Oksüdatsiooniaste ja selle arvutamise reeglid. Kuidas määrata oksüdatsiooni oleku elektronegatiivsust, oksüdatsiooni olekut, oksüdatsiooni ja redutseerimist

Üks keemia põhimõisteid, mida kasutatakse laialdaselt redoksreaktsioonide võrrandite koostamisel, on oksüdatsiooni olek aatomid.

Praktilistel eesmärkidel (redoksreaktsioonide võrrandite koostamisel) on mugav esitada polaarsete sidemetega molekulides aatomite laenguid täisarvudena, mis on võrdsed laengutega, mis tekiksid aatomitel, kui valentselektronid viidaks täielikult üle elektronegatiivsematele aatomitele. ehk e. kui sidemed oleksid täielikult ioonsed. Neid laengu väärtusi nimetatakse oksüdatsiooniolekuteks. Lihtaine mis tahes elemendi oksüdatsiooniaste on alati 0.

Keeruliste ainete molekulides on mõnel elemendil alati konstantne oksüdatsiooniaste. Enamikku elemente iseloomustavad varieeruvad oksüdatsiooniastmed, mis erinevad nii märgi kui ka suuruse poolest, olenevalt molekuli koostisest.

Sageli on oksüdatsiooniaste võrdne valentsiga ja erineb sellest ainult märgi poolest. Kuid on ühendeid, milles elemendi oksüdatsiooniaste ei ole võrdne selle valentsiga. Nagu juba märgitud, on lihtsates ainetes elemendi oksüdatsiooniaste alati null, olenemata selle valentsist. Tabelis võrreldakse mõne elemendi valentsi ja oksüdatsiooniastet erinevates ühendites.

Aatomi (elemendi) oksüdatsiooniaste ühendis on tingimuslik laeng, mis arvutatakse eeldusel, et ühend koosneb ainult ioonidest. Oksüdatsiooniastme määramisel eeldatakse tinglikult, et ühendis olevad valentselektronid kanduvad üle elektronegatiivsematele aatomitele ja seetõttu koosnevad ühendid positiivselt ja negatiivselt laetud ioonidest. Tegelikkuses ei toimu enamikul juhtudel täielikku elektronide loovutamist, vaid ainult elektronpaari nihkumist ühelt aatomilt teisele. Seejärel saame anda teise definitsiooni: Oksüdatsiooniaste on elektrilaeng, mis tekiks aatomil, kui elektronide paarid, millega see on ühenduses ühendi teiste aatomitega, viidaks üle elektronegatiivsematele aatomitele ja identseid aatomeid ühendavad elektronpaarid. nende vahel jagatud.

Oksüdatsiooniastmete arvutamisel kasutatakse mitmeid lihtsaid reegleid:

1 . Elementide oksüdatsiooniaste lihtainetes, nii ühe- kui ka molekulaarsetes, on null (Fe 0, O 2 0).

2 . Üheaatomilise iooni kujul oleva elemendi oksüdatsiooniaste on võrdne selle iooni laenguga (Na +1, Ca +2, S –2).

3 . Kovalentse polaarse sidemega ühendites viitab negatiivne laeng elektronegatiivsemale aatomile ja positiivne laeng vähem elektronegatiivsele aatomile ning elementide oksüdatsiooniastmed on järgmised:

Fluori oksüdatsiooniaste ühendites on alati -1;

Hapniku oksüdatsiooniaste ühendites on -2 (); välja arvatud peroksiidid, kus see on formaalselt võrdne -1 (), hapniku fluoriid, kus see on võrdne +2 (), samuti superoksiidid ja osoniidid, milles hapniku oksüdatsiooniaste on -1/2;

Vesiniku oksüdatsiooniaste ühendites on +1 (), välja arvatud metallhüdriidid, kus see on -1 ( );

Leelis- ja leelismuldmetallide elementide oksüdatsiooniastmed on vastavalt +1 ja +2.

Enamikul elementidel võib olla muutuv oksüdatsiooniaste.

4 . Oksüdatsiooniastmete algebraline summa neutraalses molekulis võrdub nulliga, kompleksioonis on võrdne iooni laenguga.

