Kaip nustatyti oksidacijos būseną

Video.: Oksidacijos laipsnio nustatymas junginiuose

Turinys

Žingsniai
1 dalis iš 2: Oksidacijos būsenos nustatymas pagal chemijos įstatymus
2 dalis iš 2: Oksidacijos būsenos nustatymas nenaudojant chemijos dėsnių
Patarimai
Ko tau reikia

Chemijoje terminai „oksidacija“ ir „redukcija“ reiškia reakcijas, kurių metu atomas arba atomų grupė praranda arba atitinkamai įgyja elektronų. Oksidacijos būsena yra skaitinė reikšmė, priskiriama vienam ar daugiau atomų, apibūdinanti perskirstytų elektronų skaičių ir parodanti, kaip šie elektronai pasiskirsto tarp atomų reakcijos metu. Šios vertės nustatymas gali būti paprastas ir gana sudėtingas, priklausomai nuo atomų ir iš jų susidedančių molekulių. Be to, kai kurių elementų atomai gali turėti keletą oksidacijos būsenų. Laimei, yra paprastos nedviprasmiškos oksidacijos būsenos nustatymo taisyklės, kuriomis užtikrintai naudotis pakanka žinoti chemijos ir algebros pagrindus.

Žingsniai

1 dalis iš 2: Oksidacijos būsenos nustatymas pagal chemijos įstatymus

1 Nustatykite, ar nagrinėjama medžiaga yra elementari. Atomų oksidacijos būsena už cheminio junginio ribų yra lygi nuliui. Ši taisyklė galioja ir medžiagoms, susidarančioms iš atskirų laisvųjų atomų, ir toms, kurios susideda iš dviejų arba vieno elemento daugiatomių molekulių.
- Pavyzdžiui, Al_(s) ir Cl₂ turi 0 oksidacijos būseną, nes abi yra chemiškai nesusijusios elementinės būsenos.
- Atkreipkite dėmesį, kad alotropinė sieros S forma₈, arba aštuonkojai, nepaisant netipinės struktūros, taip pat būdinga nulinė oksidacijos būsena.
2 Nustatykite, ar aptariamą medžiagą sudaro jonai. Jonų oksidacijos būsena yra lygi jų krūviui. Tai pasakytina ir apie laisvuosius jonus, ir apie tuos, kurie yra cheminių junginių dalis.
- Pavyzdžiui, Cl jonų oksidacijos būsena yra -1.
- Cl jonų oksidacijos būsena cheminiame junginyje NaCl taip pat yra -1. Kadangi Na jonas pagal apibrėžimą turi +1 krūvį, darome išvadą, kad Cl jono krūvis yra -1, taigi jo oksidacijos būsena yra -1.
3 Atkreipkite dėmesį, kad metalo jonai gali turėti keletą oksidacijos būsenų. Daugelio metalinių elementų atomai gali jonizuotis skirtingais kiekiais. Pavyzdžiui, metalo, pvz., Geležies (Fe), jonų krūvis yra +2 arba +3. Metalo jonų krūvį (ir jų oksidacijos būseną) galima nustatyti pagal kitų elementų, su kuriais šis metalas yra cheminio junginio dalis, jonų krūvius; tekste šis krūvis žymimas romėniškais skaitmenimis: pavyzdžiui, geležies (III) oksidacijos būsena yra +3.
- Pavyzdžiui, apsvarstykite junginį, kuriame yra aliuminio jonų. Bendras AlCl junginio krūvis₃ yra nulis.Kadangi žinome, kad Cl jonų krūvis yra -1, o junginyje yra 3 tokie jonai, dėl bendros aptariamos medžiagos neutralumo Al jono krūvis turi būti +3. Taigi šiuo atveju aliuminio oksidacijos būsena yra +3.
4 Deguonies oksidacijos būsena yra -2 (su kai kuriomis išimtimis). Beveik visais atvejais deguonies atomų oksidacijos būsena yra -2. Yra keletas šios taisyklės išimčių:
- Jei deguonis yra elementarioje būsenoje (O.₂), jo oksidacijos būsena yra 0, kaip ir kitų elementarių medžiagų atveju.
- Jei deguonis yra dalis peroksidas, jo oksidacijos būsena yra -1. Peroksidai yra junginių grupė, turinti paprastą deguonies ir deguonies jungtį (ty peroksido anijoną O)₂). Pavyzdžiui, H sudėtyje₂O₂ (vandenilio peroksidas) deguonis turi krūvio ir oksidacijos būseną -1.
- Kartu su fluoru deguonies oksidacijos būsena yra +2, skaitykite žemiau pateiktą fluoro taisyklę.
5 Vandenilio oksidacijos būsena yra +1, išskyrus keletą išimčių. Kaip ir deguonies atveju, taip pat yra išimčių. Paprastai vandenilio oksidacijos būsena yra +1 (jei ji nėra elementinėje būsenoje H₂). Tačiau junginiuose, vadinamuose hidridais, vandenilio oksidacijos būsena yra -1.
- Pavyzdžiui, H.₂O Vandenilio oksidacijos būsena yra +1, nes deguonies atomo krūvis yra -2, o bendram neutralumui reikalingi du +1 krūviai. Nepaisant to, natrio hidrido sudėtyje vandenilio oksidacijos būsena jau yra -1, nes Na jonas turi +1 krūvį, o bendram elektroneutralumui vandenilio atomo krūvis (taigi ir jo oksidacijos būsena) turėtų būti -1.
6 Fluoras visada turi -1 oksidacijos būseną. Kaip jau minėta, kai kurių elementų (metalo jonų, deguonies atomų peroksiduose ir kt.) Oksidacijos būsena gali skirtis priklausomai nuo daugelio veiksnių. Tačiau fluoro oksidacijos būsena visada yra -1. Taip yra dėl to, kad šis elementas turi didžiausią elektronegatyvumą - kitaip tariant, fluoro atomai mažiausiai nori išsiskirti su savo elektronais ir aktyviausiai traukia svetimus elektronus. Taigi jų mokestis lieka nepakitęs.
7 Junginio oksidacijos būsenų suma lygi jo krūviui. Visų atomų, sudarančių cheminį junginį, oksidacijos būsenos turėtų sudaryti šio junginio krūvį. Pavyzdžiui, jei junginys yra neutralus, visų jo atomų oksidacijos būsenų suma turėtų būti lygi nuliui; jei junginys yra daugiatomis jonas, kurio krūvis yra -1, oksidacijos būsenų suma yra -1 ir pan.
- Tai geras bandymo metodas - jei oksidacijos būsenų suma nėra lygi bendram junginio krūviui, vadinasi, kažkur klystate.

