งานในการกำหนดระดับของการเกิดออกซิเดชันสามารถเป็นได้ทั้งแบบแผนและปริศนาที่ซับซ้อน ประการแรกมันจะขึ้นอยู่กับสูตรของสารประกอบทางเคมีตลอดจนความพร้อมของความรู้เบื้องต้นในวิชาเคมีและคณิตศาสตร์
เมื่อทราบกฎพื้นฐานและอัลกอริทึมของการดำเนินการเชิงตรรกะตามลำดับซึ่งจะกล่าวถึงในบทความนี้ เมื่อแก้ปัญหาประเภทนี้ ทุกคนสามารถรับมือกับงานนี้ได้อย่างง่ายดาย และเมื่อได้รับการฝึกอบรมและเรียนรู้เพื่อกำหนดระดับของการเกิดออกซิเดชันของสารประกอบเคมีต่างๆ แล้ว คุณสามารถทำปฏิกิริยารีดอกซ์ที่ซับซ้อนให้สมดุลได้อย่างปลอดภัยโดยวิธีการรวบรวมเครื่องชั่งอิเล็กทรอนิกส์
แนวคิดของสถานะออกซิเดชัน
ในการเรียนรู้วิธีกำหนดระดับของการเกิดออกซิเดชัน ก่อนอื่นคุณต้องเข้าใจความหมายของแนวคิดนี้ก่อน
- สถานะออกซิเดชันถูกใช้เมื่อบันทึกปฏิกิริยารีดอกซ์ เมื่ออิเล็กตรอนถูกถ่ายโอนจากอะตอมไปยังอะตอม
- สถานะออกซิเดชันจะกำหนดจำนวนอิเล็กตรอนที่ถ่ายโอน ซึ่งแสดงถึงประจุตามเงื่อนไขของอะตอม
- สถานะออกซิเดชันและความจุมักจะเหมือนกัน
การกำหนดนี้เขียนทับองค์ประกอบทางเคมีที่มุมขวา และเป็นจำนวนเต็มที่มีเครื่องหมาย "+" หรือ "-" ค่าศูนย์ของระดับการเกิดออกซิเดชันไม่มีเครื่องหมาย
กฎสำหรับการกำหนดระดับของการเกิดออกซิเดชัน
พิจารณาหลักการหลักในการกำหนดระดับของการเกิดออกซิเดชัน:
- สารที่เป็นองค์ประกอบอย่างง่าย นั่นคือ สารที่ประกอบด้วยอะตอมชนิดหนึ่ง จะมีสถานะออกซิเดชันเป็นศูนย์เสมอ ตัวอย่างเช่น Na0, H02, P04
- มีอะตอมจำนวนหนึ่งที่มีสถานะออกซิเดชันหนึ่งสถานะคงที่เสมอ เป็นการดีกว่าที่จะจำค่าที่ให้ไว้ในตาราง
- อย่างที่คุณเห็น ข้อยกเว้นเพียงอย่างเดียวคือไฮโดรเจนเมื่อรวมกับโลหะ โดยที่ไฮโดรเจนจะมีสถานะออกซิเดชัน "-1" ซึ่งไม่ใช่ลักษณะเฉพาะของมัน
- ออกซิเจนยังใช้สถานะออกซิเดชัน "+2" ในการผสมผสานทางเคมีกับฟลูออรีนและ "-1" ในองค์ประกอบของเปอร์ออกไซด์ ซูเปอร์ออกไซด์ หรือโอโซไนด์ ซึ่งอะตอมของออกซิเจนเชื่อมต่อกัน
- ไอออนของโลหะมีค่าหลายระดับของการเกิดออกซิเดชัน (และมีค่าเป็นบวกเท่านั้น) ดังนั้นจึงถูกกำหนดโดยองค์ประกอบที่อยู่ใกล้เคียงในสารประกอบ ตัวอย่างเช่น ใน FeCl3 คลอรีนมีสถานะออกซิเดชัน "-1" มี 3 อะตอม ดังนั้นเราจึงคูณ -1 ด้วย 3 เราจะได้ "-3" เพื่อให้ผลรวมของสถานะออกซิเดชันของสารประกอบเป็น "0" เหล็กต้องมีสถานะออกซิเดชันเป็น "+3" ในสูตร FeCl2 ธาตุเหล็กตามลำดับจะเปลี่ยนระดับเป็น "+2"
