Ett kemiskt element i en förening, beräknat utifrån antagandet att alla bindningar är joniska.
Oxidationstillstånden kan ha ett positivt, negativt eller nollvärde, därför är den algebraiska summan av oxidationstillstånden för element i en molekyl, med hänsyn till antalet deras atomer, 0, och i en jon - jonens laddning.
1. Oxidationstillstånden för metaller i föreningar är alltid positiva.
2. Det högsta oxidationstillståndet motsvarar gruppnumret för det periodiska systemet där detta element är beläget (undantaget är: Au+3(jag grupp), Cu+2(II), från grupp VIII kan oxidationstillståndet +8 endast vara i osmium Os och rutenium Ru.
3. Oxidationstillstånden för icke-metaller beror på vilken atom den är kopplad till:
- om med en metallatom är oxidationstillståndet negativt;
- om med en icke-metallatom kan oxidationstillståndet vara både positivt och negativt. Det beror på elektronegativiteten hos elementens atomer.
4. Det högsta negativa oxidationstillståndet för icke-metaller kan bestämmas genom att subtrahera från 8 numret på den grupp i vilken detta element är beläget, dvs. det högsta positiva oxidationstillståndet är lika med antalet elektroner på det yttre lagret, vilket motsvarar gruppnumret.
5. Oxidationstillstånden för enkla ämnen är 0, oavsett om det är en metall eller en icke-metall.
Grundämnen med konstant oxidationstillstånd.
|
Element |
Karakteristiskt oxidationstillstånd |
Undantag |
|
Metallhydrider: LIH-1 |
||
|
oxidationstillstånd kallas partikelns villkorliga laddning under antagandet att bindningen är helt bruten (har en jonisk karaktär). H- Cl = H + + Cl - , Bindningen i saltsyra är kovalent polär. Elektronparet är mer förspänt mot atomen Cl - , därför att det är mer elektronegativt hela element. Hur bestämmer man graden av oxidation?Elektronnegativitetär atomers förmåga att attrahera elektroner från andra grundämnen. Oxidationstillståndet anges ovanför elementet: Br 2 0 , NaO, O +2F2-1,K + Cl - etc. Det kan vara negativt och positivt. Oxidationstillståndet för ett enkelt ämne (obundet, fritt tillstånd) är noll. Oxidationstillståndet för syre i de flesta föreningar är -2 (undantaget är peroxider H2O2, där det är -1 och föreningar med fluor - O +2 F 2 -1 , O 2 +1 F 2 -1 ). - Oxidationstillstånd en enkel monoatomisk jon är lika med dess laddning: Na + , Ca +2 . Väte i dess föreningar har ett oxidationstillstånd på +1 (undantag är hydrider - Na + H - och typanslutningar C +4 H 4 -1 ). I metall-icke-metallbindningar har den atom som har högst elektronegativitet ett negativt oxidationstillstånd (elektronegativitetsdata ges på Pauling-skalan): H + F - , Cu + Br - , Ca +2 (NEJ 3 ) - etc. Regler för att bestämma graden av oxidation i kemiska föreningar.Låt oss ta en koppling KMnO 4 , det är nödvändigt att bestämma manganatomens oxidationstillstånd. Resonemang:
K+MnXO 4 -2 Låta X- okänd för oss graden av oxidation av mangan. Antalet kaliumatomer är 1, mangan - 1, syre - 4. Det är bevisat att molekylen som helhet är elektriskt neutral, så dess totala laddning måste vara lika med noll. 1*(+1) + 1*(X) + 4(-2) = 0, X = +7, Därför är oxidationstillståndet för mangan i kaliumpermanganat = +7. Låt oss ta ett annat exempel på en oxid Fe2O3. Det är nödvändigt att bestämma oxidationstillståndet för järnatomen. Resonemang:
2*(X) + 3*(-2) = 0, Slutsats: oxidationstillståndet för järn i denna oxid är +3. Exempel. Bestäm oxidationstillstånden för alla atomer i molekylen. 1. K2Cr2O7. Oxidationstillstånd K+1 syre O-2. Angivna index: O=(-2)x7=(-14), K=(+1)x2=(+2). Därför att den algebraiska summan av oxidationstillstånden för grundämnen i en molekyl, med hänsyn till antalet deras atomer, är 0, då är antalet positiva oxidationstillstånd lika med antalet negativa. Oxidationstillstånd K+O=(-14)+(+2)=(-12). Av detta följer att antalet positiva potenser hos kromatomen är 12, men det finns 2 atomer i molekylen, vilket betyder att det finns (+12):2=(+6) per atom. Svar: K2 + Cr2+6O7-2. 2.(AsO 4) 3-. I detta fall kommer summan av oxidationstillstånden inte längre att vara lika med noll, utan med jonens laddning, d.v.s. - 3. Låt oss göra en ekvation: x+4×(- 2)= - 3 . Svar: (Som +504-2) 3-. |
Oxidationstillståndet är laddningen som en atom i en molekyl eller jon skulle kunna ha om alla dess bindningar med andra atomer bröts, och de vanliga elektronparen lämnade med fler elektronegativa element.
