ჟანგვის მდგომარეობა და მისი გამოთვლის წესები. როგორ განვსაზღვროთ ჟანგვის მდგომარეობის ელექტრონეგატიურობა, ჟანგვის მდგომარეობა, დაჟანგვა და შემცირება

ქიმიის ერთ-ერთი ძირითადი ცნება, რომელიც ფართოდ გამოიყენება რედოქსის რეაქციების განტოლებების შედგენაში, არის ჟანგვის მდგომარეობა ატომები.

პრაქტიკული მიზნებისთვის (რედოქსის რეაქციების განტოლებების შედგენისას) მოსახერხებელია ატომების მუხტების წარმოდგენა პოლარული ბმების მქონე მოლეკულებში, როგორც მთელი რიცხვები, რომლებიც ტოლია იმ მუხტებზე, რომლებიც წარმოიქმნება ატომებზე, თუ ვალენტური ელექტრონები მთლიანად გადაინაცვლებენ უფრო ელექტროუარყოფით ატომებს. ე.ი. თუ ბმები მთლიანად იონური იყო. მუხტის ამ მნიშვნელობებს ჟანგვის მდგომარეობას უწოდებენ. მარტივი ნივთიერების ნებისმიერი ელემენტის დაჟანგვის მდგომარეობა ყოველთვის არის 0.

რთული ნივთიერებების მოლეკულებში ზოგიერთ ელემენტს ყოველთვის აქვს მუდმივი ჟანგვის მდგომარეობა. ელემენტების უმეტესობას ახასიათებს ცვალებადი დაჟანგვის მდგომარეობები, რომლებიც განსხვავდება როგორც ნიშნით, ასევე სიდიდით, რაც დამოკიდებულია მოლეკულის შემადგენლობაზე.

ხშირად ჟანგვის მდგომარეობა ვალენტობის ტოლია და მისგან განსხვავდება მხოლოდ ნიშნით. მაგრამ არის ნაერთები, რომლებშიც ელემენტის დაჟანგვის მდგომარეობა არ არის მისი ვალენტობის ტოლი. როგორც უკვე აღვნიშნეთ, მარტივ ნივთიერებებში ელემენტის ჟანგვის მდგომარეობა ყოველთვის ნულია, მიუხედავად მისი ვალენტობისა. ცხრილი ადარებს ზოგიერთი ელემენტის ვალენტობასა და ჟანგვის მდგომარეობებს სხვადასხვა ნაერთებში.

ატომის (ელემენტის) ჟანგვის მდგომარეობა ნაერთში არის პირობითი მუხტი, რომელიც გამოითვლება იმ ვარაუდით, რომ ნაერთი შედგება მხოლოდ იონებისგან. ჟანგვის მდგომარეობის განსაზღვრისას, პირობითად ვარაუდობენ, რომ ნაერთში ვალენტური ელექტრონები გადადის უფრო ელექტროუარყოფით ატომებში და, შესაბამისად, ნაერთები შედგება დადებითად და უარყოფითად დამუხტული იონებისგან. სინამდვილეში, უმეტეს შემთხვევაში, არ ხდება ელექტრონების სრული დონაცია, არამედ მხოლოდ ელექტრონული წყვილის გადაადგილება ერთი ატომიდან მეორეზე. შემდეგ შეგვიძლია მივცეთ სხვა განმარტება: ჟანგვის მდგომარეობა არის ელექტრული მუხტი, რომელიც წარმოიქმნება ატომზე, თუ ელექტრონული წყვილი, რომლებთანაც იგი დაკავშირებულია ნაერთში არსებულ სხვა ატომებთან, გადაინაცვლებს უფრო ელექტროუარყოფით ატომებს, ხოლო იდენტური ატომების დამაკავშირებელი ელექტრონული წყვილი. გაყოფილი მათ შორის.

ჟანგვის მდგომარეობის გაანგარიშებისას გამოიყენება რამდენიმე მარტივი წესი:

1 . ელემენტების დაჟანგვის მდგომარეობა მარტივ ნივთიერებებში, როგორც ერთატომურ, ასევე მოლეკულურში, არის ნული (Fe 0, O 2 0).

2 . მონოატომური იონის სახით ელემენტის დაჟანგვის მდგომარეობა უდრის ამ იონის მუხტს (Na +1, Ca +2, S –2).

3 . კოვალენტური პოლარული ბმის მქონე ნაერთებში უარყოფითი მუხტი ეხება უფრო ელექტროუარყოფით ატომს, ხოლო დადებითი მუხტი ნაკლებად ელექტროუარყოფით ატომს, ხოლო ელემენტების ჟანგვის მდგომარეობები იღებენ შემდეგ მნიშვნელობებს:

ფტორის ჟანგვის მდგომარეობა ნაერთებში ყოველთვის არის -1;

ნაერთებში ჟანგბადის ჟანგვის მდგომარეობაა -2 (); გარდა პეროქსიდებისა, სადაც იგი ფორმალურად უდრის -1 (), ჟანგბადის ფტორს, სადაც უდრის +2 (), ასევე სუპეროქსიდები და ოზონიდები, რომლებშიც ჟანგბადის დაჟანგვის მდგომარეობაა -1/2;

წყალბადის დაჟანგვის მდგომარეობა ნაერთებში არის +1 (), გარდა ლითონის ჰიდრიდების, სადაც არის -1 ( );

ტუტე და დედამიწის ტუტე ელემენტებისთვის, ჟანგვის მდგომარეობებია +1 და +2, შესაბამისად.

ელემენტების უმეტესობას შეუძლია აჩვენოს ცვლადი დაჟანგვის მდგომარეობა.

