Klassifizierung chemischer Reaktionen nach Änderungen der Oxidationsstufen chemischer Elemente, die Stoffe bilden. Elektronegativität

Eine chemische Reaktion ist ein Prozess, bei dem Ausgangsstoffe in Reaktionsprodukte umgewandelt werden. Die nach Abschluss der Reaktion erhaltenen Stoffe werden Produkte genannt. Sie können sich in Struktur, Zusammensetzung oder beidem von den Originalen unterscheiden.

Aufgrund der Veränderungen der Zusammensetzung werden folgende Arten chemischer Reaktionen unterschieden:

  • mit einer Änderung der Zusammensetzung (die meisten davon);
  • ohne die Zusammensetzung zu verändern (Isomerisierung und Umwandlung einer allotropen Modifikation in eine andere).

Wenn sich die Zusammensetzung eines Stoffes durch die Reaktion nicht ändert, ändert sich zwangsläufig auch seine Struktur, zum Beispiel: Cgraphit↔Salmaz

Betrachten wir die Klassifizierung chemischer Reaktionen, die bei einer Änderung der Zusammensetzung auftreten, genauer.

I. Nach Anzahl und Zusammensetzung der Stoffe

Zusammengesetzte Reaktionen

Durch solche chemischen Prozesse entsteht aus mehreren Stoffen ein Stoff: A + B + ... = C

Kann verbinden:

  • einfache Stoffe: 2Na + S = Na2S;
  • einfach mit komplex: 2SO2 + O2 = 2SO3;
  • zwei komplexe: CaO + H2O = Ca(OH)2.
  • mehr als zwei Stoffe: 4Fe + 3O2 + 6H2O = 4Fe(OH)3

Zersetzungsreaktionen

Bei solchen Reaktionen zerfällt ein Stoff in mehrere andere: A=B+C+...

Produkte können in diesem Fall sein:

  • einfache Stoffe: 2NaCl = 2Na + Cl2
  • einfach und komplex: 2KNO3 = 2KNO2 + O2
  • zwei komplexe: CaCO3 = CaO + CO2
  • mehr als zwei Produkte: 2AgNO3 = 2Ag + O2 + 2NO2

Substitutionsreaktionen

Solche Reaktionen, bei denen einfache und komplexe Stoffe miteinander reagieren und Atome eines einfachen Stoffes Atome eines der Elemente in einem komplexen ersetzen, werden Substitutionsreaktionen genannt. Schematisch lässt sich der Prozess der Substitution von Atomen wie folgt darstellen: A + BC = B + AC.

Zum Beispiel CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu

Austauschreaktionen

Zu dieser Gruppe gehören Reaktionen, bei denen zwei komplexe Stoffe ihre Teile austauschen: AB + CD = AD + CB. Nach der Berthollet-Regel ist ein irreversibles Auftreten solcher Reaktionen möglich, wenn mindestens eines der Produkte:

  • Niederschlag (unlösliche Substanz): 2NaOH + CuSO4 = Cu(OH)2 + Na2SO4;
  • schwach dissoziierende Substanz: NaOH + HCl = NaCl + H2O;
  • Gas: NaOH + NH4Cl = NaCl + NH3 + H2O (zunächst entsteht Ammoniakhydrat NH3 H2O, das bei Erhalt sofort in Ammoniak und Wasser zerfällt).

II. Durch thermische Wirkung

  1. Exotherm — Prozesse, die unter Wärmeabgabe ablaufen:
    C + O2 = CO2 +Q
  2. Endothermisch - Reaktionen, bei denen Wärme absorbiert wird:
    Cu(OH)2 = CuO + H2O – Q

III. Arten chemischer Reaktionen nach Richtung

  1. Reversibel sind Reaktionen, die gleichzeitig in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung ablaufen: N2+O2 ↔ 2NO
  2. Irreversibel Prozesse laufen vollständig ab, das heißt bis mindestens einer der reagierenden Stoffe vollständig verbraucht ist. Beispiele für irreversible Austauschreaktionen wurden oben diskutiert.

