Kā atrast oksidācijas numurus

Saturs

• posmi
• 1. daļa Oksidācijas numuru noteikšana pēc ķīmijas noteikumiem
• 2. daļa Nosakiet oksidācijas numurus atomiem, kas neatbilst īpašiem noteikumiem

Ķīmijā termini "oksidēšanās" un "reducēšanās" attiecas uz reakcijām, kurās atoms (vai atomu grupa) attiecīgi zaudē vai iegūst elektronus. Oksidācijas skaitļi ir atomiem (vai atomu grupām) piešķirtie skaitļi, kas ķīmiķiem palīdz zināt, cik daudz elektronu var tikt nodoti un vai reaģentam reakcijas laikā notiek oksidēšanās vai reducēšanās. Process, ar kuru atomiem piešķir atomizācijas numuru, var būt vienkāršs vai ļoti sarežģīts atkarībā no atomu lādiņa un molekulu ķīmiskā sastāva, pie kurām tie pieder. Lai vēl vairāk sarežģītu jautājumus, dažiem atomiem var būt vairāk nekā divi oksidācijas skaitļi. Par laimi oksidācijas skaita noteikšanu regulē precīzi definēti noteikumi, kurus ir viegli ieviest, lai gan var būt noderīgi zināt zināšanas par ķīmiju un algebru.

posmi

1. daļa Oksidācijas numuru noteikšana pēc ķīmijas noteikumiem

1. 
   

   
   Nosakiet, vai produkts, kurā strādājat, ir elementārs atoms. Elementāro atomu, kas brīvi un nav apvienoti ar citiem elementiem, oksidācijas skaits vienmēr ir 0. Tas attiecas uz atomiem, kuru elementārā forma sastāv no šī vienkāršā atoma, bet arī uz atomiem, kuru elementārā forma ir diatomiska vai poliaatomiska.
   • Piemēram, Al_(S) un Cl₂ abiem ir oksidācijas skaitlis 0, jo tie ir elementārā, nesavienotā formā.
   • Ņemiet vērā, ka sēra elementārā forma S₈vai oktasulfurs, lai arī neregulārs, arī oksidācijas skaitlis ir 0.

2. 
   

   
   Nosakiet, vai attiecīgais produkts ir jonizētā formā. Jonu oksidācijas skaits ir vienāds ar to lādiņu. Tas attiecas uz joniem, kas nav saistīti ar citiem elementiem, bet arī uz joniem, kas ir jonu savienojuma daļa.
   • Piemēram, Cl jonu oksidācijas skaitlis ir -1.
   • Cl jonam piemīt vienmēr oksidācijas skaitlis -1, ja tas ir NaCl savienojuma sastāvdaļa. Tā kā Na jonu lādiņš pēc definīcijas ir +1, mēs zinām, ka Cl jonu lādiņš ir -1. Tādējādi tā oksidācijas skaitlis vienmēr ir -1.

3. 
   

   
   
   
   Metāla joniem var būt vairāki oksidācijas skaitļi. Daudziem metāla elementiem ir vairāk nekā viena krava. Piemēram, dzelzs (Fe) var būt jonizētā formā ar lādiņu +2 vai +3. Metāla jonu lādiņus (un līdz ar to to oksidācijas numurus) var noteikt kā funkciju no citu savienojuma atomu lādiņiem, kuru sastāvā tie ir, vai arī, izmantojot romiešu numurus, kad informācija tiek rakstīta e formā (kā teikumā: "Dzelzs jona (III) lādiņš ir +3").
   • Piemēram, savienojums, kas satur alumīnija metāla jonu. AlCl savienojums₃ kopējais lādiņš ir 0. Mēs zinām, ka Cl jonu lādiņš ir -1 un savienojumā ir 3, tāpēc Al jona lādiņam jābūt +3, lai kopējais lādiņš būtu no visiem joniem ir vienāds ar 0. Tāpēc Al oksidācijas skaitlis ir +3.

