สมัครสมาชิกและอ่าน
สิ่งที่น่าสนใจที่สุด
บทความก่อน!

สถานะออกซิเดชัน i2 สถานะออกซิเดชันและกฎสำหรับการคำนวณ

เพื่อวางให้ถูกต้อง สถานะออกซิเดชันคุณต้องคำนึงถึงกฎสี่ข้อ

1) ในสารธรรมดาสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบใด ๆ คือ 0 ตัวอย่าง: นา 0, H 0 2, P 0 4

2) คุณควรจำองค์ประกอบที่เป็นลักษณะเฉพาะ สถานะออกซิเดชันคงที่. ทั้งหมดแสดงอยู่ในตาราง


3) ตามกฎแล้วสถานะออกซิเดชันสูงสุดขององค์ประกอบจะเกิดขึ้นพร้อมกับจำนวนของกลุ่มที่องค์ประกอบนั้นตั้งอยู่ (เช่น ฟอสฟอรัสอยู่ในกลุ่ม V ค่า sd สูงสุดของฟอสฟอรัสคือ +5) ข้อยกเว้นที่สำคัญ: F, O.

4) การค้นหาสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบอื่นจะขึ้นอยู่กับ กฎง่ายๆ:

ในโมเลกุลที่เป็นกลาง ผลรวมของสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบทั้งหมดจะเป็นศูนย์ และในไอออน - ประจุของไอออน

ตัวอย่างง่ายๆ บางส่วนในการกำหนดสถานะออกซิเดชัน

ตัวอย่างที่ 1. จำเป็นต้องค้นหาสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบในแอมโมเนีย (NH 3)

สารละลาย. เรารู้อยู่แล้ว (ดูข้อ 2) ข้อนั้น ตกลง. ไฮโดรเจนคือ +1 ยังคงต้องค้นหาคุณลักษณะนี้ของไนโตรเจน ให้ x เป็นสถานะออกซิเดชันที่ต้องการ เราสร้างสมการที่ง่ายที่สุด: x + 3 (+1) = 0 วิธีแก้ชัดเจน: x = -3 คำตอบ: N -3 H 3 +1


ตัวอย่างที่ 2. ระบุสถานะออกซิเดชันของอะตอมทั้งหมดในโมเลกุล H 2 SO 4

สารละลาย. ทราบสถานะออกซิเดชันของไฮโดรเจนและออกซิเจนแล้ว: H(+1) และ O(-2) เราสร้างสมการเพื่อกำหนดสถานะออกซิเดชันของกำมะถัน: 2 (+1) + x + 4 (-2) = 0 เมื่อแก้สมการนี้เราพบว่า: x = +6 คำตอบ: H +1 2 S +6 O -2 4.


ตัวอย่างที่ 3. คำนวณสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบทั้งหมดในโมเลกุล Al (NO 3) 3

สารละลาย. อัลกอริทึมยังคงไม่เปลี่ยนแปลง องค์ประกอบของ "โมเลกุล" ของอะลูมิเนียมไนเตรตประกอบด้วยอะตอมอัลหนึ่งอะตอม (+3), อะตอมออกซิเจน 9 อะตอม (-2) และอะตอมไนโตรเจน 3 อะตอมซึ่งเราต้องคำนวณสถานะออกซิเดชัน สมการที่เกี่ยวข้องคือ: 1 (+3) + 3x + 9 (-2) = 0 คำตอบ: Al +3 (N +5 O -2 3) 3


ตัวอย่างที่ 4. กำหนดสถานะออกซิเดชันของอะตอมทั้งหมดใน (AsO 4) 3- ไอออน

สารละลาย. ในกรณีนี้ ผลรวมของสถานะออกซิเดชันจะไม่เท่ากับศูนย์อีกต่อไป แต่จะเท่ากับประจุของไอออน นั่นคือ -3 สมการ: x + 4 (-2) = -3 คำตอบ: As(+5), O(-2)

จะทำอย่างไรถ้าไม่ทราบสถานะออกซิเดชันของธาตุทั้งสอง

เป็นไปได้หรือไม่ที่จะระบุสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบหลายอย่างพร้อมกันโดยใช้สมการที่คล้ายกัน ถ้าเราพิจารณา งานนี้จากมุมมองทางคณิตศาสตร์ คำตอบคือไม่ สมการเชิงเส้นที่มีตัวแปรสองตัวไม่สามารถมีคำตอบเฉพาะได้ แต่เรากำลังแก้มากกว่าสมการ!

ตัวอย่างที่ 5. กำหนดสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบทั้งหมดใน (NH 4) 2 SO 4

สารละลาย. ทราบสถานะออกซิเดชันของไฮโดรเจนและออกซิเจน แต่ไม่ทราบสถานะออกซิเดชันของซัลเฟอร์และไนโตรเจน ตัวอย่างคลาสสิกของปัญหาสองสิ่งที่ไม่รู้! เราจะถือว่าแอมโมเนียมซัลเฟตไม่ใช่ "โมเลกุล" เดี่ยว แต่เป็นการรวมกันของไอออนสองตัว: NH 4 + และ SO 4 2- เรารู้จักประจุของไอออนซึ่งแต่ละอะตอมมีเพียงอะตอมเดียวเท่านั้นที่มีสถานะออกซิเดชันที่ไม่รู้จัก จากประสบการณ์ที่ได้รับในการแก้ปัญหาก่อนหน้านี้ เราสามารถค้นหาสถานะออกซิเดชันของไนโตรเจนและซัลเฟอร์ได้อย่างง่ายดาย คำตอบ: (N -3 H 4 +1) 2 S +6 O 4 -2

สรุป: หากโมเลกุลประกอบด้วยอะตอมหลายอะตอมโดยไม่ทราบสถานะออกซิเดชัน ให้ลอง "แยก" โมเลกุลออกเป็นหลายส่วน

วิธีจัดเรียงสถานะออกซิเดชันในสารประกอบอินทรีย์

ตัวอย่างที่ 6. ระบุสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบทั้งหมดใน CH 3 CH 2 OH

สารละลาย. ค้นหาสถานะออกซิเดชันใน สารประกอบอินทรีย์มีลักษณะเฉพาะของตัวเอง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง จำเป็นต้องค้นหาสถานะออกซิเดชันของอะตอมคาร์บอนแต่ละอะตอมแยกจากกัน คุณสามารถให้เหตุผลได้ดังนี้ ตัวอย่างเช่น ลองพิจารณาอะตอมของคาร์บอนในกลุ่มเมทิล อะตอม C นี้เชื่อมต่อกับอะตอมไฮโดรเจน 3 อะตอมและอะตอมคาร์บอนที่อยู่ใกล้เคียง โดย การเชื่อมต่อ S-Nความหนาแน่นของอิเล็กตรอนจะเปลี่ยนไปทางอะตอมของคาร์บอน (เนื่องจากอิเลคโตรเนกาติวีตี้ของ C มากกว่า EO ของไฮโดรเจน) หากการกระจัดนี้เสร็จสมบูรณ์ อะตอมของคาร์บอนจะมีประจุเป็น -3

อะตอม C ในกลุ่ม -CH 2 OH ถูกพันธะกับไฮโดรเจน 2 อะตอม (ความหนาแน่นของอิเล็กตรอนเปลี่ยนไปทาง C) อะตอมออกซิเจน 1 อะตอม (ความหนาแน่นของอิเล็กตรอนเปลี่ยนไปทาง O) และอะตอมของคาร์บอน 1 อะตอม (สามารถสันนิษฐานได้ว่าการเปลี่ยนแปลงนี้ ในความหนาแน่นของอิเล็กตรอนในกรณีนี้จะไม่เกิดขึ้น) สถานะออกซิเดชันของคาร์บอนคือ -2 +1 +0 = -1

คำตอบ: C -3 H +1 3 C -1 H +1 2 O -2 H +1

อย่าสับสนแนวคิดเรื่อง "วาเลนซี" และ "สถานะออกซิเดชัน"!