Muutuva oksüdatsiooniastmega elementide puhul on selle väärtust lihtne arvutada, teades ühendi valemit ja kasutades reeglit nr 4. Näiteks on vaja määrata fosfori oksüdatsiooniaste fosforhappes H 3 PO 4. Kuna hapniku CO = –2 ja vesiniku CO = +1, siis selleks, et fosfori summa oleks null, peab oksüdatsiooniaste olema +5:

Näiteks NH 4 Cl-s on kõigi vesinikuaatomite oksüdatsiooniastmete summa 4×(+1) ja kloori oksüdatsiooniaste on -1, seetõttu peab lämmastiku oksüdatsiooniaste olema võrdne -3-ga. SO 4 2– sulfaadioonis on nelja hapnikuaatomi oksüdatsiooniastmete summa -8, seega peab väävli oksüdatsiooniaste olema +6, et iooni kogulaeng oleks -2.

Enamiku ühendite oksüdatsiooniastme mõiste on tingimuslik, kuna ei kajasta aatomi tegelikku efektiivset laengut, kuid seda mõistet kasutatakse keemias väga laialdaselt.

Maksimaalne ja mittemetallide puhul minimaalne oksüdatsiooniaste sõltub perioodiliselt D.I. PSHE seerianumbrist. Mendelejev, mis on tingitud aatomi elektroonilisest struktuurist.

Element	Oksüdatsiooniastme väärtused ja ühendite näited
F	–1 (HF, KF)
O	–2 (H20, CaO, CO2); –1 (H202); +2 (2-st)
N	–3 (NH3); –2(N2H4); –1 (NH20H); +1 (N20); +2 (EI); +3 (N2O3, HNO2); +4 (NO 2); +5 (N 2 O 5, HNO 3)
Cl	–1 (HCl, NaCl); +1 (NaClO); +3 (NaClO2); +5 (NaClO3); +7 (Cl 2 O 7, NaClO 4)
Br	–1 (KBr); +1 (BrF); +3 (BrF 3); +5 (KBrO 3)
I	–1 (HI); +1 (ICl); +3 (IC13); +5 (1205); +7 (IO 3 F, K 5 IO 6)
C	–4 (CH4); +2 (CO); +4 (CO 2, CCl 4)
Si	–4 (Ca 2 Si); +2 (SiO); +4 (SiO 2, H 2 SiO 3, SiF 4)
H	–1 (LiH); +1 (H2O, HCl)
S	–2 (H2S, FeS); +2 (Na2S2O3); +3 (Na2S2O4); +4 (SO 2, Na 2SO 3, SF 4); +6 (SO 3, H 2 SO 4, SF 6)
Vaata, Te	–2 (H2Se, H2Te); +2 (SeCl2, TeCl2); +4 (SeO 2, TeO 2); +6 (H 2 SeO 4, H 2 TeO 4)
P	–3 (PH 3); +1 (H3PO2); +3 (H3PO3); +5 (P 2 O 5, H 3 PO 4)
Nagu, Sb	–3 (GaAs, Zn 3 Sb 2); +3 (AsCl3, Sb2O3); +5 (H 3 AsO 4, SbCl 5)
Li, Na, K	+1 (NaCl)
Ole, Mg, Ca	+2 (MgO, CaCO 3)
Al	+3 (Al 2 O 3, AlCl 3)
Kr	+2 (CrCl2); +3 (Cr2O3, Cr2(SO4)3); +4 (Cr02); +6 (K 2 CrO 4, K 2 Cr 2 O 7)
Mn	+2 (MnS04); +3 (Mn2(SO4)3); +4 (MnO2); +6 (K2MnO4); +7 (KMnO 4)
Fe	+2 (FeO, FeSO 4); +3 (Fe203, FeCl3); +4 (Na 2 FeO 3)
Cu	+1 (Cu20); +2 (CuO, CuSO 4, Cu 2 (OH) 2 CO 3)
Ag	+1 (AgNO 3)
Au	+1 (AuCl); +3 (AuCl 3, KAuCl 4)
Zn	+2 (ZnO, ZnSO 4)
Hg	+1 (Hg2Cl2); +2 (HgO, HgCl 2)
Sn	+2 (SnO); +4 (SnO 2, SnCl 4)
Pb	+2 (PbO, PbS04); +4 (PbO 2)

