Aký je oxidačný stav? Ako určiť oxidačný stav prvkov? Pojem oxidačného stavu

Časť I

1. Oxidačný stav (s.o.) je konvenčný náboj atómov chemického prvku v komplexnej látke vypočítaný na základe predpokladu, že pozostáva z jednoduchých iónov.

Mali by ste vedieť!

1) V súvislosti s. O. vodík = +1, okrem hydridov.
2) V súvislosti s. O. kyslík = -2, okrem peroxidov a fluoridy
3) Oxidačný stav kovov je vždy kladný.

Pre kovy hlavných podskupín prvých troch skupín s. O. konštanta:
Kovy skupiny IA - str. O. = +1,
Kovy skupiny IIA - str. O. = +2,
Kovy skupiny IIIA - str. O. = +3.
4) Vo voľných atómoch a jednoduchých látkach s. O. = 0.
5) Celkom s. O. všetky prvky v spojení = 0.

2. Spôsob tvorenia mien dvojprvkové (binárne) zlúčeniny.

4. Vyplňte tabuľku „Názvy a vzorce binárnych zlúčenín“.

5. Určte oxidačný stav prvku komplexnej zlúčeniny zvýrazneného písmom.

Časť II

1. Určte oxidačné stavy chemických prvkov v zlúčeninách pomocou ich vzorcov. Zapíšte si názvy týchto látok.

2. Oddeľte látky FeO, Fe2O3, CaCl2, AlBr3, CuO, K2O, BaCl2, SO3do dvoch skupín. Zapíšte si názvy látok s uvedením ich oxidačných stavov.

3. Vytvorte súlad medzi názvom a oxidačným stavom atómu chemického prvku a vzorcom zlúčeniny.

4. Vytvorte vzorce pre látky podľa názvu.

5. Koľko molekúl obsahuje 48 g oxidu sírového?

6. Pomocou internetu a iných zdrojov informácií pripravte správu o použití ľubovoľnej binárnej zlúčeniny podľa nasledujúceho plánu:
1) vzorec;
2) meno;
3) vlastnosti;
4) aplikácia.

H2O voda, oxid vodíka.
Voda je za normálnych podmienok tekutá, bezfarebná, bez zápachu a modrá v hrubej vrstve. Bod varu je približne 100 ⁰С. Je dobrým rozpúšťadlom. Molekula vody pozostáva z dvoch atómov vodíka a jedného atómu kyslíka, to je jej kvalitatívne a kvantitatívne zloženie. Ide o komplexnú látku, ktorá sa vyznačuje nasledujúcimi chemickými vlastnosťami: interakcia s alkalickými kovmi, kovmi alkalických zemín. Výmenné reakcie s vodou sa nazývajú hydrolýza. Tieto reakcie majú veľký význam v chémii.

7. Oxidačný stav mangánu v zlúčenine K2MnO4 sa rovná:
3) +6

8. Chróm má najnižší oxidačný stav v zlúčenine, ktorej vzorec je:
1) Cr203

9. Chlór vykazuje svoj maximálny oxidačný stav v zlúčenine, ktorej vzorec je:
3) Cl207

Inštrukcie

V dôsledku toho vzniká komplexná zlúčenina - hydrogéntetrachlóraurát. Komplexotvorným činidlom v ňom je ión zlata, ligandy sú ióny chlóru a vonkajšia guľa je vodíkový ión. Ako určiť stupne oxidácia prvky v tomto komplexe spojenie?

Najprv určte, ktorý z prvkov tvoriacich molekulu je najviac elektronegatívny, teda ktorý k sebe pritiahne celkovú hustotu elektrónov. Toto je chlór, pretože sa nachádza v pravej hornej časti periodickej tabuľky a je na druhom mieste po fluóre a kyslíku. Preto jeho stupňa oxidácia bude mať znamienko mínus. Aká je veľkosť stupňa oxidácia chlór?

Chlór, rovnako ako všetky ostatné halogény, sa nachádza v 7. skupine periodickej tabuľky, jeho vonkajšia elektronická hladina obsahuje 7 elektrónov. Potiahnutím ďalšieho elektrónu na túto úroveň sa presunie do stabilnej polohy. Tak to je stupňa oxidácia sa bude rovnať -1. A keďže v tomto komplexe spojenieštyri ióny chlóru, potom bude celkový náboj -4.

