elektrona također odgovara broju grupe.

Kako izračunati oksidacijsko stanje

U većini slučajeva oksidacijsko stanje atoma određenog elementa ne odgovara broju veza koje on tvori, odnosno nije jednako valenciji tog elementa. To se jasno može vidjeti na primjeru organskih spojeva.

Dopustite mi da vas podsjetim da je valencija ugljika u organskim spojevima 4 (odnosno, tvori 4 veze), ali oksidacijsko stanje ugljika, na primjer, u metanolu CH 3 OH je -2, u CO 2 +4, u CH4 -4, u mravljoj kiselini HCOOH + 2. Valencija se mjeri brojem kovalentnih kemijskih veza, uključujući i one nastale mehanizmom donor-akceptor.

Pri određivanju oksidacijskog stanja atoma u molekulama, elektronegativni atom, kada se jedan elektronski par pomakne u svom smjeru, dobiva naboj -1, ali ako postoje dva elektronska para, tada će -2 biti naboj. Na stupanj oksidacije ne utječe veza između istih atoma. Na primjer:

• Veza atomi C-C jednako je njihovom nultom oksidacijskom stanju.
• C-H veza - ovdje će ugljik kao najelektronegativniji atom odgovarati naboju od -1.
• Veza C-O punjenje ugljik, kao manje elektronegativan, bit će jednak +1.

Primjeri određivanja stupnja oksidacije

1. U takvoj molekuli kao što je CH 3Cl tri C-H veze C). Dakle, oksidacijsko stanje ugljikovog atoma u ovom spoju bit će jednako: -3 + 1 = -2.
2. Nađimo oksidacijsko stanje ugljikovih atoma u molekuli acetaldehida Cˉ³H3-C¹O-H. U ovom spoju, tri C-H veze će dati ukupni naboj na C atomu, koji je (Cº+3e→Cˉ³)-3. Dvostruka veza C = O (ovdje će kisik uzeti elektrone s atoma ugljika, jer je kisik više elektronegativan) daje naboj na C atomu, on je +2 (Cº-2e → C²), dok C-H veza ima naboj od -1, što znači da je ukupni naboj na atomu C: (2-1=1)+1.
3. Nađimo sada oksidacijsko stanje u molekuli etanola: Cˉ³H-Cˉ¹H2-OH. Ovdje će tri C-H veze dati ukupni naboj na C atomu, koji je (Cº+3e→Cˉ³)-3. Dvije C-H veze će dati naboj na C atomu, koji će biti jednak -2, dok će C→O veza dati naboj od +1, što znači ukupni naboj na C atomu: (-2+1= -1)-1.

Sada znate kako odrediti oksidacijsko stanje elementa. Ako imate barem osnovno znanje iz kemije, onda vam ovaj zadatak neće biti problem.

dio I

1. Oksidacijsko stanje (s. o.) je uvjetni naboj atoma kemijskog elementa u složenoj tvari, izračunat na temelju pretpostavke da se sastoji od jednostavnih iona.

Trebalo bi znati!

1) U vezi s. oko. vodik = +1, osim za hidride.
2) U složenicama sa. oko. kisik = -2, osim peroksida i fluoridi
3) Oksidacijsko stanje metala uvijek je pozitivno.

Za metale glavnih podskupina prve tri skupine S. oko. konstantno:
Metali IA skupine - str. oko. = +1,
Metali skupine IIA - str. oko. = +2,
Metali IIIA skupine - str. oko. = +3.
4) Za slobodne atome i jednostavne tvari str. oko. = 0.
5) Ukupno s. oko. svi elementi u spoju = 0.

2. Način tvorbe imena dvoelementni (binarni) spojevi.

4. Ispunite tablicu "Imena i formule binarnih spojeva."

5. Odredite stupanj oksidacije istaknutog elementa kompleksnog spoja.

Dio II

1. Odredite oksidacijska stanja kemijskih elemenata u spojevima prema njihovim formulama. Napiši nazive tih tvari.

2. Odvojite tvari FeO, Fe2O3, CaCl2, AlBr3, CuO, K2O, BaCl2, SO3u dvije skupine. Zapišite nazive tvari uz naznaku stupnja oksidacije.

