Apskaičiuokite medžiagos oksidacijos skaičių

Video.: Oksidacijos laipsnio nustatymas junginiuose

Turinys

Žengti
1 dalis iš 2: oksidacijos skaičių priskyrimas remiantis cheminėmis taisyklėmis
2 dalis iš 2: Skaičių priskyrimas atomams be oksidacijos skaičių taisyklių
Patarimai
Būtinybės

Chemijoje terminai „oksidacija“ ir „redukcija“ reiškia tas reakcijas, kurių metu atomas (arba atomų grupė) praranda arba įgyja elektronus. Oksidacijos skaičiai yra atomai (arba atomų grupėms) priskirti skaičiai, padedantys chemikams kontroliuoti, kiek elektronų galima išstumti ir ar duoti reagentai reakcijos metu oksiduojasi ar redukuojasi. Oksidacijos skaičių priskyrimas atomams gali būti nuo labai paprasto iki sudėtingesnio, atsižvelgiant į atomų krūvį ir molekulių, kurių dalis jie yra, cheminę sudėtį. Kad viskas būtų sudėtingiau, kai kurie atomai gali turėti kelis oksidacijos skaičius. Laimei, oksidacijos skaičių priskyrimą reglamentuoja aiškiai apibrėžtos, lengvai laikomasi taisyklių, tačiau pagrindinį chemijos ir algebros supratimą bus daug lengviau naudoti šias taisykles.

Žengti

1 dalis iš 2: oksidacijos skaičių priskyrimas remiantis cheminėmis taisyklėmis

Nustatykite, ar nagrinėjama medžiaga yra elementari. Laisvų, nesurištų atomų oksidacijos skaičius visada yra 0. Tai pasakytina ir apie atomus, kurie susideda iš vieno atomo, ir atomus, kurių elementinė forma yra diatominė arba poliaatominė.
- Pavyzdžiui, Al_s ir Cl₂ abiejų oksidacijos skaičius yra 0, nes jie nėra junginiai.
- Atkreipkite dėmesį, kad elementinė siera S.₈ (oktasulfuras), nors ir netaisyklingas, oksidacijos skaičius taip pat yra 0.
Nustatykite, ar nagrinėjama medžiaga yra jonas. Jonų oksidacijos skaičiai yra lygūs jų krūviui. Tai pasakytina apie nesurištus jonus, taip pat apie jonus, kurie yra sudėtinio jono dalis.
- Pavyzdžiui, jono Cl oksidacijos skaičius yra -1.
- Cl jonas vis dar turi oksidacijos skaičius -1, kai jis yra junginio NaCl dalis. Kadangi pagal apibrėžimą Na jonų krūvis yra +1, žinome, kad Cl jono krūvis yra -1, todėl oksidacijos skaičius vis tiek yra -1.
Metalo jonų atveju gerai prisiminti, kad galimi keli oksidacijos skaičiai. Daugelis metalų gali turėti daugiau nei vieną nusileidimą. Pavyzdžiui, metalinė geležis (Fe) gali būti jonas, kurio krūvis yra +2 arba +3. metalų jonų krūvį (taigi ir jų oksidacijos skaičius) galima nustatyti atsižvelgiant į kitų atomų, kurių sudėtyje jie yra, krūvį arba, parašius tekstą, užrašais romėniškais skaitmenimis (pvz., sakinys: „Geležies (III) jono krūvis yra +3.“).
- Pavyzdžiui, atidžiau pažvelkime į junginį, kuriame yra aliuminio jonų. Junginys AlCl₃ turi 0 krūvį. Kadangi mes žinome, kad Cl jonų krūvis yra -1, o junginyje yra 3 Cl jonų, Al-jonų krūvis turi būti +3, todėl visų kartu sujungtų jonų krūvis yra 0. Taigi, Al oksidacijos skaičius yra +3.
Priskirkite deguoniui oksidacijos skaičių -2 (išskyrus išimtis). Į beveik visais atvejais deguonies atomų oksidacijos skaičius yra -2. Yra keletas šios taisyklės išimčių:
- Kai deguonis yra elementinėje būsenoje (O₂), tada oksidacijos skaičius yra lygus 0, tai yra visų elementarių atomų atveju.
- Kai deguonis yra dalis peroksidas, tada oksidacijos skaičius yra -1. Peroksidai yra junginių, turinčių deguonies ir deguonies ryšį (arba peroksido anijoną O, klasė)₂). Pavyzdžiui, molekulėje H₂O₂ (vandenilio peroksidas), deguonies oksidacijos skaičius (ir krūvis) –1. Be to, kai deguonis yra superoksido dalis, oksidacijos skaičius yra –0,5.
- Kai deguonis yra susijęs su fluoru, oksidacijos skaičius yra +2. Norėdami gauti daugiau informacijos, žr. Toliau pateiktą fluoro taisyklę. Aš ne₂F.₂) tai +1.
Priskirkite vandeniliui oksidacijos skaičių +1 (išskyrus išimtis). Kaip ir deguonies atveju, vandenilio oksidacijos skaičius priklauso nuo išskirtinių atvejų. Paprastai vandenilis turi oksidacijos skaičių +1 (išskyrus elementinę H formą.₂). Bet specialaus junginio, vadinamo hibridais, atveju vandenilio oksidacijos skaičius yra -1.
- Pavyzdžiui, iš H₂O mes žinome, kad vandenilio oksidacijos skaičius yra +1, nes deguonies krūvis yra -2, o mums reikia 2 +1 krūvių, kad gautume junginį, kurio bendras krūvis yra lygus nuliui. Bet naudojant medžiagą natrio hidridą NaH, vandenilis turi oksidacijos skaičių -1, nes Na jonų krūvis yra +1, o norint, kad bendras junginio 0 krūvis, vandenilis turi krūvį (taigi ir oksidacijos skaičių). -1.
Fluoras visada oksidacijos skaičius -1. Kaip nurodyta aukščiau, tam tikrų elementų oksidacijos skaičiai gali skirtis dėl įvairių veiksnių (metalo jonų, deguonies atomų peroksiduose ir kt.). Kita vertus, fluoro oksidacijos skaičius yra -1, ir jis niekada nesikeičia. Taip yra todėl, kad fluoras yra labiausiai neigiamas elementas, arba, kitaip tariant, būtent elementas yra mažiausiai pasirengęs atsisakyti elektronų ir greičiausiai perimti elektronus iš kitų atomų. Todėl oksidacijos skaičius nesikeis.
Oksidacijos skaičiai junginyje yra lygūs junginio krūviui. Visų junginyje esančių atomų oksidacijos skaičiai yra lygūs to junginio krūviui. Pvz., Jei junginys neturi krūvio, visų oksidacijos skaičių suma bus lygi nuliui; jei junginys yra poliaatominis jonas, kurio krūvis yra -1, tada pridėti oksidacijos skaičiai turi būti -1 ir kt.
- Tai yra geras būdas patikrinti savo atsakymą - jei susumuoti junginio oksidacijos skaičiai nėra lygūs to junginio krūviui, tada žinote, kad padarėte klaidą.