4 . ნეიტრალურ მოლეკულაში ჟანგვის მდგომარეობების ალგებრული ჯამი ნულის ტოლია, კომპლექსურ იონში კი იონის მუხტის ტოლია.

ცვლადი ჟანგვის მდგომარეობის მქონე ელემენტებისთვის მისი მნიშვნელობის გამოთვლა მარტივია ნაერთის ფორმულის ცოდნით და მე-4 წესის გამოყენებით. მაგალითად, აუცილებელია ფოსფორის დაჟანგვის ხარისხის განსაზღვრა ფოსფორის მჟავაში H 3 PO 4. ვინაიდან ჟანგბადს აქვს CO = –2, ხოლო წყალბადს აქვს CO = +1, ფოსფორს რომ ჰქონდეს ნულოვანი ჯამი, ჟანგვის მდგომარეობა უნდა იყოს +5:

მაგალითად, NH 4 Cl-ში წყალბადის ყველა ატომის ჟანგვის მდგომარეობების ჯამია 4×(+1), ხოლო ქლორის დაჟანგვის მდგომარეობა არის -1, შესაბამისად, აზოტის ჟანგვის მდგომარეობა უნდა იყოს -3-ის ტოლი. SO 4 2– სულფატ იონში ოთხი ჟანგბადის ატომის ჟანგვის მდგომარეობების ჯამი არის -8, ამიტომ გოგირდს უნდა ჰქონდეს დაჟანგვის მდგომარეობა +6, რომ იონის მთლიანი მუხტი იყოს -2.

ნაერთების უმეტესობისთვის ჟანგვის მდგომარეობის კონცეფცია პირობითია, რადგან არ ასახავს ატომის რეალურ ეფექტურ მუხტს, მაგრამ ეს კონცეფცია ძალიან ფართოდ გამოიყენება ქიმიაში.

მაქსიმალურ და არალითონებისთვის, მინიმალური დაჟანგვის მდგომარეობას აქვს პერიოდული დამოკიდებულება D.I. PSHE-ში სერიულ ნომერზე. მენდელეევი, რაც განპირობებულია ატომის ელექტრონული სტრუქტურით.

ელემენტი	ჟანგვის მდგომარეობის მნიშვნელობები და ნაერთების მაგალითები
ფ	-1 (HF, KF)
ო	–2 (H 2 O, CaO, CO 2); –1 (H 2 O 2); +2 (2-დან)
ნ	–3 (NH 3); –2(N 2 H 4); –1 (NH 2 OH); +1 (N 2 O); +2 (NO); +3 (N 2 O 3, HNO 2); +4 (NO 2); +5 (N 2 O 5, HNO 3)
კლ	–1 (HCl, NaCl); +1 (NaClO); +3 (NaClO 2); +5 (NaClO 3); +7 (Cl 2 O 7, NaClO 4)
ძმ	–1 (KBr); +1 (BrF); +3 (BrF 3); +5 (KBrO 3)
მე	–1 (HI); +1 (ICl); +3 (ICl 3); +5 (I 2 O 5); +7 (IO 3 F, K 5 IO 6)
C	–4 (CH 4); +2 (CO); +4 (CO 2, CCl 4)
სი	–4 (Ca 2 Si); +2 (SiO); +4 (SiO 2, H 2 SiO 3, SiF 4)
ჰ	–1 (LiH); +1 (H 2 O, HCl)
ს	–2 (H 2 S, FeS); +2 (Na 2 S 2 O 3); +3 (Na 2 S 2 O 4); +4 (SO 2, Na 2 SO 3, SF 4); +6 (SO 3, H 2 SO 4, SF 6)
სე, ტე	–2 (H 2 Se, H 2 Te); +2 (SeCl 2, TeCl 2); +4 (SeO 2, TeO 2); +6 (H 2 SeO 4, H 2 TeO 4)
პ	–3 (PH 3); +1 (H 3 PO 2); +3 (H 3 PO 3); +5 (P 2 O 5, H 3 PO 4)
როგორც, სბ	–3 (GaAs, Zn 3 Sb 2); +3 (AsCl 3, Sb 2 O 3); +5 (H 3 AsO 4, SbCl 5)
ლი, ნა, კ	+1 (NaCl)
Be, Mg, Ca	+2 (MgO, CaCO 3)
ალ	+3 (Al 2 O 3, AlCl 3)
კრ	+2 (CrCl 2); +3 (Cr 2 O 3, Cr 2 (SO 4) 3); +4 (CrO 2); +6 (K 2 CrO 4, K 2 Cr 2 O 7)
მნ	+2 (MnSO 4); +3 (Mn 2 (SO 4) 3); +4 (MnO 2); +6 (K 2 MnO 4); +7 (KMnO 4)
ფე	+2 (FeO, FeSO 4); +3 (Fe 2 O 3, FeCl 3); +4 (Na 2 FeO 3)
კუ	+1 (Cu 2 O); +2 (CuO, CuSO 4, Cu 2 (OH) 2 CO 3)
აღ	+1 (AgNO 3)
აუ	+1 (AuCl); +3 (AuCl 3, KAuCl 4)
ზნ	+2 (ZnO, ZnSO 4)
Hg	+1 (Hg 2 Cl 2); +2 (HgO, HgCl 2)
სნ	+2 (SnO); +4 (SnO 2, SnCl 4)
Pb	+2 (PbO, PbSO 4); +4 (PbO 2)

ქიმიურ რეაქციებში უნდა შესრულდეს ყველა ატომის ჟანგვის მდგომარეობების ალგებრული ჯამის შენარჩუნების წესი. ქიმიური რეაქციის სრულ განტოლებაში ჟანგვის და შემცირების პროცესები ზუსტად უნდა ანაზღაურებდეს ერთმანეთს.მიუხედავად იმისა, რომ დაჟანგვის ხარისხი, როგორც ზემოთ აღინიშნა, საკმაოდ ფორმალური ცნებაა, იგი ქიმიაში გამოიყენება შემდეგი მიზნებისთვის: პირველ რიგში, შედგენისთვის. რედოქს რეაქციების განტოლებები, მეორეც, ნაერთში ელემენტების რედოქს თვისებების პროგნოზირება.

