Chemijoje terminai oksidacija ir redukcija reiškia reakcijas, kurių metu atomas (arba atomų grupė) iš eilės praranda arba įgyja elektronų. Oksidacijos numeris yra atomui (arba atomų grupei) priskirtas skaičius, padedantis chemikams sekti, kiek elektronų galima perkelti ir ar tam tikras reagentas yra oksiduojamas arba redukuojamas reakcijos metu. Oksidacinių skaičių priskyrimo atomams procesas gali svyruoti nuo labai lengvo iki gana sudėtingo, atsižvelgiant į atomo krūvį ir atomą sudarančių molekulių cheminę sudėtį. Kad viskas būtų sudėtingiau, kai kurie atomai turi daugiau nei vieną oksidacijos skaičių. Laimei, oksidacijos skaičius nustatomas pagal taisykles, kurios yra aiškios ir lengvai laikomasi, nors pagrindinės chemijos ir algebros žinios labai palengvins šių taisyklių paaiškinimą.
Žingsnis
1 iš 2 metodas: oksidacijos skaičiaus nustatymas pagal chemines taisykles
1 žingsnis. Nustatykite, ar aptariamos medžiagos yra elementai
Laisvųjų elementų atomų oksidacijos skaičius visada yra 0. Tai taikoma atomams, kurių elementinę formą sudaro vienas atomas, taip pat atomams, kurių elementinė forma yra diatominė arba daugiatomė.
- Pavyzdžiui, abu Al(s) taip pat Cl2 turi oksidacijos skaičių 0, nes jie yra elementų formos, nesusijusios su kitais elementais.
- Atkreipkite dėmesį, kad elementinė forma Sieros, S8, arba oktasulfras, nors ir nenormalus, taip pat turi oksidacijos skaičių 0.
2 žingsnis. Nustatykite, ar aptariamos medžiagos yra jonai
Jonai turi tokį patį oksidacijos numerį kaip ir jų krūvis. Tai pasakytina apie jonus, kurie nėra susieti su kitais elementais, taip pat jonus, kurie yra joninių junginių dalis.
- Pavyzdžiui, Cl. Jonas- turi oksidacijos skaičių -1.
- Cl jonų oksidacijos skaičius vis dar yra -1, kai Cl yra NaCl junginio dalis. Kadangi Na jonas pagal apibrėžimą turi +1 krūvį, žinome, kad Cl jonas yra -1 krūvis, taigi oksidacijos skaičius išlieka -1.
Žingsnis 3. Pripažinkite, kad metalo jonai gali turėti kelias oksidacijos būsenas
Daugelis metalinių elementų turi daugiau nei vieną įkrovą. Pavyzdžiui, metalas Geležis (Fe) gali būti jonas su +2 arba +3 krūviu. Metalo jono krūvį (taigi ir jo oksidacijos skaičių) galima nustatyti pagal junginio kitų sudedamųjų dalių atomų krūvius arba, kai tekstas parašytas romėniškais skaitmenimis (kaip sakinyje, geležies (III) jono krūvis yra + 3.).
Pavyzdžiui, panagrinėkime junginį, kuriame yra metalo jonų aliuminio. AlCl junginys3 turi bendrą krūvį 0. Kadangi žinome, kad Cl. jonas- turi -1 krūvį ir yra 3 Cl. jonai- junginyje Al jono krūvis turi būti +3, kad bendras visų jonų krūvis būtų 0. Taigi Al oksidacijos skaičius yra +3.
Žingsnis 4. Priskirkite oksidacijos skaičių -2 deguoniui (be išimties)
Beveik visais atvejais deguonies atomo oksidacijos skaičius yra -2. Yra keletas šios taisyklės išimčių:
- Kai deguonis yra elementarioje formoje (O.2), oksidacijos skaičius yra 0, nes tai yra taisyklė visiems elemento atomams.
- Kai deguonis yra peroksido dalis, jo oksidacijos skaičius yra -1. Peroksidai yra junginių klasė, turinti deguonies ir deguonies pavienių jungčių (arba peroksido anijono O)2-2). Pavyzdžiui, H. molekulėje2O2 (vandenilio peroksidas), deguonies oksidacijos skaičius (ir krūvis) yra -1. Be to, kai deguonis yra superoksido dalis, jo oksidacijos skaičius yra -0,5.
- Kai deguonis yra prijungtas prie fluoro, jo oksidacijos skaičius yra +2. Daugiau informacijos rasite fluoro taisyklėse. Aš ne2F2), jo oksidacijos skaičius yra +1.
Žingsnis 5. Priskirkite vandenilio oksidacijos skaičių +1 (be išimties)
Kaip ir deguonis, vandenilio oksidacijos skaičius yra ypatingas atvejis. Apskritai vandenilio oksidacijos skaičius yra +1 (išskyrus, kaip nurodyta aukščiau, elementine forma H2). Tačiau specialių junginių, vadinamų hidridais, atveju vandenilio oksidacijos skaičius yra -1.
Pavyzdžiui, H.2O, mes žinome, kad vandenilio oksidacijos skaičius yra +1, nes deguonies krūvis yra -2, ir mums reikia 2 +1 krūvio, kad junginio krūvis būtų lygus nuliui. Tačiau natrio hidrido, NaH, vandenilio oksidacijos skaičius yra -1, nes jono krūvis yra +1, o kad junginio krūvių suma lygi nuliui, vandenilio krūvis (taigi ir jo oksidacijos skaičius) turi būti -1.