เลขออกซิเดชันมักสับสนกับวาเลนซี อย่าทำผิดพลาดนี้ ฉันจะแสดงรายการความแตกต่างที่สำคัญ:

  • สถานะออกซิเดชันมีเครื่องหมาย (+ หรือ -) วาเลนซีไม่มี
  • สถานะออกซิเดชันสามารถเป็นศูนย์ได้แม้ในสารที่ซับซ้อน ตามกฎแล้ววาเลนซ์เท่ากับศูนย์หมายความว่าอะตอมขององค์ประกอบที่กำหนดไม่ได้เชื่อมต่อกับอะตอมอื่น ๆ (เราจะไม่พูดถึงสารประกอบรวมใด ๆ และ "สิ่งแปลกใหม่" อื่น ๆ ที่นี่);
  • สถานะออกซิเดชันเป็นแนวคิดอย่างเป็นทางการที่ได้รับความหมายที่แท้จริงเฉพาะในสารประกอบที่มีพันธะไอออนิกเท่านั้น ในทางกลับกัน แนวคิดเรื่อง "วาเลนซ์" ถูกนำมาใช้อย่างสะดวกที่สุดเมื่อสัมพันธ์กับสารประกอบโควาเลนต์

สถานะออกซิเดชัน (โมดูลัสที่แม่นยำยิ่งขึ้น) มักจะเป็นตัวเลขเท่ากับความจุ แต่บ่อยครั้งที่ค่าเหล่านี้ไม่ตรงกัน ตัวอย่างเช่น สถานะออกซิเดชันของคาร์บอนใน CO 2 คือ +4; ความจุของ C ก็เท่ากับ IV เช่นกัน แต่ในเมทานอล (CH 3 OH) ความจุของคาร์บอนยังคงเท่าเดิม และสถานะออกซิเดชันของ C เท่ากับ -1

การทดสอบสั้น ๆ ในหัวข้อ "สถานะออกซิเดชัน"

ใช้เวลาสักครู่เพื่อตรวจสอบความเข้าใจของคุณในหัวข้อนี้ คุณต้องตอบคำถามง่ายๆ ห้าข้อ ขอให้โชคดี!

ในวิชาเคมี คำว่า "ออกซิเดชัน" และ "การรีดักชัน" หมายถึงปฏิกิริยาที่อะตอมหรือกลุ่มอะตอมสูญเสียหรือได้รับอิเล็กตรอนตามลำดับ สถานะออกซิเดชันเป็นค่าตัวเลขที่กำหนดให้กับอะตอมตั้งแต่หนึ่งอะตอมขึ้นไปที่ระบุลักษณะของจำนวนอิเล็กตรอนที่กระจายตัวใหม่และแสดงให้เห็นว่าอิเล็กตรอนเหล่านี้มีการกระจายตัวระหว่างอะตอมอย่างไรในระหว่างปฏิกิริยา การกำหนดค่านี้อาจทำได้ง่ายหรือค่อนข้างก็ได้ ขั้นตอนที่ซับซ้อนขึ้นอยู่กับอะตอมและโมเลกุลที่ประกอบด้วยพวกมัน นอกจากนี้อะตอมของธาตุบางชนิดอาจมีสถานะออกซิเดชันหลายสถานะ โชคดีที่มีกฎง่ายๆ ที่ชัดเจนในการกำหนดสถานะออกซิเดชัน หากต้องการใช้อย่างมั่นใจ ความรู้พื้นฐานทางเคมีและพีชคณิตก็เพียงพอแล้ว

ขั้นตอน

ส่วนที่ 1

การหาสถานะออกซิเดชันตามกฎเคมี

    พิจารณาว่าสารที่เป็นปัญหานั้นเป็นธาตุหรือไม่.สถานะออกซิเดชันของอะตอมภายนอกสารประกอบเคมีเป็นศูนย์ กฎนี้ใช้ได้กับทั้งสารที่เกิดจากอะตอมอิสระแต่ละอะตอม และสำหรับสารที่ประกอบด้วยโมเลกุลสองอะตอมหรือโมเลกุลหลายอะตอมของธาตุเดียว

    • ตัวอย่างเช่น Al(s) และ Cl 2 มีสถานะออกซิเดชันเป็น 0 เนื่องจากทั้งสองอยู่ในสถานะองค์ประกอบทางเคมีที่ไม่ได้ผูกกัน
    • โปรดทราบว่ารูปแบบ allotropic ของซัลเฟอร์ S8 หรืออ็อกตาซัลเฟอร์ แม้จะมีโครงสร้างที่ผิดปกติ แต่ก็มีสถานะออกซิเดชันเป็นศูนย์เช่นกัน
  1. ตรวจสอบว่าสารที่เป็นปัญหาประกอบด้วยไอออนหรือไม่สถานะออกซิเดชันของไอออนเท่ากับประจุ สิ่งนี้เป็นจริงทั้งกับไอออนอิสระและไอออนที่เป็นส่วนหนึ่งของสารประกอบเคมี

    • ตัวอย่างเช่น สถานะออกซิเดชันของ Cl - ไอออนคือ -1
    • สถานะออกซิเดชันของ Cl ไอออนในสารประกอบทางเคมี NaCl ก็คือ -1 เช่นกัน เนื่องจากตามคำจำกัดความแล้ว Na ไอออนมีประจุ +1 เราจึงสรุปได้ว่า Cl ไอออนมีประจุ -1 ดังนั้นสถานะออกซิเดชันของมันคือ -1
  2. โปรดทราบว่าไอออนของโลหะสามารถมีสถานะออกซิเดชันได้หลายสถานะอะตอมของธาตุโลหะหลายชนิดสามารถแตกตัวเป็นไอออนได้ในระดับที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น ประจุของไอออนของโลหะ เช่น เหล็ก (Fe) คือ +2 หรือ +3 ประจุของไอออนโลหะ (และสถานะออกซิเดชัน) สามารถกำหนดได้โดยประจุของไอออนขององค์ประกอบอื่น ๆ ที่โลหะเป็นส่วนหนึ่งของสารประกอบเคมี ในข้อความประจุนี้ระบุด้วยเลขโรมัน ตัวอย่างเช่น เหล็ก (III) มีสถานะออกซิเดชันที่ +3