ბევრ ელემენტს ახასიათებს ჟანგვის მდგომარეობების რამდენიმე მნიშვნელობა და მისი დაჟანგვის მდგომარეობის გამოთვლით შესაძლებელია რედოქსის თვისებების პროგნოზირება: ყველაზე მაღალი უარყოფითი ჟანგვის მდგომარეობაში მყოფ ელემენტს შეუძლია მხოლოდ ელექტრონების შემოწირულობა (დაჟანგვა) და იყოს შემცირების აგენტი, ყველაზე მაღალი. დადებითი დაჟანგვის მდგომარეობა მას შეუძლია მხოლოდ ელექტრონების მიღება (შემცირება).

ოქსიდაცია-აღდგენა არის ერთი, ურთიერთდაკავშირებული პროცესი. ოქსიდაცია შეესაბამება ელემენტის ჟანგვის მდგომარეობის ზრდას და აღდგენა - მისი შემცირება.

ბევრი სახელმძღვანელო იცავს ჟანგვის ინტერპრეტაციას, როგორც ელექტრონების დაკარგვას და შემცირებას, როგორც მათ მოგებას. რუსი მეცნიერის პისარჟევსკის (1916) მიერ შემოთავაზებული ეს მიდგომა გამოიყენება ელექტროქიმიურ პროცესებზე ელექტროდებზე და ეხება იონების და მოლეკულების გამონადენს (დატენვას).

თუმცა, ჟანგვის მდგომარეობების ცვლილებების ახსნა, როგორც ელექტრონების მოცილებისა და დამატების პროცესები, ზოგადად არასწორია. ის შეიძლება გამოყენებულ იქნას ზოგიერთ მარტივ იონზე, როგორიცაა

Cl - - ®Cl 0 .

ატომების ჟანგვის მდგომარეობის შეცვლა რთულ იონებში, როგორიცაა

CrO 4 2 - ®Cr +3

ქრომის დადებითი დაჟანგვის მდგომარეობის შემცირება +6-დან +3-მდე შეესაბამება დადებითი მუხტის უფრო მცირე რეალურ ზრდას (CrO 4 2-ში Cr-ზე - რეალური მუხტი "+0.2 ელექტრონული მუხტი, ხოლო Cr +3-ზე - +2-დან. +1.5-მდე სხვადასხვა კავშირებში).

მუხტის გადატანა შემცირების აგენტიდან ჟანგვის აგენტზე, რომელიც უდრის ჟანგვის მდგომარეობის ცვლილებას, ხდება სხვა ნაწილაკების მონაწილეობით, მაგალითად, H + იონები:

CrO 4 2 - + 8H + + 3 ®Cr +3 + 4H 2 O.

წარმოდგენილი ჩანაწერი ე.წ ნახევრად რეაქციები .

Დაკავშირებული ინფორმაცია.

ქიმიაში, ტერმინები "დაჟანგვა" და "რედუქცია" ეხება რეაქციებს, რომლებშიც ატომი ან ატომების ჯგუფი კარგავს ან იძენს ელექტრონებს, შესაბამისად. ჟანგვის მდგომარეობა არის რიცხვითი მნიშვნელობა, რომელიც მინიჭებულია ერთ ან მეტ ატომზე, რომელიც ახასიათებს გადანაწილებული ელექტრონების რაოდენობას და აჩვენებს, თუ როგორ ნაწილდება ეს ელექტრონები ატომებს შორის რეაქციის დროს. ამ მნიშვნელობის განსაზღვრა შეიძლება იყოს მარტივი ან საკმაოდ რთული პროცედურა, რაც დამოკიდებულია ატომებსა და მათგან შემდგარ მოლეკულებზე. უფრო მეტიც, ზოგიერთი ელემენტის ატომს შეიძლება ჰქონდეს რამდენიმე დაჟანგვის მდგომარეობა. საბედნიეროდ, არსებობს მარტივი, ცალსახა წესები ჟანგვის მდგომარეობის დასადგენად, მათი დამაჯერებლად გამოსაყენებლად საკმარისია ქიმიისა და ალგებრის საფუძვლების ცოდნა.

ნაბიჯები

Ნაწილი 1

ჟანგვის მდგომარეობის განსაზღვრა ქიმიის კანონების მიხედვით

დაადგინეთ არის თუ არა მოცემული ნივთიერება ელემენტარული.ქიმიური ნაერთის გარეთ ატომების ჟანგვის მდგომარეობა ნულის ტოლია. ეს წესი მართალია როგორც ცალკეული თავისუფალი ატომებისგან წარმოქმნილი ნივთიერებებისთვის, ასევე მათთვის, რომლებიც შედგება ერთი ელემენტის ორი ან პოლიატომური მოლეკულისგან.

• მაგალითად, Al(s) და Cl 2-ს აქვთ დაჟანგვის მდგომარეობა 0, რადგან ორივე იმყოფება ქიმიურად შეუზღუდავ ელემენტარულ მდგომარეობაში.
• გთხოვთ გაითვალისწინოთ, რომ გოგირდის S8, ან რვაგოგირდის ალოტროპული ფორმა, მიუხედავად მისი ატიპიური სტრუქტურისა, ასევე ხასიათდება ნულოვანი ჟანგვის მდგომარეობით.