2 dalis iš 2: Skaičių priskyrimas atomams be oksidacijos skaičių taisyklių

Raskite atomus be oksidacijos skaičiaus taisyklių. Kai kurie atomai nesilaiko oksidacijos skaičių nustatymo taisyklių. Jei atomas neatitinka aukščiau nurodytų taisyklių ir nesate tikri, koks yra jo krūvis (pavyzdžiui, jei jis yra didesnio junginio dalis, todėl atskiras krūvis nežinomas), galite rasti to atomo oksidacijos numerį pagal pašalinimas. Pirmiausia nustatykite, koks yra oksido oksidas kiekviename kitame junginyje. Tada lygtyje išspręsite nežinomos sumos dydį, remdamiesi bendru junginio krūviu.
- Pavyzdžiui, junginyje Na₂TAIP₄, sieros (S) krūvis nežinomas - jis nėra elementarios formos, taigi nėra 0, bet tai viskas, ką mes žinome. Tai yra tinkama kandidatė taikyti šį metodą oksidacijos skaičiui nustatyti algebriškai.
Nustatykite žinomus kitų junginio elementų oksidacijos skaičius. Naudodamiesi oksidacijos skaičiaus priskyrimo taisyklėmis, mes nustatome, kuriuos oksidacijos skaičius turi kiti junginio atomai. Žinokite apie tokias išimtis kaip O, H ir kt.
- Na₂TAIP₄, remdamiesi savo taisyklių rinkiniu, žinome, kad Na jonų krūvis (taigi ir oksidacijos skaičius) yra +1 ir kad deguonies atomų oksidacijos skaičius yra -2.
Padauginkite kiekvieno atomo skaičių iš oksidacijos skaičiaus. Dabar, kai žinome visų atomų oksidacijos skaičius, išskyrus nežinomą, turėsime atsižvelgti į tai, kad kai kurie iš šių atomų gali atsirasti daugiau nei vieną kartą. Padauginkite kiekvieną koeficientą (parašytą indeksu po junginyje esančio atomo simbolio) iš oksidacijos skaičiaus.
- Kalbant apie Na₂TAIP₄, mes žinome, kad yra 2 Na ir 4 O atomai. Dabar mes atliekame tokį skaičiavimą, 2 × +1, kad gautume Na, 2 oksidacijos skaičių, ir mes padauginame 4 × -2, O, -8 oksidacijos skaičių.
Sumuokite rezultatus. Pridėjus šių daugybos rezultatus gaunamas junginio oksidacijos skaičius, be atsižvelgiant į nežinomo atomo oksidacijos skaičių.
- Mūsų pavyzdyje su Na₂TAIP₄, pridedame 2 prie -8, kad gautume -6.
Apskaičiuokite nežinomą oksidacijos skaičių pagal junginio krūvį. Dabar turite visus duomenis, kad rastumėte nežinomą oksidacijos skaičių naudodami paprastą algebrą. Mes naudosime lygtį ir ankstesnio žingsnio atsakymą, pridėjus junginio krūvį. Kitaip tariant: (Nežinomų oksidacijos skaičių suma) + (nežinomas oksidacijos skaičius, kurį norite žinoti) = (junginio krūvis).
- Na pavyzdžiu₂TAIP₄, tai išsprendžiame taip:
  - (Žinomų oksidacijos skaičių suma) + (nežinomas oksidacijos skaičius, kurį norite išspręsti) = (junginio krūvis)
  - -6 + S = 0
  - S = 0 + 6
  - S = 6. S turi oksidacijos skaičių arba 6 Na₂TAIP₄.

Patarimai

Pagrindinės formos atomų oksidacijos skaičius visada yra 0. Jono, kurį sudaro 1 atomas, oksidacijos skaičius yra lygus krūviui. 1A grupės metalų, tokių kaip vandenilis, ličio ir natrio, oksidacijos skaičius yra +1; 2A grupės metalų, tokių kaip magnis ir kalcis, oksidacijos skaičius yra +2. Ir vandenilis, ir deguonis gali turėti 2 skirtingus oksidacijos skaičius, priklausomai nuo jų ryšio.
Junginyje visų oksidacijos skaičių suma turėtų būti lygi 0. Jei yra 2 atomų turintis jonas, tai oksidacijos skaičių suma turėtų būti lygi jono krūviui.
Labai naudinga žinoti, kaip skaityti periodinę lentelę ir kur rasti metalus ir nemetalus.