3. Uspostavite korespondenciju između naziva i oksidacijskog stanja atoma kemijskog elementa i formule spoja.

4. Napravite formule tvari po nazivima.

5. Koliko se molekula nalazi u 48 g sumpornog oksida (IV)?

6. Koristeći internet i druge izvore informacija pripremite izvješće o korištenju bilo koje binarne veze prema sljedećem planu:
1) formula;
2) naziv;
3) svojstva;
4) primjena.

H2O voda, vodikov oksid.
Voda u normalnim uvjetima je tekućina, bezbojna, bez mirisa, u debelom sloju - plava. Vrelište je oko 100⁰S. Dobro je otapalo. Molekula vode sastoji se od dva atoma vodika i jednog atoma kisika, to je njezin kvalitativni i kvantitativni sastav. Ovo je složena tvar, karakterizirana je sljedećim kemijskim svojstvima: interakcija s alkalijskim metalima, zemnoalkalijskim metalima. Reakcije izmjene s vodom nazivaju se hidroliza. Ove reakcije su od velike važnosti u kemiji.

7. Oksidacijsko stanje mangana u spoju K2MnO4 je:
3) +6

8. Krom ima najniže oksidacijsko stanje u spoju čija je formula:
1) Cr2O3

9. Klor pokazuje najveće oksidacijsko stanje u spoju čija je formula:
3) Sl2O7

Valencija -

je sposobnost atoma da stvori određeni broj veza s drugim atomima.

Pravila za određivanje valencije

1. U molekulama jednostavnih tvari: H 2, F 2, Cl 2, Br 2, I 2 jednak je jedan.

2. U molekulama jednostavnih tvari: O 2, S 8 je jednak dva.

3. U molekulama jednostavnih tvari: N 2, P 4 i CO - ugljikov monoksid (II) - jednak je tri.

4. U molekulama jednostavnih tvari koje tvore ugljik (dijamant, grafit), kao i u organskim spojevima koje on tvori, valencija ugljika je četiri.

5. U sastavu složenih tvari vodik je jednovalentan, kisik je uglavnom dvovalentan. Za određivanje valencije atoma drugih elemenata u sastavu složenih tvari potrebno je poznavati strukturu tih tvari.

Oksidacijsko stanje

je uvjetni naboj atoma kemijskog elementa u spoju, izračunat na temelju pretpostavke da se svi spojevi (s ionskim i kovalentnim polarnim vezama) sastoje samo od iona.

Najviše oksidacijsko stanje elementa jednako je broju skupine.

Iznimke:

fluor najviše oksidacijsko stanje je nula u jednostavnoj tvari F 2 0

kisik najviše oksidacijsko stanje +2 u kisikovom fluoridu O +2 F 2

Najniže oksidacijsko stanje elementa je osam minus broj skupine (prema broju elektrona koje atom nekog elementa može primiti do završene osmoelektronske razine)

Pravila za određivanje stupnja oksidacije (u daljnjem tekstu: st.ok.)

Opće pravilo: Zbroj svih oksidacijskih stanja elemenata u molekuli, uzimajući u obzir broj atoma, je nula. (Molekula je električki neutralna.), u ionu jednak je naboju iona.

I. Oksidacijsko stanje jednostavnih tvari je nula: Sa 0, O 2 0, Cl 2 0

II. st.ok. u binarnom obliku veze:

Manje elektronegativan element stavlja se na prvo mjesto. ( Iznimke: C -4 H 4 + metan i N -3 H 3 + amonijak)

Mora se zapamtiti da

St. ok. metal je uvijek pozitivan

St. ok. metala I, II, III skupine glavnih podskupina je konstantan i jednak broju skupine

Za ostalo st.ok. izračunati kao opće pravilo.