Keemilistes reaktsioonides peab olema täidetud kõigi aatomite oksüdatsiooniastmete algebralise summa säilimise reegel. Keemilise reaktsiooni täielikus võrrandis peavad oksüdatsiooni- ja redutseerimisprotsessid üksteist täpselt kompenseerima Kuigi oksüdatsiooniaste, nagu eespool märgitud, on üsna formaalne mõiste, kasutatakse seda keemias järgmistel eesmärkidel: esiteks kompileerimiseks. redoksreaktsioonide võrrandid, teiseks ühendi elementide redoksomaduste ennustamiseks.

Paljusid elemente iseloomustavad mitmed oksüdatsiooniastmete väärtused ja selle oksüdatsiooniastme arvutamisel saab ennustada redoksomadusi: kõrgeima negatiivse oksüdatsiooniastmega element saab loovutada ainult elektrone (oksüdeeruda) ja olla redutseerija kõige kõrgemal. positiivses oksüdatsiooniastmes suudab see vastu võtta ainult elektrone (redutseerida). ) ja olla oksüdeeriv aine, vahepealses oksüdatsiooniastmes - nii oksüdeerivad kui ka redutseerivad.

Oksüdatsioon-redutseerimine on üks, omavahel seotud protsess. Oksüdatsioon vastab elemendi oksüdatsiooniastme tõusule ja taastumine - selle vähendamine.

Paljudes õpikutes peetakse kinni oksüdatsiooni tõlgendamisest elektronide kadumisena ja redutseerimise kui nende suurenemise tõlgendusest. See vene teadlase Pisarževski (1916) välja pakutud lähenemine on rakendatav elektroodidel toimuvate elektrokeemiliste protsesside puhul ning on seotud ioonide ja molekulide tühjendamisega (laadimisega).

Oksüdatsiooniastmete muutuste seletus elektronide eemaldamise ja lisamise protsessidena on aga üldiselt vale. Seda saab rakendada mõnele lihtsale ioonile, näiteks

Cl - -®Cl 0.

Aatomite oksüdatsiooniastme muutmiseks keerulistes ioonides nagu

CrO 4 2 - ®Cr +3

kroomi positiivse oksüdatsiooniastme langus +6-lt +3-le vastab positiivse laengu väiksemale tegelikule suurenemisele (Cr-l CrO 4 2-l - reaalne laeng "+0,2 elektronlaengut ja Cr-l +3 - +2-lt kuni +1,5 erinevates ühendustes).

Laengu ülekandmine redutseerijalt oksüdeerivale ainele, mis on võrdne oksüdatsiooniastme muutumisega, toimub teiste osakeste, näiteks H + ioonide, osalusel:

CrO42 - + 8H + + 3®Cr +3 + 4H2O.

Esitatud kirje on nn poolreaktsioonid .

Seotud Informatsioon.

Keemias viitavad terminid "oksüdatsioon" ja "redutseerimine" reaktsioonidele, mille käigus aatom või aatomite rühm kaotab või omandab vastavalt elektrone. Oksüdatsiooniaste on ühele või mitmele aatomile omistatud arvväärtus, mis iseloomustab ümberjaotatud elektronide arvu ja näitab, kuidas need elektronid reaktsiooni käigus aatomite vahel jagunevad. Selle väärtuse määramine võib olenevalt aatomitest ja nendest koosnevatest molekulidest olla kas lihtne või üsna keeruline protseduur. Lisaks võib mõne elemendi aatomitel olla mitu oksüdatsiooniastet. Õnneks on oksüdatsiooniastme määramiseks olemas lihtsad üheselt mõistetavad reeglid, nende enesekindlaks kasutamiseks piisab keemia ja algebra aluste tundmisest.

Sammud

1. osa

Oksüdatsiooniastme määramine keemiaseaduste järgi

Tehke kindlaks, kas kõnealune aine on elementaarne. Aatomite oksüdatsiooniaste väljaspool keemilist ühendit on null. See reegel kehtib nii üksikutest vabadest aatomitest moodustunud ainete kui ka nende ainete kohta, mis koosnevad ühe elemendi kahest või mitmeaatomilisest molekulist.

