Unsur kimia dalam sebatian, dikira daripada andaian bahawa semua ikatan adalah ionik.
Keadaan pengoksidaan boleh mempunyai nilai positif, negatif atau sifar, oleh itu jumlah algebra bagi keadaan pengoksidaan unsur dalam molekul, dengan mengambil kira bilangan atomnya, ialah 0, dan dalam ion - caj ion.
1. Keadaan pengoksidaan logam dalam sebatian sentiasa positif.
2. Keadaan pengoksidaan tertinggi sepadan dengan nombor kumpulan sistem berkala di mana unsur ini terletak (pengecualian ialah: Au+3(kumpulan saya), Cu+2(II), daripada kumpulan VIII, keadaan pengoksidaan +8 hanya boleh berada dalam osmium Os dan rutenium Ru.
3. Keadaan pengoksidaan bukan logam bergantung pada atom mana ia disambungkan kepada:
- jika dengan atom logam, maka keadaan pengoksidaan adalah negatif;
- jika dengan atom bukan logam, maka keadaan pengoksidaan boleh menjadi positif dan negatif. Ia bergantung kepada keelektronegatifan atom unsur.
4. Keadaan pengoksidaan negatif tertinggi bukan logam boleh ditentukan dengan menolak daripada 8 bilangan kumpulan di mana unsur ini terletak, i.e. keadaan pengoksidaan positif tertinggi adalah sama dengan bilangan elektron pada lapisan luar, yang sepadan dengan nombor kumpulan.
5. Keadaan pengoksidaan bahan mudah ialah 0, tidak kira sama ada ia logam atau bukan logam.
Unsur dengan keadaan pengoksidaan malar.
|
unsur |
Keadaan pengoksidaan ciri |
Pengecualian |
|
Hidrida logam: LIH-1 |
||
|
keadaan pengoksidaan dipanggil caj bersyarat zarah di bawah andaian bahawa ikatan itu terputus sepenuhnya (mempunyai watak ionik). H- Cl = H + + Cl - , Ikatan dalam asid hidroklorik adalah polar kovalen. Pasangan elektron lebih berat sebelah terhadap atom Cl - , kerana ia adalah unsur keseluruhan yang lebih elektronegatif. Bagaimana untuk menentukan tahap pengoksidaan?Keelektronegatifan ialah keupayaan atom untuk menarik elektron daripada unsur lain. Keadaan pengoksidaan ditunjukkan di atas unsur: Br 2 0 , Na 0 , O +2 F 2 -1 ,K + Cl - dan lain-lain. Ia boleh menjadi negatif dan positif. Keadaan pengoksidaan bahan ringkas (tidak terikat, keadaan bebas) ialah sifar. Keadaan pengoksidaan oksigen dalam kebanyakan sebatian ialah -2 (kecuali peroksida H 2 O 2, di mana ia adalah -1 dan sebatian dengan fluorin - O +2 F 2 -1 , O 2 +1 F 2 -1 ). - Keadaan pengoksidaan ion monatomik ringkas adalah sama dengan casnya: Na + , Ca +2 . Hidrogen dalam sebatiannya mempunyai keadaan pengoksidaan +1 (pengecualian ialah hidrida - Na + H - dan jenis sambungan C +4 H 4 -1 ). Dalam ikatan logam-bukan logam, atom yang mempunyai keelektronegatifan tertinggi mempunyai keadaan pengoksidaan negatif (data keelektronegatifan diberikan pada skala Pauling): H + F - , Cu + Br - , Ca +2 (TIDAK 3 ) - dan lain-lain. Peraturan untuk menentukan tahap pengoksidaan dalam sebatian kimia.Mari kita ambil sambungan KMnO 4 , adalah perlu untuk menentukan keadaan pengoksidaan atom mangan. Penaakulan:
K+MnXO 4 -2 biarlah X- tidak diketahui oleh kami tahap pengoksidaan mangan. Bilangan atom kalium ialah 1, mangan - 1, oksigen - 4. Dibuktikan bahawa molekul secara keseluruhan adalah neutral elektrik, jadi jumlah casnya mestilah sama dengan sifar. 1*(+1) + 1*(X) + 4(-2) = 0, X = +7, Oleh itu, keadaan pengoksidaan mangan dalam kalium permanganat = +7. Mari kita ambil satu lagi contoh oksida Fe2O3. Ia adalah perlu untuk menentukan keadaan pengoksidaan atom besi. Penaakulan:
2*(X) + 3*(-2) = 0, Kesimpulan: keadaan pengoksidaan besi dalam oksida ini ialah +3. Contoh. Tentukan keadaan pengoksidaan semua atom dalam molekul. 1. K2Cr2O7. Keadaan pengoksidaan K+1, oksigen O -2. Indeks yang diberikan: O=(-2)×7=(-14), K=(+1)×2=(+2). Kerana jumlah algebra bagi keadaan pengoksidaan unsur dalam molekul, dengan mengambil kira bilangan atomnya, ialah 0, maka bilangan keadaan pengoksidaan positif adalah sama dengan bilangan yang negatif. Keadaan pengoksidaan K+O=(-14)+(+2)=(-12). Ia berikutan daripada ini bahawa bilangan kuasa positif atom kromium ialah 12, tetapi terdapat 2 atom dalam molekul, yang bermaksud bahawa terdapat (+12):2=(+6) setiap atom. Jawapan: K 2 + Cr 2 +6 O 7 -2. 2.(AsO 4) 3-. Dalam kes ini, jumlah keadaan pengoksidaan tidak lagi akan sama dengan sifar, tetapi dengan cas ion, i.e. - 3. Mari kita buat persamaan: x+4×(- 2)= - 3 . Jawapan: (Sebagai +5 O 4 -2) 3-. |
KEADAAN PENGOKSIDAAN ialah cas yang boleh dimiliki oleh atom dalam molekul atau ion jika semua ikatannya dengan atom lain terputus, dan pasangan elektron sepunya dibiarkan dengan unsur yang lebih elektronegatif.