2 dalis iš 2: Oksidacijos būsenos nustatymas nenaudojant chemijos dėsnių

1 Raskite atomus, kurie neturi griežtų taisyklių dėl jų oksidacijos būsenos. Kai kuriems elementams nėra tvirtai nustatytų oksidacijos būsenos nustatymo taisyklių. Jei atomas neatitinka nė vienos iš aukščiau išvardytų taisyklių ir jūs nežinote jo krūvio (pavyzdžiui, atomas yra komplekso dalis ir jo krūvis nenurodytas), galite nustatyti tokio atomo oksidacijos būseną atmetus. Pirmiausia nustatykite visų kitų junginio atomų krūvį, o tada, žinodami bendrą junginio krūvį, apskaičiuokite šio atomo oksidacijos būseną.
- Pavyzdžiui, junginyje Na₂TAIP₄ sieros atomo (S) krūvis nežinomas - mes tik žinome, kad jis nėra lygus nuliui, nes siera nėra elementarios būsenos. Šis junginys yra geras pavyzdys, iliustruojantis algebrinį oksidacijos būsenos nustatymo metodą.
2 Raskite likusių junginio elementų oksidacijos būsenas. Naudodamiesi aukščiau aprašytomis taisyklėmis, nustatykite likusių junginio atomų oksidacijos būsenas. Nepamirškite apie taisyklės išimtis O, H ir pan.
- Dėl Na₂TAIP₄, naudodamiesi mūsų taisyklėmis, nustatome, kad Na jono krūvis (taigi ir oksidacijos būsena) yra +1, o kiekvieno deguonies atomo --2.
3 Padauginkite atomų skaičių iš jų oksidacijos būsenos. Dabar, kai žinome visų atomų, išskyrus vieną, oksidacijos būsenas, būtina atsižvelgti į tai, kad kai kurių elementų atomai gali būti keli. Padauginkite kiekvieno elemento atomų skaičių (jis nurodytas junginio cheminėje formulėje kaip indeksas po elemento simbolio) iš jo oksidacijos būsenos.
- Na₂TAIP₄ mes turime 2 Na atomus ir 4 O. Taigi, daugindami 2 × +1, gauname visų Na atomų oksidacijos būseną (2), o padauginę 4 × -2 -O (-8) atomų oksidacijos būseną.
4 Sudėkite ankstesnius rezultatus. Apibendrinant daugybos rezultatus, gaunama junginio oksidacijos būsena be atsižvelgiant į norimo atomo indėlį.
- Mūsų pavyzdyje Na₂TAIP₄ mes pridedame 2 ir -8 ir gauname -6.
5 Iš junginio krūvio raskite nežinomą oksidacijos būseną. Dabar turite visus duomenis, kad galėtumėte lengvai apskaičiuoti norimą oksidacijos būseną. Užsirašykite lygtį, kurios kairėje pusėje bus skaičiaus, gauto atlikus ankstesnį skaičiavimą, suma ir nežinoma oksidacijos būsena, o dešinėje - viso junginio krūvio. Kitaip tariant, (Žinomų oksidacijos būsenų suma) + (pageidaujama oksidacijos būsena) = (junginio krūvis).
- Mūsų atveju Na₂TAIP₄ sprendimas atrodo taip:
  - (Žinomų oksidacijos būsenų suma) + (pageidaujama oksidacijos būsena) = (sudėtinis krūvis)
  - -6 + S = 0
  - S = 0 + 6
  - S = 6.V Na₂TAIP₄ siera turi oksidacijos būseną 6.

Patarimai

Junginiuose visų oksidacijos būsenų suma turi būti lygi krūviui. Pavyzdžiui, jei junginys yra diatominis jonas, atomų oksidacijos būsenų suma turi būti lygi bendram jonų krūviui.
Labai naudinga mokėti naudoti periodinę lentelę ir žinoti, kur joje yra metaliniai ir nemetaliniai elementai.
Elementarios formos atomų oksidacijos būsena visada yra lygi nuliui. Vieno jono oksidacijos būsena yra lygi jo krūviui. Periodinės lentelės 1A grupės elementų, tokių kaip vandenilis, ličio, natrio, elementinė forma oksidacijos būsena yra +1; 2A grupės metalų, tokių kaip magnis ir kalcis, oksidacijos būsena elementine forma yra +2. Deguonis ir vandenilis, priklausomai nuo cheminės jungties tipo, gali turėti 2 skirtingas oksidacijos būsenas.