Elektronegativniji element stavlja se na drugo mjesto, njegov čl. jednako je osam minus broj grupe (prema broju elektrona potrebnih do završene razine od osam elektrona).

Iznimke: peroksidi, na primjer, H2+102-1, Ba+202-1, itd.; karbidi metala skupina I i II Ag 2 +1 C 2 -1, Ca +2 C 2 -1 itd. (Spoj FeS 2 - pirit nalazi se u školskom tečaju. Ovo je željezni disulfid. Stupanj oksidacije sumpora u njemu je (-1) Fe +2 S 2 -1). To je zato što u tim spojevima postoje veze između istih atoma -O-O-, -S -S-, trostruka veza u karbidima između atoma ugljika. Oksidacijsko stanje i valencija elemenata u ovim spojevima se ne podudaraju: ugljik ima valenciju IV, kisik i sumpor imaju II.

III. Oksidacijsko stanje u bazama Me + n(OH)n jednak broju hidrokso skupina .

1. u skupini hidrokso, St. ok. kisik -2, vodik +1, naboj hidrokso skupine 1-

2. u redu metal jednak je broju hidrokso skupina

IV. Oksidacijsko stanje u kiselinama:

1. st. ok. vodik +1, kisik -2

2. u redu središnji atom izračunava se iz opće pravilo rješavanjem jednostavne jednadžbe

Na primjer, H 3 +1 P x O 4 -2

3∙(+1) + x + 4∙(-2) = 0

3 + x - 8 = 0

x = +5 (ne zaboravite znak +)

Možete se sjetiti da u kiselinama s višim art. središnji element koji odgovara broju grupe, naziv će završavati s–naya:

H 2 CO 3 ugljen H 2 C +4 O 3

H 2 Si O 3 silicij (bez) H 2 Si +4 O 3

H N O 3 nitratni HN +5 O 3

H 3 P O 4 fosforni H 3 P +5 O 4

H 2 S O 4 sumporni H 2 S +6 O 4

NS l O 4 klor HCl +7 O 4

H Mn O 4 mangan HMn +7 O 4

Ostaje da se prisjetimo:

H N O 2 dušikov HN +3 O 2

H 2 S O 3 sumporni H 2 S +4 O 3

NS l O 3 klorna HCl +5 O 3

NS l O 2 klorid HCl +3 O 2

NS l O hipoklorna HCl +1 O

V. Oksidacijsko stanje u solima

središnji atom je isti kao u kiselinskom ostatku. Dovoljno je zapamtiti ili odrediti st.ok. element u kiselini.

VI. Oksidacijsko stanje elementa u složenom ionu jednak je naboju iona.

Na primjer, NH 4 + Cl -: zapiši ion N x H 4 +1

x + 4∙(+1) = +1

x= - 3;

st.ok. dušik -3

Na primjer, odrediti st.ok. elementi u kalij heksacijanoferatu(III) K 3

Kalij ima +1: K 3 +1, stoga je naboj iona 3-

Željezo ima +3 (navedeno u nazivu) 3-, dakle (CN) 6 6-

Jedna grupa (CN) -

Više elektronegativnog dušika: ima -3, dakle (C x N -3) -

x - 3 \u003d - 1

x = +2

st.ok. ugljik +2

VII. Stupanj oksidacija ugljik u organskim spojevima je raznolik i izračunava se na temelju činjenice da čl. vodik je +1, kisik -2

Na primjer, C3H6

3∙x + 6∙1 = 0

3x = -6

x = -2

st.ok. ugljik -2 (dok je valencija ugljika IV)

Vježbajte. Odredite oksidacijsko stanje i valenciju fosfora u hipofosfornatoj kiselini H3PO2.

Izračunajte oksidacijski stupanj fosfora.

Nazovimo to x. Zamijenite oksidacijsko stanje vodika +1 i kisika -2, množeći s odgovarajućim brojem atoma: (+1) ∙ 3 + x + (-2) ∙ 2 = 0, stoga je x = +1.