Dalam sebatian yang manakah oksigen menunjukkan keadaan pengoksidaan positif: H2O; H2O2; CO2; OF2?
OF2. sebatian ini, oksigen mempunyai keadaan pengoksidaan + 2
Antara bahan yang manakah hanya agen penurunan: Fe; SO3; Cl2; HNO3?
sulfur oksida (IV) - SO 2
Apakah unsur dalam tempoh III sistem Berkala D.I. Mendeleev, berada dalam keadaan bebas, adalah agen pengoksidaan terkuat: Na; Al; S; Cl2?
Cl klorin
Bahagian V
Apakah kelas sebatian tak organik yang dimiliki oleh bahan berikut: HF, PbO2, Hg2SO4, Ni(OH)2, FeS, Na2CO3?
Bahan kompleks. oksida
Buat formula: a) garam kalium berasid asid fosforik; b) garam zink asas asid karbonik H2CO3.
Apakah bahan yang diperoleh melalui interaksi: a) asid dengan garam; b) asid dengan bes; c) garam dengan garam; d) bes dengan garam? Berikan contoh tindak balas.
A) oksida logam, garam logam.
B) garam (hanya dalam larutan)
D) garam baru, bes tidak larut dan hidrogen terbentuk
Antara bahan berikut, yang manakah akan bertindak balas dengan asid hidroklorik: N2O5, Zn(OH)2, CaO, AgNO3, H3PO4, H2SO4? Buat persamaan tindak balas yang mungkin.
Zn(OH)2 + 2 HCl = ZnCl + H2O
CaO + 2 HCl = CaCl2 + H2O
Nyatakan jenis oksida kuprum oksida kepunyaan dan buktikan dengan bantuan tindak balas kimia.
oksida logam.
Kuprum oksida (II) CuO - hablur hitam, menghablur dalam syngoni monoklin, ketumpatan 6.51 g / cm3, takat lebur 1447 ° C (di bawah tekanan oksigen). Apabila dipanaskan hingga 1100°C, ia terurai untuk membentuk kuprum (I) oksida:
4CuO = 2Cu2O + O2.
Ia tidak larut dalam air dan tidak bertindak balas dengannya. Ia mempunyai sifat amfoterik yang lemah dengan dominasi yang asas.
Dalam larutan ammonia berair, ia membentuk tetraamin kuprum (II) hidroksida:
CuO + 4NH3 + H2O = (OH)2.
Mudah bertindak balas dengan asid cair untuk membentuk garam dan air:
CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O.
Apabila bercantum dengan alkali, ia membentuk cuprat:
CuO + 2KOH = K2CuO2 + H2O.
Dikurangkan oleh hidrogen, karbon monoksida dan logam aktif kepada kuprum logam:
CuO + H2 = Cu + H2O;
CuO + CO = Cu + CO2;
CuO + Mg = Cu + MgO.
Ia diperoleh dengan mengkalsinkan kuprum (II) hidroksida pada 200 ° C:
Cu(OH)2 = CuO + H2O Mendapatkan oksida dan hidroksida kuprum (II)
atau semasa pengoksidaan tembaga logam di udara pada 400–500°C:
2Cu + O2 = 2CuO.
6. Selesaikan persamaan tindak balas:
Mg(OH)2 + H2SO4 = MgSO4+2H2O
Mg(OH)2^- +2H^+ + SO4^2-=Mg^2+ + SO4^2- +2H2O
Mg(OH)2^- +2H^+ = Mg^2+ +2H2O^-
NaOH + H3PO4 \u003d NaH2PO4 + H2O FE \u003d 1
H3PO4 + 2NaOH \u003d Na2HPO4 + 2H2O FE \u003d 1/2
H3PO4 + 3NaOH \u003d Na3PO4 + 3H2O FE \u003d 1/3
dalam kes pertama, 1 mol asid fosforik hm .. . bersamaan dengan 1 proton... jadi faktor kesetaraan ialah 1
peratusan kepekatan - jisim bahan dalam gram yang terkandung dalam 100 gram larutan. jika 100 g larutan mengandungi 5 g garam, berapa banyak yang diperlukan untuk 500 g?
titer ialah jisim bahan dalam gram yang terkandung dalam 1 ml larutan. 0.3 g cukup untuk 300 ml.
Ca (OH) 2 + H2CO3 \u003d CaO + H2O 2 / tindak balas ciri - tindak balas peneutralan Ca / OH / 2 + H2CO3 \u003d CaCO3 + H2O 3 / bertindak balas dengan asid oksida Ca / OH / 2 + CO2 \u003d CaCO3 + H2O 4 / dengan garam berasid Ca / OH / 2 + 2KHCO3 \u003d K2CO3 + CaCO3 + 2H2O 5 / alkali memasuki tindak balas pertukaran dengan garam. jika dalam kes ini mendakan terbentuk 2NaOH + CuCl2 = 2NaCl + Cu / OH / 2 / mendakan / 6 / larutan alkali bertindak balas dengan bukan logam, serta dengan aluminium atau zink. OVR.