- การรวมสถานะออกซิเดชันของอะตอมทั้งหมดในสูตรทางคณิตศาสตร์ (โดยคำนึงถึงสัญญาณ) ควรได้รับค่าศูนย์เสมอ ตัวอย่างเช่น ในกรดไฮโดรคลอริก H + 1Cl-1 (+1 และ -1 = 0) และกรดกำมะถัน H2 + 1S + 4O3-2 (+1 * 2 = +2 สำหรับไฮโดรเจน +4 สำหรับกำมะถันและ -2 * 3 = -6 สำหรับออกซิเจน +6 และ -6 รวมกันได้ 0)
- สถานะออกซิเดชันของโมโนอะตอมมิกไอออนจะเท่ากับประจุของมัน ตัวอย่างเช่น: Na+, Ca+2
- ระดับสูงสุดของการเกิดออกซิเดชันตามกฎจะสอดคล้องกับหมายเลขกลุ่มในระบบธาตุของ D.I. Mendeleev
อัลกอริทึมของการกระทำเพื่อกำหนดระดับของการเกิดออกซิเดชัน
ลำดับของการค้นหาระดับของการเกิดออกซิเดชันนั้นไม่ซับซ้อน แต่ต้องให้ความสนใจและดำเนินการบางอย่าง
ภารกิจ: จัดสถานะออกซิเดชันในสารประกอบ KMnO4
- ธาตุแรก โพแทสเซียม มีสถานะออกซิเดชันคงที่ที่ "+1"
ในการตรวจสอบคุณสามารถดูระบบธาตุซึ่งโพแทสเซียมอยู่ในกลุ่มธาตุที่ 1 - จากอีกสององค์ประกอบที่เหลือ ออกซิเจนมีแนวโน้มที่จะอยู่ในสถานะออกซิเดชันที่ "-2"
- เราได้สูตรต่อไปนี้: K + 1MnxO4-2 ยังคงกำหนดสถานะออกซิเดชันของแมงกานีส
ดังนั้น x คือสถานะออกซิเดชันของแมงกานีสที่เราไม่รู้จัก ตอนนี้สิ่งสำคัญคือต้องใส่ใจกับจำนวนอะตอมในสารประกอบ
จำนวนอะตอมโพแทสเซียมคือ 1 แมงกานีส - 1 ออกซิเจน - 4
โดยคำนึงถึงความเป็นกลางทางไฟฟ้าของโมเลกุลเมื่อประจุรวม (ทั้งหมด) เป็นศูนย์
1*(+1) + 1*(x) + 4(-2) = 0,
+1+1x+(-8) = 0,
-7+1x = 0,
(ตอนโอนให้เปลี่ยนป้าย)
1x = +7, x = +7
ดังนั้นสถานะออกซิเดชันของแมงกานีสในสารประกอบคือ "+7"
ภารกิจ: จัดเรียงสถานะออกซิเดชันในสารประกอบ Fe2O3
- อย่างที่คุณรู้ ออกซิเจนมีสถานะออกซิเดชัน "-2" และทำหน้าที่เป็นตัวออกซิไดซ์ โดยคำนึงถึงจำนวนอะตอม (3) ค่าทั้งหมดของออกซิเจนคือ “-6” (-2*3= -6) เช่น คูณสถานะออกซิเดชันด้วยจำนวนอะตอม
- เพื่อให้สูตรสมดุลและทำให้เป็นศูนย์ อะตอมของเหล็ก 2 ตัวจะมีสถานะออกซิเดชันเป็น "+3" (2*+3=+6)
- โดยรวมแล้ว เราได้ศูนย์ (-6 และ +6 = 0)
ภารกิจ: จัดเรียงสถานะออกซิเดชันในสารประกอบ Al(NO3)3
- อะตอมอะลูมิเนียมเป็นหนึ่งเดียวและมีสถานะออกซิเดชันคงที่ที่ "+3"
- ในโมเลกุลมีออกซิเจน 9 (3 * 3) สถานะออกซิเดชันของออกซิเจนอย่างที่คุณทราบคือ "-2" ซึ่งหมายความว่าเมื่อคูณค่าเหล่านี้เราจะได้ "-18"