IV. Je nach Anwesenheit eines Katalysators

V. Je nach Aggregatzustand von Stoffen

  1. Befinden sich alle Reaktanten in identischen Aggregatzuständen, wird die Reaktion aufgerufen homogen. Solche Prozesse finden im gesamten Volumen statt. Zum Beispiel: NaOH + HCl = NaCl + H2O
  2. Heterogen sind Reaktionen zwischen Stoffen in unterschiedlichen Aggregatzuständen, die an der Grenzfläche ablaufen. Zum Beispiel: Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2

VI. Arten chemischer Reaktionen, die auf Änderungen der Oxidationsstufe reagierender Substanzen basieren

  1. Redox (ORR) – Reaktionen, bei denen sich die Oxidationsstufen der reagierenden Stoffe ändern.
  2. Reaktionen finden statt ohne die Oxidationsstufen zu verändern Reagenzien (BISO).


Verbrennungs- und Substitutionsprozesse sind immer Redoxprozesse. Austauschreaktionen laufen ab, ohne dass sich die Oxidationsstufen von Stoffen ändern. Alle anderen Prozesse können entweder OVR oder BISO sein.

Berechnung der Oxidationsstufe

Zusammenfassung

1. Die Personalbildung ist einer der bedeutendsten Arbeitsbereiche eines Personalmanagers.

2. Um die Organisation mit den notwendigen Humanressourcen auszustatten, ist es wichtig, eine angemessene Situation in der externen Umgebung und Technologie der Tätigkeit, der Struktur des Unternehmens zu entwickeln; Berechnen Sie den Personalbedarf.

3. Um Rekrutierungsprogramme zu entwickeln, ist es notwendig, die Personalsituation in der Region zu analysieren, Verfahren zur Gewinnung und Bewertung von Kandidaten zu entwickeln sowie Anpassungsmaßnahmen zur Einbindung neuer Mitarbeiter in die Organisation durchzuführen.

Kontrollfragen

  1. Welche Faktorengruppen müssen beim Aufbau einer Organisationsstruktur berücksichtigt werden?
  2. Welche Phasen des Organisationsdesigns lassen sich unterscheiden?
  3. Erläutern Sie das Konzept der „qualitativen Personalbedarfsermittlung“.
  4. Beschreiben Sie das Konzept des „zusätzlichen Personalbedarfs“.
  5. Wozu dient die Analyse der Personalsituation in der Region?
  6. Was ist der Zweck der Leistungsanalyse?
  7. Welche Phasen der Aktivitätsanalyse lassen sich unterscheiden?
  8. Erklären Sie, was ein Professiogramm ist.
  9. Welche Umweltfaktoren beeinflussen den Kandidatenrekrutierungsprozess?
  10. Beschreiben Sie Quellen für interne und externe Rekrutierung.
  11. Wie beurteilt man die Qualität eines Sets?
  12. Mit welchen Methoden werden Kandidaten bewertet?
  13. Welche wettbewerbsorientierten Rekrutierungsparadigmen kennen Sie?
  14. Nennen Sie die Phasen der Mitarbeiteranpassung in der Organisation.

Um den Oxidationszustand eines Elements zu berechnen, sollten folgende Punkte berücksichtigt werden:

1. Die Oxidationsstufen von Atomen in einfachen Stoffen sind gleich Null (Na 0; H 2 0).

2. Die algebraische Summe der Oxidationsstufen aller Atome, aus denen ein Molekül besteht, ist immer gleich Null, und in einem komplexen Ion ist diese Summe gleich der Ladung des Ions.

3. Die Atome haben eine konstante Oxidationsstufe: Alkalimetalle (+1), Erdalkalimetalle (+2), Wasserstoff (+1) (außer Hydride NaH, CaH 2 usw., bei denen die Oxidationsstufe von Wasserstoff - 1), Sauerstoff (-2 ) (außer F 2 -1 O +2 und Peroxide mit der –O–O–-Gruppe, in denen die Oxidationsstufe von Sauerstoff -1 ist).

4. Bei Elementen darf die positive Oxidationsstufe einen Wert nicht überschreiten, der der Gruppennummer des Periodensystems entspricht.