Namakan tiga cara untuk mendapatkan garam. Sokong jawapan anda dengan persamaan tindak balas
A) Tindak balas peneutralan.. Selepas penyejatan air, garam kristal diperolehi. Sebagai contoh:
B) Tindak balas bes dengan oksida berasid(lihat perenggan 8.2). Ini juga merupakan varian tindak balas peneutralan:
AT) Tindak balas asid dengan garam. Kaedah ini sesuai, sebagai contoh, jika garam tidak larut terbentuk yang memendakan:
Antara bahan berikut, yang manakah boleh bertindak balas antara satu sama lain: NaOH, H3PO4, Al(OH)3, SO3, H2O, CaO? Sokong jawapan anda dengan persamaan tindak balas
2 NaOH + H3PO4 = Na2HPO4 + 2H2O
CaO + H2O = Ca(OH)2
Al(OH)3 + NaOH = Na(Al(OH)4) atau NaAlO2 + H2O
SO3 + H2O = H2SO4
bahagian VI
Nukleus atom (proton, neutron).
Atom ialah zarah terkecil unsur kimia yang mengekalkan semua sifat kimianya. Atom terdiri daripada nukleus bercas positif dan elektron bercas negatif. Caj nukleus mana-mana unsur kimia adalah sama dengan hasil Z dengan e, di mana Z ialah nombor siri unsur ini dalam sistem berkala unsur kimia, e ialah nilai cas elektrik asas.
Proton- zarah asas yang stabil mempunyai unit cas elektrik positif dan jisim 1836 kali lebih besar daripada jisim elektron. Proton ialah nukleus unsur paling ringan, hidrogen. Bilangan proton dalam nukleus ialah Z. Neutron- zarah asas neutral (tidak mempunyai cas elektrik) dengan jisim sangat hampir dengan jisim proton. Oleh kerana jisim nukleus terdiri daripada jisim proton dan neutron, bilangan neutron dalam nukleus atom ialah A - Z, di mana A ialah nombor jisim isotop tertentu (lihat sistem berkala unsur kimia) . Proton dan neutron yang membentuk nukleus dipanggil nukleon. Dalam nukleus, nukleon diikat oleh daya nuklear khas.
Elektron
Elektron- zarah terkecil bahan dengan cas elektrik negatif e=1.6·10 -19 coulomb, diambil sebagai cas elektrik asas. Elektron, berputar mengelilingi nukleus, terletak pada petala elektron K, L, M, dsb. K ialah petala yang paling hampir dengan nukleus. Saiz atom ditentukan oleh saiz kulit elektronnya.
isotop
Isotop - atom unsur kimia yang sama, nukleusnya mempunyai bilangan proton yang sama (zarah bercas positif), tetapi bilangan neutron yang berbeza, dan unsur itu sendiri mempunyai nombor atom yang sama dengan unsur utama. Oleh kerana itu, isotop mempunyai jisim atom yang berbeza.
Apabila ikatan terbentuk dengan atom kurang elektronegatif (untuk fluorin, ini semua unsur, untuk klorin, semuanya kecuali fluorin dan oksigen), valensi semua halogen adalah sama. Keadaan pengoksidaan ialah -1 dan cas ion ialah 1-. Keadaan pengoksidaan positif tidak mungkin untuk fluorin. Klorin pula mempamerkan pelbagai keadaan pengoksidaan positif sehingga +7 (nombor kumpulan). Contoh sambungan diberikan dalam bahagian Rujukan.
Dalam kebanyakan sebatian, klorin, sebagai unsur elektronegatif kuat (EO = 3.0), bertindak dalam keadaan pengoksidaan negatif -1. Dalam sebatian dengan lebih elektronegatif fluorin, oksigen dan nitrogen, ia menunjukkan keadaan pengoksidaan positif. Sebatian klorin dengan oksigen sangat pelbagai, di mana keadaan pengoksidaan klorin ialah +1, -f3, +5 dan +7, serta +4 dan Ch-6.
Berbanding dengan klorin, fluorin F jauh lebih aktif. Ia bertindak balas dengan hampir semua unsur kimia, dengan logam alkali dan alkali tanah, walaupun dalam keadaan sejuk. Sesetengah logam (Mg, Al, Zn, Fe, Cu, Ni) tahan terhadap fluorin dalam keadaan sejuk kerana pembentukan filem fluorida. Fluorin adalah agen pengoksidaan terkuat dari semua unsur yang diketahui. Ia adalah satu-satunya halogen yang tidak mampu menunjukkan keadaan pengoksidaan positif. Apabila dipanaskan, fluorin bertindak balas dengan semua logam, termasuk emas dan platinum. Ia membentuk beberapa sebatian dengan oksigen, dan ini adalah satu-satunya sebatian di mana oksigen adalah elektropositif (contohnya, oksigen difluorida OFa). Tidak seperti oksida, sebatian ini dipanggil fluorida oksigen.
Unsur-unsur subkumpulan oksigen berbeza dengan ketara daripada oksigen dalam sifat. Perbezaan utama mereka terletak pada keupayaan untuk menunjukkan keadaan pengoksidaan positif, sehingga
Perbezaan antara halogen paling ketara dalam sebatian di mana ia menunjukkan keadaan pengoksidaan positif. Ini terutamanya sebatian halogen dengan unsur paling elektronegatif - fluorin dan oksigen, yang
Atom oksigen mempunyai konfigurasi elektronik [He]25 2p. Oleh kerana unsur ini adalah kedua selepas fluorin dalam keelektronegatifannya, ia hampir selalu mempunyai keadaan pengoksidaan negatif dalam sebatian. Satu-satunya sebatian di mana oksigen mempunyai keadaan pengoksidaan positif ialah sebatian yang mengandungi fluorin Op2 dan Op.