I vilken av föreningarna uppvisar syre ett positivt oxidationstillstånd: H2O; H2O2; CO2; OF2?
OF2. denna förening, syre har ett oxidationstillstånd på +2
Vilket av ämnena är endast ett reduktionsmedel: Fe; SO3; Cl2; HNO3?
svaveloxid (IV) - SO 2
Vilket element i III-perioden av det periodiska systemet av D.I. Mendeleev, som är i det fria tillståndet, är det starkaste oxidationsmedlet: Na; Al; S; Cl2?
Cl klor
V-del
Vilka klasser av oorganiska föreningar tillhör följande ämnen: HF, PbO2, Hg2SO4, Ni(OH)2, FeS, Na2CO3?
Komplexa ämnen. oxider
Gör formler: a) sura kaliumsalter av fosforsyra; b) basiskt zinksalt av kolsyra H2CO3.
Vilka ämnen erhålls genom interaktion av: a) syror med ett salt; b) syror med en bas; c) salt med salt; d) baser med salt? Ge exempel på reaktioner.
A) metalloxider, metallsalter.
B) salter (endast i lösning)
D) ett nytt salt, en olöslig bas och väte bildas
Vilka av följande ämnen kommer att reagera med saltsyra: N2O5, Zn(OH)2, CaO, AgNO3, H3PO4, H2SO4? Gör ekvationer av möjliga reaktioner.
Zn(OH)2 + 2 HCl = ZnCl + H2O
CaO + 2 HCl = CaCl2 + H2O
Ange vilken typ av oxid kopparoxid tillhör och bevisa det med hjälp av kemiska reaktioner.
metalloxid.
Kopparoxid (II) CuO - svarta kristaller, kristallisera i ett monokliniskt system, densitet 6,51 g / cm3, smältpunkt 1447 ° C (under syretryck). När den värms upp till 1100°C sönderdelas den för att bilda koppar(I)oxid:
4CuO = 2Cu2O + O2.
Det löser sig inte i vatten och reagerar inte med det. Den har svagt uttryckta amfotera egenskaper med en övervägande av grundläggande egenskaper.
I vattenlösningar av ammoniak bildar den tetraaminkoppar(II)hydroxid:
CuO + 4NH3 + H2O = (OH)2.
Reagerar lätt med utspädda syror för att bilda salt och vatten:
CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O.
När den smälts med alkalier bildar den kuprater:
CuO + 2KOH = K2CuO2 + H2O.
Reduceras av väte, kolmonoxid och aktiva metaller till metallisk koppar:
CuO + H2 = Cu + H2O;
CuO + CO = Cu + CO2;
CuO + Mg = Cu + MgO.
Den erhålls genom att kalcinera koppar(II)hydroxid vid 200 °C:
Cu(OH)2 = CuO + H2O Erhåller oxid och hydroxid av koppar (II)
eller under oxidation av metallisk koppar i luft vid 400–500°С:
2Cu + O2 = 2CuO.
6. Avsluta reaktionsekvationerna:
Mg(OH)2 + H2SO4 = MgS04+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
i det första fallet 1 mol fosforsyra hm .. . motsvarar 1 proton... så ekvivalensfaktorn är 1
procentkoncentration - massan av ett ämne i gram som ingår i 100 gram av en lösning. om 100 g lösning innehåller 5 g salt, hur mycket behövs för 500 g?
titer är massan av ett ämne i gram som finns i 1 ml av en lösning. 0,3 g räcker till 300 ml.
Ca (OH) 2 + H2CO3 \u003d CaO + H2O 2 / karakteristisk reaktion - neutraliseringsreaktion Ca / OH / 2 + H2CO3 \u003d CaCO3 + H2O 3 / reagera med syraoxider Ca / OH / 2 + CO2 \u003d CaCO3 + H2O 4 / med sura salter Ca / OH / 2 + 2KHCO3 \u003d K2CO3 + CaCO3 + 2H2O 5 / alkalier går in i en utbytesreaktion med salter. om i detta fall en fällning bildas reagerar 2NaOH + CuCl2 = 2NaCl + Cu / OH / 2 / fällning / 6 / alkalilösningar med icke-metaller, såväl som med aluminium eller zink. OVR.