    • ตัวอย่างเช่น พิจารณาสารประกอบที่มีอะลูมิเนียมไอออน ประจุรวมของสารประกอบ AlCl 3 เป็นศูนย์ เนื่องจากเรารู้ว่า Cl - ไอออนมีประจุ -1 และมีไอออนดังกล่าว 3 ตัวในสารประกอบ เพื่อให้สารดังกล่าวมีความเป็นกลางโดยรวม อัลไอออนจะต้องมีประจุ +3 ดังนั้นในกรณีนี้ สถานะออกซิเดชันของอะลูมิเนียมคือ +3
  3. สถานะออกซิเดชันของออกซิเจนคือ -2 (มีข้อยกเว้นบางประการ)ในเกือบทุกกรณี อะตอมออกซิเจนมีสถานะออกซิเดชันที่ -2 มีข้อยกเว้นบางประการสำหรับกฎนี้:

    • ถ้าออกซิเจนอยู่ในสถานะธาตุ (O2) สถานะออกซิเดชันจะเป็น 0 เช่นเดียวกับในกรณีของสารธาตุอื่นๆ
    • ถ้ารวมออกซิเจนด้วย เปอร์ออกไซด์สถานะออกซิเดชันของมันคือ -1 เปอร์ออกไซด์เป็นกลุ่มของสารประกอบที่มีพันธะออกซิเจน-ออกซิเจนอย่างง่าย (นั่นคือ ไอออนเปอร์ออกไซด์ O 2 -2) ตัวอย่างเช่น ในองค์ประกอบของโมเลกุล H 2 O 2 (ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์) ออกซิเจนมีประจุและสถานะออกซิเดชันเป็น -1
    • เมื่อรวมกับฟลูออรีน ออกซิเจนจะมีสถานะออกซิเดชันเป็น +2 อ่านกฎสำหรับฟลูออรีนด้านล่าง
  4. ไฮโดรเจนมีสถานะออกซิเดชันที่ +1 โดยมีข้อยกเว้นบางประการเช่นเดียวกับออกซิเจน ก็มีข้อยกเว้นเช่นกัน โดยทั่วไป สถานะออกซิเดชันของไฮโดรเจนคือ +1 (เว้นแต่จะอยู่ในสถานะองค์ประกอบ H2) อย่างไรก็ตาม ในสารประกอบที่เรียกว่าไฮไดรด์ สถานะออกซิเดชันของไฮโดรเจนคือ -1

    • ตัวอย่างเช่น ใน H2O สถานะออกซิเดชันของไฮโดรเจนคือ +1 เนื่องจากอะตอมของออกซิเจนมีประจุ -2 และจำเป็นต้องมีประจุ +1 สองประจุเพื่อให้ความเป็นกลางโดยรวม อย่างไรก็ตาม ในองค์ประกอบของโซเดียมไฮไดรด์ สถานะออกซิเดชันของไฮโดรเจนอยู่ที่ -1 อยู่แล้ว เนื่องจาก Na ไอออนมีประจุ +1 และสำหรับความเป็นกลางทางไฟฟ้าโดยรวม ประจุของอะตอมไฮโดรเจน (และด้วยเหตุนี้จึงมีสถานะออกซิเดชันด้วย) จะต้อง เท่ากับ -1
  5. ฟลูออรีน เสมอมีสถานะออกซิเดชันเป็น -1ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว สถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบบางชนิด (ไอออนของโลหะ อะตอมของออกซิเจนในเปอร์ออกไซด์ ฯลฯ) อาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ อย่างไรก็ตาม สถานะออกซิเดชันของฟลูออรีนมีค่าคงที่ -1 สิ่งนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าองค์ประกอบนี้มีอิเล็กโตรเนกาติวีตี้สูงสุด - กล่าวอีกนัยหนึ่งอะตอมของฟลูออรีนมีความเต็มใจที่จะแยกส่วนกับอิเล็กตรอนของตัวเองน้อยที่สุดและดึงดูดอิเล็กตรอนจากต่างประเทศอย่างแข็งขันมากที่สุด ดังนั้นค่าธรรมเนียมของพวกเขาจึงยังคงไม่เปลี่ยนแปลง

  6. ผลรวมของสถานะออกซิเดชันในสารประกอบเท่ากับประจุของมันสถานะออกซิเดชันของอะตอมทั้งหมดรวมอยู่ในนั้น สารประกอบเคมีโดยรวมแล้วควรให้ประจุของสารประกอบนี้ ตัวอย่างเช่น ถ้าสารประกอบมีความเป็นกลาง ผลรวมของสถานะออกซิเดชันของอะตอมทั้งหมดจะต้องเป็นศูนย์ หากสารประกอบนั้นเป็นไอออนหลายอะตอมที่มีประจุ -1 ผลรวมของสถานะออกซิเดชันจะเป็น -1 และต่อๆ ไป

    • นี่เป็นวิธีที่ดีในการตรวจสอบ หากผลรวมของสถานะออกซิเดชันไม่เท่ากับประจุทั้งหมดของสารประกอบ แสดงว่าคุณทำผิดพลาดที่ไหนสักแห่ง

    ส่วนที่ 2

    การกำหนดสถานะออกซิเดชันโดยไม่ต้องใช้กฎเคมี
    1. ค้นหาอะตอมที่ไม่มีกฎเกณฑ์ที่เข้มงวดเกี่ยวกับเลขออกซิเดชันเนื่องด้วยองค์ประกอบบางอย่างยังไม่มั่นคง กฎเกณฑ์ที่ตั้งขึ้นการหาสถานะออกซิเดชัน ถ้าอะตอมไม่อยู่ภายใต้กฎใดๆ ข้างต้นและคุณไม่ทราบประจุของมัน (เช่น อะตอมเป็นส่วนหนึ่งของสารเชิงซ้อนและไม่ได้ระบุประจุ) คุณสามารถกำหนดเลขออกซิเดชันของอะตอมดังกล่าวได้โดย การกำจัด ขั้นแรก หาประจุของอะตอมอื่นๆ ทั้งหมดของสารประกอบ จากนั้นคำนวณสถานะออกซิเดชันของอะตอมที่กำหนดจากประจุทั้งหมดที่ทราบของสารประกอบ

      • ตัวอย่างเช่น ในสารประกอบ Na 2 SO 4 ไม่ทราบประจุของอะตอมกำมะถัน (S) - เรารู้เพียงว่ามันไม่ใช่ศูนย์เนื่องจากกำมะถันไม่อยู่ในสถานะองค์ประกอบ การเชื่อมต่อนี้ทำหน้าที่ ตัวอย่างที่ดีเพื่อแสดงวิธีพีชคณิตในการกำหนดสถานะออกซิเดชัน
    2. ค้นหาสถานะออกซิเดชันของธาตุที่เหลืออยู่ในสารประกอบใช้กฎที่อธิบายไว้ข้างต้น เพื่อกำหนดสถานะออกซิเดชันของอะตอมที่เหลือของสารประกอบ อย่าลืมข้อยกเว้นของกฎในกรณีของอะตอม O, H และอื่นๆ