Pada tahun 1927, sebatian oksigen fluorin secara tidak langsung diperolehi, di mana oksigen mempunyai keadaan pengoksidaan positif bersamaan dengan dua
Oleh kerana atom nitrogen dalam ammonia menarik elektron lebih kuat daripada nitrogen unsur, ia dikatakan mempunyai keadaan pengoksidaan negatif. Dalam nitrogen dioksida, di mana atom nitrogen menarik elektron kurang kuat daripada nitrogen unsur, ia mempunyai keadaan pengoksidaan positif. Dalam unsur nitrogen atau unsur oksigen, setiap atom mempunyai keadaan pengoksidaan sifar. (Keadaan pengoksidaan sifar dikaitkan dengan semua unsur dalam keadaan tidak bergabung.) Keadaan pengoksidaan ialah konsep yang berguna untuk memahami tindak balas redoks.
Klorin membentuk keseluruhan siri oksianion ClO, ClO, ClO3, dan ClOg, di mana ia mempamerkan siri keadaan pengoksidaan positif yang berturut-turut. Ion klorida, C1, mempunyai struktur elektronik gas mulia Ar, dengan empat pasang elektron valens. Empat oksianion klorin di atas boleh dianggap sebagai hasil tindak balas ion klorida, CH, sebagai bes Lewis dengan satu, dua, tiga, atau empat atom oksigen, setiap satunya mempunyai sifat penerima elektron, i.e. asid lewis
Sifat kimia sulfur, selenium dan telurium berbeza dalam banyak aspek daripada oksigen. Salah satu perbezaan yang paling penting ialah unsur-unsur ini mempunyai keadaan pengoksidaan positif sehingga -1-6, yang didapati, sebagai contoh,
Konfigurasi elektronik ns np membolehkan unsur kumpulan ini mempamerkan keadaan pengoksidaan -I, +11, +IV dan +VI. Oleh kerana hanya dua elektron yang hilang sebelum pembentukan konfigurasi gas lengai, keadaan pengoksidaan -II timbul dengan sangat mudah. Ini benar terutamanya untuk unsur-unsur ringan kumpulan.
Sesungguhnya, oksigen berbeza daripada semua unsur kumpulan dalam kemudahan atomnya memperoleh dua elektron, membentuk ion negatif bercas dua kali ganda. Kecuali keadaan pengoksidaan negatif yang luar biasa bagi oksigen dalam peroksida (-1), superoksida (-Va) dan ozonida (7h), sebatian yang terdapat ikatan oksigen-oksigen, serta keadaan + 1 dan - + II dalam sebatian O. Fa dan ORz oksigen dalam semua sebatian mempunyai keadaan pengoksidaan -I. Bagi unsur-unsur kumpulan yang tinggal, keadaan pengoksidaan negatif menjadi kurang stabil secara beransur-ansur, dan yang positif menjadi lebih stabil. Unsur berat didominasi oleh keadaan pengoksidaan positif yang lebih rendah.
Selaras dengan sifat unsur dalam keadaan pengoksidaan positif, sifat oksida dalam tempoh dan kumpulan sistem berkala berubah secara semula jadi. Dalam tempoh, cas berkesan negatif pada atom oksigen berkurangan dan peralihan beransur-ansur daripada asas melalui oksida amfoterik kepada yang berasid berlaku, contohnya.
Nal, Mgb, AIF3, ZrBf4. Apabila menentukan keadaan pengoksidaan unsur dalam sebatian dengan ikatan kovalen polar, nilai keelektronegatifannya dibandingkan (lihat 1.6). Oleh kerana, semasa pembentukan ikatan kimia, elektron dialihkan kepada atom unsur yang lebih elektronegatif, yang terakhir mempunyai keadaan pengoksidaan negatif dalam sebatian Fluorin, dicirikan oleh nilai keelektronegatifan tertinggi, dalam sebatian sentiasa mempunyai keadaan pengoksidaan negatif malar -1.
I oksigen, yang juga mempunyai nilai elektronegativiti yang tinggi, dicirikan oleh keadaan pengoksidaan negatif, biasanya -2, dalam peroksida -1. Pengecualian ialah sebatian OF2, di mana keadaan pengoksidaan oksigen ialah 4-2. Unsur alkali dan alkali tanah, yang dicirikan oleh keelektronegatifan yang agak rendah, sentiasa mempunyai keadaan pengoksidaan positif, sama dengan +1 dan +2, masing-masing. Hidrogen mempamerkan keadaan pengoksidaan malar (+ 1) dalam kebanyakan sebatian, contohnya
Dari segi keelektronegatifan, oksigen adalah yang kedua selepas fluorin. Sebatian oksigen dengan fluorin adalah unik, kerana hanya dalam sebatian ini oksigen mempunyai keadaan pengoksidaan positif.
Terbitan bagi keadaan pengoksidaan positif oksigen ialah agen pengoksidaan intensif tenaga terkuat yang mampu membebaskan tenaga kimia yang tersimpan di dalamnya dalam keadaan tertentu. Ia boleh digunakan sebagai pengoksida propelan yang berkesan.
Dan mereka tergolong dalam bukan logam, keadaan yang ditunjukkan adalah yang paling biasa bagi mereka. Walau bagaimanapun, unsur-unsur kumpulan 6A, dengan pengecualian oksigen, selalunya berada dalam keadaan dengan keadaan pengoksidaan positif sehingga + 6, yang sepadan dengan sosialisasi semua enam elektron valens dengan atom unsur yang lebih elektronegatif.