Beispiele:

V 2 +5 O 5 -2; Na 2 +1 B 4 +3 O 7 -2; K +1 Cl +7 O 4 -2 ; N -3 H 3 +1 ; K 2 +1 H +1 P +5 O 4 -2 ; Na 2 +1 Cr 2 +6 O 7 -2

Es gibt zwei Arten chemischer Reaktionen:

A Reaktionen, bei denen sich die Oxidationsstufe von Elementen nicht ändert:

Additionsreaktionen

SO 2 + Na 2 O Na 2 SO 3

Zersetzungsreaktionen

Cu(OH) 2 – t CuO + H 2 O

Austauschreaktionen

AgNO 3 + KCl AgCl + KNO 3

NaOH + HNO 3 NaNO 3 + H 2 O

B Reaktionen, bei denen sich die Oxidationsstufen der Atome der Elemente ändern, aus denen die reagierenden Verbindungen bestehen:



2Mg 0 + O 2 0 2Mg +2 O -2

2KCl +5 O 3 -2 – t 2KCl -1 + 3O 2 0

2KI -1 + Cl 2 0 2KCl -1 + I 2 0

Mn +4 O 2 + 4HCl -1 Mn +2 Cl 2 + Cl 2 0 + 2H 2 O

Solche Reaktionen nennt man Redox.

Oxidations-Reduktions-Reaktionen (ORR) – Reaktionen, die mit einer Änderung des Oxidationszustands der Atome, aus denen die reagierenden Substanzen bestehen, infolge der Übertragung von Elektronen von einem Atom auf ein anderes auftreten.

Oxidationszustand die formale Ladung eines Atoms in einem Molekül, berechnet unter der Annahme, dass das Molekül nur aus Ionen besteht.

Die elektronegativsten Elemente in einer Verbindung haben negative Oxidationsstufen und die Atome von Elementen mit geringerer Elektronegativität haben positive Oxidationsstufen.

Der Oxidationszustand ist ein formales Konzept; In einigen Fällen stimmt die Oxidationsstufe nicht mit der Wertigkeit überein.

Zum Beispiel: N 2 H 4 (Hydrazin)

Stickstoffoxidationsgrad – -2; Stickstoffwertigkeit – 3.

Berechnung der Oxidationsstufe

Um den Oxidationszustand eines Elements zu berechnen, sollten folgende Punkte berücksichtigt werden:

1. Die Oxidationsstufen von Atomen in einfachen Stoffen sind gleich Null (Na 0; H 2 0).

2. Die algebraische Summe der Oxidationsstufen aller Atome, aus denen ein Molekül besteht, ist immer gleich Null, und in einem komplexen Ion ist diese Summe gleich der Ladung des Ions.

3. Die Atome haben eine konstante Oxidationsstufe: Alkalimetalle (+1), Erdalkalimetalle (+2), Wasserstoff (+1) (außer Hydride NaH, CaH 2 usw., bei denen die Oxidationsstufe von Wasserstoff - 1), Sauerstoff (-2 ) (außer F 2 -1 O +2 und Peroxide mit der –O–O–-Gruppe, in denen die Oxidationsstufe von Sauerstoff -1 ist).

4. Bei Elementen darf die positive Oxidationsstufe einen Wert nicht überschreiten, der der Gruppennummer des Periodensystems entspricht.

V 2 +5 O 5 -2; Na 2 +1 B 4 +3 O 7 -2; K +1 Cl +7 O 4 -2 ; N -3 H 3 +1 ; K 2 +1 H +1 P +5 O 4 -2 ; Na 2 +1 Cr 2 +6 O 7 -2

Reaktionen mit und ohne Änderung der Oxidationsstufe

Es gibt zwei Arten chemischer Reaktionen:

A Reaktionen, bei denen sich die Oxidationsstufe von Elementen nicht ändert:

Additionsreaktionen: SO 2 + Na 2 O Na 2 SO 3

Zersetzungsreaktionen: Cu(OH) 2  CuO + H 2 O

Austauschreaktionen: AgNO 3 + KCl AgCl + KNO 3

NaOH + HNO 3 NaNO 3 + H 2 O

B Reaktionen, bei denen sich die Oxidationsstufen der Atome der Elemente ändern, aus denen die reagierenden Verbindungen bestehen:

2Mg 0 + O 2 0 2Mg +2 O -2

2KCl +5 O 3 -2 – t  2KCl -1 + 3O 2 0

2KI -1 + Cl 2 0 2KCl -1 + I 2 0

Mn +4 O 2 + 4HCl -1 Mn +2 Cl 2 + Cl 2 0 + 2H 2 O

Solche Reaktionen werden Redoxreaktionen genannt .