- มันยังคงทำให้ค่าลบและค่าบวกเท่ากัน ดังนั้นจึงกำหนดระดับของการเกิดออกซิเดชันของไนโตรเจน -18 และ +3, +15 หายไป และเนื่องจากมีไนโตรเจน 3 อะตอม จึงง่ายต่อการระบุสถานะออกซิเดชัน: หาร 15 ด้วย 3 และรับ 5
- สถานะออกซิเดชันของไนโตรเจนคือ "+5" และสูตรจะมีลักษณะดังนี้: Al + 3 (N + 5O-23) 3
- หากการหาค่าที่ต้องการด้วยวิธีนี้ทำได้ยาก คุณสามารถเขียนและแก้สมการได้ดังนี้
1*(+3) + 3x + 9*(-2) = 0
+3+3x-18=0
3x=15
x=5
ดังนั้น ระดับของการเกิดออกซิเดชันจึงเป็นแนวคิดที่ค่อนข้างสำคัญในวิชาเคมี ซึ่งเป็นสัญลักษณ์ของสถานะของอะตอมในโมเลกุล
หากไม่มีความรู้เกี่ยวกับข้อกำหนดหรือฐานบางอย่างที่ช่วยให้คุณกำหนดระดับของการเกิดออกซิเดชันได้อย่างถูกต้อง เป็นไปไม่ได้ที่จะรับมือกับงานนี้ ดังนั้นจึงมีข้อสรุปเพียงข้อเดียว: เพื่อทำความคุ้นเคยกับตัวเองอย่างละเอียดและศึกษากฎในการค้นหาระดับของการเกิดออกซิเดชัน นำเสนออย่างชัดเจนและรัดกุมในบทความ และก้าวต่อไปอย่างกล้าหาญบนเส้นทางที่ยากลำบากของภูมิปัญญาทางเคมี
ความสามารถในการหาระดับการเกิดออกซิเดชันขององค์ประกอบทางเคมีเป็นเงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับการแก้สมการเคมีที่อธิบายปฏิกิริยารีดอกซ์ได้สำเร็จ หากไม่มีสูตรนี้ คุณจะไม่สามารถสร้างสูตรที่แน่นอนสำหรับสารที่เกิดจากปฏิกิริยาระหว่างองค์ประกอบทางเคมีต่างๆ ได้ เป็นผลให้การแก้ปัญหาทางเคมีตามสมการดังกล่าวจะเป็นไปไม่ได้หรือผิดพลาด
แนวคิดของสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบทางเคมีสถานะออกซิเดชัน- นี่คือค่าตามเงื่อนไขซึ่งเป็นเรื่องปกติที่จะอธิบายปฏิกิริยารีดอกซ์ ในเชิงตัวเลข จะเท่ากับจำนวนอิเล็กตรอนที่อะตอมได้รับประจุบวก หรือจำนวนอิเล็กตรอนที่อะตอมได้ประจุลบมาเกาะกับตัวมันเอง
ในปฏิกิริยารีดอกซ์ แนวคิดของสถานะออกซิเดชันใช้เพื่อกำหนดสูตรทางเคมีของสารประกอบของธาตุที่เกิดจากปฏิกิริยาของสารหลายชนิด
เมื่อมองแวบแรก อาจดูเหมือนว่าสถานะออกซิเดชันจะเทียบเท่ากับแนวคิดเรื่องความจุขององค์ประกอบทางเคมี แต่ไม่เป็นเช่นนั้น แนวคิด ความจุใช้ในการหาปริมาณปฏิสัมพันธ์ทางอิเล็กทรอนิกส์ในสารประกอบโควาเลนต์ นั่นคือ ในสารประกอบที่เกิดขึ้นจากการก่อตัวของคู่อิเล็กตรอนที่ใช้ร่วมกัน สถานะออกซิเดชันใช้เพื่ออธิบายปฏิกิริยาที่มาพร้อมกับการบริจาคหรือการรับอิเล็กตรอน