1. დაადგინეთ არის თუ არა მოცემული ნივთიერება იონებისგან.იონების ჟანგვის მდგომარეობა მათი მუხტის ტოლია. ეს ეხება როგორც თავისუფალ იონებს, ასევე მათ, ვინც ქიმიური ნაერთების ნაწილია.

   • მაგალითად, Cl-იონის დაჟანგვის მდგომარეობა არის -1.
   • ქიმიურ ნაერთში NaCl Cl იონის დაჟანგვის მდგომარეობა ასევე არის -1. ვინაიდან Na იონს, განსაზღვრებით, აქვს მუხტი +1, დავასკვნით, რომ Cl იონს აქვს მუხტი -1 და, შესაბამისად, მისი დაჟანგვის მდგომარეობა არის -1.

2. გთხოვთ გაითვალისწინოთ, რომ ლითონის იონებს შეიძლება ჰქონდეთ რამდენიმე დაჟანგვის მდგომარეობა.მრავალი მეტალის ელემენტის ატომები შეიძლება იონიზდეს სხვადასხვა ხარისხით. მაგალითად, ლითონის იონების მუხტი, როგორიცაა რკინა (Fe) არის +2 ან +3. ლითონის იონების მუხტი (და მათი დაჟანგვის მდგომარეობა) შეიძლება განისაზღვროს სხვა ელემენტების იონების მუხტებით, რომლებთანაც ლითონი ქიმიური ნაერთის ნაწილია; ტექსტში ეს მუხტი მითითებულია რომაული ციფრებით: მაგალითად, რკინას (III) აქვს +3 დაჟანგვის მდგომარეობა.

   • მაგალითად, განვიხილოთ ნაერთი, რომელიც შეიცავს ალუმინის იონს. AlCl 3 ნაერთის მთლიანი მუხტი ნულის ტოლია. ვინაიდან ჩვენ ვიცით, რომ Cl - იონებს აქვთ მუხტი -1 და ნაერთში არის 3 ასეთი იონი, იმისთვის, რომ მოცემული ნივთიერება მთლიანობაში ნეიტრალური იყოს, ალ იონს უნდა ჰქონდეს მუხტი +3. ამრიგად, ამ შემთხვევაში, ალუმინის ჟანგვის მდგომარეობაა +3.

3. ჟანგბადის დაჟანგვის მდგომარეობა არის -2 (გარკვეული გამონაკლისებით).თითქმის ყველა შემთხვევაში ჟანგბადის ატომებს აქვთ ჟანგვის მდგომარეობა -2. ამ წესის რამდენიმე გამონაკლისი არსებობს:

   • თუ ჟანგბადი ელემენტარულ მდგომარეობაშია (O2), მისი დაჟანგვის მდგომარეობა არის 0, ისევე როგორც სხვა ელემენტარული ნივთიერებების შემთხვევაში.
   • თუ ჟანგბადი შედის პეროქსიდი, მისი დაჟანგვის მდგომარეობაა -1. პეროქსიდები არის ნაერთების ჯგუფი, რომელიც შეიცავს მარტივ ჟანგბად-ჟანგბადის კავშირს (ანუ პეროქსიდის ანიონ O 2-2). მაგალითად, H 2 O 2 (წყალბადის ზეჟანგი) მოლეკულის შემადგენლობაში ჟანგბადს აქვს მუხტი და ჟანგვის მდგომარეობა -1.
   • ფტორთან შერწყმისას ჟანგბადს აქვს ჟანგვის მდგომარეობა +2, წაიკითხეთ ქვემოთ მოცემული ფტორის წესი.

4. წყალბადს აქვს +1 ჟანგვის მდგომარეობა, ზოგიერთი გამონაკლისის გარდა.როგორც ჟანგბადის შემთხვევაში, აქაც არის გამონაკლისები. როგორც წესი, წყალბადის ჟანგვის მდგომარეობაა +1 (თუ ის არ არის ელემენტარულ მდგომარეობაში H2). ამასთან, ნაერთებში, რომლებსაც ჰიდრიდებს უწოდებენ, წყალბადის ჟანგვის მდგომარეობა არის -1.

   • მაგალითად, H2O-ში წყალბადის ჟანგვის მდგომარეობაა +1, რადგან ჟანგბადის ატომს აქვს -2 მუხტი და ორი +1 მუხტია საჭირო საერთო ნეიტრალიტეტისათვის. თუმცა, ნატრიუმის ჰიდრიდის შემადგენლობაში, წყალბადის ჟანგვის მდგომარეობა უკვე არის -1, რადგან Na იონი ატარებს მუხტს +1, ხოლო მთლიანი ელექტრული ნეიტრალიტეტისთვის, წყალბადის ატომის მუხტი (და, შესაბამისად, მისი დაჟანგვის მდგომარეობა) უნდა იყოს. იყოს -1-ის ტოლი.

5. ფტორი ყოველთვისაქვს ჟანგვის მდგომარეობა -1.როგორც უკვე აღვნიშნეთ, ზოგიერთი ელემენტის (ლითონის იონები, ჟანგბადის ატომები პეროქსიდებში და ა.შ.) ჟანგვის მდგომარეობა შეიძლება განსხვავდებოდეს მთელი რიგი ფაქტორების მიხედვით. თუმცა ფტორის ჟანგვის მდგომარეობა უცვლელად არის -1. ეს აიხსნება იმით, რომ ამ ელემენტს აქვს ყველაზე მაღალი ელექტრონეგატიურობა - სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ფტორის ატომები ყველაზე ნაკლებად სურთ განშორდნენ საკუთარ ელექტრონებს და ყველაზე აქტიურად იზიდავენ უცხო ელექტრონებს. ამრიგად, მათი საფასური უცვლელი რჩება.