Oxidation, Reduktion

Bei Redoxreaktionen werden Elektronen von einem Atom, Molekül oder Ion auf ein anderes übertragen. Der Prozess des Elektronenverlusts ist Oxidation. Bei der Oxidation erhöht sich die Oxidationsstufe:

H 2 0 − 2ē 2H +

S -2 − 2ē S 0

Al 0 − 3ē Al +3

Fe +2 − ē Fe +3

2Br - − 2ē Br 2 0

Der Vorgang des Hinzufügens von Elektronen ist eine Reduktion. Bei der Reduktion nimmt die Oxidationsstufe ab.

Mn +4 + 2ē Mn +2

Сr +6 +3ē Cr +3

Cl 2 0 +2ē 2Cl -

O 2 0 + 4ē 2O -2

Atome oder Ionen, die bei einer bestimmten Reaktion Elektronen hinzufügen, sind Oxidationsmittel, und diejenigen, die Elektronen abgeben, sind Reduktionsmittel.

Redoxeigenschaften einer Substanz und der Oxidationszustand ihrer Atombestandteile

Verbindungen, die Atome von Elementen mit der maximalen Oxidationsstufe enthalten, können nur aufgrund dieser Atome Oxidationsmittel sein, weil Sie haben bereits alle ihre Valenzelektronen abgegeben und können nur noch Elektronen aufnehmen. Der maximale Oxidationszustand eines Elementatoms entspricht der Nummer der Gruppe im Periodensystem, zu der das Element gehört. Verbindungen, die Atome von Elementen mit einer minimalen Oxidationsstufe enthalten, können nur als Reduktionsmittel dienen, da sie nur zur Elektronenabgabe fähig sind, da das äußere Energieniveau solcher Atome durch acht Elektronen vervollständigt wird. Der minimale Oxidationszustand von Metallatomen beträgt 0, für Nichtmetalle - (n–8) (wobei n die Nummer der Gruppe im Periodensystem ist). Verbindungen, die Atome von Elementen mit mittleren Oxidationsstufen enthalten, können je nach Partner, mit dem sie interagieren, und Reaktionsbedingungen sowohl Oxidations- als auch Reduktionsmittel sein.

Eines der Grundkonzepte der anorganischen Chemie ist das Konzept der Oxidationsstufe (CO).

Der Oxidationszustand eines Elements in einer Verbindung ist die formale Ladung des Atoms eines Elements, berechnet auf der Grundlage der Annahme, dass Valenzelektronen auf Atome mit höherer relativer Elektronegativität (REO) übertragen werden und alle Bindungen im Verbindungsmolekül ionisch sind.

Der Oxidationszustand des Elements E wird oben im Elementsymbol mit einem „+“ oder „-“-Zeichen vor der Zahl angegeben.

Der Oxidationsgrad von Ionen, die tatsächlich in einer Lösung oder in Kristallen vorhanden sind, stimmt mit ihrer Ladungszahl überein und wird in ähnlicher Weise mit einem „+“- oder „ “-Zeichen nach der Zahl angegeben, zum Beispiel Ca 2+.

Die Stock-Methode wird auch verwendet, um den Oxidationszustand in römischen Ziffern nach dem Elementsymbol anzugeben: Mn (VII), Fe (III).

Die Frage nach dem Vorzeichen der Oxidationsstufe von Atomen in einem Molekül wird anhand eines Vergleichs der Elektronegativitäten der miteinander verbundenen Atome, die das Molekül bilden, gelöst. In diesem Fall hat ein Atom mit niedrigerer Elektronegativität eine positive Oxidationsstufe und ein Atom mit höherer Elektronegativität eine negative Oxidationsstufe.

Es ist zu beachten, dass der Oxidationszustand nicht mit der Wertigkeit eines Elements identifiziert werden kann. Die Valenz, definiert als die Anzahl der chemischen Bindungen, durch die ein bestimmtes Atom mit anderen Atomen verbunden ist, kann nicht gleich Null sein und hat kein „+“- oder „“-Zeichen. Die Oxidationsstufe kann sowohl einen positiven als auch einen negativen Wert annehmen und auch einen Null- oder sogar Bruchwert annehmen. Somit beträgt im CO 2 -Molekül die Oxidationsstufe von C +4 und im CH 4 -Molekül beträgt die Oxidationsstufe von C 4. Die Wertigkeit von Kohlenstoff in beiden Verbindungen beträgt IV.