สถานะออกซิเดชันสามารถมีค่าบวก ค่าลบ หรือศูนย์ได้ ซึ่งต่างจากความจุซึ่งเป็นคุณลักษณะที่เป็นกลาง ค่าบวกสอดคล้องกับจำนวนอิเล็กตรอนที่บริจาค และค่าลบจะสอดคล้องกับจำนวนอิเล็กตรอนที่รับบริจาค ค่าศูนย์หมายความว่าองค์ประกอบอยู่ในรูปแบบของสารธรรมดาหรือลดลงเป็น 0 หลังจากออกซิเดชันหรือถูกออกซิไดซ์เป็นศูนย์หลังจากการลดลงครั้งก่อน
วิธีการกำหนดสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบทางเคมีโดยเฉพาะ
การกำหนดสถานะออกซิเดชันสำหรับองค์ประกอบทางเคมีเฉพาะนั้นอยู่ภายใต้กฎต่อไปนี้:
- สถานะออกซิเดชันของสารธรรมดาจะเป็นศูนย์เสมอ
- โลหะอัลคาไลซึ่งอยู่ในกลุ่มแรกของตารางธาตุมีสถานะออกซิเดชันเป็น +1
- โลหะอัลคาไลน์เอิร์ ธ ซึ่งครอบครองกลุ่มที่สองในตารางธาตุมีสถานะออกซิเดชันเป็น +2
- ไฮโดรเจนในสารประกอบที่มีอโลหะต่างๆ แสดงสถานะออกซิเดชันที่ +1 เสมอ และในสารประกอบที่มีโลหะ +1
- สถานะออกซิเดชันของโมเลกุลออกซิเจนในสารประกอบทั้งหมดที่พิจารณาในหลักสูตรเคมีอนินทรีย์ของโรงเรียนคือ -2 ฟลูออรีน -1.
- เมื่อกำหนดระดับของการเกิดออกซิเดชันในผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยาเคมี พวกมันจะดำเนินการจากกฎความเป็นกลางทางไฟฟ้า ซึ่งผลรวมของสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบต่างๆ ที่ประกอบเป็นสารจะต้องเท่ากับศูนย์
- อะลูมิเนียมในสารประกอบทั้งหมดมีสถานะออกซิเดชันที่ +3
มีสถานะออกซิเดชันที่สูงขึ้น ต่ำลง และปานกลาง สถานะออกซิเดชันสูงสุด เช่น ความจุ สอดคล้องกับหมายเลขกลุ่มขององค์ประกอบทางเคมีในตารางธาตุ แต่มีค่าเป็นบวก สถานะออกซิเดชันต่ำสุดเป็นตัวเลขเท่ากับผลต่างระหว่างหมายเลข 8 ของกลุ่มองค์ประกอบ สถานะออกซิเดชันระดับกลางจะเป็นตัวเลขใดๆ ในช่วงตั้งแต่สถานะออกซิเดชันต่ำสุดไปจนถึงสูงสุด
เพื่อช่วยคุณสำรวจสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบทางเคมีที่หลากหลาย เราขอนำเสนอตารางเสริมต่อไปนี้ให้คุณทราบ เลือกองค์ประกอบที่คุณสนใจและคุณจะได้รับค่าสถานะออกซิเดชันที่เป็นไปได้ ค่าที่เกิดขึ้นน้อยครั้งจะแสดงในวงเล็บ
สูตรสมัยใหม่ของกฎหมายธาตุซึ่งค้นพบโดย D. I. Mendeleev ในปี 1869:
คุณสมบัติขององค์ประกอบขึ้นอยู่กับเลขลำดับเป็นระยะ
ลักษณะที่เกิดซ้ำเป็นระยะของการเปลี่ยนแปลงในองค์ประกอบของเปลือกอิเล็กตรอนของอะตอมของธาตุจะอธิบายการเปลี่ยนแปลงเป็นระยะในคุณสมบัติขององค์ประกอบเมื่อเคลื่อนที่ผ่านช่วงเวลาและกลุ่มของระบบธาตุ
ให้เราติดตามตัวอย่างเช่นการเปลี่ยนแปลงในสถานะออกซิเดชันที่สูงขึ้นและต่ำขององค์ประกอบของกลุ่ม IA - VIIA ในช่วงที่สอง - สี่ตามตาราง 3.