      • สำหรับ Na 2 SO 4 เมื่อใช้กฎของเรา เราพบว่าประจุ (และสถานะออกซิเดชัน) ของ Na ไอออนคือ +1 และสำหรับอะตอมออกซิเจนแต่ละอะตอมจะเป็น -2
    3. ในสารประกอบ ผลรวมของสถานะออกซิเดชันทั้งหมดจะต้องเท่ากับประจุ ตัวอย่างเช่น หากสารประกอบนั้นเป็นไดอะตอมมิกไอออน ผลรวมของสถานะออกซิเดชันของอะตอมจะต้องเท่ากับประจุไอออนิกทั้งหมด
    4. การใช้ตารางธาตุและรู้ว่าธาตุที่เป็นโลหะและอโลหะอยู่ในนั้นมีประโยชน์มาก
    5. สถานะออกซิเดชันของอะตอมในรูปของธาตุจะเป็นศูนย์เสมอ สถานะออกซิเดชันของไอออนเดี่ยวมีค่าเท่ากับประจุของมัน ธาตุหมู่ 1A ในตารางธาตุ เช่น ไฮโดรเจน ลิเธียม โซเดียม ในรูปแบบธาตุจะมีสถานะออกซิเดชันเป็น +1 โลหะกลุ่ม 2A เช่น แมกนีเซียมและแคลเซียม มีสถานะออกซิเดชันที่ +2 ในรูปของธาตุ ออกซิเจนและไฮโดรเจน ขึ้นอยู่กับชนิด พันธะเคมีสามารถมีสถานะออกซิเดชันที่แตกต่างกันได้ 2 สถานะ

ม.อ.อัคเมทอฟ

บันทึกการบรรยาย
ในวิชาเคมีทั่วไป

ความต่อเนื่อง ดูจุดเริ่มต้นได้ที่.№ 8, 12, 13, 20, 23, 25-26, 40/2004

บทที่ 5
รีดอกซ์
ปฏิกิริยา

5.1. การกำหนดสถานะออกซิเดชัน

ปฏิกิริยารีดอกซ์เป็นปฏิกิริยาที่มาพร้อมกับการถ่ายโอนอิเล็กตรอนจากอะตอมหนึ่งไปยังอีกอะตอมหนึ่ง การถ่ายโอนอิเล็กตรอนจะถูกตัดสินโดยการเปลี่ยนแปลงสถานะออกซิเดชันของอะตอม หากสถานะออกซิเดชันของอะตอมเปลี่ยนแปลง สภาพแวดล้อมทางอิเล็กทรอนิกส์ก็จะเปลี่ยนไปเช่นกัน มีสองวิธีในการกำหนดสถานะออกซิเดชันของอะตอม: อันดับแรกตามสูตรรวม , ที่สองตามสูตรโครงสร้าง .
เมื่อพิจารณาสถานะออกซิเดชันของอะตอมในวิธีแรกจะใช้กฎต่อไปนี้: ผลรวมของสถานะออกซิเดชันของอะตอมทั้งหมดที่ก่อตัวเป็นอนุภาคจะเท่ากับประจุของอนุภาค . สำหรับโมเลกุล ผลรวมนี้จะเท่ากับศูนย์ และสำหรับไอออน จะเท่ากับประจุของมัน
จากภาพประกอบ ให้เราพิจารณาสถานะออกซิเดชันของอะตอมในโซเดียมไธโอซัลเฟต Na 2 S 2 O 3 โดยใช้วิธีแรก ในบรรดาองค์ประกอบที่ก่อตัวเป็นอนุภาค ออกซิเจนเป็นองค์ประกอบที่มีอิเลคโตรเนกาติตีมากที่สุด โดยจะรับอิเล็กตรอน เนื่องจากออกซิเจนอยู่ในกลุ่มย่อยหลักของกลุ่ม VI จึงขาดอิเล็กตรอนสองตัวเพื่อทำให้ชั้นอิเล็กตรอนสมบูรณ์ ดังนั้นอะตอมออกซิเจนจะรับอิเล็กตรอนสองตัวและมีสถานะออกซิเดชันที่ –2 อะตอมที่มีประจุบวกทางไฟฟ้ามากที่สุดคือโซเดียม ซึ่งมีอิเล็กตรอนเพียงตัวเดียวในระดับอิเล็กทรอนิกส์ภายนอก (โซเดียมจะปล่อยอิเล็กตรอนออกไป) ข้อควรพิจารณาเหล่านี้โดยคำนึงถึงสูตรของโซเดียมไธโอซัลเฟต ทำให้เราสามารถสร้างสมการได้:

2 (+1) + 2เอ็กซ์ + 3 (–2) = 0,

สารละลายจะให้ค่าสถานะออกซิเดชันของอะตอมกำมะถัน (+2)
คุณสามารถกำหนดสถานะออกซิเดชันของอะตอมในไอออนเชิงซ้อนได้ เป็นตัวอย่าง ให้พิจารณาประจุลบ ในนั้นอะตอมออกซิเจนที่มีอิเลคโตรเนกาติตีมากที่สุดจะรับอิเล็กตรอนสองตัวและมีสถานะออกซิเดชันที่ –2 สถานะออกซิเดชันของอะตอมโครเมียมถูกกำหนดจากสมการ:

2เอ็กซ์ + 7 (–2) = –2

และเท่ากับ +6
วิธีที่สองในการค้นหาสถานะออกซิเดชันของอะตอม - โดยใช้สูตรโครงสร้าง - ขึ้นอยู่กับคำจำกัดความ: สถานะออกซิเดชัน นี่คือประจุจำนวนเต็มธรรมดาที่จะอยู่บนอะตอมหากพันธะโควาเลนต์เชิงขั้วของมันทั้งหมดกลายเป็นไอออนิกการเขียนสูตรโครงสร้างของโซเดียมไธโอซัลเฟต