Trotz der oben genannten Nachteile ist die Verwendung des Konzepts der Oxidationsstufe bei der Klassifizierung chemischer Verbindungen und der Aufstellung von Gleichungen für Redoxreaktionen praktisch.

Bei Redoxreaktionen laufen zwei miteinander verbundene Prozesse ab: Oxidation und Reduktion.

Oxidation Den Vorgang des Elektronenverlustes nennt man. Erholung Prozess der Elektronenanreicherung.

Als Stoffe werden Stoffe bezeichnet, deren Atome oder Ionen Elektronen abgeben Restauratoren. Als Stoffe werden Stoffe bezeichnet, deren Atome oder Ionen Elektronen anlagern (oder ein gemeinsames Elektronenpaar entziehen). Oxidationsmittel.

Wenn ein Element oxidiert wird, erhöht sich die Oxidationsstufe, d. h. das Reduktionsmittel während der Reaktion erhöht die Oxidationsstufe.

Im Gegenteil, wenn ein Element reduziert wird, nimmt die Oxidationsstufe ab, d. h. während der Reaktion verringert das Oxidationsmittel die Oxidationsstufe.

Daher können wir Redoxreaktionen wie folgt formulieren: Redoxreaktionen sind Reaktionen, die mit einer Änderung der Oxidationsstufe der Atome der Elemente ablaufen, aus denen die reagierenden Stoffe bestehen.

Oxidationsmittel und Reduktionsmittel

Um Produkte und die Richtung von Redoxreaktionen vorherzusagen, ist es nützlich, sich daran zu erinnern, dass typische Oxidationsmittel einfache Substanzen sind, deren Atome einen großen RER > 3,0 haben (Elemente der Gruppen VIA und VIIA). Von diesen sind Fluor (OEO = 4,0), Sauerstoff (OEO = 3,0) und Chlor (OEO = 3,5) die stärksten Oxidationsmittel. Wichtige Oxidationsmittel sind PbO 2, KMnO 4, Ca(SO 4) 2, K 2 Cr 2 O 7 , HClO, HClO 3, KSIO 4, NaBiO 3, H 2 SO4 (konz.), HNO 3 (konz.), Na 2 O 2, (NH 4) 2 S 2 O 8, KSIO 3, H 2 O 2 und andere Stoffe , die Atome mit höherem oder höherem CO-Gehalt enthalten.

Typische Reduktionsmittel sind einfache Stoffe, deren Atome einen kleinen REO aufweisen< 1,5 (металлы IA и IIAгрупп и некоторые другие металлы). К важным восстановителям относятся H 2 S, NH 3 , HI, KI, SnCl 2 , FeSO 4 , C, H 2 , CO, H 2 SO 3 , Cr 2 (SO 4) 3 , CuCl, Na 2 S 2 O 3 и другие вещества, которые содержат атомы с низкими СО.

Beim Erstellen von Gleichungen für Redoxreaktionen können zwei Methoden verwendet werden: die Elektronengleichgewichtsmethode und die ionenelektronische Methode (Halbreaktionsmethode). Eine korrektere Vorstellung von Redoxprozessen in Lösungen liefert die ionenelektronische Methode. Mit dieser Methode werden tatsächlich in einer Lösung vorhandene Veränderungen durch Ionen und Moleküle vorhergesagt.

Neben der Vorhersage von Reaktionsprodukten sind ionische Halbreaktionsgleichungen notwendig, um die Redoxprozesse zu verstehen, die während der Elektrolyse und in galvanischen Zellen ablaufen. Diese Methode spiegelt die Rolle der Umgebung als Teilnehmer am Prozess wider. Und schließlich ist es bei dieser Methode nicht notwendig, alle gebildeten Stoffe im Voraus zu kennen, da viele von ihnen durch die Aufstellung der Redoxreaktionsgleichung gewonnen werden.