Žingsnis 6. Fluoras visada turi oksidacijos skaičių -1
Kaip minėta aukščiau, tam tikrų elementų oksidacijos skaičiai gali skirtis dėl kelių veiksnių (metalo jonų, deguonies atomų peroksiduose ir kt.). Tačiau fluoro oksidacijos skaičius yra -1, kuris niekada nesikeičia. Taip yra todėl, kad fluoras yra labiausiai elektroneigiamas elementas - kitaip tariant, tai elementas, kuris mažiausiai linkęs atsisakyti savo elektronų ir greičiausiai užims kitų elementų atomus. Taigi mokestis nesikeičia.
Žingsnis 7. Padarykite junginio oksidacijos skaičių lygų junginio krūviui
Visų junginio atomų oksidacijos skaičiai turi būti lygūs junginio krūviui. Pavyzdžiui, jei junginys neturi krūvio, kiekvieno atomo oksidacijos skaičius turi būti lygus nuliui; jei junginys yra daugiatomis jonas, kurio krūvis yra -1, oksidacijos skaičius turi sudaryti iki -1 ir pan.
Tai yra geras būdas patikrinti savo darbą - jei jūsų junginio oksidacijos skaičiai nesudaro jūsų junginio įkrovos, žinote, kad nustatėte vieną ar daugiau netinkamų oksidacijos skaičių
2 metodas iš 2: skaičių priskyrimas atomams be oksidacijos skaičiaus taisyklės
Žingsnis 1. Raskite atomus be oksidacijos skaičiaus taisyklės
Kai kurie atomai neturi konkrečių oksidacijos skaičių taisyklių. Jei jūsų atomas nėra nurodytas aukščiau pateiktose taisyklėse ir nesate tikri, koks yra jo krūvis (pvz., Jei atomai yra didesnio junginio dalis ir todėl nerodo atitinkamų krūvių), galite rasti atomo oksidacijos skaičius pašalinimo proceso metu. Pirmiausia nustatysite visų junginio atomų oksidacijos būseną, tada nežinomus atomus išspręsite tik pagal bendrą junginio krūvį.
Pavyzdžiui, junginyje Na2TAIP4, sieros (S) krūvis nežinomas - atomas nėra elementinės formos, todėl jo oksidacijos skaičius nėra 0, bet tai yra viskas, ką žinome. Tai geras šio algebrinio oksidacijos skaičiaus nustatymo būdo pavyzdys.
Žingsnis 2. Raskite žinomus kitų junginio elementų oksidacijos skaičius
Naudodamiesi oksidacijos skaičių priskyrimo taisyklėmis, nustatykite kitų junginio atomų oksidacijos numerius. Saugokitės ypatingų atvejų, tokių kaip O, H ir kt.
Na2TAIP4, mes žinome, kad pagal mūsų taisykles Na jonas turi krūvį (taigi ir jo oksidacijos skaičių) +1, o deguonies atomo oksidacijos skaičius yra -2.
Žingsnis 3. Padauginkite atomų skaičių iš jų oksidacijos skaičiaus
Dabar, kai žinome visų mūsų atomų, išskyrus nežinomus, oksidacijos skaičius, turime atsižvelgti į tai, kad kai kurie iš šių atomų gali pasirodyti daugiau nei vieną kartą. Padauginkite kiekvieną kiekvieno atomo koeficiento skaičių (parašytą mažu žemiau po cheminio atomo simbolio junginyje) iš jo oksidacijos skaičiaus.
Na2TAIP4, mes žinome, kad yra 2 Na atomai ir 4 O atomai. Norėdami gauti atsakymą 2, padauginsime 2 × +1, Na oksidacijos skaičių, ir padauginsime 4 × -2, oksidacijos skaičių O atsakymas -8.
Žingsnis 4. Sudėkite rezultatus
Pridėjus daugybos sandaugą, gausite junginio oksidacijos skaičių, neskaičiuodami nežinomo jūsų atomo oksidacijos skaičiaus.
Na pavyzdyje2TAIP4 mums, pridėsime 2 iki -8, kad gautume -6.
Žingsnis 5. Apskaičiuokite nežinomą oksidacijos skaičių pagal junginio krūvį
Dabar jūs turite viską, ko reikia nežinomiems oksidacijos skaičiams rasti naudojant paprastą algebrą. Sukurkite lygtį: jūsų atsakymas ankstesniame žingsnyje ir nežinomas oksidacijos skaičius yra lygus bendram junginio krūviui. Kitaip tariant: (žinomo oksidacijos skaičiaus kiekis) + (nežinomas oksidacijos numeris, kurio ieškoma) = (junginio krūvis).
-
Na pavyzdyje2TAIP4 mes tai išspręsime taip:
- (žinomo oksidacijos skaičiaus suma) + (nežinomas oksidacijos numeris, kurio ieškoma) = (junginio krūvis)
- -6 + S = 0
- S = 0 + 6
-
S = 6. S turi oksidacijos skaičių
6 žingsnis. Na2TAIP4.
Patarimai
- Elementinės formos atomų oksidacijos skaičius visada yra 0. Monatominio jono oksidacijos skaičius lygus jo krūviui. Elementinės formos metalas 1A, pvz., Vandenilis, ličio ir natrio, turi oksidacijos skaičių +1; 2A elementinės formos metalai, tokie kaip magnis ir kalcis, turi +2 oksidacijos skaičių. Ir vandenilis, ir deguonis turi dvi skirtingas oksidacijos būsenas, kurios gali priklausyti nuo jungties.
- Junginyje visų oksidacijos skaičių suma turi būti lygi 0. Jei, pavyzdžiui, jonas turi 2 atomus, oksidacijos skaičių suma turi būti lygi jono krūviui.
- Labai naudinga žinoti, kaip skaityti periodinę elementų lentelę ir metalų bei nemetalų vietą.