• Näiteks Al(s) ja Cl2 oksüdatsiooniaste on 0, kuna mõlemad on keemiliselt sidumata elementaarses olekus.
• Pange tähele, et väävli S8 ehk oktaväävli allotroopset vormi iseloomustab vaatamata selle ebatüüpilisele struktuurile ka oksüdatsiooniaste null.

1. Tehke kindlaks, kas kõnealune aine koosneb ioonidest. Ioonide oksüdatsiooniaste on võrdne nende laenguga. See kehtib nii vabade ioonide kui ka keemiliste ühendite osade kohta.

   • Näiteks Cl - iooni oksüdatsiooniaste on -1.
   • Keemilises ühendis NaCl oleva Cl-iooni oksüdatsiooniaste on samuti -1. Kuna Na-iooni laeng on definitsiooni järgi +1, järeldame, et Cl-iooni laeng on -1 ja seega on tema oksüdatsiooniaste -1.

2. Pange tähele, et metalliioonidel võib olla mitu oksüdatsiooniastet. Paljude metalliliste elementide aatomeid saab ioniseerida erineval määral. Näiteks metalli, näiteks raua (Fe) ioonide laeng on +2 või +3. Metalliioonide laengut (ja nende oksüdatsiooniastet) saab määrata teiste elementide ioonide laengute järgi, millega metall on keemilise ühendi osa; tekstis on seda laengut tähistatud rooma numbritega: näiteks raua (III) oksüdatsiooniaste on +3.

   • Vaatleme näiteks alumiiniumiooni sisaldavat ühendit. AlCl3 ühendi kogulaeng on null. Kuna me teame, et Cl - ioonide laeng on -1 ja ühendis on 3 sellist iooni, siis selleks, et kõnealune aine oleks üldiselt neutraalne, peab Al iooni laeng olema +3. Seega on alumiiniumi oksüdatsiooniaste sel juhul +3.

3. Hapniku oksüdatsiooniaste on -2 (mõnede eranditega). Peaaegu kõigil juhtudel on hapnikuaatomite oksüdatsiooniaste -2. Sellest reeglist on mõned erandid:

   • Kui hapnik on elementaarses olekus (O2), on tema oksüdatsiooniaste 0, nagu ka teiste elementaarsete ainete puhul.
   • Kui kaasas on hapnik peroksiid, selle oksüdatsiooniaste on -1. Peroksiidid on ühendite rühm, mis sisaldab lihtsat hapnik-hapnik sidet (see tähendab peroksiidi aniooni O 2 -2). Näiteks H 2 O 2 (vesinikperoksiidi) molekuli koostises on hapniku laeng ja oksüdatsiooniaste -1.
   • Fluoriga kombineerituna on hapniku oksüdatsiooniaste +2, lugege fluori reeglit allpool.

4. Vesiniku oksüdatsiooniaste on mõne erandiga +1. Nagu hapniku puhul, on ka siin erandeid. Tavaliselt on vesiniku oksüdatsiooniaste +1 (kui see pole elementaarolekus H2). Hüdriidideks nimetatud ühendites on vesiniku oksüdatsiooniaste aga -1.

   • Näiteks H2O-s on vesiniku oksüdatsiooniaste +1, kuna hapnikuaatomil on -2 laeng ja üldise neutraalsuse tagamiseks on vaja kahte +1 laengut. Naatriumhüdriidi koostises on aga vesiniku oksüdatsiooniaste juba -1, kuna Na-ioon kannab laengut +1 ja üldise elektrilise neutraalsuse tagamiseks peab vesinikuaatomi laeng (ja seega ka selle oksüdatsiooniaste) olema olema võrdne -1.