เชิงบวกสถานะออกซิเดชันแสดงโดยองค์ประกอบทั้งหมด ยกเว้นฟลูออรีน ค่าของพวกเขาเพิ่มขึ้นตามการเพิ่มขึ้นของประจุนิวเคลียร์และตรงกับจำนวนอิเล็กตรอนที่ระดับพลังงานสุดท้าย (ยกเว้นออกซิเจน) สถานะออกซิเดชันเหล่านี้เรียกว่า สูงกว่าสถานะออกซิเดชัน ตัวอย่างเช่น สถานะออกซิเดชันสูงสุดของฟอสฟอรัส P คือ +V
เชิงลบสถานะออกซิเดชันแสดงโดยองค์ประกอบที่เริ่มต้นด้วยคาร์บอน C, ซิลิกอน Si และเจอร์เมเนียม Ge ค่าของพวกมันจะเท่ากับจำนวนอิเล็กตรอนที่ขาดหายไปถึงแปดตัว สถานะออกซิเดชันเหล่านี้เรียกว่า ด้อยกว่าสถานะออกซิเดชัน ตัวอย่างเช่น อะตอมของฟอสฟอรัส P ที่ระดับพลังงานสุดท้ายไม่มีอิเล็กตรอนสามถึงแปด ซึ่งหมายความว่าสถานะออกซิเดชันต่ำสุดของฟอสฟอรัส P คือ -III
ค่าของสถานะออกซิเดชันที่สูงขึ้นและต่ำจะทำซ้ำเป็นระยะ ๆ พร้อมกันเป็นกลุ่ม ตัวอย่างเช่น ในกลุ่ม IVA คาร์บอน C, ซิลิกอน Si และเจอร์เมเนียม Ge มีสถานะออกซิเดชันสูงสุด +IV และสถานะออกซิเดชันต่ำสุด - IV
ความถี่ของการเปลี่ยนแปลงในสถานะออกซิเดชันนี้สะท้อนให้เห็นในการเปลี่ยนแปลงเป็นระยะในองค์ประกอบและคุณสมบัติของสารประกอบทางเคมีของธาตุ
ในทำนองเดียวกัน การเปลี่ยนแปลงเป็นระยะในอิเล็กโตรเนกาติวีตี้ขององค์ประกอบในช่วงที่ 1-6 ของกลุ่ม IA–VIIA สามารถตรวจสอบได้ (ตารางที่ 4)
ในแต่ละช่วงเวลาของตารางธาตุ อิเล็กโตรเนกาติวีตี้ของธาตุจะเพิ่มขึ้นตามหมายเลขซีเรียลที่เพิ่มขึ้น (จากซ้ายไปขวา)
ในแต่ละ กลุ่มในตารางธาตุ อิเล็กโตรเนกาติวีตี้จะลดลงเมื่อเลขอะตอมเพิ่มขึ้น (จากบนลงล่าง) ฟลูออรีน F มีค่าสูงสุด และซีเซียม Cs มีอิเล็กโตรเนกาติวีตี้ต่ำที่สุดในบรรดาองค์ประกอบของช่วงที่ 1-6
อโลหะทั่วไปมีอิเล็กโตรเนกาติวีตี้สูง ในขณะที่โลหะทั่วไปมีอิเล็กโตรเนกาติวีตี้ต่ำ
ตัวอย่างงานของส่วน A, B1. ในช่วงที่ 4 จำนวนองค์ประกอบคือ
2. คุณสมบัติทางโลหะของธาตุในคาบที่ 3 จาก Na ถึง Cl
1) แรง
2) อ่อนตัวลง
3) อย่าเปลี่ยน
4) ไม่รู้
3. คุณสมบัติอโลหะของฮาโลเจนที่มีเลขอะตอมเพิ่มขึ้น
1) เพิ่มขึ้น
2) ลงไป
3) ยังคงไม่เปลี่ยนแปลง
4) ไม่รู้
4. ในชุดขององค์ประกอบ Zn - Hg - Co - Cd องค์ประกอบหนึ่งที่ไม่รวมอยู่ในกลุ่มคือ
5. คุณสมบัติโลหะขององค์ประกอบเพิ่มขึ้นในแถว
1) อิน-กา-อัล
2) K - Rb - Sr
3) Ge-Ga-Tl
4) Li - Be - Mg
6. คุณสมบัติอโลหะในอนุกรมขององค์ประกอบ Al - Si - C - N
1) เพิ่มขึ้น
2) ลดลง
3) อย่าเปลี่ยน
4) ไม่รู้
7. ในอนุกรมขององค์ประกอบ O - S - Se - Te มิติ (รัศมี) ของอะตอม
