Како одредити степен оксидације атома хемијског елемента

Формално наелектрисање атома у једињењима је помоћна вредност, обично се користи у опису својстава елемената у хемији. Ово је условно електрични набој и постоји оксидационо стање. Његова вредност се мења као резултат многих хемијских процеса. Иако је набоја формална, она живо карактерише својства и понашање атома у редокс реакције (ОВР).

Оксидација и редукција

У прошлости су хемичари користили израз "оксидација" да би описали интеракцију кисеоника са другим елементима. Име реакције потиче од латинског назива за кисеоник - оксиген. Касније се показало да се и други елементи оксидирају. У овом случају, они се обнављају - вежу електроне. Сваки атом у формирању молекула мења структуру своје валентне електронске љуске. У овом случају појављује се формални набој, чија вредност зависи од броја условно даних или примљених електрона. За карактеризацију ове вредности претходно је коришћен енглески хемијски термин "оксидациони број", што у преводу значи "оксидативни број". Када се користи, претпоставља се да везни електрони у молекулима или јонима припадају атому са вишом вредношћу електронегативности (ЕО). Способност да задржи своје електроне и привуче их из других атома добро се изражава у јаким не-металима (халогенима, кисеонику). Супротна својства имају јаке метале (натријум, калијум, литијум, калцијум, друге алкалне и земноалкалне елементе).

Одређивање степена оксидације

Стање оксидације се односи на наелектрисање које би атом постигао ако би електрони који учествују у формирању везе били потпуно пребачени на више електронегативни елемент. Постоје супстанце које немају молекуларну структуру (халиди алкални метали и друга једињења). У овим случајевима степен оксидације подудара се са набојем јона. Условно или реално наелектрисање показује који се процес догодио пре него што су атоми стекли своје садашње стање. Позитивна вриједност за ступањ оксидације је укупан број електрона који су уклоњени из атома. Негативна вредност степена оксидације је број добијених електрона. Променом оксидационог стања хемијског елемента, процењује се шта се дешава са његовим атомима током реакције (и обрнуто). Боја супстанце одређује које су промене настале у оксидационом стању. Једињења хрома, гвожђа и бројних других елемената у којима имају различите валенције су различито обојена.

Негативне, нулте и позитивне вредности оксидационог стања

Једноставне супстанце формирају хемијски елементи са истом вредношћу ЕО. У овом случају, везујући електрони припадају једнако свим структурним честицама. Стога, у једноставним супстанцама, оксидационо стање (Х ⁰ ₂ , О ⁰ ₂ , Ц ⁰ ) је неуобичајено за елементе. Када атоми прихватају електроне или се обични облак помера у њиховом правцу, уобичајено је да се напишу с минус знаком. На пример, Ф ^–1 , О – ² , Ц ^–4 . Донирањем електрона, атоми добијају стварни или формални позитивни набој. У оксиду ОФ _2, атом кисеоника даје један електрон на два атома флуора и налази се у О ^{+ 2} оксидационом ^стању . Верује се да у молекулу или полиатомском јону више електронегативних атома примају све везујуће електроне.

Сумпор - елемент који показује различита валентна и оксидациона стања

Хемијски елементи главних подгрупа често показују нижу валенцију једнаку ВИИИ. На пример, валентност сумпора у сумпороводику и сулфидима метала - ИИ. Елемент карактерише средња и виша валенција у побуђеном стању, када атом одустаје од једног, два, четири или свих шест електрона и показује валенције И, ИИ, ИВ, ВИ. Исте вредности, само са знаком "минус" или "плус", имају степен оксидације сумпора:

• један електрон у флуорид сулфиду даје: - 1;
• у сумпороводику најнижа вредност: –2;
• Средње стање диоксида: +4;
• у триоксиду, сумпорна киселина и сулфати: +6.

У свом највишем оксидационом стању, сумпор прихвата само електроне, у најнижем степену показује јака редукциона својства. Атоми С + ⁴ могу манифестовати функције редукционих или оксидационих средстава у једињењима, у зависности од услова.

Електронски прелаз у хемијским реакцијама

Када се формира натријум-хлорид, натријум даје електроне електронегативнијем хлору. Оксидацијска стања елемената подударају се са ионским набојем: На ^{+ 1} Цл ^–1 . За молекуле створене социјализацијом и премјештањем електронских парова на електронегативнији атом, примјењују се само концепти формалног набоја. Међутим, може се претпоставити да су сва једињења састављена од јона. Тада атоми, привлачећи електроне, добијају условно негативно наелектрисање и дају, позитивно. У реакцијама указује на то колико се електрона помера. На пример, у молекулу угљендиоксида Ц + ⁴ О ^{- 2} _2, индекс у горњем десном углу са хемијским симболом за угљеник приказује број електрона уклоњених из атома. За кисеоник у овој супстанци се карактерише оксидационо стање –2. Одговарајући индекс код хемијског знака О је број доданих електрона у атому.

Како израчунати степен оксидације

Бројање броја електрона који су дати и везани атомима може бити дуготрајно. Следећа правила олакшавају овај задатак:

1. У једноставним супстанцама, оксидациона стања су нула.
2. Збир оксидације свих атома или јона у неутралној супстанци је нула.
3. У комплексном иону, сума оксидационих стања свих елемената мора одговарати пуњењу целе честице.
4. Више електронегативни атом добија негативно оксидационо стање, које је записано са минус знаком.
5. Мање електронегативни елементи добијају позитивна оксидациона стања, пишу се са знаком плус.
6. Кисеоник генерално показује оксидационо стање –2.
7. За водоник, карактеристична вредност: +1, у металним хидридима се јавља: ​​Х - 1.
8. Флуор је највише електронегативан од свих елемената, његово оксидационо стање је увек –4.
9. За већину метала, оксидативни бројеви и валенције су исти.

Стање оксидације и валенца

Већина једињења настаје као резултат редокс процеса. Пријелаз или помак електрона из једног елемента у други доводи до промјене њиховог оксидацијског стања и валенције. Ове вредности су често исте. Као синоним за израз "степен оксидације", можете користити израз "електрокемијска валенција". Али постоје изузеци, на пример, у амонијумовом јону, азот је тетравалентан. Истовремено, атом овог елемента је у оксидационом стању –3. Ин органска материја угљеник је увек тетравалентан, али оксидациона стања Ц атома у метану ЦХ4, мрављи алкохол ЦХ3ОХ и ХЦООХ киселина имају различите вредности: –4, –2 и +2.

Редокс реакције

Редок укључује многе од најважнијих процеса у индустрији, технологији, дивљини и неживој природи: спаљивање, корозија, ферментација, интрацелуларно дисање, фотосинтеза и друге појаве.

При изради једначина ОВР бирају коефицијенте методом електронског баланса, који функционишу у следећим категоријама:

• оксидациона стања;
• редукциони агенс дарује електроне и оксидира;
• оксиданс узима електрона и смањује се;
• број емитованих електрона мора бити једнак броју спојених.

Стицање електрона од стране атома доводи до смањења његовог степена оксидације (редукције). Губитак једног или више електрона од стране атома праћен је повећањем оксидационог броја елемента као резултат реакција. За ОВР, тече између јона јаких електролита у воденим растворима, не електронски баланс, већ се чешће користи метода полу-реакције.