Nämn tre sätt att få salter. Stöd ditt svar med reaktionsekvationerna
A) Neutraliseringsreaktion.. Efter avdunstning av vatten erhålls ett kristallint salt. Till exempel:
B) Reaktion av baser med sura oxider(se avsnitt 8.2). Detta är också en variant av neutraliseringsreaktionen:
PÅ) Reaktion av syror med salter. Denna metod är lämplig, till exempel om ett olösligt salt bildas som fälls ut:
Vilka av följande ämnen kan reagera med varandra: NaOH, H3PO4, Al(OH)3, SO3, H2O, CaO? Stöd ditt svar med reaktionsekvationerna
2 NaOH + H3PO4 = Na2HPO4 + 2H2O
CaO + H2O = Ca(OH)2
Al(OH)3 + NaOH = Na(Al(OH)4) eller NaAlO2 + H2O
SO3 + H2O = H2SO4
VI del
Kärnan i en atom (protoner, neutroner).
En atom är den minsta partikeln i ett kemiskt element som behåller alla sina kemiska egenskaper. En atom består av en positivt laddad kärna och negativt laddade elektroner. Laddningen av kärnan av något kemiskt element är lika med produkten av Z med e, där Z är serienumret för detta element i det periodiska systemet av kemiska element, e är värdet av den elementära elektriska laddningen.
Protoner- stabila elementarpartiklar som har en enhetlig positiv elektrisk laddning och en massa som är 1836 gånger större än en elektrons massa. Protonen är kärnan i det lättaste grundämnet, väte. Antalet protoner i kärnan är Z. Neutron- en neutral (ej elektrisk laddning) elementarpartikel med en massa mycket nära en protons massa. Eftersom massan av kärnan består av massan av protoner och neutroner, är antalet neutroner i en atoms kärna A - Z, där A är masstalet för en given isotop (se Periodiska system av kemiska element) . Protonen och neutronen som utgör kärnan kallas nukleoner. I kärnan är nukleoner bundna av speciella kärnkrafter.
Elektroner
Elektron- den minsta partikeln av ett ämne med en negativ elektrisk laddning e=1,6·10 -19 coulombs, taget som en elementär elektrisk laddning. Elektroner, som roterar runt kärnan, finns på elektronskalen K, L, M etc. K är skalet närmast kärnan. Storleken på en atom bestäms av storleken på dess elektronskal.
isotoper
Isotop - en atom av samma kemiska element, vars kärna har samma antal protoner (positivt laddade partiklar), men ett annat antal neutroner, och själva elementet har samma atomnummer som huvudelementet. På grund av detta har isotoper olika atommassa.
När bindningar bildas med mindre elektronegativa atomer (för fluor är dessa alla grundämnen, för klor, allt utom fluor och syre), är valensen för alla halogener lika. Oxidationstillståndet är -1 och jonens laddning är 1-. Positiva oxidationstillstånd är inte möjliga för fluor. Klor, å andra sidan, uppvisar olika positiva oxidationstillstånd upp till +7 (gruppnummer). Anslutningsexempel ges i avsnittet Referens.
I de flesta föreningar verkar klor, som ett starkt elektronegativt element (EO = 3,0), i ett negativt oxidationstillstånd på -1. I föreningar med mer elektronegativt fluor, syre och kväve uppvisar det positiva oxidationstillstånd. Föreningar av klor med syre är särskilt olika, där oxidationstillstånden för klor är +1, -f3, +5 och +7, såväl som +4 och Ch-6.
Jämfört med klor är fluor F mycket mer aktivt. Det reagerar med nästan alla kemiska grundämnen, med alkali- och jordalkalimetaller, även i kyla. Vissa metaller (Mg, Al, Zn, Fe, Cu, Ni) är resistenta mot fluor i kyla på grund av bildandet av en fluorfilm. Fluor är det starkaste oxidationsmedlet av alla kända grundämnen. Det är den enda halogenen som inte kan uppvisa positiva oxidationstillstånd. Vid upphettning reagerar fluor med alla metaller, inklusive guld och platina. Det bildar ett antal föreningar med syre, och dessa är de enda föreningar där syre är elektropositivt (till exempel syredifluorid OFa). Till skillnad från oxider kallas dessa föreningar syrefluorider.
Elementen i syreundergruppen skiljer sig väsentligt från syre i egenskaper. Deras huvudsakliga skillnad ligger i förmågan att visa positiva oxidationstillstånd, upp till
Skillnaderna mellan halogener är mest märkbara i föreningar där de uppvisar positiva oxidationstillstånd. Dessa är huvudsakligen föreningar av halogener med de mest elektronegativa elementen - fluor och syre, vilket
Syreatomen har den elektroniska konfigurationen [He]25 2р. Eftersom detta element är näst efter fluor i sin elektronegativitet, har det nästan alltid ett negativt oxidationstillstånd i föreningar. De enda föreningar där syre har ett positivt oxidationstillstånd är de fluorhaltiga föreningarna Op2 och Op.