5. Fluor Alati selle oksüdatsiooniaste on -1. Nagu juba märgitud, võib mõne elemendi (metalliioonid, hapnikuaatomid peroksiidides jne) oksüdatsiooniaste varieeruda sõltuvalt mitmest tegurist. Fluori oksüdatsiooniaste on aga alati -1. Seda seletatakse asjaoluga, et sellel elemendil on kõrgeim elektronegatiivsus - teisisõnu on fluori aatomid kõige vähem valmis oma elektronidest lahku minema ja tõmbavad kõige aktiivsemalt võõrelektrone. Seega jääb nende tasu muutumatuks.

6. Ühendi oksüdatsiooniastmete summa on võrdne selle laenguga. Kõikide aatomite oksüdatsiooniastmed keemilises ühendis peavad moodustama selle ühendi laengu. Näiteks kui ühend on neutraalne, peab kõigi selle aatomite oksüdatsiooniastmete summa olema null; kui ühend on polüaatomiline ioon, mille laeng on -1, on oksüdatsiooniastmete summa -1 jne.

   • See on hea viis kontrollida – kui oksüdatsiooniastmete summa ei võrdu ühendi kogulaenguga, siis oled kuskil vea teinud.

   2. osa

   Oksüdatsiooniastme määramine ilma keemiaseadusi kasutamata

   1. Leidke aatomid, millel pole oksüdatsiooniarvude suhtes rangeid reegleid. Mõne elemendi puhul pole oksüdatsiooniastme leidmiseks kindlaid reegleid. Kui aatom ei kuulu ühegi ülalloetletud reegli alla ja te ei tea selle laengut (näiteks on aatom osa kompleksist ja selle laeng pole täpsustatud), saate sellise aatomi oksüdatsiooninumbri määrata järgmiselt. kõrvaldamine. Esmalt määrake ühendi kõigi teiste aatomite laeng ja seejärel arvutage ühendi teadaoleva kogulaengu põhjal antud aatomi oksüdatsiooniaste.

      • Näiteks ühendis Na 2 SO 4 on väävliaatomi (S) laeng teadmata – me teame ainult, et see ei ole null, kuna väävel ei ole elementaarses olekus. See ühend on hea näide oksüdatsiooniastme määramise algebralise meetodi illustreerimiseks.

   2. Leia ülejäänud elementide oksüdatsiooniastmed ühendis. Määrake ülalkirjeldatud reeglite abil ühendi ülejäänud aatomite oksüdatsiooniastmed. Ärge unustage reeglite erandeid O-, H-aatomite jms puhul.

      • Na 2 SO 4 puhul leiame meie reegleid kasutades, et Na-iooni laeng (ja seega ka oksüdatsiooniaste) on +1 ja iga hapnikuaatomi puhul -2.
   3. Ühendites peab kõigi oksüdatsiooniastmete summa võrduma laenguga. Näiteks kui ühend on kaheaatomiline ioon, peab aatomite oksüdatsiooniastmete summa võrduma kogu ioonlaenguga.
   4. Väga kasulik on osata kasutada perioodilisustabelit ja teada, kus metallilised ja mittemetallilised elemendid selles asuvad.
   5. Elementaarsel kujul olevate aatomite oksüdatsiooniaste on alati null. Ühe iooni oksüdatsiooniaste on võrdne selle laenguga. Perioodilise tabeli rühma 1A elementide, nagu vesinik, liitium, naatrium, nende elementaarsel kujul on oksüdatsiooniaste +1; 2A rühma metallidel, nagu magneesium ja kaltsium, on nende elementaarsel kujul oksüdatsiooniaste +2. Sõltuvalt keemilise sideme tüübist võib hapnikul ja vesinikul olla 2 erinevat oksüdatsiooniastet.

Õigesti paigutamiseks oksüdatsiooniseisundid, peate meeles pidama nelja reeglit.

1) Lihtaines on mis tahes elemendi oksüdatsiooniaste 0. Näited: Na 0, H 0 2, P 0 4.

2) Peaksite meeles pidama iseloomulikke elemente pidevad oksüdatsiooniastmed. Kõik need on tabelis loetletud.

3) Elemendi kõrgeim oksüdatsiooniaste langeb reeglina kokku selle rühma arvuga, milles element asub (näiteks fosfor on V rühmas, fosfori kõrgeim s.d. on +5). Olulised erandid: F, O.