Es ist zu bedenken, dass Halbreaktionen zwar die realen Prozesse widerspiegeln, die bei Redoxreaktionen ablaufen, sie jedoch nicht mit den realen Stufen (Mechanismen) von Redoxreaktionen identifiziert werden können.

Die Art und Richtung von Redoxreaktionen wird von vielen Faktoren beeinflusst: der Art der Reaktanten, der Reaktion des Mediums, Konzentration, Temperatur, Katalysatoren.

















Biologische Bedeutung von Redoxprozessen

Wichtige Prozesse in tierischen Organismen sind Reaktionen der enzymatischen Oxidation von Substratsubstanzen: Kohlenhydrate, Fette, Aminosäuren. Durch diese Prozesse erhalten Organismen große Mengen an Energie. Ungefähr 90 % des gesamten Energiebedarfs eines erwachsenen Mannes wird durch die Energie gedeckt, die im Gewebe durch die Oxidation von Kohlenhydraten und Fetten entsteht. Der Rest der Energie, etwa 10 %, stammt aus dem oxidativen Abbau von Aminosäuren.

Die biologische Oxidation erfolgt über komplexe Mechanismen unter Beteiligung einer Vielzahl von Enzymen. In Mitochondrien erfolgt die Oxidation durch die Übertragung von Elektronen von organischen Substraten. Als Elektronenträger umfasst die mitochondriale Atmungskette verschiedene Proteine, die verschiedene funktionelle Gruppen enthalten, die für die Übertragung von Elektronen zuständig sind. Während sie sich entlang der Kette von einem Zwischenprodukt zum anderen bewegen, verlieren Elektronen freie Energie. Für jedes Elektronenpaar, das über die Atmungskette auf Sauerstoff übertragen wird, werden 3 ATP-Moleküle synthetisiert. Die bei der Übertragung von 2 Elektronen auf Sauerstoff freigesetzte freie Energie beträgt 220 kJ/mol.

Die Synthese eines ATP-Moleküls unter Standardbedingungen erfordert 30,5 kJ. Daraus wird deutlich, dass ein ziemlich erheblicher Teil der bei der Übertragung eines Elektronenpaares freigesetzten freien Energie in ATP-Molekülen gespeichert wird. Aus diesen Daten wird die Rolle des mehrstufigen Elektronentransfers vom anfänglichen Reduktionsmittel auf Sauerstoff deutlich. Die große Energie (220 kJ), die bei der Übertragung eines Elektronenpaars auf Sauerstoff freigesetzt wird, wird in mehrere Portionen aufgeteilt, die den einzelnen Oxidationsstufen entsprechen. In drei dieser Stufen entspricht die freigesetzte Energiemenge ungefähr der Energie, die für die Synthese eines ATP-Moleküls benötigt wird.

DEFINITION

Oxidationszustand ist eine quantitative Beurteilung des Zustands eines Atoms eines chemischen Elements in einer Verbindung anhand seiner Elektronegativität.

Es werden sowohl positive als auch negative Werte angenommen. Um den Oxidationszustand eines Elements in einer Verbindung anzuzeigen, müssen Sie über dem Symbol eine arabische Zahl mit dem entsprechenden Zeichen („+“ oder „-“) platzieren.

Es sei daran erinnert, dass die Oxidationsstufe eine Größe ist, die keine physikalische Bedeutung hat, da sie nicht die tatsächliche Ladung des Atoms widerspiegelt. Dieses Konzept wird jedoch in der Chemie sehr häufig verwendet.

Tabelle der Oxidationsstufen chemischer Elemente

Der maximale positive und minimale negative Oxidationszustand kann mithilfe des Periodensystems D.I. bestimmt werden. Mendelejew. Sie entsprechen der Nummer der Gruppe, in der sich das Element befindet, bzw. der Differenz zwischen dem Wert der „höchsten“ Oxidationsstufe und der Zahl 8.

Betrachtet man chemische Verbindungen genauer, so ist in Stoffen mit unpolaren Bindungen die Oxidationsstufe der Elemente Null (N 2, H 2, Cl 2).

Der Oxidationszustand von Metallen im elementaren Zustand ist Null, da die Verteilung der Elektronendichte in ihnen gleichmäßig ist.