4. 
   

   
   Piešķiriet skābeklim oksidācijas numuru -2 (ar izņēmumiem). uz visvairāk Dažos gadījumos skābekļa atomu oksidācijas skaitlis ir -2. Tomēr no šī noteikuma ir daži izņēmumi:
   • Kad skābeklis ir elementārā stāvoklī (O₂), tā oksidācijas skaitlis ir 0, kā tas ir visiem elementārajiem atomiem.
   • Kad skābeklis ir daļa no a peroksīds, tad tā oksidācijas skaitlis ir -1. Peroksīdi ir savienojumu klase, kuriem ir vienkārša skābekļa-skābekļa (vai peroksīda anjona) saite₂). Piemēram, H molekulā₂O₂ (ūdeņraža peroksīds), skābekļa (un tā lādiņa) oksidācijas skaitlis ir -1.
   • Kad skābeklis ir saistīts ar fluoru, tā oksidācijas skaitlis ir +2. Lai iegūtu papildinformāciju, izlasiet noteikumus par fluoru šajā rakstā vēlāk.

5. 
   

   
   
   
   Piešķiriet oksidācijas numuru +1 ūdeņradim (ar izņēmumiem). Kas attiecas uz skābekli, ūdeņraža oksidācijas skaits ir pakļauts izņēmuma gadījumiem. Kopumā ūdeņraža oksidācijas skaits ir +1 (ja vien atkal nav tas, ka tas ir tā pamata formā, H₂). Tomēr īpašu tā saukto hibrīdo savienojumu gadījumā ūdeņraža oksidācijas skaitlis ir -1.
   • Piemēram, H molekulā₂O, mēs zinām, ka ūdeņraža oksidācijas skaitlis ir +1, jo skābekļa lādiņš ir -2 un mums ir nepieciešami 2 +1 lādiņi, lai kopējā savienojuma maksa būtu 0.Tomēr nātrija hidroksīda hibrīda formā NaH, ūdeņradim ir oksidācijas skaitlis -1, jo Na jonu lādiņš ir +1; tāpēc, lai kopējais savienojuma lādiņš būtu nulle, ūdeņraža lādiņam (un tātad tā oksidācijas skaitam) jābūt vienādam ar -1.

6. 
   

   
   Fluors ir vienmēr oksidācijas skaitlis -1. Kā mēs jau minējām, atsevišķu elementu oksidēšanās skaits var atšķirties daudzu iemeslu dēļ (tas attiecas uz metāla joniem, skābekļa atomiem peroksīdos utt.). Tomēr fluora oksidācijas skaitlis ir -1, un tas nekad nemainās. Tas ir saistīts ar faktu, ka fluors ir visvairāk elektronegatīvs elements, citiem vārdiem sakot, tas ir elements, kam ir vismazākās iespējas dot vienu no saviem elektroniem, un tas, visticamāk, uzņems vai cita elementa elektronu (-us). Tāpēc viņa lādiņš nemainās.

7. 
   

   
   Apsveriet savienojuma oksidācijas numuru kā vienādu ar šī savienojuma lādiņu. Visu savienojuma atomu oksidācijas numuru summai jābūt vienādai ar šī savienojuma lādiņu. Piemēram, ja savienojums netiek uzlādēts, visu tā atomu oksidācijas numuru summai jābūt vienādai ar 0; ja savienojums ir poliatomiskais lādiņa jons -1, tad oksidācijas skaitļu summai jābūt -1 un tā tālāk.
   • Tas ir labs veids, kā pārbaudīt, vai esat labi paveicis savu darbu - ja jūsu savienojuma oksidācijas numuru summa nav vienāda ar jūsu savienojuma kopējo lādiņu, tad varat būt pārliecināti, ka esat pieļāvis kļūdu. kaut kur, nosakot savus oksidācijas skaitļus.

2. daļa Nosakiet oksidācijas numurus atomiem, kas neatbilst īpašiem noteikumiem

1. 
   