1927 erhölls indirekt en syreförening av fluor, i vilken syre har ett positivt oxidationstillstånd lika med två
Eftersom kväveatomerna i ammoniak attraherar elektroner starkare än i elementärt kväve, sägs de ha ett negativt oxidationstillstånd. I kvävedioxid, där kväveatomer drar till sig elektroner mindre starkt än i elementärt kväve, har den ett positivt oxidationstillstånd. I elementärt kväve eller elementärt syre har varje atom ett oxidationstillstånd på noll. (Oxidationstillstånd noll tillskrivs alla element i det okombinerade tillståndet.) Oxidationstillstånd är ett användbart koncept för att förstå redoxreaktioner.
Klor bildar en hel serie oxianjoner ClO, ClO, ClO3 och ClOg, i vilka den uppvisar en rad positiva oxidationstillstånd. Kloridjonen, C1, har den elektroniska strukturen av ädelgasen Ar, med fyra par valenselektroner. Ovanstående fyra kloroxianjoner kan tänkas som reaktionsprodukter av en kloridjon, CH, som en Lewis-bas med en, två, tre eller fyra syreatomer, som var och en har elektronacceptoregenskaper, dvs. lewissyra
De kemiska egenskaperna hos svavel, selen och tellur skiljer sig i många avseenden från syre. En av de viktigaste skillnaderna är att dessa grundämnen har positiva oxidationstillstånd upp till -1-6, som finns t.ex.
Den elektroniska konfigurationen ns np gör det möjligt för elementen i denna grupp att uppvisa oxidationstillstånden -I, +11, +IV och +VI. Eftersom endast två elektroner saknas före bildandet av den inerta gaskonfigurationen, uppstår -II-oxidationstillståndet mycket lätt. Detta gäller särskilt för de lätta delarna av gruppen.
Faktum är att syre skiljer sig från alla element i gruppen i den lätthet med vilken dess atom förvärvar två elektroner och bildar en dubbelladdad negativ jon. Med undantag för de ovanliga negativa oxidationstillstånden för syre i peroxider (-1), superoxider (-Va) och ozonider (7h), föreningar i vilka det finns syre-syrebindningar, samt tillstånd + 1 och - + II i föreningarna O. Fa och ORz syre i alla föreningar har ett oxidationstillstånd på -I. För de återstående elementen i gruppen blir det negativa oxidationstillståndet gradvis mindre stabilt och de positiva blir mer stabila. Tunga grundämnen domineras av lägre positiva oxidationstillstånd.
I enlighet med grundämnets natur i ett positivt oxidationstillstånd förändras naturligt oxidernas natur i perioderna och grupperna i det periodiska systemet. I perioder minskar den negativa effektiva laddningen på syreatomer och en gradvis övergång från basiska via amfotära oxider till sura sker t.ex.
Nal, Mgb, AIF3, ZrBf4. Vid bestämning av oxidationstillståndet för grundämnen i föreningar med polära kovalenta bindningar jämförs värdena för deras elektronegativitet (se 1.6). Eftersom elektroner under bildandet av en kemisk bindning förskjuts till atomer av mer elektronegativa element, de senare har ett negativt oxidationstillstånd i föreningar , i föreningar har alltid ett konstant negativt oxidationstillstånd -1.
I syre, som också har ett högt elektronegativitetsvärde, kännetecknas av ett negativt oxidationstillstånd, vanligtvis -2, i peroxider -1. Undantaget är förening OF2, där oxidationstillståndet för syre är 4-2. Alkaliska och alkaliska jordartsmetaller, som kännetecknas av en relativt låg elektronegativitet, har alltid ett positivt oxidationstillstånd, lika med +1 respektive +2. Väte uppvisar ett konstant oxidationstillstånd (+1) i de flesta föreningar, till exempel
När det gäller elektronegativitet är syre näst efter fluor. Syreföreningar med fluor är unika, eftersom endast i dessa föreningar syre har ett positivt oxidationstillstånd.
Derivat av ett positivt oxidationstillstånd av syre är de starkaste energikrävande oxidationsmedel som kan frigöra den kemiska energi som lagras i dem under vissa förhållanden. De kan användas som effektiva oxidationsmedel för drivmedel.
Och de tillhör icke-metaller, det angivna tillståndet är det vanligaste för dem. Emellertid är grundämnena i grupp 6A, med undantag av syre, ofta i tillstånd med ett positivt oxidationstillstånd upp till + 6, vilket motsvarar socialiseringen av alla sex valenselektroner med atomer av mer elektronegativa grundämnen.