6. ნაერთში ჟანგვის მდგომარეობების ჯამი უდრის მის მუხტს.ქიმიურ ნაერთში ყველა ატომის ჟანგვის მდგომარეობა უნდა დაემატოს ამ ნაერთის მუხტს. მაგალითად, თუ ნაერთი ნეიტრალურია, მისი ყველა ატომის ჟანგვის მდგომარეობების ჯამი უნდა იყოს ნული; თუ ნაერთი არის პოლიატომური იონი მუხტით -1, ჟანგვის მდგომარეობების ჯამი არის -1 და ა.შ.

   • ეს კარგი საშუალებაა შესამოწმებლად - თუ ჟანგვის მდგომარეობების ჯამი არ უდრის ნაერთის მთლიან მუხტს, მაშინ სადღაც შეცდომა დაუშვით.

   Მე -2 ნაწილი

   ჟანგვის მდგომარეობის განსაზღვრა ქიმიის კანონების გამოყენების გარეშე

   1. იპოვეთ ატომები, რომლებსაც არ აქვთ მკაცრი წესები დაჟანგვის რიცხვებთან დაკავშირებით.ზოგიერთი ელემენტისთვის არ არსებობს მტკიცედ დადგენილი წესები ჟანგვის მდგომარეობის დასადგენად. თუ ატომი არ ექვემდებარება ზემოთ ჩამოთვლილ არცერთ წესს და არ იცით მისი მუხტი (მაგალითად, ატომი კომპლექსის ნაწილია და მისი მუხტი არ არის მითითებული), შეგიძლიათ განსაზღვროთ ასეთი ატომის დაჟანგვის რიცხვი. აღმოფხვრა. ჯერ განსაზღვრეთ ნაერთის ყველა სხვა ატომის მუხტი, შემდეგ კი ნაერთის ცნობილი მთლიანი მუხტიდან გამოთვალეთ მოცემული ატომის ჟანგვის მდგომარეობა.

      • მაგალითად, ნაერთში Na 2 SO 4 გოგირდის ატომის მუხტი (S) უცნობია - ჩვენ მხოლოდ ვიცით, რომ ის არ არის ნული, რადგან გოგირდი არ არის ელემენტარულ მდგომარეობაში. ეს ნაერთი კარგი მაგალითია ჟანგვის მდგომარეობის განსაზღვრის ალგებრული მეთოდის საილუსტრაციოდ.

   2. იპოვეთ ნაერთში დარჩენილი ელემენტების ჟანგვის მდგომარეობები.ზემოთ აღწერილი წესების გამოყენებით, განსაზღვრეთ ნაერთის დარჩენილი ატომების ჟანგვის მდგომარეობა. არ დაივიწყოთ წესების გამონაკლისები O, H ატომების და ა.შ.

      • Na 2 SO 4-ისთვის, ჩვენი წესების გამოყენებით, აღმოვაჩენთ, რომ Na იონის მუხტი (და შესაბამისად დაჟანგვის მდგომარეობა) არის +1, ხოლო ჟანგბადის თითოეული ატომისთვის -2.
   3. ნაერთებში, ყველა ჟანგვის მდგომარეობის ჯამი უნდა იყოს მუხტის ტოლი. მაგალითად, თუ ნაერთი არის დიატომიური იონი, ატომების ჟანგვის მდგომარეობების ჯამი უნდა ტოლი იყოს მთლიანი იონური მუხტი.
   4. ძალიან სასარგებლოა პერიოდული ცხრილის გამოყენება და იმის ცოდნა, თუ სად მდებარეობს მასში მეტალის და არალითონური ელემენტები.
   5. ელემენტარული ფორმით ატომების ჟანგვის მდგომარეობა ყოველთვის ნულის ტოლია. ერთი იონის დაჟანგვის მდგომარეობა მისი მუხტის ტოლია. პერიოდული ცხრილის 1A ჯგუფის ელემენტებს, როგორიცაა წყალბადი, ლითიუმი, ნატრიუმი, ელემენტარული ფორმით აქვთ +1 ჟანგვის მდგომარეობა; 2A ჯგუფის ლითონებს, როგორიცაა მაგნიუმი და კალციუმი, აქვთ ჟანგვის მდგომარეობა +2 ელემენტარული ფორმით. ჟანგბადს და წყალბადს, ქიმიური ბმის ტიპის მიხედვით, შეიძლება ჰქონდეს 2 განსხვავებული დაჟანგვის მდგომარეობა.

სწორად განთავსება ჟანგვის მდგომარეობები, თქვენ უნდა გახსოვდეთ ოთხი წესი.

1) მარტივ ნივთიერებაში ნებისმიერი ელემენტის ჟანგვის მდგომარეობა არის 0. მაგალითები: Na 0, H 0 2, P 0 4.

2) უნდა გახსოვდეთ ის ელემენტები, რომლებიც დამახასიათებელია მუდმივი ჟანგვის მდგომარეობა. ყველა მათგანი ჩამოთვლილია ცხრილში.

3) ელემენტის უმაღლესი დაჟანგვის მდგომარეობა, როგორც წესი, ემთხვევა იმ ჯგუფის რაოდენობას, რომელშიც ელემენტი მდებარეობს (მაგალითად, ფოსფორი არის V ჯგუფში, ფოსფორის ყველაზე მაღალი ს.დ. არის +5). მნიშვნელოვანი გამონაკლისები: F, O.

4) სხვა ელემენტების ჟანგვის მდგომარეობების ძიება ემყარება მარტივ წესს:

ნეიტრალურ მოლეკულაში ყველა ელემენტის ჟანგვის მდგომარეობების ჯამი არის ნული, ხოლო იონში - იონის მუხტი.