Ale súčet veličín stupňov oxidácia prvkov, ktoré tvoria molekulu, sa musia rovnať nule, pretože každá molekula je elektricky neutrálna. -4 teda musí byť vyvážené kladným nábojom +4 v dôsledku vodíka a zlata.

Budete potrebovať

• Školská učebnica chémie 8-9 od ľubovoľného autora, periodická tabuľka, tabuľka elektronegativity prvkov (vytlačené v školských učebniciach chémie).

Inštrukcie

Na začiatok je potrebné uviesť, že stupeň je pojem, ktorý preberá súvislosti, to znamená, že sa neponára do štruktúry. Ak je prvok vo voľnom stave, potom je to najjednoduchší prípad - vzniká jednoduchá látka, čo znamená stupeň oxidácia rovná sa nule. Napríklad vodík, kyslík, dusík, fluór atď.

V zložitých látkach je všetko iné: elektróny medzi atómami sú rozdelené nerovnomerne a je to presne stupeň oxidácia pomáha určiť počet odovzdaných alebo prijatých elektrónov. stupňa oxidácia môže byť pozitívny aj negatívny. Keď sú pozitívne, elektróny sa odovzdávajú, keď sú negatívne, elektróny sú prijímané. Niektoré prvky vášho titulu oxidácia zachované v rôznych zlúčeninách, ale mnohé sa v tejto vlastnosti nelíšia. Musíte si zapamätať dôležité pravidlo - súčet stupňov oxidácia vždy rovný nule. Najjednoduchším príkladom je plyn CO: s vedomím, že stupeň oxidácia kyslík je vo veľkej väčšine prípadov -2 a pomocou vyššie uvedeného pravidla môžete vypočítať stupeň oxidácia pre C. V súčte s -2 dáva nula iba +2, čo znamená stupeň oxidácia uhlík +2. Skomplikujme problém a zoberme si plyn CO2 na výpočty: stupeň oxidácia kyslík stále zostáva -2, ale v tomto prípade existujú dve molekuly. Preto (-2) * 2 = (-4). Číslo, ktoré dáva súčet -4 a dáva nulu, +4, to znamená, že v tomto plyne má stupeň oxidácia+4. Zložitejší príklad: H2SO4 - vodík má stupeň oxidácia+1, kyslík -2. V tejto zlúčenine sú 2 vodíky a 4 kyslíky, t.j. bude +2 a -8. Aby ste získali celkovú nulu, musíte pridať 6 plusov. Takže titul oxidácia síra +6.

Keď je ťažké určiť, kde je v zlúčenine plus a kde mínus, je potrebná elektronegativita (dá sa ľahko nájsť vo všeobecnej učebnici). Kovy majú často kladný stupeň oxidácia a nekovy sú negatívne. Ale napríklad PI3 - oba prvky sú nekovy. Tabuľka ukazuje, že elektronegativita jódu je 2,6 a 2,2. Pri porovnaní sa ukazuje, že 2,6 je väčšie ako 2,2, to znamená, že elektróny sú priťahované k jódu (jód má záporný stupeň oxidácia). Podľa uvedených jednoduchých príkladov ľahko určíte stupeň oxidácia akýkoľvek prvok v spojeniach.

Poznámka

Nie je potrebné zamieňať kovy a nekovy, potom sa bude ľahšie nájsť oxidačný stav a nebude sa zmiasť.

stupňa oxidácia sa nazýva podmienený náboj atómu v molekule. Predpokladá sa, že všetky väzby majú iónový charakter. Inými slovami, oxidácia charakterizuje schopnosť prvku vytvárať iónovú väzbu.

Budete potrebovať

• - Mendelejevov stôl.

Inštrukcie

V zlúčenine sa súčet síl atómov rovná náboju tejto zlúčeniny. To znamená, že v jednoduchej látke, napríklad Na alebo H2, stupeň oxidácia prvok je nula.

stupňa oxidácia kyslík v zlúčeninách je zvyčajne -2. Napríklad vo vode H2O sú dva atómy vodíka a jeden atóm kyslíka. Skutočne, -2+1+1 = 0 - na ľavej strane výrazu je súčet mocnin oxidácia všetky atómy obsiahnuté v zlúčenine. V CaO má vápnik stupeň oxidácia+2 a - -2. Výnimkou sú zlúčeniny OF2 a H2O2.
U stupňa oxidácia vždy rovné -1.