เรามาพิจารณาสถานะออกซิเดชันของอะตอมกันดีกว่า
อะตอมของโซเดียมที่เชื่อมต่อกันด้วยพันธะเดี่ยวกับอะตอมออกซิเจนที่มีอิเลคโตรเนกาติวิตี้มากขึ้น จะให้อิเล็กตรอนชั้นนอกแก่พวกมันตามธรรมชาติ โดยแต่ละตัวจะมีสถานะออกซิเดชันที่ +1 อะตอมออกซิเจนที่มีพันธะสองตัวซึ่งมีอะตอมอิเล็กโตรบวกมากกว่าจะรับอิเล็กตรอนสองตัวอย่างมีเงื่อนไขและจะมีสถานะออกซิเดชันเป็น –2 จากสูตรโครงสร้างจะเห็นได้ชัดว่าสารประกอบประกอบด้วยอะตอมกำมะถัน 2 อะตอมในสภาพแวดล้อมที่ต่างกัน อะตอม S ตัวใดตัวหนึ่งเชื่อมต่อกันด้วยพันธะคู่กับอะตอม S อีกตัวเท่านั้น และสถานะออกซิเดชันของมันคือศูนย์ อะตอมซัลเฟอร์ตัวที่ 2 มีพันธะ 4 พันธะกับอะตอมออกซิเจนที่มีอิเลคโตรเนกาติตีอีก 3 อะตอม จึงมีสถานะออกซิเดชันที่ +4
สถานะออกซิเดชันโดยเฉลี่ยของอะตอมซัลเฟอร์เมื่อพิจารณาด้วยวิธีแรกคือ +2 ((+4+0)/2)
อะตอมออกซิเจนไม่ได้มีสถานะออกซิเดชันเป็น –2 เสมอไป ตัวอย่างเช่น เมื่อรวมกับอะตอมฟลูออรีน จะมีสถานะออกซิเดชันที่เป็นบวก ในเปอร์ออกไซด์ สถานะออกซิเดชันของอะตอมออกซิเจนแต่ละอะตอมจะเท่ากับ ในซูเปอร์ออกไซด์จะมีเพียงเท่านั้น และในโอโซไนด์จะมีค่าเท่ากัน นอกจากนี้ สถานะออกซิเดชันของอะตอมซัลเฟอร์สามารถเป็น –1 ได้ เช่น ในไดซัลไฟด์ ในออกไซด์บางชนิด เช่น Fe 3 O 4 และ Pb 3 O 4 สถานะออกซิเดชันของอะตอมถูกกำหนดโดยข้อเท็จจริงที่ว่าออกไซด์เหล่านี้ผสมกัน: Fe 2 O 3 FeO และ PbO 2 2PbO ตามลำดับ

5.2. การเขียนสมการ
ปฏิกิริยารีดอกซ์

การเลือกค่าสัมประสิทธิ์ในสมการของปฏิกิริยารีดอกซ์จะดำเนินการโดยการสร้างสมดุลทางอิเล็กทรอนิกส์ วิธีการเลือกซึ่งมีการนับจำนวนอะตอมทางด้านขวาและด้านซ้ายของสมการนั้นไม่ได้รับประกันว่าจะหาค่าสัมประสิทธิ์ได้อย่างถูกต้องเสมอไป ดังนั้นสมการทั้งสามด้านล่างนี้สำหรับการเกิดออกซิเดชันของไตรเอทิลลามีนกับกรดไนตริกจึงมีอะตอมของคาร์บอน ไฮโดรเจน ออกซิเจน และไนโตรเจนจำนวนเท่ากันทางด้านซ้ายและด้านขวา แต่มีเพียงหนึ่งในนั้นเท่านั้นที่ตระหนักได้:

4(C2H5)3N + 36HNO3 = 24CO2 + 48H2O + 6NO2 + 17N2,

2(C2H5)3N + 78HNO3 = 12CO2 + 54H2O + 78NO2 + N2,

(ค 2 ชม. 5) 3 N + 11HNO 3 = 6CO 2 + 13H 2 O + 4NO 2 + 4N 2

ทฤษฎีกระบวนการรีดอกซ์เกี่ยวข้องกับการถ่ายโอนอิเล็กตรอนจากอะตอมของสารรีดิวซ์ไปเป็นอะตอมของสารออกซิไดซ์ ตามกฎการอนุรักษ์สสาร จำนวนอิเล็กตรอนทั้งหมดที่ตัวรีดิวซ์มอบให้จะเท่ากับจำนวนอิเล็กตรอนทั้งหมดที่ตัวออกซิไดซ์ยอมรับ แนวคิดง่ายๆ นี้เป็นแนวทางในการรวบรวมสมการสำหรับปฏิกิริยารีดอกซ์ ภารกิจคือการเลือกค่าสัมประสิทธิ์สัดส่วนที่ทำให้สมดุลทางอิเล็กทรอนิกส์บรรลุผล
ลองดูตัวอย่างการเกิดออกซิเดชันของโมเลกุลเอทิลเบนซีนกับโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดเมื่อถูกความร้อน มาเขียนสมการปฏิกิริยาและระบุสถานะออกซิเดชันของอะตอมที่เปลี่ยนแปลงและกำหนดสถานะออกซิเดชันในโมเลกุลของเอทิลเบนซีนและกรดเบนโซอิกโดยใช้สูตรโครงสร้างที่เกี่ยวข้อง:

อะตอมของคาร์บอนที่ถูกพันธะโดยตรงกับวงแหวนเบนซีนจะเปลี่ยนสถานะออกซิเดชันจาก –2 เป็น +3 (ให้อิเล็กตรอน 5 ตัว) อะตอมคาร์บอนของกลุ่มเมทิลจะเปลี่ยนสถานะออกซิเดชันจาก –3 เป็น +4 ในคาร์บอนไดออกไซด์ (ให้อิเล็กตรอน 7 ตัว) โดยรวมแล้วโมเลกุลเอทิลเบนซีนจะให้อิเล็กตรอนได้ 12 ตัว อะตอมแมงกานีสจะเปลี่ยนสถานะออกซิเดชันจาก +7 เป็น +2 (รับอิเล็กตรอน 5 ตัว) ในกรณีนี้เรามีสมการ:

12เอ็กซ์ = 5,

ซึ่งมีคำตอบจำนวนเต็มบวกน้อยที่สุดเท่ากับ เอ็กซ์ = 5, ที่ = 12.
การเลือกค่าสัมประสิทธิ์ในสมการโดยปฏิกิริยาความไม่สมส่วนโดยใช้วิธีสมดุลทางอิเล็กทรอนิกส์จะต้องดำเนินการทางด้านขวา ตัวอย่างเช่น ลองดูสัดส่วนของเกลือเบอร์ทอลเล็ตที่ไม่สมส่วน (โดยไม่มีตัวเร่งปฏิกิริยา):

จากการเปลี่ยนแปลงสถานะออกซิเดชันของอะตอมระหว่างปฏิกิริยา ตามมาว่าเขารับอิเล็กตรอน 6 ตัว แต่คาดว่าจะยอมให้อิเล็กตรอน 2 ตัว
แล้ว

(КCl) = 3(КClО 4)

ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใส่ค่าสัมประสิทธิ์ 3 ไว้หน้าโพแทสเซียมเปอร์คลอเรต KClO 4:

4KClO 3 = KCl + 3KClO 4

5.3. กระแสไฟฟ้า

การสลายตัวของอิเล็กโทรไลต์ (ในสารละลายหรือละลาย) เมื่อไหลผ่าน กระแสไฟฟ้าเรียกว่า กระแสไฟฟ้า .
เครื่องมือวัดของกระบวนการอิเล็กโทรไลซิสเกิดจากการที่อิเล็กโทรดสองตัวที่เชื่อมต่อกับแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้าถูกหย่อนลงในภาชนะที่มีสารละลายหรืออิเล็กโทรไลต์ที่ละลาย (รูปที่ 5.1)

เรียกว่าอิเล็กโทรดที่มีประจุลบ แคโทด (แคตไอออนถูกดึงดูด) และอิเล็กโทรดที่มีประจุบวก - ขั้วบวก (มันดึงดูดแอนไอออน) วงจรไฟฟ้าปิดเนื่องจากกระบวนการรีดอกซ์เกิดขึ้นที่ขั้วไฟฟ้า การลดลงของแคตไอออนเกิดขึ้นที่แคโทด และการเกิดออกซิเดชันของแอนไอออนเกิดขึ้นที่ขั้วบวก
มาเริ่มพิจารณากระบวนการด้วยกรณีที่ง่ายที่สุด - อิเล็กโทรไลซิสของการหลอมระหว่างกระบวนการอิเล็กโทรลิซิสของการหลอม ที่แคโทดไอออนบวกของโลหะจะลดลงเป็นโลหะบริสุทธิ์และ ที่ขั้วบวกแอนไอออนธรรมดาจะถูกออกซิไดซ์เป็น สารง่ายๆ, ตัวอย่างเช่น:

2ซล – ​​– 2 = คลีน 2,

ส 2– – 2 = ส.