რამდენიმე მარტივი მაგალითი ჟანგვის მდგომარეობის დასადგენად

მაგალითი 1. აუცილებელია ამიაკის ელემენტების ჟანგვის მდგომარეობების პოვნა (NH 3).

გამოსავალი. ჩვენ უკვე ვიცით (იხ. 2), რომ ხელოვნება. ᲙᲐᲠᲒᲘ. წყალბადი არის +1. რჩება აზოტის ამ მახასიათებლის პოვნა. მოდით x იყოს სასურველი დაჟანგვის მდგომარეობა. ჩვენ ვქმნით უმარტივეს განტოლებას: x + 3 (+1) = 0. ამონახსნი აშკარაა: x = -3. პასუხი: N -3 H 3 +1.

მაგალითი 2. მიუთითეთ ყველა ატომის დაჟანგვის მდგომარეობა H 2 SO 4 მოლეკულაში.

გამოსავალი. უკვე ცნობილია წყალბადისა და ჟანგბადის დაჟანგვის მდგომარეობები: H(+1) და O(-2). გოგირდის დაჟანგვის მდგომარეობის დასადგენად ვქმნით განტოლებას: 2 (+1) + x + 4 (-2) = 0. ამ განტოლების ამოხსნით ვპოულობთ: x = +6. პასუხი: H +1 2 S +6 O -2 4.

მაგალითი 3. გამოთვალეთ ყველა ელემენტის დაჟანგვის მდგომარეობა Al(NO 3) 3 მოლეკულაში.

გამოსავალი. ალგორითმი უცვლელი რჩება. ალუმინის ნიტრატის „მოლეკულის“ შემადგენლობაში შედის Al-ის ერთი ატომი (+3), ჟანგბადის 9 ატომი (-2) და 3 აზოტის ატომები, რომელთა ჟანგვის მდგომარეობა უნდა გამოვთვალოთ. შესაბამისი განტოლებაა: 1 (+3) + 3x + 9 (-2) = 0. პასუხი: Al +3 (N +5 O -2 3) 3.

მაგალითი 4. განსაზღვრეთ ყველა ატომის ჟანგვის მდგომარეობა (AsO 4) 3- იონში.

გამოსავალი. ამ შემთხვევაში, ჟანგვის მდგომარეობების ჯამი აღარ იქნება ნულის ტოლი, არამედ იონის მუხტის, ანუ -3. განტოლება: x + 4 (-2) = -3. პასუხი: როგორც(+5), ო(-2).

რა უნდა გააკეთოს, თუ ორი ელემენტის ჟანგვის მდგომარეობა უცნობია

შესაძლებელია თუ არა ერთდროულად რამდენიმე ელემენტის ჟანგვის მდგომარეობის დადგენა მსგავსი განტოლების გამოყენებით? თუ ამ პრობლემას მათემატიკური თვალსაზრისით განვიხილავთ, პასუხი უარყოფითი იქნება. ორი ცვლადის მქონე წრფივ განტოლებას არ შეიძლება ჰქონდეს უნიკალური ამონახსნი. მაგრამ ჩვენ ვხსნით არა მხოლოდ განტოლებას!

მაგალითი 5. განსაზღვრეთ ყველა ელემენტის ჟანგვის მდგომარეობა (NH 4) 2 SO 4-ში.

გამოსავალი. ცნობილია წყალბადისა და ჟანგბადის დაჟანგვის მდგომარეობა, მაგრამ გოგირდისა და აზოტის არა. ორი უცნობი პრობლემის კლასიკური მაგალითი! ჩვენ განვიხილავთ ამონიუმის სულფატს არა როგორც ერთ „მოლეკულას“, არამედ როგორც ორი იონის კომბინაციას: NH 4 + და SO 4 2-. ჩვენთვის ცნობილია იონების მუხტები; თითოეული მათგანი შეიცავს მხოლოდ ერთ ატომს უცნობი ჟანგვის მდგომარეობით. წინა პრობლემების გადაჭრაში მიღებული გამოცდილების გამოყენებით, ჩვენ ადვილად ვიპოვით აზოტისა და გოგირდის ჟანგვის მდგომარეობებს. პასუხი: (N -3 H 4 +1) 2 S +6 O 4 -2.

დასკვნა: თუ მოლეკულა შეიცავს რამდენიმე ატომს უცნობი ჟანგვის მდგომარეობით, შეეცადეთ მოლეკულა "გაყოთ" რამდენიმე ნაწილად.

როგორ მოვაწყოთ ჟანგვის მდგომარეობები ორგანულ ნაერთებში

მაგალითი 6. მიუთითეთ ყველა ელემენტის ჟანგვის მდგომარეობა CH 3 CH 2 OH.

გამოსავალი. ორგანულ ნაერთებში ჟანგვის მდგომარეობის პოვნას თავისი სპეციფიკა აქვს. კერძოდ, აუცილებელია ცალ-ცალკე ვიპოვოთ ჟანგვის მდგომარეობები თითოეული ნახშირბადის ატომისთვის. შეგიძლიათ მსჯელობა შემდეგნაირად. განვიხილოთ, მაგალითად, ნახშირბადის ატომი მეთილის ჯგუფში. ეს C ატომი დაკავშირებულია 3 წყალბადის ატომთან და მეზობელ ნახშირბადის ატომთან. C-H ბმის გასწვრივ ელექტრონის სიმკვრივე გადადის ნახშირბადის ატომისკენ (რადგან C-ის ელექტრონეგატიურობა აღემატება წყალბადის EO-ს). თუ ეს გადაადგილება სრული იქნებოდა, ნახშირბადის ატომი შეიძენს მუხტს -3.