Zvyčajne maximálny kladný stupeň oxidácia prvok sa zhoduje s číslom jeho skupiny v periodickej tabuľke prvkov. Maximálny stupeň oxidácia rovný prvku mínus osem. Príkladom je chlór v siedmej skupine. 7-8 = -1 - stupeň oxidácia. Výnimkou z tohto pravidla je fluór, kyslík a železo - najvyšší stupeň oxidácia nižšie je číslo ich skupiny. Prvky podskupiny medi majú najvyšší stupeň oxidácia viac ako 1.

Zdroje:

• Oxidačný stav prvkov v roku 2018

stupňa oxidácia element je podmienený náboj atómov chemického prvku v zlúčenine vypočítaný za predpokladu, že zlúčeniny pozostávajú iba z iónov. Môžu mať kladné, záporné alebo nulové hodnoty. Pre kovy sú oxidačné stavy vždy pozitívne, pre nekovy môžu byť pozitívne aj negatívne. Závisí to od toho, ku ktorému atómu je atóm nekovu pripojený.

Inštrukcie

Poznámka

Stupeň oxidácie môže mať zlomkové hodnoty, napríklad v magnetickej železnej rude Fe2O3 je +8/3.

Zdroje:

• "Príručka chémie", G.P. Khomchenko, 2005.

Oxidačný stav je charakteristický pre prvky, ktoré sa často nachádzajú v učebniciach chémie. Úloh zameraných na určenie tohto stupňa je veľké množstvo a mnohé z nich spôsobujú školákom a študentom ťažkosti. Ale dodržiavaním určitého algoritmu sa týmto ťažkostiam dá vyhnúť.

Budete potrebovať

• - periodický systém chemických prvkov (tabuľka D.I. Mendelejeva).

Inštrukcie

Pamätajte na jedno všeobecné pravidlo: každý prvok v jednoduchej látke sa rovná nule (jednoduché látky: Na, Mg, Al, - t.j. látky pozostávajúce z jedného prvku). Ak chcete látku identifikovať, najprv ju jednoducho zapíšte bez straty indexov - čísel umiestnených v pravej dolnej časti vedľa symbolu prvku. Príkladom môže byť síra - H2SO4.

Ďalej otvorte tabuľku D.I. Mendelejeva a nájdite stupeň prvku najviac vľavo vo vašej látke – v prípade tohto príkladu. Podľa existujúceho pravidla bude jeho oxidačný stav vždy kladný a je napísaný so znamienkom „+“, pretože vo vzorci látky zaberá pozíciu úplne vľavo. Na určenie číselnej hodnoty oxidačného stavu venujte pozornosť polohe prvku vzhľadom na skupiny. Vodík je v prvej skupine, preto je jeho oxidačný stav +1, ale keďže v síre sú dva atómy vodíka (ukazuje nám to index), napíšte nad jeho symbol +2.

Potom určite oxidačný stav prvku, ktorý je v vstupe úplne vpravo - v tomto prípade kyslík. Jeho podmienené (alebo oxidačné číslo) bude vždy záporné, pretože v zázname látky zaberá správnu pozíciu. Toto pravidlo platí vo všetkých prípadoch. Číselná hodnota pravého prvku sa zistí odčítaním čísla 8 od jeho skupinového čísla.V tomto prípade je oxidačný stav kyslíka -2 (6-8=-2), berúc do úvahy index - -8.

Ak chcete nájsť podmienený náboj atómu tretieho prvku, použite pravidlo - súčet oxidačných stavov všetkých prvkov sa musí rovnať nule. To znamená, že podmienený náboj atómu kyslíka v látke sa bude rovnať +6: (+2)+(+6)+(-8)=0. Potom napíšte +6 nad symbol síry.

Zdroje:

• ako oxidačné stavy chemických prvkov

Fosfor je chemický prvok s 15. poradovým číslom v periodickej tabuľke. Nachádza sa v jej V skupine. Klasický nekov, ktorý objavil alchymista Brand v roku 1669. Existujú tri hlavné modifikácie fosforu: červená (súčasť zmesi na osvetlenie zápaliek), biela a čierna. Pri veľmi vysokých tlakoch (asi 8,3 * 10^10 Pa) sa čierny fosfor transformuje do iného alotropického stavu („kovový fosfor“) a začne viesť prúd. fosfor v rôznych látkach?