4) Teiste elementide oksüdatsiooniastmete otsimine põhineb lihtsal reeglil:

Neutraalses molekulis on kõigi elementide oksüdatsiooniastmete summa null ja ioonis - iooni laeng.

Mõned lihtsad näited oksüdatsiooniastmete määramiseks

Näide 1. Ammoniaagis (NH 3) on vaja leida elementide oksüdatsiooniastmed.

Lahendus. Teame juba (vt 2), et art. OKEI. vesinik on +1. Jääb see lämmastiku omadus leida. Olgu x soovitud oksüdatsiooniaste. Loome lihtsaima võrrandi: x + 3 (+1) = 0. Lahendus on ilmne: x = -3. Vastus: N -3 H 3 +1.

Näide 2. Märkige kõigi H 2 SO 4 molekuli aatomite oksüdatsiooniastmed.

Lahendus. Vesiniku ja hapniku oksüdatsiooniastmed on juba teada: H(+1) ja O(-2). Väävli oksüdatsiooniastme määramiseks loome võrrandi: 2 (+1) + x + 4 (-2) = 0. Lahendades seda võrrandit, leiame: x = +6. Vastus: H +1 2 S +6 O -2 4.

Näide 3. Arvutage Al(NO 3) 3 molekuli kõigi elementide oksüdatsiooniastmed.

Lahendus. Algoritm jääb muutumatuks. Alumiiniumnitraadi "molekuli" koostis sisaldab ühte Al-aatomit (+3), 9 hapnikuaatomit (-2) ja 3 lämmastikuaatomit, mille oksüdatsiooniastme peame arvutama. Vastav võrrand on: 1 (+3) + 3x + 9 (-2) = 0. Vastus: Al +3 (N +5 O -2 3) 3.

Näide 4. Määrake kõigi (AsO 4) 3- iooni aatomite oksüdatsiooniaste.

Lahendus. Sel juhul ei võrdu oksüdatsiooniastmete summa enam nulliga, vaid iooni laenguga, st -3. Võrrand: x + 4 (-2) = -3. Vastus: As(+5), O(-2).

Mida teha, kui kahe elemendi oksüdatsiooniaste on teadmata

Kas sarnase võrrandi abil on võimalik määrata mitme elemendi oksüdatsiooniastet korraga? Kui käsitleme seda probleemi matemaatilisest vaatenurgast, on vastus eitav. Kahe muutujaga lineaarvõrrandil ei saa olla ainulaadset lahendust. Kuid me lahendame rohkem kui lihtsalt võrrandi!

Näide 5. Määrake kõigi (NH 4) 2 SO 4 elementide oksüdatsiooniastmed.

Lahendus. Vesiniku ja hapniku oksüdatsiooniastmed on teada, väävli ja lämmastiku oksüdatsiooniastmed aga mitte. Klassikaline näide probleemist kahe tundmatuga! Ammooniumsulfaati ei käsitleta mitte ühe "molekulina", vaid kahe iooni kombinatsioonina: NH 4 + ja SO 4 2-. Ioonide laengud on meile teada, igaüks neist sisaldab ainult ühte tundmatu oksüdatsiooniastmega aatomit. Varasemate ülesannete lahendamisel saadud kogemusi kasutades saame hõlpsasti leida lämmastiku ja väävli oksüdatsiooniastmeid. Vastus: (N -3 H 4 +1) 2 S +6 O 4 -2.

Järeldus: kui molekul sisaldab mitut tundmatu oksüdatsiooniastmega aatomit, proovige molekuli "tükeldada" mitmeks osaks.

Kuidas korraldada orgaanilistes ühendites oksüdatsiooniolekuid

Näide 6. Märkige kõigi CH 3 CH 2 OH elementide oksüdatsiooniastmed.

Lahendus. Oksüdatsiooniastmete leidmisel orgaanilistes ühendites on oma spetsiifika. Eelkõige on vaja iga süsinikuaatomi jaoks eraldi leida oksüdatsiooniastmed. Saate põhjendada järgmiselt. Mõelge näiteks metüülrühma süsinikuaatomile. See C-aatom on ühendatud 3 vesinikuaatomiga ja naabersüsinikuaatomiga. Mööda C-H sidet nihkub elektronide tihedus süsinikuaatomi poole (kuna C elektronegatiivsus ületab vesiniku EO). Kui see nihe oleks täielik, omandaks süsinikuaatom laengu -3.