หากไอออนมีโครงสร้างที่ซับซ้อน ในกรณีนี้ กระบวนการจะเกิดขึ้นซึ่งต้องใช้พลังงานน้อยที่สุด หากเกลือทนต่อความร้อนและอะตอมของธาตุในประจุลบอยู่ในสถานะออกซิเดชันสูงสุด ออกซิเจนก็มักจะถูกออกซิไดซ์เป็นสารธรรมดา:

– 2= เอส 3 + 1/2O 2

หากอะตอมของธาตุอยู่ในสถานะออกซิเดชันขั้นกลาง เป็นไปได้มากว่าในกรณีนี้มันจะไม่ใช่ออกซิเจนที่จะถูกออกซิไดซ์ แต่เป็นอะตอมของธาตุอื่นในประจุลบ เช่น:

= ไม่ 2 .

อิเล็กโทรไลซิสในสารละลายมีความซับซ้อนมากกว่าในแง่ของการพิจารณาผลิตภัณฑ์ นี่เป็นเพราะการปรากฏตัวของส่วนประกอบอื่นนั่นคือน้ำ โลหะที่มีค่าศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานตั้งแต่ –1.67 V (Al) และต่ำกว่า (ตั้งอยู่ทางด้านซ้ายของแมงกานีสในชุดแรงดันไฟฟ้าของโลหะ) ตามกฎแล้วจะไม่ลดลงจากสารละลายที่เป็นน้ำ ในระบบดังกล่าว ไฮโดรเจนจะถูกปล่อยออกมาที่แคโทด สาเหตุหลักมาจากการที่โลหะเหล่านี้ (รวมถึงแมกนีเซียมและอลูมิเนียมที่ไม่มีฟิล์มป้องกันออกไซด์) ทำปฏิกิริยากับน้ำ แต่ไม่ได้หมายความว่ากระบวนการอิเล็กโทรดเช่น

นะ++ = นา

วี สารละลายที่เป็นน้ำอย่าเกิดขึ้น วิธีหนึ่งในการได้รับโซเดียมโลหะคือกระแสไฟฟ้าของสารละลาย NaCl (น้ำเกลือ) ความลับของกระบวนการนี้อยู่ที่การใช้แคโทดปรอท อะตอมโซเดียมรีดิวซ์จะถูกดูดซับโดยชั้นปรอทซึ่งช่วยปกป้องพวกมันจากการสัมผัสกับน้ำ การแยกออกเป็นส่วนประกอบของโซเดียมอะมัลกัมที่เกิดขึ้นในเวลาต่อมา (อะมัลกัมคือโลหะผสม ซึ่งเป็นหนึ่งในส่วนประกอบของปรอท) สามารถทำได้โดยการแก้ไข จากนั้นสารปรอทที่ปล่อยออกมาจะกลับสู่วงจรการทำงาน
ความเป็นไปไม่ได้ที่จะได้รับโลหะที่ทำปฏิกิริยากับน้ำผ่านอิเล็กโทรไลซิสของสารละลายน้ำของอิเล็กโทรไลต์ที่เกี่ยวข้องนั้นก็แสดงให้เห็นด้วยเหตุผลดังต่อไปนี้ ปล่อยให้แคลเซียมลดลงในระหว่างการอิเล็กโทรไลซิสของสารละลายน้ำที่แคโทด:

แคลิฟอร์เนีย 2+ + 2 =แคลิฟอร์เนีย

โลหะเมื่อกลับคืนมาจะทำปฏิกิริยากับน้ำ:

Ca + 2H 2 O = Ca(OH) 2 + H 2

ดังนั้นแทนที่จะปล่อยโลหะ ไฮโดรเจนจะถูกปล่อยออกมาที่แคโทด
โลหะที่มีความต่างศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานในช่วงตั้งแต่ –1.05 V ถึง 0 V (อยู่ในชุดเคมีไฟฟ้าระหว่างอะลูมิเนียมและไฮโดรเจน) จะถูกรีดิวซ์จากสารละลายที่เป็นน้ำควบคู่ไปกับไฮโดรเจน อัตราส่วนของผลิตภัณฑ์ (โลหะและไฮโดรเจน) ถูกกำหนดโดยความเข้มข้นของสารละลายความเป็นกรดและปัจจัยอื่น ๆ (การมีอยู่ของเกลืออื่น ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ซับซ้อนโดยเฉพาะอย่างยิ่งในสารละลายวัสดุที่ใช้ทำอิเล็กโทรด) ยิ่งความเข้มข้นของเกลือสูง สัดส่วนของโลหะที่ปล่อยออกมาก็จะยิ่งมากขึ้น ยิ่งสภาพแวดล้อมมีความเป็นกรดมากเท่าใด ไฮโดรเจนก็จะยิ่งมีโอกาสเกิดมากขึ้นเท่านั้น โลหะที่มีอิเล็กโทรดมาตรฐานเป็นบวก
ศักย์ไฟฟ้า (อยู่ในชุดของแรงดันไฟฟ้าของโลหะทางด้านขวาของไฮโดรเจน) จะถูกปล่อยออกมาในระหว่างการอิเล็กโทรไลซิสของสารละลายตั้งแต่แรก ตัวอย่างเช่น:

เอจี + + = อ.

ที่ขั้วบวก ในระหว่างอิเล็กโทรไลซิสของสารละลายที่เป็นน้ำ แอนไอออนธรรมดาทั้งหมดจะถูกออกซิไดซ์ ยกเว้นฟลูออไรด์ ตัวอย่างเช่น:

2ผม – – 2 = ฉัน 2 .

ไม่สามารถรับฟลูออรีนได้จากอิเล็กโทรไลซิสของสารละลายน้ำเพราะว่า มันทำปฏิกิริยากับน้ำ:

เอฟ 2 + เอช 2 โอ = 2HF + 1/2O 2

หากเกลือที่ผ่านกระบวนการอิเล็กโทรไลซิสมีไอออนเชิงซ้อนซึ่งเฮเทอโรอะตอม (ไม่ใช่ออกซิเจน) อยู่ในสถานะออกซิเดชันสูงสุด ออกซิเจนจะเกิดขึ้นที่ขั้วบวก กล่าวคือ การสลายตัวของน้ำเกิดขึ้น:

เอช2โอ – 2 = 2H + + 1/2O 2 .