Inštrukcie

Pamätajte, titul. Toto je hodnota zodpovedajúca náboju iónu v molekule za predpokladu, že elektrónové páry, ktoré vykonávajú väzbu, sú posunuté smerom k elektronegatívnejšiemu prvku (umiestnenému vpravo a vyššie v periodickej tabuľke).

Musíte tiež poznať hlavnú podmienku: súčet elektrických nábojov všetkých iónov, ktoré tvoria molekulu, sa pri zohľadnení koeficientov musí vždy rovnať nule.

Oxidačný stav sa nie vždy kvantitatívne zhoduje s valenciou. Najlepším príkladom je uhlík, ktorý má v organických látkach vždy hodnotu 4 a oxidačný stav sa môže rovnať -4, 0, +2 a +4.

Aký je oxidačný stav napríklad molekuly fosfínu PH3? Keď zvážime všetky veci, na túto otázku je veľmi ľahké odpovedať. Keďže vodík je úplne prvým prvkom v periodickej tabuľke, podľa definície sa tam nemôže nachádzať „vpravo a vyššie“ ako . Preto je to fosfor, ktorý priťahuje vodíkové elektróny.

Každý atóm vodíka, ktorý stratil elektrón, sa zmení na kladne nabitý oxidačný ión +1. Preto je celkový kladný náboj +3. To znamená, že ak vezmeme do úvahy pravidlo, že celkový náboj molekuly je nula, oxidačný stav fosforu v molekule fosfínu je -3.

Aký je oxidačný stav fosforu v oxide P2O5? Vezmite si periodickú tabuľku. Kyslík sa nachádza v skupine VI, vpravo od fosforu, a tiež vyššie, preto je určite elektronegatívny. To znamená, že oxidačný stav kyslíka v tejto zlúčenine bude mať znamienko mínus a fosfor bude mať znamienko plus. Aké sú tieto stupne, aby bola molekula ako celok neutrálna? Ľahko zistíte, že najmenší spoločný násobok čísel 2 a 5 je 10. Preto je oxidačný stav kyslíka -2 a fosforu +5.

Úlohou určenia oxidačného stavu môže byť buď jednoduchá formalita, alebo zložitá hádanka. V prvom rade to bude závisieť od vzorca chemickej zlúčeniny, ako aj od dostupnosti základných vedomostí z chémie a matematiky.

Každý, kto pozná základné pravidlá a algoritmus sekvenčne logických akcií, o ktorých sa bude diskutovať v tomto článku pri riešení problémov tohto typu, sa s touto úlohou ľahko vyrovná. A potom, čo si precvičíte a naučíte sa určovať oxidačné stavy rôznych chemických zlúčenín, môžete bezpečne prevziať úlohu vyrovnávania zložitých redoxných reakcií zostavením elektronickej váhy.

Pojem oxidačného stavu

Aby ste sa naučili, ako určiť stupeň oxidácie, musíte najprv pochopiť, čo tento pojem znamená?

• Oxidačné číslo sa používa pri písaní v redoxných reakciách, keď sa elektróny prenášajú z atómu na atóm.
• Oxidačný stav zaznamenáva počet prenesených elektrónov, čo naznačuje podmienený náboj atómu.
• Oxidačný stav a valencia sú často identické.

Toto označenie je napísané navrchu chemického prvku v jeho pravom rohu a je to celé číslo so znamienkom „+“ alebo „-“. Nulová hodnota oxidačného stavu nenesie znamienko.

Pravidlá určovania stupňa oxidácie

Zoberme si hlavné kánony na určenie oxidačného stavu:

• Jednoduché elementárne látky, teda tie, ktoré pozostávajú z jedného typu atómu, budú mať vždy nulový oxidačný stav. Napríklad Na0, H02, P04
• Existuje množstvo atómov, ktoré majú vždy jeden, konštantný, oxidačný stav. Je lepšie si zapamätať hodnoty uvedené v tabuľke.

• Ako vidíte, jediná výnimka nastáva pri vodíku v kombinácii s kovmi, kde získava oxidačný stav „-1“, ktorý preň nie je charakteristický.
• Kyslík tiež nadobúda oxidačný stav "+2" v chemickej zlúčenine s fluórom a "-1" v peroxidových, superoxidových alebo ozonidových zlúčeninách, kde sú atómy kyslíka navzájom viazané.