Semua unsur subkumpulan ini, kecuali polonium, adalah bukan logam. Dalam sebatian mereka, mereka menunjukkan kedua-dua keadaan pengoksidaan negatif dan positif. Dalam sebatian dengan logam dan hidrogen, keadaan pengoksidaannya biasanya -2. Dalam sebatian dengan bukan logam, contohnya dengan oksigen, ia boleh mempunyai nilai +4 atau -) -6. Pengecualian adalah oksigen itu sendiri. Dari segi keelektronegatifan, ia adalah yang kedua selepas fluorin, oleh itu, hanya dalam kombinasi dengan unsur ini (ATAU) keadaan pengoksidaannya adalah positif (-1-2). Dalam sebatian dengan semua unsur lain, keadaan pengoksidaan oksigen adalah negatif dan biasanya -2. Dalam hidrogen peroksida dan derivatifnya, ia adalah -1.
Nitrogen adalah lebih rendah dalam keelektronegatifan hanya kepada oksigen dan fluorin. Oleh itu, ia menunjukkan keadaan pengoksidaan positif hanya dalam sebatian dengan dua unsur ini. Dalam oksida dan oksianion, keadaan pengoksidaan nitrogen mengambil nilai dari + 1 hingga -b 5.
Dalam sebatian dengan lebih banyak unsur elektronegatif, unsur-p kumpulan VI mempunyai keadaan pengoksidaan positif. Bagi mereka (kecuali oksigen), keadaan pengoksidaan yang paling ciri ialah -2, +4, -4-6, yang sepadan dengan peningkatan beransur-ansur dalam bilangan elektron tidak berpasangan apabila atom unsur teruja.
Terutama terkenal adalah anion kompleks dengan ligan oksigen - kompleks oxo. Ia dibentuk oleh atom unsur yang kebanyakannya bukan logam dalam keadaan pengoksidaan positif (logam - hanya dalam keadaan pengoksidaan tinggi). Kompleks oxo diperoleh melalui interaksi oksida kovalen unsur yang sepadan dengan atom oksigen terpolarisasi negatif oksida asas atau air, contohnya.
oksida dan hidroksida. Oksida dan hidroksida unsur-p boleh dianggap sebagai sebatian dengan keadaan pengoksidaan positif tertinggi, unsur-p dengan oksigen
O, CJUg, CbO), di mana klorin menunjukkan keadaan pengoksidaan positif. Nitrogen pada suhu tinggi secara langsung bergabung dengan oksigen dan, oleh itu, mempamerkan sifat mengurangkan.
Dalam sebatian dengan oksigen, unsur boleh menunjukkan keadaan pengoksidaan positif tertinggi, sama dengan nombor kumpulan. Oksida unsur, bergantung pada kedudukannya dalam sistem berkala dan pada tahap pengoksidaan unsur, boleh mempamerkan sifat asas atau berasid.
Di samping itu, unsur-unsur ini juga mampu mempamerkan keadaan pengoksidaan positif sehingga +6, kecuali oksigen (hanya sehingga + 2). Unsur subkumpulan oksigen ialah bukan logam.
Agen pengoksidaan yang paling biasa ialah halogen, oksigen, dan oksianion seperti MPO4, Cr3O, dan NO, di mana atom pusat mempunyai keadaan pengoksidaan positif yang tinggi. Kadang-kadang sebagai pengoksida
Sebatian OgRg dan Oorg adalah agen pengoksidaan yang kuat, kerana oksigen di dalamnya berada dalam keadaan pengoksidaan positif - -1 dan +2, dan oleh itu, mempunyai rizab tenaga yang besar (pertalian elektron tinggi), mereka akan menarik elektron dengan kuat kerana kecenderungan oksigen untuk pergi ke keadaan yang paling stabil untuknya.
Atom terion bukan logam dalam keadaan pengoksidaan positif dan ion logam dalam keadaan pengoksidaan tinggi dengan oksigen membentuk molekul neutral oksida CO, CO2, NO, N02, 302, Sn02, MnOa kompleks yang mengandungi oksigen ion N0, P04, 3O " , Cr0, MnOg, dsb.
Tahap elektrokimia valar-ny atom unsur-unsur ini sepadan dengan formula pa pr Oksigen ialah unsur kedua paling elektronegatif (selepas fluorin paling negatif), ia boleh diberikan keadaan pengoksidaan yang stabil dalam sebatian yang sama dengan (-I) dalam oksigen fluorida, keadaan pengoksidaannya adalah positif. Unsur-unsur selebihnya kumpulan VIA mempamerkan keadaan pengoksidaan (-I), (+ IV) dan (Ch VI) dalam sebatian mereka, dan keadaan pengoksidaan adalah stabil untuk sulfur (+ VI), dan untuk unsur-unsur yang tinggal (4-IV). ). Dengan keelektronegatifan
Apabila O2 berinteraksi dengan agen pengoksidaan terkuat P1Pv, bahan O2[P1Pb] terbentuk, di mana ion molekul Og ialah kation. Sebatian di mana oksigen mempunyai keadaan pengoksidaan positif adalah agen pengoksidaan intensif tenaga terkuat yang mampu membebaskan tenaga kimia yang disimpan dalam keadaan tertentu. Ia boleh digunakan sebagai pengoksida propelan yang berkesan.
Walau bagaimanapun, keupayaan untuk melampirkan elektron adalah kurang ketara di dalamnya daripada unsur-unsur yang sepadan kumpulan VI dan VII. Dengan oksigen, mereka membentuk oksida jenis RjOj, menunjukkan keadaan pengoksidaan positif tertinggi, bersamaan dengan + 5.
Bromin dan iodin mempamerkan keadaan pengoksidaan positif dalam sebatian mereka dengan oksigen dan dengan lebih elektronegatif halogen. Dikaji dengan baik adalah asid yang mengandungi oksigen (dan garamnya) unsur-unsur ini seperti HOHg (bromus, garam adalah hipobromit) dan HOI (iodin, garam adalah hipoiodit) HBrO3 (bromous, garam adalah bromat) dan NHS (iodin, garam adalah iodat), serta NbYub (orto-iodik, garam - orto-periodat).