1) ลดลง
2) เพิ่มขึ้น
3) อย่าเปลี่ยน
4) ไม่รู้
8. ในชุดขององค์ประกอบ P - Si - Al - Mg มิติ (รัศมี) ของอะตอม
1) ลดลง
2) เพิ่มขึ้น
3) อย่าเปลี่ยน
4) ไม่รู้
9. สำหรับฟอสฟอรัสธาตุที่มี น้อยกว่าอิเล็กโตรเนกาติวีตี้คือ
10. โมเลกุลที่ความหนาแน่นของอิเล็กตรอนถูกเลื่อนไปที่อะตอมของฟอสฟอรัสคือ
11. ศาลฎีกาสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบจะปรากฏในชุดของออกไซด์และฟลูออไรด์
1) СlO2, PCl 5, SeCl 4, SO 3
2) PCl, Al 2 O 3, KCl, CO
3) SeO 3, BCl 3, N 2 O 5, CaCl 2
4) AsCl 5 , SeO 2 , SCl 2 , Cl 2 O 7
12. ด้อยกว่าระดับของการเกิดออกซิเดชันของธาตุ - ในสารประกอบไฮโดรเจนและฟลูออไรด์ของเซต
1) ClF 3 , NH 3 , NaH, ของ 2
2) H 3 S +, NH+, SiH 4, H 2 Se
3) CH 4 , BF 4 , H 3 O + , PF 3
4) PH 3 , NF+, HF 2 , CF 4
13. วาเลนซ์สำหรับอะตอมหลายวาเลนต์ เหมือนในชุดของสารประกอบ
1) SiH 4 - AsH 3 - CF 4
2) PH 3 - BF 3 - ClF 3
3) AsF 3 - SiCl 4 - IF 7
4) H 2 O - BClg - NF 3
14. ระบุความสอดคล้องระหว่างสูตรของสารหรือไอออนกับระดับของการเกิดออกซิเดชันของคาร์บอนในนั้น
ตาราง. องศาของการเกิดออกซิเดชันขององค์ประกอบทางเคมี
ตาราง. องศาของการเกิดออกซิเดชันขององค์ประกอบทางเคมี
สถานะออกซิเดชันเป็นประจุตามเงื่อนไขของอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีในสารประกอบ โดยคำนวณจากการสันนิษฐานว่าพันธะทั้งหมดเป็นชนิดไอออนิก สถานะออกซิเดชันสามารถมีค่าบวก ค่าลบ หรือศูนย์ได้ ดังนั้นผลรวมเชิงพีชคณิตของสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบในโมเลกุล โดยคำนึงถึงจำนวนอะตอมของมันคือ 0 และในไอออน - ประจุของไอออน
|
ตาราง: องค์ประกอบที่มีสถานะออกซิเดชันคงที่ |
ตาราง. สถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบทางเคมีตามลำดับตัวอักษร
|
ตาราง. สถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบทางเคมีตามจำนวน
|
การให้คะแนนบทความ:
วาเลนซ์ -
คือความสามารถของอะตอมในการสร้างพันธะกับอะตอมอื่นจำนวนหนึ่ง
กฎสำหรับการกำหนดความจุ
1. ในโมเลกุลของสารอย่างง่าย: H 2, F 2, Cl 2, Br 2, I 2 เท่ากับหนึ่ง
2. ในโมเลกุลของสารอย่างง่าย: O 2, S 8 เท่ากับสอง
3. ในโมเลกุลของสารธรรมดา: N 2, P 4 และ CO - คาร์บอนมอนอกไซด์ (II) - เท่ากับสาม
4. ในโมเลกุลของสารธรรมดาที่ก่อตัวเป็นคาร์บอน (เพชร กราไฟต์) เช่นเดียวกับในสารประกอบอินทรีย์ที่ก่อตัว ความจุของคาร์บอนคือสี่