• Kovové ióny majú niekoľko oxidačných stavov (a iba kladné), takže je to určené susednými prvkami v zlúčenine. Napríklad v FeCl3 má chlór oxidačný stav „-1“, má 3 atómy, takže vynásobíme -1 3, dostaneme „-3“. Aby bol súčet oxidačných stavov zlúčeniny „0“, železo musí mať oxidačný stav „+3“. Vo vzorci FeCl2 železo podľa toho zmení svoj stupeň na „+2“.
• Matematickým sčítaním oxidačných stavov všetkých atómov vo vzorci (berúc do úvahy znamienka) by sa mala vždy získať nulová hodnota. Napríklad v kyseline chlorovodíkovej H+1Cl-1 (+1 a -1 = 0) a v kyseline sírovej H2+1S+4O3-2 (+1 * 2 = +2 pre vodík, +4 pre síru a -2 * 3 = – 6 pre kyslík; +6 a -6 súčet tvoria 0).
• Oxidačný stav monatomického iónu sa bude rovnať jeho náboju. Napríklad: Na+, Ca+2.
• Najvyšší oxidačný stav spravidla koreluje s číslom skupiny v periodickom systéme D.I. Mendelejeva.

Algoritmus na určenie stupňa oxidácie

Poradie hľadania oxidačného stavu nie je zložité, ale vyžaduje si pozornosť a určité akcie.

Úloha: usporiadať oxidačné stavy v zlúčenine KMnO4

• Prvý prvok, draslík, má konštantný oxidačný stav „+1“.
  Ak chcete skontrolovať, môžete sa pozrieť na periodickú tabuľku, kde je draslík v skupine 1 prvkov.
• Zo zvyšných dvoch prvkov má kyslík oxidačný stav -2.
• Dostaneme nasledujúci vzorec: K+1MnxO4-2. Zostáva určiť oxidačný stav mangánu.
  Takže x je nám neznámy oxidačný stav mangánu. Teraz je dôležité venovať pozornosť počtu atómov v zlúčenine.
  Počet atómov draslíka je 1, mangánu je 1, kyslíka je 4.
  Berúc do úvahy elektrickú neutralitu molekuly, keď je celkový (celkový) náboj nulový,

1*(+1) + 1*(x) + 4(-2) = 0,
+1+1х+(-8) = 0,
-7+1x = 0,
(pri prenose meníme znamienko)
1x = +7, x = +7

Oxidačný stav mangánu v zlúčenine je teda „+7“.

Úloha: usporiadať oxidačné stavy v zlúčenine Fe2O3.

• Kyslík, ako je známe, má oxidačný stav „-2“ a pôsobí ako oxidačné činidlo. Ak vezmeme do úvahy počet atómov (3), celková hodnota kyslíka je „-6“ (-2*3= -6), t.j. vynásobte oxidačné číslo počtom atómov.
• Na vyváženie vzorca a jeho zníženie na nulu budú mať 2 atómy železa oxidačný stav „+3“ (2*+3=+6).
• Súčet je nula (-6 a +6 = 0).

Úloha: usporiadať oxidačné stavy v zlúčenine Al(NO3)3.

• Existuje len jeden atóm hliníka a má konštantný oxidačný stav „+3“.
• V molekule je 9 atómov kyslíka (3*3), oxidačný stav kyslíka, ako je známe, je „-2“, čo znamená, že vynásobením týchto hodnôt dostaneme „-18“.
• Zostáva vyrovnať záporné a kladné hodnoty, čím sa určí stupeň oxidácie dusíka. Chýba -18 a +3, + 15. A vzhľadom na to, že existujú 3 atómy dusíka, je ľahké určiť jeho oxidačný stav: vydeľte 15 3 a získajte 5.
• Oxidačný stav dusíka je „+5“ a vzorec bude vyzerať takto: Al+3(N+5O-23)3
• Ak je ťažké určiť požadovanú hodnotu týmto spôsobom, môžete zostaviť a vyriešiť rovnice:

1*(+3) + 3x + 9*(-2) = 0.
+3+3x-18=0
3x=15
x=5

Oxidačný stav je teda v chémii pomerne dôležitý pojem, ktorý symbolizuje stav atómov v molekule.
Bez znalosti určitých ustanovení alebo základov, ktoré vám umožňujú správne určiť stupeň oxidácie, nie je možné túto úlohu zvládnuť. Preto existuje len jeden záver: dôkladne sa oboznámte a preštudujte si pravidlá na nájdenie oxidačného stavu, ktoré sú jasne a stručne uvedené v článku, a odvážne pokračujte po náročnej ceste chemických zložitostí.