ไอออนเชิงซ้อนเองก็สามารถทำหน้าที่เป็นแหล่งออกซิเจนได้เช่นกัน:

– 2= เอส 3 + 1/2O 2

กรดแอนไฮไดรด์ที่เกิดขึ้นจะทำปฏิกิริยากับน้ำทันที:

ดังนั้น 3 + H 2 O = H 2 ดังนั้น 4

เมื่อเฮเทอโรอะตอมอยู่ในสถานะออกซิเดชันระดับกลาง เฮเทอโรอะตอมจะถูกออกซิไดซ์ ไม่ใช่อะตอมออกซิเจน ตัวอย่างของกระบวนการดังกล่าวคือการออกซิเดชันของซัลไฟต์ไอออนภายใต้อิทธิพลของกระแสไฟฟ้า:

ซัลฟิวริกแอนไฮไดรด์ที่เกิดขึ้น SO 3 จะทำปฏิกิริยากับน้ำทันที
แอนไอออน กรดคาร์บอกซิลิกอันเป็นผลมาจากอิเล็กโทรไลซิสพวกมันจะทำการดีคาร์บอกซิเลตทำให้เกิดไฮโดรคาร์บอน:

2R–ซีโอโอ – – 2 = อาร์–อาร์ + 2CO 2 .

5.4. ทิศทางของออกซิเดชั่น-
กระบวนการกู้คืน
และอิทธิพลของความเป็นกรดของสิ่งแวดล้อมที่มีต่อมัน

การวัดความสามารถในการรีดอกซ์ของสารในสารละลายที่เป็นน้ำคือ ค่าศักย์รีดอกซ์หรืออิเล็กโทรดมาตรฐาน ตัวอย่างเช่น ให้เราพิจารณาว่าไอออนบวกของเหล็ก Fe 3+ สามารถออกซิไดซ์แอนไอออนของฮาโลเจนใน KCl, KBr และ KI ได้หรือไม่ เมื่อทราบศักย์ไฟฟ้ามาตรฐาน ( 0) เราสามารถคำนวณแรงเคลื่อนไฟฟ้า (EMF) ของกระบวนการได้ มันถูกกำหนดให้เป็นความแตกต่างระหว่างศักยภาพของตัวออกซิไดซ์และตัวรีดิวซ์ และปฏิกิริยาเกิดขึ้นที่ค่า EMF บวก:

ตารางที่ 5.1

การพิจารณาความเป็นไปได้ของการรั่วไหล
กระบวนการรีดอกซ์
ขึ้นอยู่กับศักย์ไฟฟ้ามาตรฐาน

โต๊ะ 5.1 แสดงให้เห็นว่ามีเพียงกระบวนการเดียวเท่านั้นที่เป็นไปได้ภายใต้การศึกษา แท้จริงแล้วจากโพแทสเซียมเฮไลด์ทั้งหมดที่กล่าวมาข้างต้น มีเพียง KI เท่านั้นที่ทำปฏิกิริยากับเหล็กไตรคลอไรด์:

2FeCl 3 + 2KI = 2FeCl 2 + I 2 + 2KCl

มีอีกวิธีง่ายๆ ในการกำหนดทิศทางของกระบวนการ หากเราเขียนสมการครึ่งปฏิกิริยาสองสมการของกระบวนการหนึ่งด้านล่างสมการอื่นเพื่อให้ศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานของปฏิกิริยาครึ่งบนน้อยกว่าสมการครึ่งล่าง จากนั้นตัวอักษร Z ที่เขียนระหว่างสมการเหล่านั้น (รูปที่ 5.2) จะระบุ โดยสิ้นสุดทิศทางของขั้นตอนของกระบวนการที่อนุญาต (กฎ Z)

จากสารชนิดเดียวกัน โดยการเปลี่ยนค่า pH ของตัวกลาง จึงสามารถได้ผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น ไอออนของเปอร์แมงกาเนตในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดจะถูกรีดิวซ์ให้กลายเป็นสารประกอบแมงกานีส (II):

2KMnO 4 + 5Na 2 SO 3 + 3H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + 2MnSO 4 + 5Na 2 SO 4 + 3H 2 O

ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกลางจะเกิดแมงกานีสไดออกไซด์ MnO 2:

2KMnO 4 + 3Na 2 SO 3 + H 2 O = 2KOH + 2MnO 2 + 3Na 2 SO 4

ในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่าง ไอออนของเปอร์แมงกาเนตจะถูกรีดิวซ์เป็นไอออนของแมงกาเนต:

2КМnО 4 + นา 2 SO 3 + 2KOH = 2К 2 MnO 4 + นา 2 SO 4 + H 2 O

5.5. การออกกำลังกาย

1. กำหนดสถานะออกซิเดชันของอะตอมในสารประกอบต่อไปนี้: BaO 2, CsO 2, RbO 3, F 2 O 2, LiH, F 2, C 2 H 5 OH, โทลูอีน, เบนซาลดีไฮด์, กรดอะซิติก

องค์ประกอบทางเคมีในสารประกอบ คำนวณจากการสันนิษฐานว่าพันธะทั้งหมดเป็นไอออนิก

สถานะออกซิเดชันสามารถมีค่าบวกลบหรือศูนย์ดังนั้นผลรวมพีชคณิตของสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบในโมเลกุลโดยคำนึงถึงจำนวนอะตอมของพวกมันจะเท่ากับ 0 และในไอออน - ประจุของไอออน .

1. สถานะออกซิเดชันของโลหะในสารประกอบจะเป็นค่าบวกเสมอ

2. สถานะออกซิเดชันสูงสุดสอดคล้องกับจำนวนกลุ่มของตารางธาตุที่องค์ประกอบนั้นตั้งอยู่ (ข้อยกเว้นคือ: ออ +3(ฉันจัดกลุ่ม) คิว+2(II) จาก กลุ่มที่ 8สถานะออกซิเดชัน +8 สามารถพบได้ในออสเมียมเท่านั้น ระบบปฏิบัติการและรูทีเนียม รุ.

