- Как да получите окислителното число?
- електронеутралност
- Валенсия
- Общи правила
- Аритметични операции
- Примери
- кислород
- азот
- хлор
- калий
- сяра
- въглероден
- Съвпада
- Препратки
В броя на окисление, също наречен степента на окисление, е този, който описва печалбата или загубата на електроните в един атом, ако се приеме, че съединението от която е част, има чисто йонен характер. Следователно, когато говорим за окислително число, се приема, че всички атоми се намират като йони, взаимодействащи електростатично.
Въпреки че истинската картина е по-сложна от това да има йони навсякъде, окислителното число е наистина полезно за интерпретиране на окислително-редукционни (окислително-редукционни) реакции. Промяната на тези числа разкрива кои видове са били окислени или загубили електрони или дали електроните са намалени или получени.
Оксидният слой, който покрива железни орнаменти и статуи, е съставен в част от O2-аниони, където кислородът има окислително число -2. Източник: Dracénois
Йонният заряд на монотомен йон съответства на неговото окислително число. Например, оксидният анион, O 2-, един от най-разпространените, както се намира в безбройните минерали, има окислително число -2. Това се тълкува по следния начин: той има два допълнителни електрона в сравнение с кислородния атом в основно състояние O.
Окислителните числа лесно се изчисляват по молекулярна формула и често са по-полезни и уместни, когато става дума за опаковани с йони неорганични съединения. Междувременно в органичната химия тя няма същото значение, тъй като почти всички нейни връзки са по същество ковалентни.
Как да получите окислителното число?
електронеутралност
Сумата от йонните заряди в съединението трябва да е равна на нула, за да бъде неутрална. Само йони могат да имат положителни или отрицателни заряди.
Следователно, трябва да се приеме, че сумата от окислителните числа също трябва да е равна на нула. Имайки това предвид и извършвайки някои аритметични изчисления, можем да извлечем или определим окислителното число на атом във всяко съединение.
Валенсия
Валантите не са надеждни при определянето на окислителния номер на атом, въпреки че има няколко изключения. Например, всички елементи от група 1, алкалните метали, имат валентност 1 и следователно неизменно окисляващо число +1. Същото се случва с алкалоземните метали, тези от група 2, с окислително число +2.
Обърнете внимание, че положителните окислителни числа винаги се предхождат от символа "+": +1, +2, +3 и т.н. И по същия начин негативите: -1, -2, -3 и т.н.
Общи правила
Има някои общи правила, които трябва да се вземат предвид при определяне на окислителния номер:
-Окислителното число за кислород и сяра е -2: O 2- и S 2-
-Чистите елементи имат окислително число 0: Fe 0, P 4 0, S 8 0
-Водородният атом, в зависимост от кого е свързан, има окислително число от +1 (H +) или -1 (H -)
-Халогените, стига да не са свързани с кислород или флуор, имат окислително число -1: F -, Cl -, Br - и I -
-За многоатомния йон като OH - сборът на окислителните числа не трябва да е равен на нула, а на заряда на йона, който би бил -1 за OH - (O 2- H +) -
-Металите в обикновени условия имат положителни окислителни числа
Аритметични операции
Да предположим, че имаме съединението PbCO 3. Ако идентифицираме карбонатния анион, CO 3 2-, изчисляването на всички окислителни числа ще бъде просто. Започваме със същия карбонат, като знаем, че окислителното число на кислорода е -2:
(C x O 3 2-) 2-
Сумата от окислителните числа трябва да е равна на -2:
x + 3 (-2) = -2
x -6 = -2
x = +4
Следователно, окислителното число на въглерода е +4:
(С 4+ О 3 2-) 2-
PbCO 3 сега ще изглежда така:
Pb z C 4+ O 3 2-
Отново добавяме окислителните числа, така че да са равни на нула:
z + 4 - 6 = 0
z = +2
Следователно оловото има окислително число +2, така че се приема, че съществува като катион Pb 2+. Всъщност дори не беше необходимо да се прави това изчисление, тъй като знаейки, че карбонатът има заряд -2, олово, неговият противоион задължително трябва да има заряд от +2, за да има електронейтралност.
Примери
Някои примери за окислителни числа за различни елементи в различни съединения ще бъдат споменати по-долу.
кислород
Всички метални оксиди имат кислород като O 2-: CaO, FeO, Cr 2 O 3, BeO, Al 2 O 3, PbO 2 и т.н. Въпреки това, в анион пероксид, O 2 2-, всеки кислороден атом има окисление на -1. По същия начин, в анион на супероксид, О 2 -, всеки кислороден атом има окисление на -1/2.
От друга страна, когато кислородът се свързва с флуор, той придобива положителни окислителни числа. Например, в дифлуорид на кислород, OF 2, кислородът има положително окислително число. Който? Като знаем, че флуорът е -1, имаме:
O x F 2 -1
x + 2 (-1) = 0
x -2 = 0
x = +2
По този начин, кислород е с окислително число от 2 (О 2+) в НА 2 (О 2+ F 2 -).
азот
Основните окисление номера на азот са -3 (N 3 Н 3 1), 3 (N 3+ F 3 -) и 5 (N 2 5+ О 5 2-).
хлор
Едно от основните окислителни числа за хлора е -1. Но всичко се променя, когато се комбинира с кислород, азот или флуор, повече електроотрицателни елементи. Когато това се случи, то придобива положителни числа на окисляване, като например: 1 (N 3- Cl 3 +, CI + F -, Cl 2 + O 2), 2, 3 (СЮ 2 -), 4, +5 (ClO 2 +), +6 и +7 (Cl 2 7+ O 7 2-).
калий
Калият във всичките му съединения има окислително число +1 (К +); Освен ако не е много специално условие, при което той може да придобие окислително число -1 (K -).
сяра
Случаят със сярата е подобен на този с хлора: има окислително число -2, стига да не се комбинира с кислород, флуор, азот или същия хлор. Например, другите ви окислителни числа са: -1, +1 (S 2 +1 Cl 2 -), +2 (S 2+ Cl 2 -), +3 (S 2 O 4 2-), +4 (S 4+ O 2 2-), +5 и +6 (S 6+ O 3 2-).
въглероден
Основните окислителни състояния на въглерода са -4 (С 4- Н 4 +) и +4 (С 4+ О 2 2-). От тук започваме да виждаме провала на тази концепция. Нито в метана, CH 4, нито във въглеродния диоксид, CO 2, нямаме въглерод съответно като C 4- или C 4+ йони, а по-скоро образуваме ковалентни връзки.
Други окислителни числа за въглерод, като -3, -2, -1 и 0, се намират в молекулните формули на някои органични съединения. Въпреки това, и отново, не е много валидно да се приемат йонни заряди на въглеродния атом.
Съвпада
И накрая, основните окислителни числа на фосфора са -3 (Ca 3 2+ P 2 3-), +3 (H 3 + P 3+ O 3 2-) и +5 (P 2 5+ O 5 2-).
Препратки
- Шивър и Аткинс. (2008 г.). Неорганична химия. (Четвърто издание). Mc Graw Hill.
- Уитън, Дейвис, Пек и Стенли. (2008 г.). Химия (8-мо изд.). CENGAGE Обучение.
- Кларк Дж. (2018). Окислителни състояния (окислителни числа). Възстановено от: chemguide.co.uk
- Wikipedia. (2020). Окислително състояние. Възстановено от: en.wikipedia.org
- Д-р Кристи М. Бейли. (SF). Присвояване на окислителни числа. Възстановено от: occ.edu