(pengulangan)
II. Keadaan pengoksidaan (bahan baharu)
Keadaan pengoksidaan- ini ialah caj bersyarat yang diterima oleh atom sebagai hasil pengembalian lengkap (penerimaan) elektron, berdasarkan syarat bahawa semua ikatan dalam sebatian adalah ionik.
Pertimbangkan struktur atom fluorin dan natrium:
F +9)2)7
Na+11)2)8)1
- Apakah yang boleh dikatakan tentang kesempurnaan tahap luaran atom fluorin dan natrium?
- Atom manakah yang lebih mudah diterima, dan yang manakah lebih mudah untuk memberikan elektron valens untuk melengkapkan tahap luaran?
Adakah kedua-dua atom mempunyai aras luar yang tidak lengkap?
Lebih mudah bagi atom natrium untuk menderma elektron, untuk fluorin menerima elektron sebelum selesai tahap luaran.
F 0 + 1ē → F -1 (atom neutral menerima satu elektron negatif dan memperoleh keadaan pengoksidaan "-1", bertukar menjadi ion bercas negatif - anion )
Na 0 – 1ē → Na +1 (atom neutral menderma satu elektron negatif dan memperoleh keadaan pengoksidaan "+1", bertukar menjadi ion bercas positif - kation )
Bagaimana untuk menentukan keadaan pengoksidaan atom dalam PSCE D.I. Mendeleev?
Peraturan definisi keadaan pengoksidaan atom dalam PSCE D.I. Mendeleev:
1. Hidrogen biasanya menunjukkan keadaan pengoksidaan (CO) +1 (pengecualian, sebatian dengan logam (hidrida) - hidrogen mempunyai CO sama dengan (-1) Me + n H n -1)
2. Oksigen biasanya mempamerkan CO -2 (pengecualian: O +2 F 2, H 2 O 2 -1 - hidrogen peroksida)
3. logam hanya menunjukkan + n CO positif
4. Fluorin sentiasa menunjukkan CO sama -1 (F-1)
5. Untuk barangan subkumpulan utama:
Lebih tinggi CO (+) = nombor kumpulan N kumpulan
Inferior CO (-) = N kumpulan – 8
Peraturan untuk menentukan keadaan pengoksidaan atom dalam sebatian:
I. Keadaan pengoksidaan atom bebas dan atom dalam molekul bahan mudah adalah sama dengan sifar - Na 0 , P 4 0 , O 2 0
II. AT bahan kompleks jumlah algebra CO bagi semua atom, dengan mengambil kira indeksnya, adalah sama dengan sifar = 0 , dan dalam ion kompleks cajnya.
Sebagai contoh, H +1 N +5 O 3 -2 : (+1)*1+(+5)*1+(-2)*3 = 0
2- : (+6)*1+(-2)*4 = -2
Latihan 1 - tentukan keadaan pengoksidaan semua atom dalam formula asid sulfurik H 2 SO 4?
1. Mari letakkan keadaan pengoksidaan hidrogen dan oksigen yang diketahui, dan ambil CO sulfur sebagai "x"
H +1 S x O 4 -2
(+1)*1+(x)*1+(-2)*4=0
X \u003d 6 atau (+6), oleh itu, sulfur mempunyai C O +6, i.e. S+6
Tugasan 2 - tentukan keadaan pengoksidaan semua atom dalam formula asid fosforik H 3 PO 4?
1. Mari letakkan keadaan pengoksidaan hidrogen dan oksigen yang diketahui, dan ambil CO fosforus sebagai "x"
H 3 +1 P x O 4 -2
2. Susun dan selesaikan persamaan, mengikut peraturan (II):
(+1)*3+(x)*1+(-2)*4=0
X \u003d 5 atau (+5), oleh itu, fosforus mempunyai C O +5, i.e. P+5
Tugasan 3 - tentukan keadaan pengoksidaan semua atom dalam formula ion ammonium (NH 4) + ?
1. Mari letakkan keadaan pengoksidaan hidrogen yang diketahui, dan ambil CO nitrogen sebagai "x"
DEFINISI
Oksigen ialah unsur kelapan dalam Jadual Berkala. Ia terletak dalam tempoh kedua kumpulan VI A subkumpulan. Jawatan - O.
Oksigen semulajadi terdiri daripada tiga isotop stabil 16O (99.76%), 17O (0.04%) dan 18O (0.2%).
Molekul oksigen diatomik yang paling stabil ialah O 2 . Ia adalah paramagnet dan terkutub lemah. Takat lebur (-218.9 o C) dan takat didih (-183 o C) oksigen adalah sangat rendah. Oksigen kurang larut dalam air. Dalam keadaan normal, oksigen ialah gas tidak berwarna dan tidak berbau.
Oksigen cecair dan pepejal ditarik oleh magnet, kerana. molekulnya adalah paramagnet. Oksigen pepejal berwarna biru, dan oksigen cecair berwarna biru. Pewarnaan adalah disebabkan oleh pengaruh molekul bersama.
Oksigen wujud dalam bentuk dua pengubahsuaian alotropik - oksigen O 2 dan ozon O 3.
Keadaan pengoksidaan oksigen dalam sebatian
Oksigen membentuk molekul diatomik komposisi O 2 disebabkan oleh aruhan ikatan bukan kutub kovalen, dan, seperti yang diketahui, dalam sebatian dengan ikatan bukan kutub, keadaan pengoksidaan unsur-unsur adalah sama dengan sifar.
