من.ظرفیت (تکرار)
ظرفیت توانایی اتم ها برای اتصال تعداد معینی از اتم های دیگر به خود است.
قوانین برای تعیین ظرفیت
عناصر در اتصالات
1. ظرفیت هیدروژنرا برای من(واحد). سپس مطابق فرمول آب H 2 O دو اتم هیدروژن به یک اتم اکسیژن متصل می شود.
2. اکسیژندر ترکیبات خود همیشه ظرفیت را نشان می دهد II. بنابراین، کربن موجود در ترکیب CO 2 (دی اکسید کربن) ظرفیت IV دارد.
3. بالاترین ظرفیتبرابر است با شماره گروه .
4. ظرفیت کمتربرابر است با تفاوت بین عدد 8 (تعداد گروه های جدول) و تعداد گروهی که این عنصر در آن قرار دارد. 8 - ن گروه ها .
5. برای فلزات زیر گروه «A» ظرفیت برابر با عدد گروه است.
6. در غیر فلزات، دو ظرفیت به طور عمده آشکار می شود: بالاتر و پایین تر.
به عنوان مثال: گوگرد دارای ظرفیت VI بالاتر و کمتر (8 - 6) برابر با II است. فسفر ظرفیت های V و III را نشان می دهد.
7. ظرفیت می تواند ثابت یا متغیر باشد.
ظرفیت عناصر برای ترکیب فرمول شیمیایی ترکیبات باید مشخص باشد.
یاد آوردن!
ویژگی های تدوین فرمول های شیمیایی ترکیبات.
1) عنصری که در جدول مندلیف در سمت راست و بالا قرار دارد کمترین ظرفیت را نشان می دهد و عنصری که در سمت چپ و پایین قرار دارد بالاترین ظرفیت را نشان می دهد.
به عنوان مثال، در ترکیب با اکسیژن، گوگرد ظرفیت VI بالاتری را نشان می‌دهد و اکسیژن II پایین‌تری را نشان می‌دهد. بنابراین فرمول اکسید گوگرد به این صورت خواهد بود SO 3.
در ترکیب سیلیکون با کربن، اولی یک ظرفیت IV بالاتر و دومی - IV پایین تر را نشان می دهد. بنابراین فرمول– SiC این کاربید سیلیکون است که اساس مواد نسوز و ساینده است.
2) اتم فلز در فرمول اول است.
2) در فرمول ترکیبات، اتم غیرفلزی که کمترین ظرفیت را از خود نشان می دهد، همیشه در رتبه دوم قرار می گیرد و نام چنین ترکیبی به «id» ختم می شود.
مثلا،کائو - اکسید کلسیم، NaCl - سدیم کلرید، PbS - سولفید سرب
حالا شما خودتان می توانید فرمول هر ترکیبی از فلزات را با غیر فلزات بنویسید.
3) اتم فلز در فرمول در وهله اول قرار می گیرد.
II. حالت اکسیداسیون (مواد جدید)
حالت اکسیداسیون- این بار مشروطی است که اتم در نتیجه بازگشت کامل (پذیرش) الکترون ها دریافت می کند، بر اساس این شرط که همه پیوندهای موجود در ترکیب یونی باشند.
ساختار اتم های فلوئور و سدیم را در نظر بگیرید:
F +9)2)7
Na+11)2)8)1
- در مورد کامل بودن سطح خارجی اتم های فلوئور و سدیم چه می توان گفت؟
- پذیرش کدام اتم آسان تر است و دادن الکترون ظرفیت به منظور تکمیل سطح خارجی کدام آسان تر است؟
آیا هر دو اتم سطح بیرونی ناقصی دارند؟
اهدای الکترون برای اتم سدیم آسان تر است، و فلوئور قبل از تکمیل سطح خارجی الکترون ها را می پذیرد.
F 0 + 1ē → F -1 (اتم خنثی یک الکترون منفی را می پذیرد و حالت اکسیداسیون "-1" به دست می آورد و به آن تبدیل می شود یون - آنیون با بار منفی )
Na 0 – 1ē → Na +1 (یک اتم خنثی یک الکترون منفی اهدا می کند و حالت اکسیداسیون "+1" به دست می آورد و تبدیل به یون - کاتیون با بار مثبت )
نحوه تعیین حالت اکسیداسیون یک اتم در PSCE D.I. مندلیف؟
قوانین تعریف حالت های اکسیداسیون یک اتم در PSCE D.I. مندلیف:
1. هیدروژن معمولا حالت اکسیداسیون (CO) را نشان می دهد. +1 (به استثنای ترکیبات با فلزات (هیدریدها) - هیدروژن دارای CO برابر با (-1) Me + n H n -1 است.)
2. اکسیژن معمولا CO را نشان می دهد -2 (استثنا: O +2 F 2، H 2 O 2 -1 - پراکسید هیدروژن)
3. فلزات فقط نشان دادن + n CO مثبت
4. فلوئور همیشه CO را برابر نشان می دهد -1 (F-1)
5. برای عناصر زیر گروه های اصلی:
بالاتر CO (+) = شماره گروه ن گروه ها
پست تر CO (-) = ن گروه ها – 8
قوانین تعیین وضعیت اکسیداسیون یک اتم در یک ترکیب:
I. حالت اکسیداسیون اتم های آزاد و اتم ها در مولکول ها مواد ساده برابر است با صفر - Na 0 , P 4 0 , O 2 0
II. AT ماده پیچیده مجموع جبری CO تمام اتم ها با در نظر گرفتن شاخص های آنها برابر است با صفر = 0 ، و در یون پیچیده شارژ آن
مثلا، اچ +1 ن +5 O 3 -2 : (+1)*1+(+5)*1+(-2)*3 = 0
2- : (+6)*1+(-2)*4 = -2
تمرین 1 - حالت های اکسیداسیون همه اتم ها را در فرمول اسید سولفوریک H 2 SO 4 تعیین کنید؟
1. بیایید حالت های اکسیداسیون شناخته شده هیدروژن و اکسیژن را کنار بگذاریم و CO گوگرد را به عنوان "x" در نظر بگیریم.