C-aatom rühmas -CH 2 OH on seotud kahe vesinikuaatomiga (elektronitiheduse nihe C suunas), ühe hapnikuaatomiga (elektronitiheduse nihe O suunas) ja ühe süsinikuaatomiga (võib eeldada, et nihe elektrontiheduses sel juhul ei juhtu). Süsiniku oksüdatsiooniaste on -2 +1 +0 = -1.

Vastus: C -3 H +1 3 C -1 H +1 2 O -2 H +1.

Ärge ajage segi mõisteid "valentsus" ja "oksüdatsiooniaste"!

Oksüdatsiooniarv aetakse sageli segi valentsiga. Ärge tehke seda viga. Toon välja peamised erinevused:

• oksüdatsiooniastmel on märk (+ või -), valentsil mitte;
• oksüdatsiooniaste võib olla null isegi keerulises aines; nulliga võrdne valents tähendab reeglina seda, et antud elemendi aatom ei ole seotud teiste aatomitega (mingisuguseid inklusioonühendeid ja muid “eksootika” me ei käsitle) siin);
• Oksüdatsiooniaste on formaalne mõiste, mis omandab tegeliku tähenduse ainult ioonsete sidemetega ühendite puhul; mõistet "valents", vastupidi, on kõige mugavam rakendada kovalentsete ühendite puhul.

Oksüdatsiooniaste (täpsemalt selle moodul) on sageli arvuliselt võrdne valentsiga, kuid veelgi sagedamini need väärtused EI lange kokku. Näiteks süsiniku oksüdatsiooniaste CO 2-s on +4; C valents on samuti võrdne IV-ga. Kuid metanoolis (CH 3 OH) jääb süsiniku valents samaks ja C oksüdatsiooniaste on -1.

Lühike test teemal "Oksüdatsiooni olek"

Võtke mõni minut, et kontrollida, kuidas te sellest teemast aru saate. Peate vastama viiele lihtsale küsimusele. Edu!

Ühendi keemiline element, mis arvutatakse eeldusel, et kõik sidemed on ioonsed.

Oksüdatsiooniolekutel võib olla positiivne, negatiivne või nullväärtus, seetõttu on molekulis olevate elementide oksüdatsiooniastmete algebraline summa, võttes arvesse nende aatomite arvu, 0 ja ioonis - iooni laeng. .

1. Metallide oksüdatsiooniaste ühendites on alati positiivne.

2. Kõrgeim oksüdatsiooniaste vastab perioodilisuse tabeli rühma numbrile, kus element asub (erandiks on: Au +3(I rühm), Cu +2(II), VIII rühmast võib oksüdatsiooniastet +8 leida ainult osmiumis Os ja ruteenium Ru.

3. Mittemetallide oksüdatsiooniastmed sõltuvad sellest, millise aatomiga need on ühendatud:

• kui metalliaatomiga, siis oksüdatsiooniaste on negatiivne;
• kui mittemetalli aatomiga, siis oksüdatsiooniaste võib olla kas positiivne või negatiivne. See sõltub elementide aatomite elektronegatiivsusest.

4. Mittemetallide kõrgeima negatiivse oksüdatsiooniastme saab määrata, lahutades 8-st selle rühma arvu, milles element asub, s.o. kõrgeim positiivne oksüdatsiooniaste on võrdne elektronide arvuga väliskihis, mis vastab rühma numbrile.

5. Lihtainete oksüdatsiooniaste on 0, olenemata sellest, kas tegemist on metalli või mittemetalliga.

Konstantse oksüdatsiooniastmega elemendid.