   
   Atrodiet atomus, kuriem nav noteikumu par oksidācijas numuru piešķiršanu. Dažiem atomiem nav īpašu noteikumu to oksidācijas skaita noteikšanai. Ja jūsu atoms neparādās iepriekšējos punktos un neesat pārliecināts par tā lādiņu (ja, piemēram, tas ir daļa no lielāka savienojuma un tā individuālais lādiņš jums netiek piešķirts), tad varat atrod atoma oksidācijas skaitu, veicot atdalīšanu. Vispirms jūs noteiksit katra pārējā savienojuma atoma oksidācijas numuru, pirms jūs noteiksit atomu skaitu, kas jūs interesē, pamatojoties uz kopējo savienojuma lādiņu.
   • Piemēram, Na savienojumā₂SO₄, sēra (S) lādiņš nav zināms - mēs varam teikt tikai to, ka tā lādiņš atšķiras no 0, jo tas nav tā pamata formā. Labs kandidāts ir izmantot šo algebrisko metodi oksidācijas skaita noteikšanai.

2. 
   

   
   Atrodiet savienojuma pārējo elementu oksidācijas numurus. Izmantojot ķīmiskos noteikumus, lai noteiktu oksidācijas numuru, atrodiet savienojuma pārējo atomu oksidācijas numurus. Pievērsiet uzmanību izņēmuma gadījumiem, kas saistīti ar O, H atomiem utt.
   • Ievērojot iepriekšējā sadaļā izklāstītos ķīmijas noteikumus, mēs zinām, ka tas ir Na savienojumā₂SO₄ Na jonu lādiņš (un līdz ar to oksidācijas skaitlis) ir +1, un skābekļa atomu oksidācijas skaitlis ir -2.

3. 
   

   
   Katram atomam reiziniet to skaitu ar to oksidācijas numuru. Tagad, kad mēs zinām visu mūsu atomu, izņemot interesējošo atomu, oksidācijas numurus, mums jāņem vērā, ka daži no šiem atomiem savienojumā var parādīties vairāk nekā vienu reizi. Reiziniet katra atoma skaitlisko koeficientu (ko raksta indeksā aiz savienojuma atoma ķīmiskā simbola) ar tā oksidācijas numuru.
   • Na savienojumā₂SO₄mēs zinām, ka ir 2 Na atomi un 4 O atomi. Tātad mums ir jāreizina +1 (Na oksidācijas skaits) ar 2, lai iegūtu rezultātu 2, pēc tam jāreizina -2 (O O) oksidēšana ar 4, lai iegūtu rezultātu -8.

4. 
   

   
   Pievienojiet rezultātus. Pievienojiet reizināšanas rezultātus, lai iegūtu oksidācijas numuru bez ņemiet vērā mūs interesējošā atoma oksidācijas skaitu.
   • Na piemērā₂SO₄, būtu vajadzējis pievienot 2 un -8, lai iegūtu -6.

5. 
   

   
   Aprēķiniet nezināmo oksidācijas numuru, pamatojoties uz savienojuma lādiņu. Tagad jums ir visa nepieciešamā informācija, lai atrastu mūs interesējošo oksidācijas numuru, izmantojot vienkāršus algebriskos noteikumus. Izveido vienādojumu, saskaņā ar kuru iepriekšējo darbību rezultāti plus nezināmais oksidācijas skaitlis ir vienādi ar kopējo savienojuma lādiņu. Citiem vārdiem sakot: (Zināmo oksidācijas numuru summa) + (nezināmais oksidācijas numurs) = (savienojuma lādiņš).
   • Ņemot piemēru Na₂SO₄To var izdarīt šādi:
     • (Zināmo oksidācijas numuru summa) + (nezināmais oksidācijas skaits) = (savienojuma lādiņš)
     • -6 + S = 0
     • S = 0 + 6
     • S = 6. S oksidācijas skaits ir vienāds ar 6 Na savienojumā₂SO₄.