5. ในองค์ประกอบของสารที่ซับซ้อน ไฮโดรเจนเป็นโมโนวาเลนต์ ออกซิเจนส่วนใหญ่เป็นไบวาเลนต์ เพื่อกำหนดความจุของอะตอมขององค์ประกอบอื่น ๆ ในองค์ประกอบของสารที่ซับซ้อน จำเป็นต้องทราบโครงสร้างของสารเหล่านี้
สถานะออกซิเดชัน
เป็นประจุแบบมีเงื่อนไขของอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีในสารประกอบ ซึ่งคำนวณจากสมมติฐานที่ว่าสารประกอบทั้งหมด (ที่มีพันธะขั้วไอออนิกและโควาเลนต์) ประกอบด้วยไอออนเท่านั้น
สถานะออกซิเดชันสูงสุดขององค์ประกอบเท่ากับหมายเลขกลุ่ม
ข้อยกเว้น:
ฟลูออรีน สถานะออกซิเดชันสูงสุดเป็นศูนย์ในสารอย่างง่าย F 2 0
ออกซิเจน สถานะออกซิเดชันสูงสุด +2 ในออกซิเจนฟลูออไรด์ O +2 F 2
สถานะออกซิเดชันต่ำสุดของธาตุคือแปดลบด้วยเลขหมู่ (ตามจำนวนอิเล็กตรอนที่อะตอมของธาตุสามารถรับอิเล็กตรอนได้ครบแปดระดับ)
กฎสำหรับการกำหนดระดับของการเกิดออกซิเดชัน (ซึ่งต่อไปนี้จะเรียกว่า: st.ok.)
กฎทั่วไป: ผลรวมของสถานะออกซิเดชันทั้งหมดของธาตุในโมเลกุล โดยคำนึงถึงจำนวนอะตอมเป็นศูนย์ (โมเลกุลมีความเป็นกลางทางไฟฟ้า)ในไอออนจะเท่ากับประจุของไอออน
I. สถานะออกซิเดชันของสารธรรมดาคือศูนย์: ซา 0, O 2 0, Cl 2 0
ครั้งที่สอง โอเค ในรูปแบบไบนารีการเชื่อมต่อ:
ธาตุไฟฟ้าน้อยถูกวางไว้เป็นอันดับแรก (ข้อยกเว้น: C -4 H 4 + มีเทนและ N -3 H 3 + แอมโมเนีย)
ต้องจำไว้ว่า
เซนต์ โอเค โลหะมีค่าเป็นบวกเสมอ
เซนต์ โอเค โลหะ I, II, III กลุ่มของกลุ่มย่อยหลักมีค่าคงที่และเท่ากับหมายเลขกลุ่ม
สำหรับส่วนที่เหลือ st.ok คำนวณตามกฎทั่วไป
องค์ประกอบทางไฟฟ้ามากขึ้นอยู่ในอันดับที่สอง Art ของเขา เท่ากับแปดลบหมายเลขกลุ่ม (ตามจำนวนอิเล็กตรอนที่ใช้จนถึงระดับอิเล็กตรอนที่สมบูรณ์แปดตัว)
ข้อยกเว้น: เปอร์ออกไซด์เช่น H 2 +1 O 2 -1, Ba +2 O 2 -1 เป็นต้น; คาร์ไบด์ของโลหะกลุ่ม I และ II Ag 2 +1 C 2 -1, Ca +2 C 2 -1 เป็นต้น (สารประกอบ FeS 2 - ไพไรต์พบได้ในหลักสูตรของโรงเรียน นี่คือ เหล็กไดซัลไฟด์ ระดับของการเกิดออกซิเดชัน ของกำมะถันอยู่ในนั้นคือ (-1) Fe +2 S 2 -1 ) เนื่องจากในสารประกอบเหล่านี้ มีพันธะระหว่างอะตอมเดียวกัน -O-O-, -S -S- ซึ่งเป็นพันธะสามพันธะในคาร์ไบด์ระหว่างอะตอมของคาร์บอน สถานะออกซิเดชันและความจุของธาตุในสารประกอบเหล่านี้ไม่ตรงกัน: คาร์บอนมีความจุ IV ออกซิเจนและกำมะถันมี II
สาม. สถานะออกซิเดชันในเบส Me + น(OH)น เท่ากับจำนวนหมู่ไฮดรอกโซ .