C ატომი -CH 2 OH ჯგუფში არის დაკავშირებული ორ წყალბადის ატომთან (ელექტრონის სიმკვრივის ცვლა C-მდე), ერთ ჟანგბადის ატომთან (ელექტრონის სიმკვრივის ცვლა O-მდე) და ერთ ნახშირბადის ატომთან (შეიძლება ვივარაუდოთ, რომ ცვლა ელექტრონის სიმკვრივეში ამ შემთხვევაში არ ხდება). ნახშირბადის ჟანგვის მდგომარეობაა -2 +1 +0 = -1.

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

არ აურიოთ ცნებები "ვალენტობა" და "დაჟანგვის მდგომარეობა"!

ოქსიდაციის რიცხვს ხშირად ურევენ ვალენტურობას. არ დაუშვათ ეს შეცდომა. მე ჩამოვთვლი მთავარ განსხვავებებს:

• ჟანგვის მდგომარეობას აქვს ნიშანი (+ ან -), ვალენტობა არა;
• ჟანგვის მდგომარეობა შეიძლება იყოს ნულოვანი, თუნდაც რთულ ნივთიერებაში; ნულის ტოლი ვალენტობა ნიშნავს, როგორც წესი, რომ მოცემული ელემენტის ატომი არ არის დაკავშირებული სხვა ატომებთან (ჩვენ არ განვიხილავთ რაიმე სახის ინკლუზიურ ნაერთებს და სხვა „ეგზოტიკებს“ აქ);
• ჟანგვის მდგომარეობა არის ფორმალური კონცეფცია, რომელიც რეალურ მნიშვნელობას იძენს მხოლოდ იონური ბმების მქონე ნაერთებში; პირიქით, "ვალენტობის" კონცეფცია ყველაზე მოსახერხებელია კოვალენტურ ნაერთებთან მიმართებაში.

ჟანგვის მდგომარეობა (უფრო ზუსტად, მისი მოდული) ხშირად რიცხობრივად უდრის ვალენტობას, მაგრამ უფრო ხშირად ეს მნიშვნელობები არ ემთხვევა. მაგალითად, CO 2-ში ნახშირბადის დაჟანგვის მდგომარეობა არის +4; C-ის ვალენტობაც IV-ის ტოლია. მაგრამ მეთანოლში (CH 3 OH) ნახშირბადის ვალენტობა იგივე რჩება და C-ის დაჟანგვის მდგომარეობა -1-ის ტოლია.

მოკლე ტესტი თემაზე "ჟანგვის მდგომარეობა"

დაუთმეთ რამდენიმე წუთი ამ თემის გაგებას. თქვენ უნდა უპასუხოთ ხუთ მარტივ კითხვას. Წარმატებები!

ქიმიური ელემენტი ნაერთში, გამოითვლება იმ დაშვებით, რომ ყველა ბმა იონურია.

ჟანგვის მდგომარეობას შეიძლება ჰქონდეს დადებითი, უარყოფითი ან ნულოვანი მნიშვნელობა, ამიტომ მოლეკულაში ელემენტების ჟანგვის მდგომარეობების ალგებრული ჯამი, მათი ატომების რაოდენობის გათვალისწინებით, უდრის 0-ს, ხოლო იონში - იონის მუხტი. .

1. ნაერთებში ლითონების ჟანგვის მდგომარეობა ყოველთვის დადებითია.

2. უმაღლესი ჟანგვის მდგომარეობა შეესაბამება პერიოდული ცხრილის ჯგუფის რაოდენობას, სადაც ელემენტი მდებარეობს (გამონაკლისია: აუ +3(I ჯგუფი), Cu +2(II), VIII ჯგუფიდან +8 ჟანგვის მდგომარეობა მხოლოდ ოსმიუმში გვხვდება ოსდა რუთენიუმი რუ.

3. არამეტალების დაჟანგვის მდგომარეობები დამოკიდებულია იმაზე, თუ რომელ ატომს უკავშირდება იგი:

• თუ ლითონის ატომთან, მაშინ ჟანგვის მდგომარეობა უარყოფითია;
• თუ არალითონის ატომთან ერთად, მაშინ ჟანგვის მდგომარეობა შეიძლება იყოს დადებითი ან უარყოფითი. ეს დამოკიდებულია ელემენტების ატომების ელექტრონეგატიურობაზე.

4. არამეტალების უმაღლესი უარყოფითი დაჟანგვის მდგომარეობა შეიძლება განისაზღვროს 8-დან იმ ჯგუფის რიცხვის გამოკლებით, რომელშიც ელემენტი მდებარეობს, ე.ი. უმაღლესი დადებითი დაჟანგვის მდგომარეობა უდრის ელექტრონების რაოდენობას გარე შრეში, რომელიც შეესაბამება ჯგუფის რიცხვს.

5. მარტივი ნივთიერებების დაჟანგვის მდგომარეობები არის 0, მიუხედავად იმისა, არის ეს ლითონი თუ არალითონი.

ელემენტები მუდმივი ჟანგვის მდგომარეობით.