Alla element i denna undergrupp, förutom polonium, är icke-metaller. I sina föreningar uppvisar de både negativa och positiva oxidationstillstånd. I föreningar med metaller och väte är deras oxidationstillstånd vanligtvis -2. I föreningar med icke-metaller, till exempel med syre, kan det ha ett värde på +4 eller -) -6. Undantaget är själva syret. När det gäller elektronegativitet är det näst efter fluor, därför är endast i kombination med detta element (OR) dess oxidationstillstånd positivt (-1-2). I föreningar med alla andra grundämnen är oxidationstillståndet för syre negativt och är vanligtvis -2. I väteperoxid och dess derivat är det -1.
Kväve är endast sämre i elektronegativitet än syre och fluor. Därför uppvisar det positiva oxidationstillstånd endast i föreningar med dessa två element. I oxider och oxyanjoner antar kvävets oxidationstillstånd värden från + 1 till -b 5.
I föreningar med mer elektronegativa element har p-element i grupp VI ett positivt oxidationstillstånd. För dem (förutom syre) är de mest karakteristiska oxidationstillstånden -2, +4, -4-6, vilket motsvarar en gradvis ökning av antalet oparade elektroner när en atom i ett grundämne exciteras.
Särskilt välkända är komplexa anjoner med syreligander - oxokomplex. De bildas av atomer av övervägande icke-metalliska element i positiva oxidationstillstånd (metall - endast i höga oxidationstillstånd). Oxo-komplex erhålls genom interaktion av kovalenta oxider av motsvarande element med en negativt polariserad syreatom av basiska oxider eller vatten, till exempel
oxider och hydroxider. Oxider och hydroxider av p-element kan betraktas som föreningar med det högsta positiva oxidationstillståndet, p-element med syre
O, CJUg, CbO), där klor uppvisar ett positivt oxidationstillstånd. Kväve vid höga temperaturer kombineras direkt med syre och uppvisar därför reducerande egenskaper.
I föreningar med syre kan grundämnen uppvisa det högsta positiva oxidationstillståndet, lika med grupptalet. Oxider av element, beroende på deras position i det periodiska systemet och på graden av oxidation av elementet, kan uppvisa basiska eller sura egenskaper.
Dessutom kan dessa element också uppvisa positiva oxidationstillstånd upp till +6, med undantag för syre (endast upp till +2). Element i syreundergruppen är icke-metaller.
De vanligaste oxidationsmedlen är halogener, syre och oxianjoner som MPO4, Cr3O och NO, där den centrala atomen har ett högt positivt oxidationstillstånd. Ibland som oxidationsmedel
OgRg- och Oorg-föreningar är starka oxidationsmedel, eftersom syre i dem är i ett positivt oxidationstillstånd - -1 och +2, och därför, med en stor energireserv (hög elektronaffinitet), kommer de att starkt attrahera elektroner på grund av önskan att syre för att hamna i de mest stabila tillstånden för honom.
Joniserade atomer av icke-metaller i ett positivt oxidationstillstånd och metalljoner i ett högt oxidationstillstånd med syre bildar neutrala molekyler av oxider CO, CO2, NO, N02, 302, SnO2, MnOa komplexa syreinnehållande joner N0, P04, 3O " , CrO, MnOg, etc.
Den höga elektrokemiska nivån av atomer av dessa grundämnen motsvarar formeln pa pr Syre är det näst mest elektronegativa grundämnet (efter det mest negativa fluoret), det kan tilldelas ett stabilt oxidationstillstånd i föreningar lika med (-I) i syrefluorider dess oxidationstillståndet är positivt. De återstående elementen i VIA-gruppen uppvisar oxidationstillstånd (-I), (+ IV) och (Ch VI) i sina föreningar, och oxidationstillståndet är stabilt för svavel (+ VI) och för de återstående elementen (4-IV) ). Genom elektronegativitet
När O2 interagerar med det starkaste oxidationsmedlet P1Pv bildas ett ämne O2[P1Pb] där molekyljonen Og är katjonen. Föreningar i vilka syre har ett positivt oxidationstillstånd är de starkaste energikrävande oxidationsmedlen som kan frigöra lagrad kemisk energi under vissa förhållanden. De kan användas som effektiva oxidationsmedel för drivmedel.
Men förmågan att fästa elektroner är mycket mindre uttalad i dem än i motsvarande element i grupperna VI och VII. Med syre bildar de oxider av typen RjOj, som visar det högsta positiva oxidationstillståndet, lika med + 5.
Brom och jod uppvisar positiva oxidationstillstånd i sina föreningar med syre och med mer elektronegativa halogener. Väl studerade är sådana syrehaltiga syror (och deras salter) av dessa grundämnen som HOHg (brom, salter är hypobromiter) och HOI (jod, salter är hypojoditer), HBrO3 (brom, salter är bromater) och NHS (jod, salter är jodater) ), såväl som NbYub (orto-jod, salter - orto-periodater).