Chemický prípravok na rakovinu a DPA
Súborné vydanie

ČASŤ A

VŠEOBECNÁ CHÉMIA

CHEMICKÁ VÄZBA A ŠTRUKTÚRA LÁTKY

Oxidačný stav

Oxidačný stav je podmienený náboj na atóme v molekule alebo kryštáli, ktorý by na ňom vznikol, keby všetky ním vytvorené polárne väzby boli iónovej povahy.

Na rozdiel od valencie môžu byť oxidačné stavy kladné, záporné alebo nulové. V jednoduchých iónových zlúčeninách sa oxidačný stav zhoduje s nábojmi iónov. Napríklad v chloride sodnom NaCl (Na + Cl - ) Sodík má oxidačný stav +1 a chlór -1 v oxide vápenatom CaO (Ca +2 O -2), vápnik má oxidačný stav +2 a oxyzén -2. Toto pravidlo platí pre všetky základné oxidy: oxidačný stav kovového prvku sa rovná náboju kovového iónu (sodík +1, bárium +2, hliník +3) a oxidačný stav kyslíka je -2. Oxidačný stav je označený arabskými číslicami, ktoré sú umiestnené nad symbolom prvku, ako je valencia, a najprv je uvedené znamienko náboja a potom jeho číselná hodnota:

Ak sa modul oxidačného stavu rovná jednej, potom číslo „1“ možno vynechať a zapísať iba znamienko: Na + Cl-.

Oxidačné číslo a valencia sú súvisiace pojmy. V mnohých zlúčeninách sa absolútna hodnota oxidačného stavu prvkov zhoduje s ich mocnosťou. Existuje však veľa prípadov, keď sa valencia líši od oxidačného stavu.

V jednoduchých látkach - nekovoch je kovalentná nepolárna väzba, zdieľaný elektrónový pár je vytesnený na jeden z atómov, preto je oxidačný stav prvkov v jednoduchých látkach vždy nulový. Atómy sú však navzájom spojené, to znamená, že vykazujú určitú valenciu, pretože napríklad v kyslíku je valencia kyslíka II a v dusíku je valencia dusíka III:

V molekule peroxidu vodíka je valencia kyslíka tiež II a mocnosť vodíka je I:

Definícia možných stupňov oxidácia prvkov

Oxidačné stavy, ktoré môžu prvky vykazovať v rôznych zlúčeninách, môžu byť vo väčšine prípadov určené štruktúrou vonkajšej elektronickej úrovne alebo umiestnením prvku v periodickej tabuľke.

Atómy kovových prvkov môžu darovať iba elektróny, takže v zlúčeninách vykazujú pozitívne oxidačné stavy. Jeho absolútna hodnota v mnohých prípadoch (okrem d -prvky) sa rovná počtu elektrónov na vonkajšej úrovni, to znamená číslu skupiny v periodickej tabuľke. Atómy d -prvky môžu darovať elektróny aj z vyššej úrovne, a to z nevyplnených d -orbitály. Preto pre d -prvky, určenie všetkých možných oxidačných stavov je oveľa náročnejšie ako pre s- a p-prvky. Dá sa povedať, že väčšina d -prvky vykazujú oxidačný stav +2 v dôsledku elektrónov na vonkajšej elektrónovej úrovni a maximálny oxidačný stav sa vo väčšine prípadov rovná číslu skupiny.

Atómy nekovových prvkov môžu vykazovať pozitívne aj negatívne oxidačné stavy v závislosti od toho, s ktorým atómom prvku tvoria väzbu. Ak je prvok viac elektronegatívny, potom vykazuje negatívny oxidačný stav, a ak je menej elektronegatívny, vykazuje pozitívny oxidačný stav.

Absolútna hodnota oxidačného stavu nekovových prvkov môže byť určená štruktúrou vonkajšej elektronickej vrstvy. Atóm je schopný prijať toľko elektrónov, že osem elektrónov sa nachádza na jeho vonkajšej úrovni: nekovové prvky skupiny VII prijímajú jeden elektrón a vykazujú oxidačný stav -1, skupina VI - dva elektróny a vykazujú oxidačný stav - 2 atď.