Bei einfachen ionischen Verbindungen entspricht die Oxidationsstufe der darin enthaltenen Elemente der elektrischen Ladung, da bei der Bildung dieser Verbindungen ein nahezu vollständiger Elektronenübergang von einem Atom zum anderen stattfindet: Na +1 I -1, Mg +2 Cl -1 2, Al +3 F - 1 3 , Zr +4 Br -1 4 .

Bei der Bestimmung der Oxidationsstufe von Elementen in Verbindungen mit polaren kovalenten Bindungen werden deren Elektronegativitätswerte verglichen. Da bei der Bildung einer chemischen Bindung Elektronen zu den Atomen elektronegativerer Elemente verdrängt werden, weisen letztere in Verbindungen eine negative Oxidationsstufe auf.

Es gibt Elemente, die nur durch einen Oxidationsstufenwert gekennzeichnet sind (Fluor, Metalle der Gruppen IA und IIA usw.). Fluor, gekennzeichnet durch den höchsten Elektronegativitätswert, weist in Verbindungen immer eine konstante negative Oxidationsstufe (-1) auf.

Alkali- und Erdalkalielemente, die sich durch einen relativ niedrigen Elektronegativitätswert auszeichnen, haben immer eine positive Oxidationsstufe von (+1) bzw. (+2).

Es gibt jedoch auch chemische Elemente, die durch mehrere Oxidationsstufen gekennzeichnet sind (Schwefel - (-2), 0, (+2), (+4), (+6) usw.).

Damit Sie sich leichter merken können, wie viele und welche Oxidationsstufen für ein bestimmtes chemisches Element charakteristisch sind, verwenden Sie Tabellen mit Oxidationsstufen chemischer Elemente, die wie folgt aussehen:

Ordnungsnummer

Russisch englisch Name

Chemisches Symbol

Oxidationszustand

Wasserstoff

Helium

Lithium

Beryllium

(-1), 0, (+1), (+2), (+3)

Kohlenstoff

(-4), (-3), (-2), (-1), 0, (+2), (+4)

Stickstoff / Stickstoff

(-3), (-2), (-1), 0, (+1), (+2), (+3), (+4), (+5)

Sauerstoff

(-2), (-1), 0, (+1), (+2)

Fluor

Natrium/Natrium

Magnesium / Magnesium

Aluminium

Silizium

(-4), 0, (+2), (+4)

Phosphor / Phosphor

(-3), 0, (+3), (+5)

Schwefel/Schwefel

(-2), 0, (+4), (+6)

Chlor

(-1), 0, (+1), (+3), (+5), (+7), selten (+2) und (+4)

Argon / Argon

Kalium/Kalium

Kalzium

Scandium / Scandium

Titan

(+2), (+3), (+4)

Vanadium

(+2), (+3), (+4), (+5)

Chrom / Chrom

(+2), (+3), (+6)

Mangan / Mangan

(+2), (+3), (+4), (+6), (+7)

Eisen

(+2), (+3), selten (+4) und (+6)

Kobalt

(+2), (+3), selten (+4)

Nickel

(+2), selten (+1), (+3) und (+4)

Kupfer

+1, +2, selten (+3)

Gallium

(+3), selten (+2)

Germanium / Germanium

(-4), (+2), (+4)

Arsen/Arsen

(-3), (+3), (+5), selten (+2)

Selen

(-2), (+4), (+6), selten (+2)

Brom

(-1), (+1), (+5), selten (+3), (+4)

Krypton / Krypton

Rubidium / Rubidium

Strontium / Strontium

Yttrium / Yttrium

Zirkonium / Zirkonium

(+4), selten (+2) und (+3)

Niob / Niob

(+3), (+5), selten (+2) und (+4)

Molybdän

(+3), (+6), selten (+2), (+3) und (+5)

Technetium / Technetium

Ruthenium / Ruthenium

(+3), (+4), (+8), selten (+2), (+6) und (+7)

Rhodium

(+4), selten (+2), (+3) und (+6)

Palladium

(+2), (+4), selten (+6)

Silber

(+1), selten (+2) und (+3)

Cadmium

(+2), selten (+1)

Indium

(+3), selten (+1) und (+2)

Zinn/Zinn

(+2), (+4)

Antimon / Antimon

(-3), (+3), (+5), selten (+4)