(upprepning)
II. Oxidationstillstånd (nytt material)
Oxidationstillstånd- detta är den villkorade laddningen som atomen får som ett resultat av den fullständiga återgången (acceptansen) av elektroner, baserat på villkoret att alla bindningar i föreningen är joniska.
Tänk på strukturen av fluor- och natriumatomer:
F +9)2)7
Na+11)2)8)1
- Vad kan sägas om fullständigheten av den externa nivån av fluor- och natriumatomer?
- Vilken atom är lättare att acceptera, och vilken är lättare att ge valenselektroner för att fullborda den yttre nivån?
Har båda atomerna en ofullständig yttre nivå?
Det är lättare för natriumatomen att donera elektroner, för fluor att acceptera elektroner innan den yttre nivån är klar.
F 0 + 1ē → F -1 (en neutral atom accepterar en negativ elektron och får ett oxidationstillstånd på "-1", övergår till negativt laddad jon - anjon )
Na 0 – 1ē → Na +1 (en neutral atom donerar en negativ elektron och får ett oxidationstillstånd på "+1", vilket blir positivt laddad jon - katjon )
Hur man bestämmer oxidationstillståndet för en atom i PSCE D.I. Mendelejev?
Definitionsregler oxidationstillstånd för en atom i PSCE D.I. Mendeleev:
1. Väte uppvisar vanligtvis ett oxidationstillstånd (CO) +1 (undantag, föreningar med metaller (hydrider) - väte har CO lika med (-1) Me + n H n -1)
2. Syre uppvisar vanligtvis CO -2 (undantag: O +2 F 2, H 2 O 2 -1 - väteperoxid)
3. Metaller bara visa + n positiv CO
4. Fluor visar alltid CO lika -1 (F-1)
5. För element huvudundergrupper:
Högre CO (+) = gruppnummer N grupper
Sämre CO (-) = N grupper – 8
Regler för att bestämma oxidationstillståndet för en atom i en förening:
I. Oxidationstillstånd fria atomer och atomer i molekyler enkla ämnen är lika med noll- - Na0, P40, O20
II. PÅ komplex substans den algebraiska summan av CO för alla atomer, med hänsyn till deras index, är lika med noll = 0 , och i komplex jon dess laddning.
Till exempel, H +1 N +5 O 3 -2 : (+1)*1+(+5)*1+(-2)*3 = 0
2- : (+6)*1+(-2)*4 = -2
Övning 1 - bestämma oxidationstillstånden för alla atomer i formeln för svavelsyra H 2 SO 4?
1. Låt oss räkna ner de kända oxidationstillstånden för väte och syre och ta svavelets CO som "x"
H +1 S x O4-2
(+1)*1+(x)*1+(-2)*4=0
X \u003d 6 eller (+6), därför har svavel C O +6, dvs. S+6
Uppgift 2 - bestämma oxidationstillstånden för alla atomer i formeln för fosforsyra H 3 PO 4?
1. Låt oss räkna ner de kända oxidationstillstånden för väte och syre, och ta CO för fosfor som "x"
H3+1 P x O4-2
2. Komponera och lös ekvationen enligt regeln (II):
(+1)*3+(x)*1+(-2)*4=0
X \u003d 5 eller (+5), därför har fosfor C O +5, dvs. P+5
Uppgift 3 - bestämma oxidationstillstånden för alla atomer i formeln för ammoniumjonen (NH 4) + ?
1. Låt oss räkna ner det kända oxidationstillståndet för väte och ta kvävets CO som "x"
DEFINITION
Syreär det åttonde grundämnet i det periodiska systemet. Den är belägen i den andra perioden av VI-grupp A i undergruppen. Beteckning - O.
Naturligt syre består av tre stabila isotoper 16O (99,76%), 17O (0,04%) och 18O (0,2%).
Den mest stabila diatomiska syremolekylen är O 2 . Den är paramagnetisk och svagt polariserad. Smältpunkterna (-218,9 o C) och kokpunkterna (-183 o C) för syre är mycket låga. Syre är dåligt lösligt i vatten. Under normala förhållanden är syre en färglös och luktfri gas.
Flytande och fast syre attraheras av en magnet, eftersom. dess molekyler är paramagnetiska. Fast syre är blått och flytande syre är blått. Färgning beror på den ömsesidiga påverkan av molekyler.
Syre finns i form av två allotropa modifieringar - syre O 2 och ozon O 3.
Oxidationstillståndet för syre i föreningar
Syre bildar diatomiska molekyler med sammansättningen O 2 på grund av induktionen av kovalenta icke-polära bindningar, och, som är känt, i föreningar med icke-polära bindningar, är grundämnenas oxidationstillstånd noll-.