Nekovové prvky sú schopné darovať rôzny počet elektrónov: maximálne toľko, koľko sa nachádza na vonkajšej energetickej úrovni. Inými slovami, maximálny oxidačný stav nekovových prvkov sa rovná číslu skupiny. V dôsledku cirkulácie elektrónov na vonkajšej úrovni atómov sa počet nespárovaných elektrónov, ktoré môže atóm vzdať pri chemických reakciách, mení, takže nekovové prvky môžu vykazovať rôzne stredné hodnoty oxidačného stavu.

Možné oxidačné stavy s- a p-prvky

Skupina PS
Najvyšší oxidačný stav
Stredný oxidačný stav
Nižší oxidačný stav

Stanovenie oxidačných stavov v zlúčeninách

Akákoľvek elektricky neutrálna molekula, preto sa súčet oxidačných stavov atómov všetkých prvkov musí rovnať nule. Stanovme stupeň oxidácie síry (I) V) oxid S02 sulfid taufosforečný (V) P2S5.

Oxid sírový SO2 tvorené atómami dvoch prvkov. Z nich má kyslík najväčšiu elektronegativitu, takže atómy kyslíka budú mať negatívny oxidačný stav. Pre kyslík sa rovná -2. V tomto prípade má síra kladný oxidačný stav. Síra môže vykazovať rôzne oxidačné stavy v rôznych zlúčeninách, takže v tomto prípade sa musí vypočítať. V molekule TAK 2 dva atómy kyslíka s oxidačným stavom -2, takže celkový náboj atómov kyslíka je -4. Aby bola molekula elektricky neutrálna, atóm síry musí úplne neutralizovať náboj oboch atómov kyslíka, preto je oxidačný stav síry +4:

V molekule je fosfor ( V) sulfid P2S5 Elektronegatívnym prvkom je síra, to znamená, že vykazuje negatívny oxidačný stav a fosfor má kladný oxidačný stav. Pre síru je negatívny oxidačný stav iba 2. Spolu päť atómov síry nesie záporný náboj -10. Preto musia dva atómy fosforu neutralizovať tento náboj s celkovým nábojom +10. Pretože v molekule sú dva atómy fosforu, každý musí mať oxidačný stav +5:

Ťažšie je vypočítať oxidačný stav v nebinárnych zlúčeninách – soliach, zásadách a kyselinách. Ale na to by ste mali použiť aj princíp elektrickej neutrality a tiež si pamätajte, že vo väčšine zlúčenín je oxidačný stav kyslíka -2, vodík +1.

Pozrime sa na to pomocou síranu draselného ako príkladu. K2SO4. Oxidačný stav draslíka v zlúčeninách môže byť iba +1 a kyslík -2:

Pomocou princípu elektrickej neutrality vypočítame oxidačný stav síry:

2(+1) + 1 (x) + 4 (-2) = 0, odkiaľ x = +6.

Pri určovaní oxidačných stavov prvkov v zlúčeninách by sa mali dodržiavať tieto pravidlá:

1. Oxidačný stav prvku v jednoduchej látke je nulový.

2. Fluór je najviac elektronegatívny chemický prvok, preto je oxidačný stav fluóru vo všetkých zlúčeninách rovný -1.

3. Kyslík je po fluóre najelektronegatívny prvok, preto je oxidačný stav kyslíka vo všetkých zlúčeninách okrem fluoridov negatívny: vo väčšine prípadov je -2 av peroxidoch -1.

4. Oxidačný stav vodíka vo väčšine zlúčenín je +1 av zlúčeninách s kovovými prvkami (hydridy) -1.

5. Oxidačný stav kovov v zlúčeninách je vždy kladný.

6. Elektronegatívny prvok má vždy negatívny oxidačný stav.

7. Súčet oxidačných stavov všetkých atómov v molekule je nula.

Oxidačné číslo je podmienený náboj atómu v molekule, ktorý prijíma atóm v dôsledku úplného prijatia elektrónov, vypočíta sa z predpokladu, že všetky väzby sú iónovej povahy. Ako určiť oxidačný stav?