1. ในกลุ่มไฮดรอกโซ เซนต์ โอเค ออกซิเจน -2, ไฮโดรเจน +1, ประจุของหมู่ไฮดรอกโซ 1-
2. ตกลง โลหะมีค่าเท่ากับจำนวนหมู่ไฮดรอกโซ
IV. สถานะออกซิเดชัน ในกรด:
1. สต.โอเค ไฮโดรเจน +1, ออกซิเจน -2
2. ตกลง อะตอมกลางคำนวณตามกฎทั่วไปโดยการแก้สมการอย่างง่าย
ตัวอย่างเช่น H 3 +1 P x O 4 -2
3∙(+1) + x + 4∙(-2) = 0
3 + x - 8 = 0
x = +5 (อย่าลืมเครื่องหมาย +)
จำได้ ที่อยู่ในกรดที่มีศิลปะสูง องค์ประกอบกลางที่ตรงกับหมายเลขกลุ่มชื่อจะลงท้ายด้วย–นายา:
H 2 CO 3 ถ่านหิน H 2 C +4 O 3
H2 ซิโอ3ซิลิกอน (ไม่รวม) H 2 Si +4 O 3
ชม N O 3ไนตริก HN +5 O 3
H 3 พี โอ 4ฟอสฟอริก H 3 P +5 O 4
H2 เอส โอ 4กำมะถัน H 2 S +6 O 4
NS l O 4คลอรีน HCl +7 O 4
H Mn O 4 แมงกานีส HMn +7 O 4
ยังคงต้องจำ:
H N O 2 ไนโตรเจน HN +3 O 2
H2 เอส โอ3กำมะถัน H 2 S +4 O 3
NS ล.3คลอริก HCl +5 O 3
NS ล.2คลอไรด์ HCl +3 O 2
NS เกี่ยวกับไฮโปคลอรัส HCl +1 O
V. สถานะออกซิเดชัน ในเกลือ
อะตอมกลางจะเหมือนกับในกรดตกค้าง ก็เพียงพอที่จะจำหรือกำหนด st.ok ธาตุที่เป็นกรด
หก. สถานะออกซิเดชัน องค์ประกอบในไอออนเชิงซ้อนมีค่าเท่ากับประจุของไอออน
ตัวอย่างเช่น NH 4 + Cl -: เขียนไอออน N x H 4 +1
x + 4∙(+1) = +1
x= - 3;
โอเค ไนโตรเจน -3
ตัวอย่างเช่น กำหนด st.ok ธาตุโพแทสเซียม hexacyanoferrate(III) K 3
โพแทสเซียมมี +1: K 3 +1 ดังนั้นประจุของไอออน 3-
ธาตุเหล็กมี +3 (ระบุไว้ในชื่อ) 3- ดังนั้น (CN) 6 6-
หนึ่งกลุ่ม (CN) -
ไนโตรเจนที่มีไฟฟ้ามากกว่า: มี -3 ดังนั้น (C x N -3) -
x - 3 \u003d - 1
x = +2
โอเค คาร์บอน +2
ปกเกล้าเจ้าอยู่หัว ระดับ ออกซิเดชัน คาร์บอนในสารประกอบอินทรีย์มีความหลากหลายและคำนวณจากข้อเท็จจริงที่ว่าศิลปะ ไฮโดรเจนคือ +1 ออกซิเจน -2
ตัวอย่างเช่น C 3 H 6
3∙x + 6∙1 = 0
3x = -6
x = -2
โอเค คาร์บอน -2 (ในขณะที่ความจุของคาร์บอนคือ IV)
ออกกำลังกาย. กำหนดสถานะออกซิเดชันและความจุของฟอสฟอรัสในกรดไฮโปฟอสฟอรัส H 3 PO 2
คำนวณสถานะออกซิเดชันของฟอสฟอรัส
เรียกมันว่า x แทนที่สถานะออกซิเดชันของไฮโดรเจน +1 และออกซิเจน -2 คูณด้วยจำนวนอะตอมที่สอดคล้องกัน: (+1) ∙ 3 + x + (-2) ∙ 2 = 0 ดังนั้น x = +1