Oksigen dicirikan oleh nilai elektronegativiti yang agak tinggi, oleh itu, selalunya ia menunjukkan keadaan pengoksidaan negatif sama dengan (-2) (Na 2 O -2, K 2 O -2, CuO -2, PbO -2, Al 2 O -2 3, Fe 2 O -2 3, NO -2 2, P 2 O -2 5, CrO -2 3, Mn 2 O -2 7).
Dalam sebatian jenis peroksida, oksigen mempamerkan keadaan pengoksidaan (-1) (H 2 O -1 2).
Dalam sebatian OF 2, oksigen mempamerkan keadaan pengoksidaan positif sama dengan (+2) , kerana fluorin ialah unsur paling elektronegatif dan keadaan pengoksidaannya sentiasa (-1).
Sebagai terbitan di mana oksigen mempamerkan keadaan pengoksidaan (+4) , kita boleh mempertimbangkan pengubahsuaian alotropik oksigen - ozon O 3 (O +4 O 2).
Contoh penyelesaian masalah
CONTOH 1
Proses redoks sangat penting untuk alam bernyawa dan tidak bernyawa. Sebagai contoh, proses pembakaran boleh dikaitkan dengan OVR dengan penyertaan oksigen atmosfera. Dalam tindak balas redoks ini, ia mempamerkan sifat bukan logamnya.
Juga contoh OVR adalah pencernaan, proses pernafasan, fotosintesis.
Pengelasan
Bergantung kepada sama ada terdapat perubahan dalam nilai keadaan pengoksidaan unsur-unsur bahan awal dan hasil tindak balas, adalah lazim untuk membahagikan semua transformasi kimia kepada dua kumpulan:
- redoks;
- tiada perubahan dalam keadaan pengoksidaan.
Contoh kumpulan kedua ialah proses ionik yang berlaku di antara larutan bahan.
Tindak balas pengoksidaan-penurunan ialah proses yang dikaitkan dengan perubahan dalam keadaan pengoksidaan atom yang membentuk sebatian asal.
Apakah keadaan pengoksidaan
Ini ialah caj bersyarat yang diperoleh oleh atom dalam molekul apabila pasangan elektron ikatan kimia dialihkan kepada atom yang lebih elektronegatif.
Sebagai contoh, dalam molekul natrium fluorida (NaF), fluorin mempamerkan keelektronegatifan maksimum, jadi keadaan pengoksidaannya ialah nilai negatif. Natrium dalam molekul ini akan menjadi ion positif. Jumlah keadaan pengoksidaan dalam molekul ialah sifar.
Pilihan definisi
Apakah jenis ion oksigen? Keadaan pengoksidaan positif tidak menjadi ciri untuknya, tetapi ini tidak bermakna unsur ini tidak menunjukkannya dalam interaksi kimia tertentu.
Konsep tahap pengoksidaan mempunyai watak formal, ia tidak dikaitkan dengan cas berkesan (sebenar) atom. Ia adalah mudah untuk menggunakannya dalam klasifikasi bahan kimia, serta dalam merekodkan proses yang berterusan.
Peraturan definisi
Bagi bukan logam, keadaan pengoksidaan terendah dan tertinggi dibezakan. Jika lapan ditolak daripada nombor kumpulan untuk menentukan penunjuk pertama, maka nilai kedua pada asasnya bertepatan dengan nombor kumpulan di mana unsur kimia ini terletak. Sebagai contoh, dalam sebatian, ia biasanya -2. Sebatian sedemikian dipanggil oksida. Sebagai contoh, bahan tersebut termasuk karbon dioksida (karbon dioksida), formulanya ialah CO 2.
Bukan logam sering menunjukkan keadaan pengoksidaan maksimum dalam asid dan garam. Sebagai contoh, dalam asid perklorik HClO 4, halogen mempunyai valens VII (+7).
Peroksida
Keadaan pengoksidaan atom oksigen dalam sebatian biasanya -2, kecuali peroksida. Ia dianggap sebagai sebatian oksigen, yang mengandungi ion yang tidak dikurangkan sepenuhnya dalam bentuk O 2 2-, O 4 2-, O 2 -.
Sebatian peroksida dibahagikan kepada dua kumpulan: mudah dan kompleks. Sebatian ringkas ialah kumpulan peroksida yang disambungkan kepada atom logam atau ion oleh ikatan kimia atom atau ionik. Bahan tersebut dibentuk oleh logam alkali dan alkali tanah (kecuali litium dan berilium). Dengan peningkatan dalam keelektronegatifan logam dalam subkumpulan, peralihan daripada jenis ikatan ionik kepada struktur kovalen diperhatikan.
Sebagai tambahan kepada peroksida jenis Me 2 O 2, wakil kumpulan pertama (subkumpulan utama) juga mempunyai peroksida dalam bentuk Me 2 O 3 dan Me 2 O 4 .
Jika oksigen menunjukkan keadaan pengoksidaan positif dengan fluorin, dalam kombinasi dengan logam (dalam peroksida) penunjuk ini ialah -1.
Sebatian peroxo kompleks ialah bahan di mana kumpulan ini bertindak sebagai ligan. Bahan yang serupa dibentuk oleh unsur-unsur kumpulan ketiga (subkumpulan utama), serta kumpulan berikutnya.
Pengelasan kumpulan peroks kompleks
Terdapat lima kumpulan sebatian kompleks tersebut. Yang pertama ialah asid perokso yang mempunyai bentuk am [Ep(O 2 2-) x L y ] z- . Dalam kes ini, ion peroksida memasuki ion kompleks atau bertindak sebagai ligan monodentat (E-O-O-), merapatkan (E-O-O-E), membentuk kompleks multinuklear.