Syre kännetecknas av ett ganska högt elektronegativitetsvärde, därför uppvisar det oftast ett negativt oxidationstillstånd lika med (-2) (Na2O-2, K2O-2, CuO-2, PbO-2, Al2O-23, Fe2O-23, NO -22, P2O-25, CrO-2 3, Mn2O-27).
I föreningar av peroxidtyp uppvisar syre ett oxidationstillstånd (-1) (H2O-12).
I OF 2-föreningen uppvisar syre ett positivt oxidationstillstånd lika med (+2) , eftersom fluor är det mest elektronegativa elementet och dess oxidationstillstånd alltid är (-1).
Som ett derivat där syre uppvisar ett oxidationstillstånd (+4) , kan vi överväga allotropisk modifiering av syre - ozon O 3 (O +4 O 2).
Exempel på problemlösning
EXEMPEL 1
Redoxprocesser är av stor betydelse för livlig och livlös natur. Till exempel kan förbränningsprocessen hänföras till OVR med deltagande av atmosfäriskt syre. I denna redoxreaktion uppvisar den sina icke-metalliska egenskaper.
Även exempel på OVR är matsmältning, andningsprocesser, fotosyntes.
Klassificering
Beroende på om det finns en förändring i värdet av oxidationstillståndet för grundämnena i det ursprungliga ämnet och produkten av reaktionen, är det vanligt att dela upp alla kemiska omvandlingar i två grupper:
- redox;
- ingen förändring i oxidationstillstånd.
Exempel på den andra gruppen är joniska processer som sker mellan lösningar av ämnen.
Oxidations-reduktionsreaktioner är processer som är förknippade med en förändring i oxidationstillståndet för de atomer som utgör de ursprungliga föreningarna.
Vad är oxidationstillstånd
Detta är den villkorade laddningen som förvärvas av en atom i en molekyl när elektronparen av kemiska bindningar skiftas till en mer elektronegativ atom.
Till exempel, i natriumfluorid (NaF)-molekylen, uppvisar fluor maximal elektronegativitet, så dess oxidationstillstånd är ett negativt värde. Natriumet i denna molekyl kommer att vara en positiv jon. Summan av oxidationstillstånden i en molekyl är noll.
Definitionsalternativ
Vilken typ av jon är syre? Positiva oxidationstillstånd är okarakteristiska för det, men det betyder inte att detta element inte visar dem i vissa kemiska interaktioner.
Själva konceptet med graden av oxidation har en formell karaktär, det är inte förknippat med atomens effektiva (verkliga) laddning. Det är bekvämt att använda det i klassificeringen av kemikalier, såväl som för att registrera pågående processer.
Definitionsregler
För icke-metaller särskiljs de lägsta och högsta oxidationstillstånden. Om åtta subtraheras från gruppnumret för att bestämma den första indikatorn, så sammanfaller det andra värdet i princip med numret på gruppen där detta kemiska element är beläget. Till exempel, i föreningar är det vanligtvis -2. Sådana föreningar kallas oxider. Till exempel inkluderar sådana ämnen koldioxid (koldioxid), vars formel är CO 2.
Icke-metaller visar ofta det maximala oxidationstillståndet i syror och salter. Till exempel, i perklorsyra HClO 4 har halogenen en valens av VII (+7).
Peroxider
Oxidationstillståndet för syreatomen i föreningar är vanligtvis -2, med undantag för peroxider. De anses vara syreföreningar, som innehåller en ofullständigt reducerad jon i form av O 2 2-, O 4 2-, O 2 -.
Peroxidföreningar delas in i två grupper: enkla och komplexa. Enkla föreningar är de där peroxidgruppen är ansluten till metallatomen eller jonen genom en atomär eller jonisk kemisk bindning. Sådana ämnen bildas av alkali- och jordalkalimetaller (förutom litium och beryllium). Med en ökning av metallens elektronegativitet inom undergruppen observeras en övergång från den joniska typen av bindning till den kovalenta strukturen.
Förutom peroxider av typen Me 2 O 2 har representanter för den första gruppen (huvudundergruppen) även peroxider i form av Me 2 O 3 och Me 2 O 4 .
Om syre uppvisar ett positivt oxidationstillstånd med fluor, i kombination med metaller (i peroxider) är denna indikator -1.
Komplexa peroxoföreningar är ämnen där denna grupp fungerar som ligander. Liknande ämnen bildas av element i den tredje gruppen (huvudundergruppen), såväl som efterföljande grupper.
Klassificering av komplexa peroxogrupper
Det finns fem grupper av sådana komplexa föreningar. Den första är peroxosyror med den allmänna formen [Ep(O22-) xLy]z-. I detta fall kommer peroxidjoner in i komplexjonen eller fungerar som en monodentat (E-O-O-), överbryggande (E-O-O-E) ligand, som bildar ett multinukleärt komplex.