3. สถานะออกซิเดชันของอโลหะขึ้นอยู่กับอะตอมที่เชื่อมต่อกับ:

  • หากมีอะตอมของโลหะสถานะออกซิเดชันจะเป็นลบ
  • หากมีอะตอมที่ไม่ใช่โลหะ สถานะออกซิเดชันอาจเป็นได้ทั้งบวกหรือลบ ขึ้นอยู่กับอิเล็กโตรเนกาติวีตี้ของอะตอมของธาตุ

4. สถานะออกซิเดชันเชิงลบสูงสุดของอโลหะสามารถกำหนดได้โดยการลบออกจาก 8 จำนวนของกลุ่มที่มีองค์ประกอบอยู่เช่น สถานะออกซิเดชันเชิงบวกสูงสุดจะเท่ากับจำนวนอิเล็กตรอนในชั้นนอกซึ่งสอดคล้องกับหมายเลขกลุ่ม

5. สถานะออกซิเดชันของสารอย่างง่ายคือ 0 ไม่ว่าจะเป็นโลหะหรืออโลหะก็ตาม

ธาตุที่มีสถานะออกซิเดชันคงที่

องค์ประกอบ

สถานะออกซิเดชันที่มีลักษณะเฉพาะ

ข้อยกเว้น

โลหะไฮไดรด์: LIH -1

สถานะออกซิเดชันเรียกว่าประจุแบบมีเงื่อนไขของอนุภาคภายใต้สมมติฐานว่าพันธะขาดหมด (มีอักขระไอออนิก)

ชม- Cl = ชม + + Cl - ,

พันธะในกรดไฮโดรคลอริกคือโพลาร์โควาเลนต์ คู่อิเล็กตรอนจะเลื่อนไปทางอะตอมมากขึ้น Cl - , เพราะ มันเป็นองค์ประกอบอิเลคโตรเนกาติตีมากกว่า

จะทราบสถานะออกซิเดชันได้อย่างไร?

อิเล็กโทรเนกาติวีตี้คือความสามารถของอะตอมในการดึงดูดอิเล็กตรอนจากธาตุอื่น

หมายเลขออกซิเดชันแสดงไว้เหนือองค์ประกอบ: 2 0 , นา 0 , O +2 F 2 -1 ,เค + Cl - ฯลฯ

อาจเป็นลบและบวกก็ได้

สถานะออกซิเดชันของสารอย่างง่าย (สถานะไม่ผูกมัด, สถานะอิสระ) จะเป็นศูนย์

สถานะออกซิเดชันของออกซิเจนสำหรับสารประกอบส่วนใหญ่คือ -2 (ยกเว้นเปอร์ออกไซด์) เอช 2 โอ 2โดยที่เท่ากับ -1 และสารประกอบที่มีฟลูออรีน - โอ +2 เอฟ 2 -1 , โอ 2 +1 เอฟ 2 -1 ).

- สถานะออกซิเดชันของไอออน monatomic อย่างง่ายเท่ากับประจุของมัน: นา + , แคลิฟอร์เนีย +2 .

ไฮโดรเจนในสารประกอบมีสถานะออกซิเดชันที่ +1 (ยกเว้นไฮไดรด์ - นา + ชม - และประเภทการเชื่อมต่อ +4 ชม 4 -1 ).

ในพันธะโลหะ-อโลหะ สถานะออกซิเดชันเชิงลบคืออะตอมที่มีอิเล็กโตรเนกาติวีตี้มากกว่า (ข้อมูลเกี่ยวกับอิเล็กโตรเนกาติวีตี้แสดงไว้ในระดับพอลลิง): ชม + เอฟ - , ลูกบาศ์ก + - , แคลิฟอร์เนีย +2 (เลขที่ 3 ) - ฯลฯ

กฎการกำหนดระดับการเกิดออกซิเดชันในสารประกอบเคมี

เรามาเชื่อมต่อกัน KMnO 4 , มีความจำเป็นต้องกำหนดสถานะออกซิเดชันของอะตอมแมงกานีส

การใช้เหตุผล:

  1. โพแทสเซียมเป็นโลหะอัลคาไลในกลุ่ม I ของตารางธาตุ จึงมีสถานะออกซิเดชันที่เป็นบวกเพียง +1
  2. อย่างที่ทราบกันว่าออกซิเจนในสารประกอบส่วนใหญ่มีสถานะออกซิเดชันที่ -2 สารนี้ไม่ใช่เปอร์ออกไซด์ ซึ่งหมายความว่าไม่มีข้อยกเว้น
  3. สร้างสมการ:

เค+มิ้น เอ็กซ์ โอ 4 -2

อนุญาต เอ็กซ์- สถานะออกซิเดชันของแมงกานีสไม่ทราบสำหรับเรา

จำนวนอะตอมโพแทสเซียมคือ 1 แมงกานีส - 1 ออกซิเจน - 4

ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าโมเลกุลโดยรวมมีความเป็นกลางทางไฟฟ้า ดังนั้นประจุทั้งหมดจะต้องเป็นศูนย์

1*(+1) + 1*(เอ็กซ์) + 4(-2) = 0,

เอ็กซ์ = +7,

ซึ่งหมายความว่าสถานะออกซิเดชันของแมงกานีสในโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต = +7

ลองมาดูตัวอย่างอื่นของออกไซด์ เฟ2O3.

มีความจำเป็นต้องกำหนดสถานะออกซิเดชันของอะตอมเหล็ก

การใช้เหตุผล:

  1. เหล็กเป็นโลหะ ออกซิเจนเป็นอโลหะ ซึ่งหมายความว่าออกซิเจนจะเป็นตัวออกซิไดซ์และมีประจุลบ เรารู้ว่าออกซิเจนมีสถานะออกซิเดชันที่ -2
  2. เรานับจำนวนอะตอม: เหล็ก - 2 อะตอม, ออกซิเจน - 3
  3. เราสร้างสมการโดยที่ เอ็กซ์- สถานะออกซิเดชันของอะตอมเหล็ก:

2*(X) + 3*(-2) = 0,

สรุป: สถานะออกซิเดชันของเหล็กในออกไซด์นี้คือ +3

ตัวอย่าง.กำหนดสถานะออกซิเดชันของอะตอมทั้งหมดในโมเลกุล

1. K2Cr2O7.

สถานะออกซิเดชัน เค +1,ออกซิเจน โอ -2.

ดัชนีที่กำหนด: O=(-2)×7=(-14), K=(+1)×2=(+2)

เพราะ ผลรวมเชิงพีชคณิตของสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบในโมเลกุลโดยคำนึงถึงจำนวนอะตอมของพวกมันมีค่าเท่ากับ 0 จากนั้นจำนวนสถานะออกซิเดชันที่เป็นบวกจะเท่ากับจำนวนลบ สถานะออกซิเดชัน K+O=(-14)+(+2)=(-12)

จากนี้ไปอะตอมโครเมียมจะมีกำลังบวก 12 อะตอม แต่ในโมเลกุลมี 2 อะตอม ซึ่งหมายความว่ามี (+12) ต่ออะตอม: 2 = (+6) คำตอบ: K 2 + Cr 2 +6 O 7 -2

2.(ASO 4) 3- .

ในกรณีนี้ ผลรวมของสถานะออกซิเดชันจะไม่เท่ากับศูนย์อีกต่อไป แต่เป็นประจุของไอออน นั่นคือ - 3. มาสร้างสมการกัน: x+4×(- 2)= - 3 .

คำตอบ: (เป็น +5 O 4 -2) 3- .

เข้าร่วมการสนทนา
อ่านด้วย
Bank of Japan (BoJ) จำนวนธนาคารในญี่ปุ่นในปัจจุบัน
ทฤษฎีการควบคุมตลาด
มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีการวิจัยแห่งชาติคาซาน มหาวิทยาลัยวิจัยแห่งชาติคาซาน