Element	Iseloomulik oksüdatsiooniaste	Erandid
		Metallhüdriidid: LIH -1
		Oksüdatsiooni olek nimetatakse osakese tingimuslikuks laenguks eeldusel, et side on täielikult katkenud (on ioonse iseloomuga). H- Cl = H + + Cl - , Side vesinikkloriidhappes on polaarne kovalentne. Elektronpaar on rohkem nihkunud aatomi poole Cl - , sest see on elektronegatiivsem element. Kuidas määrata oksüdatsiooniastet? Elektronegatiivsus on aatomite võime meelitada elektrone teistest elementidest. Oksüdatsiooniarv on näidatud elemendi kohal: Br 2 0 , Na 0 , O +2 F 2 -1 ,K + Cl - jne. See võib olla negatiivne ja positiivne. Lihtaine oksüdatsiooniaste (seotud, vaba olek) on null. Enamiku ühendite hapniku oksüdatsiooniaste on -2 (erandiks on peroksiidid H2O2, kus see on võrdne -1 ja ühendid fluoriga - O +2 F 2 -1 , O 2 +1 F 2 -1 ). - Oksüdatsiooni olek lihtsa monatoomilise iooni laenguga: Na + , Ca +2 . Selle ühendites sisalduva vesiniku oksüdatsiooniaste on +1 (erandiks on hüdriidid - Na + H - ja tüüpi ühendused C +4 H 4 -1 ). Metall-mittemetall sidemetes on negatiivne oksüdatsiooniaste see aatom, millel on suurem elektronegatiivsus (andmed elektronegatiivsuse kohta on antud Paulingi skaalal): H + F - , Cu + Br - , Ca +2 (EI 3 ) - jne. Keemiliste ühendite oksüdatsiooniastme määramise reeglid. Võtame ühenduse KMnO 4 , on vaja määrata mangaani aatomi oksüdatsiooniaste. Põhjendus: Kaalium on perioodilisuse tabeli I rühma leelismetall ja seetõttu on sellel ainult positiivne oksüdatsiooniaste +1. Teatavasti on hapniku oksüdatsiooniaste enamikus selle ühendites -2. See aine ei ole peroksiid, mis tähendab, et see pole erand. Moodustab võrrandi: K+Mn X O 4 -2 Lase X- meile teadmata mangaani oksüdatsiooniaste. Kaaliumi aatomite arv on 1, mangaani - 1, hapniku - 4. On tõestatud, et molekul tervikuna on elektriliselt neutraalne, seega peab selle kogulaeng olema null. 1*(+1) + 1*(X) + 4(-2) = 0, X = +7, See tähendab, et mangaani oksüdatsiooniaste kaaliumpermanganaadis = +7. Võtame veel ühe näite oksiidist Fe2O3. On vaja määrata raua aatomi oksüdatsiooniaste. Põhjendus: Raud on metall, hapnik on mittemetall, mis tähendab, et hapnik on oksüdeeriv aine ja sellel on negatiivne laeng. Teame, et hapniku oksüdatsiooniaste on -2. Loendame aatomite arvu: raud - 2 aatomit, hapnik - 3. Loome võrrandi kus X- raua aatomi oksüdatsiooniaste: 2*(X) + 3*(-2) = 0, Järeldus: raua oksüdatsiooniaste selles oksiidis on +3. Näited. Määrake molekuli kõigi aatomite oksüdatsiooniaste. 1. K2Cr2O7. Oksüdatsiooni olek K +1, hapnik O-2. Antud indeksid: O=(-2)×7=(-14), K=(+1)×2=(+2). Sest elementide oksüdatsiooniastmete algebraline summa molekulis, arvestades nende aatomite arvu, võrdub 0-ga, siis positiivsete oksüdatsiooniastmete arv on võrdne negatiivsete arvuga. Oksüdatsiooniseisundid K+O=(-14)+(+2)=(-12). Sellest järeldub, et kroomi aatomil on 12 positiivset võimsust, kuid molekulis on 2 aatomit, mis tähendab, et iga aatomi kohta on (+12): 2 = (+6). Vastus: K 2 + Cr 2 + 6 O 7 -2. 2.(As04) 3-. Sel juhul ei võrdu oksüdatsiooniastmete summa enam nulliga, vaid iooni laenguga, s.o. - 3. Koostame võrrandi: x+4×(- 2)= - 3 . Vastus: (As +5 O 4 -2) 3-.