ელემენტი	დამახასიათებელი ჟანგვის მდგომარეობა	გამონაკლისები
		ლითონის ჰიდრიდები: LIH -1
		ჟანგვის მდგომარეობანაწილაკების პირობით მუხტს უწოდებენ იმ ვარაუდით, რომ ბმა მთლიანად გატეხილია (იონური ხასიათი აქვს). ჰ- კლ = ჰ + + კლ - , მარილმჟავაში ბმა პოლარული კოვალენტურია. ელექტრონული წყვილი უფრო მეტად არის გადაადგილებული ატომისკენ კლ - , იმიტომ ეს უფრო ელექტროუარყოფითი ელემენტია. როგორ განვსაზღვროთ ჟანგვის მდგომარეობა? ელექტრონეგატიურობაეს არის ატომების უნარი, მიიზიდონ ელექტრონები სხვა ელემენტებიდან. ჟანგვის ნომერი მითითებულია ელემენტის ზემოთ: ძმ 2 0 , Na 0 , O +2 F 2 -1 ,კ + კლ - და ა.შ. ეს შეიძლება იყოს უარყოფითი და დადებითი. მარტივი ნივთიერების ჟანგვის მდგომარეობა (შეუკავშირებელი, თავისუფალი მდგომარეობა) არის ნული. ნაერთების უმეტესობისთვის ჟანგბადის დაჟანგვის მდგომარეობა არის -2 (გამონაკლისი არის პეროქსიდები H 2 O 2, სადაც ის უდრის -1 და ნაერთები ფტორთან - ო +2 ფ 2 -1 , ო 2 +1 ფ 2 -1 ). - დაჟანგვის მდგომარეობამარტივი მონოატომური იონის ტოლია მისი მუხტი: ნა + , დაახ +2 . წყალბადს მის ნაერთებში აქვს ჟანგვის მდგომარეობა +1 (გამონაკლისია ჰიდრიდები - ნა + ჰ - და აკრიფეთ კავშირები C +4 ჰ 4 -1 ). ლითონ-არამეტალურ ობლიგაციებში, უარყოფითი ჟანგვის მდგომარეობა არის ის ატომი, რომელსაც აქვს უფრო დიდი ელექტრონეგატიურობა (მონაცემები ელექტროუარყოფითობის შესახებ მოცემულია პაულინგის მასშტაბით): ჰ + ფ - , კუ + ძმ - , დაახ +2 (არა 3 ) - და ა.შ. ქიმიურ ნაერთებში ჟანგვის ხარისხის განსაზღვრის წესები. ავიღოთ კავშირი KMnO 4 , აუცილებელია მანგანუმის ატომის ჟანგვის მდგომარეობის დადგენა. მსჯელობა: კალიუმი არის ტუტე მეტალი პერიოდული ცხრილის I ჯგუფში და, შესაბამისად, აქვს მხოლოდ დადებითი დაჟანგვის მდგომარეობა +1. ჟანგბადს, როგორც ცნობილია, მისი ნაერთების უმეტესობაში აქვს ჟანგვის მდგომარეობა -2. ეს ნივთიერება არ არის პეროქსიდი, რაც იმას ნიშნავს, რომ ის არ არის გამონაკლისი. ადგენს განტოლებას: K+Mn X O 4 -2 დაე X- ჩვენთვის უცნობია მანგანუმის ჟანგვის მდგომარეობა. კალიუმის ატომების რაოდენობაა 1, მანგანუმის - 1, ჟანგბადის - 4. დადასტურებულია, რომ მოლეკულა მთლიანობაში ელექტრული ნეიტრალურია, ამიტომ მისი მთლიანი მუხტი უნდა იყოს ნული. 1*(+1) + 1*(X) + 4(-2) = 0, X = +7, ეს ნიშნავს, რომ მანგანუმის ჟანგვის მდგომარეობა კალიუმის პერმანგანატში = +7. ავიღოთ ოქსიდის კიდევ ერთი მაგალითი Fe2O3. აუცილებელია რკინის ატომის ჟანგვის მდგომარეობის დადგენა. მსჯელობა: რკინა არის მეტალი, ჟანგბადი არის არალითონი, რაც ნიშნავს, რომ ჟანგბადი იქნება ჟანგვის აგენტი და ექნება უარყოფითი მუხტი. ჩვენ ვიცით, რომ ჟანგბადს აქვს ჟანგვის მდგომარეობა -2. ჩვენ ვითვლით ატომების რაოდენობას: რკინა - 2 ატომი, ჟანგბადი - 3. ჩვენ ვქმნით განტოლებას, სადაც X- რკინის ატომის ჟანგვის მდგომარეობა: 2*(X) + 3*(-2) = 0, დასკვნა: ამ ოქსიდში რკინის ჟანგვის მდგომარეობაა +3. მაგალითები.განსაზღვრეთ მოლეკულაში ყველა ატომის დაჟანგვის მდგომარეობა. 1. K2Cr2O7. ჟანგვის მდგომარეობა K +1, ჟანგბადი O -2. მოცემული ინდექსები: O=(-2)×7=(-14), K=(+1)×2=(+2). იმიტომ რომ მოლეკულაში ელემენტების ჟანგვის მდგომარეობების ალგებრული ჯამი, მათი ატომების რაოდენობის გათვალისწინებით, უდრის 0-ს, მაშინ დადებითი დაჟანგვის მდგომარეობების რაოდენობა უდრის უარყოფითთა რაოდენობას. ჟანგვის მდგომარეობები K+O=(-14)+(+2)=(-12). აქედან გამომდინარეობს, რომ ქრომის ატომს აქვს 12 დადებითი ძალა, მაგრამ მოლეკულაში არის 2 ატომი, რაც ნიშნავს, რომ ატომზე არის (+12): 2 = (+6). პასუხი: K 2 + Cr 2 +6 O 7 -2. 2.(AsO 4) 3- . ამ შემთხვევაში ჟანგვის მდგომარეობების ჯამი აღარ იქნება ნულის ტოლი, არამედ იონის მუხტის, ე.ი. - 3. შევქმნათ განტოლება: x+4×(- 2)= - 3 . პასუხი: (როგორც +5 O 4 -2) 3- .