Om syre uppvisar ett positivt oxidationstillstånd med fluor är det i kombination med alkali- och jordalkalimetaller en typisk icke-metall (-1).
Ett exempel på ett sådant ämne är Caros syra (peroxomonomersyra) av formen H 2 SO 5 . Ligandperoxidgruppen i sådana komplex fungerar som en brygga mellan icke-metallatomer, till exempel i peroxodisvavelsyra i formen H 2 S 2 O 8 - en vit kristallin substans med låg smältpunkt.
Den andra gruppen av komplex skapas av ämnen där peroxogruppen är en del av en komplex jon eller molekyl.
De representeras av formeln [E n (O 2) x L y] z.
De återstående tre grupperna är peroxider, som innehåller kristallisationsvatten, till exempel Na 2 O 2 × 8H 2 O, eller väteperoxid av kristallisation.
Som typiska egenskaper för alla peroxidämnen pekar vi ut deras interaktion med sura lösningar, frisättning av aktivt syre under termisk nedbrytning.
Klorater, nitrater, permanganater, perklorater kan fungera som en källa till syre.
syredifluorid
När visar syre ett positivt oxidationstillstånd? I samband med mer elektronegativt syre) AV 2. Det är +2. Denna förening erhölls först av Paul Lebo i början av 1900-talet, studerad lite senare av Ruff.
Syre uppvisar ett positivt oxidationstillstånd när det kombineras med fluor. Dess elektronegativitet är 4, så elektrontätheten i molekylen skiftar mot fluoratomen.
Egenskaper hos syrefluorid
Denna förening är i ett flytande tillstånd av aggregation, den är oändligt blandbar med flytande syre, fluor och ozon. Lösligheten i kallt vatten är minimal.
Hur förklaras ett positivt oxidationstillstånd? The Great Encyclopedia of Oil förklarar att det är möjligt att bestämma det högsta + (positiva) oxidationstillståndet genom gruppnumret i det periodiska systemet. Detta värde bestäms av det största antalet elektroner som en neutral atom kan ge upp under fullständig oxidation.
Syrefluorid erhålls med den alkaliska metoden, som innebär att fluorgas passerar genom en vattenlösning av alkali.
I denna bildas förutom syrefluorid även ozon och väteperoxid.
Ett alternativt alternativ för att erhålla syrefluorid är att utföra elektrolysen av en lösning av fluorvätesyra. Delvis bildas denna förening också vid förbränning i en atmosfär av vattenfluor.
Processen fortskrider enligt en radikal mekanism. Först utförs initieringen av fria radikaler, åtföljd av bildandet av en syrebiradikal. Nästa steg är den dominerande processen.
Syredifluorid uppvisar ljusa oxiderande egenskaper. Dess styrka kan jämföras med fritt fluor, och när det gäller mekanismen för den oxidativa processen kan den jämföras med ozon. Reaktionen kräver en hög aktiveringsenergi, eftersom bildandet av atomärt syre sker i det första steget.
Den termiska nedbrytningen av denna oxid, där syre kännetecknas av ett positivt oxidationstillstånd, är en monomolekylär reaktion som börjar vid temperaturer över 200 °C.
Särskiljande egenskaper
När syrefluorid kommer in i varmt vatten sker hydrolys, vars produkter kommer att vara vanligt molekylärt syre, såväl som vätefluorid.
Processen accelereras avsevärt i en alkalisk miljö. En blandning av vatten och syredifluoridånga är explosiv.
Denna förening reagerar intensivt med metalliskt kvicksilver, och på ädelmetaller (guld, platina) bildar den bara en tunn fluorfilm. Denna egenskap förklarar möjligheten att använda dessa metaller vid vanlig temperatur för kontakt med syrefluorid.
Vid en temperaturökning sker oxidation av metaller. Magnesium och aluminium anses vara de mest lämpliga metallerna för att arbeta med denna fluorförening.
Rostfria stål och kopparlegeringar ändrar något sitt ursprungliga utseende under inverkan av syrefluorid.
Den höga aktiveringsenergin för nedbrytningen av denna syreförening med fluor gör att den säkert kan blandas med olika kolväten, kolmonoxid, och förklarar möjligheten att använda syrefluorid som ett utmärkt oxidationsmedel för raketbränsle.
Slutsats
Kemister genomförde ett antal experiment som bekräftade lämpligheten att använda denna förening i gasdynamiska laserinstallationer.
Frågor relaterade till bestämning av oxidationstillstånden för syre och andra icke-metaller ingår i skolkemikursen.
Sådana färdigheter är viktiga eftersom de gör det möjligt för gymnasieelever att klara av de uppgifter som erbjuds i testerna av det enhetliga provet.