Jika oksigen menunjukkan keadaan pengoksidaan positif dengan fluorin, dalam kombinasi dengan logam alkali dan alkali tanah ia adalah bukan logam biasa (-1).
Contoh bahan sedemikian ialah asid Caro (asid peroxomonomeric) dalam bentuk H 2 SO 5 . Kumpulan ligan peroksida dalam kompleks tersebut bertindak sebagai jambatan antara atom bukan logam, contohnya, dalam asid peroksodisulfurik dalam bentuk H 2 S 2 O 8 - bahan kristal putih dengan takat lebur yang rendah.
Kumpulan kedua kompleks dicipta oleh bahan di mana kumpulan peroxo adalah sebahagian daripada ion atau molekul kompleks.
Mereka diwakili oleh formula [E n (O 2) x L y] z.
Tiga kumpulan yang selebihnya ialah peroksida, yang mengandungi air penghabluran, contohnya, Na 2 O 2 × 8H 2 O, atau hidrogen peroksida penghabluran.
Sebagai sifat tipikal semua bahan peroksida, kami memilih interaksinya dengan larutan asid, pembebasan oksigen aktif semasa penguraian terma.
Klorat, nitrat, permanganat, perklorat boleh bertindak sebagai sumber oksigen.
oksigen difluorida
Bilakah oksigen menunjukkan keadaan pengoksidaan positif? Bersempena dengan lebih banyak oksigen elektronegatif) DARI 2. Ia adalah +2. Kompaun ini pertama kali diperoleh oleh Paul Lebo pada awal abad kedua puluh, dikaji sedikit kemudian oleh Ruff.
Oksigen mempamerkan keadaan pengoksidaan positif apabila digabungkan dengan fluorin. Keelektronegatifannya ialah 4, jadi ketumpatan elektron dalam molekul beralih ke arah atom fluorin.
Sifat oksigen fluorida
Sebatian ini berada dalam keadaan cair terkumpul, ia boleh bercampur tak terhingga dengan oksigen cecair, fluorin, dan ozon. Keterlarutan dalam air sejuk adalah minimum.
Bagaimanakah keadaan pengoksidaan positif dijelaskan? The Great Encyclopedia of Oil menerangkan bahawa keadaan pengoksidaan + (positif) tertinggi boleh ditentukan oleh nombor kumpulan dalam jadual berkala. Nilai ini ditentukan oleh bilangan elektron terbesar yang boleh dilepaskan oleh atom neutral semasa pengoksidaan lengkap.
Oksigen fluorida diperoleh dengan kaedah alkali, yang melibatkan pelepasan gas fluorin melalui larutan alkali berair.
Dalam hal ini, selain oksigen fluorida, ozon dan hidrogen peroksida juga terbentuk.
Pilihan alternatif untuk mendapatkan oksigen fluorida adalah dengan menjalankan elektrolisis larutan asid hidrofluorik. Sebahagiannya, sebatian ini juga terbentuk semasa pembakaran dalam suasana fluorin air.
Proses ini berjalan mengikut mekanisme radikal. Pertama, permulaan radikal bebas dijalankan, disertai dengan pembentukan biradikal oksigen. Langkah seterusnya ialah proses dominan.
Oksigen difluorida mempamerkan sifat pengoksidaan yang terang. Ia boleh dibandingkan dalam kekuatan dengan fluorin bebas, dan dari segi mekanisme proses oksidatif, dengan ozon. Tindak balas memerlukan tenaga pengaktifan yang tinggi, kerana pembentukan oksigen atom berlaku pada peringkat pertama.
Penguraian terma oksida ini, di mana oksigen dicirikan oleh keadaan pengoksidaan positif, ialah tindak balas monomolekul bermula pada suhu melebihi 200 °C.
Ciri-ciri tersendiri
Apabila oksigen fluorida memasuki air panas, hidrolisis berlaku, produk yang akan menjadi oksigen molekul biasa, serta hidrogen fluorida.
Proses ini dipercepatkan dengan ketara dalam persekitaran alkali. Campuran air dan wap oksigen difluorida adalah mudah meletup.
Kompaun ini bertindak balas secara intensif dengan merkuri logam, dan pada logam mulia (emas, platinum) ia hanya membentuk filem fluorida nipis. Sifat ini menerangkan kemungkinan menggunakan logam ini pada suhu biasa untuk sentuhan dengan fluorida oksigen.
Dalam kes peningkatan suhu, pengoksidaan logam berlaku. Magnesium dan aluminium dianggap sebagai logam yang paling sesuai untuk bekerja dengan sebatian fluorin ini.
Keluli tahan karat dan aloi tembaga sedikit mengubah penampilan asalnya di bawah pengaruh fluorida oksigen.
Tenaga pengaktifan tinggi penguraian sebatian oksigen ini dengan fluorin membolehkan ia selamat dicampur dengan pelbagai hidrokarbon, karbon monoksida, yang menjelaskan kemungkinan menggunakan fluorida oksigen sebagai pengoksida bahan api roket yang sangat baik.
Kesimpulan
Ahli kimia menjalankan beberapa eksperimen yang mengesahkan kesesuaian penggunaan sebatian ini dalam pemasangan laser dinamik gas.
Isu yang berkaitan dengan penentuan keadaan pengoksidaan oksigen dan bukan logam lain dimasukkan dalam kursus kimia sekolah.
Kemahiran sedemikian penting kerana ia membolehkan pelajar sekolah menengah menghadapi tugasan yang ditawarkan dalam ujian peperiksaan negeri bersatu.