Stanovenie oxidačného stavu

Existujú nabité častice, ióny, ktorých kladný náboj sa rovná počtu elektrónov prijatých z jedného atómu. Záporný náboj iónu sa rovná počtu elektrónov prijatých jedným atómom chemického prvku. Napríklad zápis prvku ako Ca2+ znamená, že atómy prvkov stratili jeden, dva alebo tri prvky. Aby sme našli zloženie iónových zlúčenín a molekulárnych zlúčenín, musíme vedieť, ako určiť oxidačný stav prvkov. Oxidačné stavy sú negatívne, pozitívne a nulové. Ak vezmeme do úvahy počet atómov, potom je algebraický oxidačný stav v molekule nulový.

Ak chcete určiť oxidačný stav prvku, musíte sa riadiť určitými znalosťami. Napríklad v zlúčeninách kovov je oxidačný stav pozitívny. A najvyšší oxidačný stav zodpovedá číslu skupiny periodickej tabuľky, kde sa prvok nachádza. Kovy môžu mať kladné alebo záporné oxidačné stavy. To bude závisieť od faktora, ktorým je kov spojený. Napríklad, ak je pripojený k atómu kovu, stupeň bude záporný, ale ak je pripojený k nekovu, stupeň bude kladný.

Negatívny najvyšší oxidačný stav kovu možno určiť tak, že od čísla osem odčítame číslo skupiny, kde sa nachádza požadovaný prvok. Spravidla sa rovná počtu elektrónov nachádzajúcich sa vo vonkajšej vrstve. Počet týchto elektrónov tiež zodpovedá číslu skupiny.

Ako vypočítať oxidačné číslo

Vo väčšine prípadov sa oxidačný stav atómu konkrétneho prvku nezhoduje s počtom väzieb, ktoré tvorí, to znamená, že sa nerovná valencii tohto prvku. To možno jasne vidieť na príklade organických zlúčenín.

Pripomínam, že valencia uhlíka v organických zlúčeninách je 4 (t.j. tvorí 4 väzby), ale oxidačný stav uhlíka napríklad v metanole CH 3 OH je -2, v CO 2 +4, v CH4 - 4, v kyseline mravčej HCOOH + 2. Valencia sa meria počtom kovalentných chemických väzieb, vrátane väzieb vytvorených mechanizmom donor-akceptor.

Pri určovaní oxidačného stavu atómov v molekulách získa elektronegatívny atóm, keď je jeden elektrónový pár posunutý v jeho smere, náboj -1, ale ak sú dva elektrónové páry, potom bude náboj -2. Oxidačný stav nie je ovplyvnený väzbou medzi podobnými atómami. Napríklad:

• C-C väzba atómov sa rovná ich nulovému oxidačnému stavu.
• Väzba C-H – tu bude mať uhlík ako elektronegatívny atóm náboj -1.
• Vo väzbe C-O bude náboj na uhlíku, ktorý je menej elektronegatívny, +1.

Príklady stanovenia oxidačného stavu

1. V molekule, ako je CH3Cl) sú tri väzby C-HC). Oxidačný stav atómu uhlíka v tejto zlúčenine sa teda bude rovnať: -3+1=-2.
2. Nájdite oxidačný stav atómov uhlíka v molekule acetaldehydu Cˉ³H3-C¹O-H. V tejto zlúčenine budú tri väzby C-H dávať celkový náboj na atóme C, ktorý sa rovná (Cº+3e→Cˉ³)-3. Dvojitá väzba C=O (tu kyslík odoberie elektróny z atómu uhlíka, pretože kyslík je elektronegatívny) dáva náboj na atóme C, ktorý sa rovná +2 (Cº-2e→C²), zatiaľ čo väzba C-H má náboj -1, čo znamená, že celkový náboj na atóme C je: (2-1=1)+1.
3. Teraz nájdime oxidačný stav v molekule etanolu: Cˉ³H-Cˉ¹H2-OH. Tu tri väzby C-H poskytnú celkový náboj na atóme C, ktorý sa rovná (Cº+3e→Cˉ³)-3. Dve väzby C-H poskytnú náboj na atóme C, ktorý sa bude rovnať -2, zatiaľ čo väzba C→O poskytne náboj +1, čo znamená, že celkový náboj na atóme C je (-2+1= -1)-1.

Teraz viete, ako určiť oxidačný stav prvku. Ak máte aspoň základné znalosti z chémie, tak táto úloha pre vás nebude problém.