Tellur / Tellur

(-2), (+4), (+6), selten (+2)

(-1), (+1), (+5), (+7), selten (+3), (+4)

Xenon / Xenon

Cäsium

Barium / Barium

Lanthan / Lanthan

Cer

(+3), (+4)

Praseodym / Praseodym

Neodym / Neodym

(+3), (+4)

Promethium / Promethium

Samarium / Samarium

(+3), selten (+2)

Europium

(+3), selten (+2)

Gadolinium / Gadolinium

Terbium / Terbium

(+3), (+4)

Dysprosium / Dysprosium

Holmium

Erbium

Thulium

(+3), selten (+2)

Ytterbium / Ytterbium

(+3), selten (+2)

Lutetium / Lutetium

Hafnium / Hafnium

Tantal / Tantal

(+5), selten (+3), (+4)

Wolfram/Wolfram

(+6), selten (+2), (+3), (+4) und (+5)

Rhenium / Rhenium

(+2), (+4), (+6), (+7), selten (-1), (+1), (+3), (+5)

Osmium / Osmium

(+3), (+4), (+6), (+8), selten (+2)

Iridium / Iridium

(+3), (+4), (+6), selten (+1) und (+2)

Platin

(+2), (+4), (+6), selten (+1) und (+3)

Gold

(+1), (+3), selten (+2)

Quecksilber

(+1), (+2)

Thalium / Thallium

(+1), (+3), selten (+2)

Führung/Führung

(+2), (+4)

Wismut

(+3), selten (+3), (+2), (+4) und (+5)

Polonium

(+2), (+4), selten (-2) und (+6)

Astatin

Radon / Radon

Francium

Radium

Aktinium

Thorium

Proactinium / Protactinium

Uran / Uran

(+3), (+4), (+6), selten (+2) und (+5)

Beispiele für Problemlösungen

BEISPIEL 1

Antwort Wir werden abwechselnd den Oxidationszustand von Phosphor in jedem der vorgeschlagenen Transformationsschemata bestimmen und dann die richtige Antwort auswählen.
  • Die Oxidationsstufe von Phosphor in Phosphin ist (-3) und in Orthophosphorsäure - (+5). Änderung der Oxidationsstufe von Phosphor: +3 → +5, d.h. erste Antwortmöglichkeit.
  • Der Oxidationszustand eines chemischen Elements in einer einfachen Substanz ist Null. Der Oxidationsgrad von Phosphor im Oxid der Zusammensetzung P 2 O 5 beträgt (+5). Änderung der Oxidationsstufe von Phosphor: 0 → +5, d.h. dritte Antwortmöglichkeit.
  • Der Oxidationsgrad von Phosphor in der Säurezusammensetzung HPO 3 beträgt (+5) und H 3 PO 2 beträgt (+1). Änderung der Oxidationsstufe von Phosphor: +5 → +1, d.h. fünfte Antwortmöglichkeit.

BEISPIEL 2

Übung Der Oxidationszustand (-3) von Kohlenstoff in der Verbindung ist: a) CH 3 Cl; b) C 2 H 2; c) HCOH; d) C 2 H 6.
Lösung Um die gestellte Frage richtig zu beantworten, werden wir abwechselnd den Grad der Kohlenstoffoxidation in jeder der vorgeschlagenen Verbindungen bestimmen.

a) Die Oxidationsstufe von Wasserstoff ist (+1) und die von Chlor ist (-1). Nehmen wir die Oxidationsstufe von Kohlenstoff als „x“:

x + 3×1 + (-1) =0;

Die Antwort ist falsch.

b) die Oxidationsstufe von Wasserstoff ist (+1). Nehmen wir die Oxidationsstufe von Kohlenstoff als „y“:

2×y + 2×1 = 0;

Die Antwort ist falsch.

c) die Oxidationsstufe von Wasserstoff ist (+1) und die von Sauerstoff ist (-2). Nehmen wir die Oxidationsstufe von Kohlenstoff als „z“:

1 + z + (-2) +1 = 0:

Die Antwort ist falsch.

d) die Oxidationsstufe von Wasserstoff ist (+1). Nehmen wir die Oxidationsstufe von Kohlenstoff als „a“:

2×a + 6×1 = 0;

Korrekte Antwort.

Antwort Option (d)