H +1 S x O 4 -2
(+1)*1+(x)*1+(-2)*4=0
X \u003d 6 یا (+6)، بنابراین، گوگرد دارای C O +6 است، یعنی. S+6
وظیفه 2 - حالت های اکسیداسیون همه اتم ها را در فرمول اسید فسفریک H 3 PO 4 تعیین کنید؟
1. بیایید حالت های اکسیداسیون شناخته شده هیدروژن و اکسیژن را کنار بگذاریم و CO فسفر را به عنوان "x" در نظر بگیریم.
H 3 +1 P x O 4 -2
2. معادله را مطابق قاعده (II) بنویسید و حل کنید:
(+1)*3+(x)*1+(-2)*4=0
X \u003d 5 یا (+5)، بنابراین، فسفر دارای C O +5 است، یعنی. P+5
وظیفه 3 - حالت های اکسیداسیون همه اتم ها را در فرمول یون آمونیوم (NH 4) + ?
1. بیایید حالت اکسیداسیون شناخته شده هیدروژن را پایین بیاوریم و CO نیتروژن را به عنوان "x" در نظر بگیریم.
(N x H 4 +1) +
2. معادله را مطابق قاعده (II) بنویسید و حل کنید:
(x)*1+(+1)*4=+1
X \u003d -3، بنابراین، نیتروژن دارای C O -3 است، یعنی. N-3
مطالبی از دانشنامه
حالت اکسیداسیون بار مشروط یک اتم در یک ترکیب است که با این فرض محاسبه می شود که فقط از یون تشکیل شده است. هنگام تعریف این مفهوم، به طور مشروط فرض می‌شود که الکترون‌های متصل (ظرفیت) به اتم‌های الکترونگاتیوی بیشتری منتقل می‌شوند (به الکترونگاتیوی مراجعه کنید)، و بنابراین ترکیبات، همانطور که بود، از یون‌های دارای بار مثبت و منفی تشکیل شده‌اند. حالت اکسیداسیون می تواند مقادیر صفر، منفی و مثبت داشته باشد که معمولاً بالای نماد عنصر در بالا قرار می گیرند.
مقدار صفر حالت اکسیداسیون به اتم های عناصر در حالت آزاد نسبت داده می شود، به عنوان مثال: Cu, H 2 , N 2 , P 4 , S 6 . مقدار منفی درجه اکسیداسیون آن اتم هایی است که ابر الکترونی اتصال (جفت الکترون) به سمت آنها جابجا می شود. برای فلوئور در تمام ترکیبات آن -1 است. اتم هایی که الکترون های ظرفیتی را به اتم های دیگر اهدا می کنند، حالت اکسیداسیون مثبت دارند. به عنوان مثال، برای فلزات قلیایی و قلیایی خاکی به ترتیب +1 و +2 است. در یون های ساده مانند Cl − , S 2− , K + , Cu 2+ , Al 3+ برابر است با بار یون. در اکثر ترکیبات، حالت اکسیداسیون اتم های هیدروژن +1 است، اما در هیدریدهای فلزی (ترکیبات آنها با هیدروژن) - NaH، CaH 2 و دیگران - 1- است. برای اکسیژن، حالت اکسیداسیون -2 است، اما به عنوان مثال، در ترکیب با فلوئور OF 2 +2 و در ترکیبات پراکسید (BaO 2 و غیره) -1 خواهد بود. در برخی موارد، این مقدار را می توان به صورت یک عدد کسری نیز بیان کرد: برای آهن موجود در اکسید آهن (II, III) Fe 3 O 4 برابر با 8/3 + است.
مجموع جبری حالت های اکسیداسیون اتم ها در یک ترکیب صفر و در یون مختلط بار یون است. با استفاده از این قانون، به عنوان مثال، حالت اکسیداسیون فسفر در اسید فسفریک H 3 PO 4 را محاسبه می کنیم. با نشان دادن آن با x و ضرب حالت اکسیداسیون هیدروژن (+1) و اکسیژن (-2) در تعداد اتم های آنها در ترکیب، معادله را بدست می آوریم: (+1) 3+x+(-2) 4=0 ، از آنجا x=+5. به طور مشابه، ما حالت اکسیداسیون کروم را در یون Cr 2 O 7 2 - محاسبه می کنیم: 2x+(-2) 7=-2. x=+6. در ترکیبات MnO، Mn 2 O 3، MnO 2، Mn 3 O 4، K 2 MnO 4، KMnO 4 حالت اکسیداسیون منگنز +2، +3، +4، +8/3، +6 خواهد بود، به ترتیب +7.
بالاترین حالت اکسیداسیون بالاترین مقدار مثبت آن است. برای اکثر عناصر، برابر با عدد گروه در سیستم تناوبی است و یک مشخصه کمی مهم عنصر در ترکیبات آن است. کمترین مقدار حالت اکسیداسیون یک عنصر که در ترکیبات آن رخ می دهد معمولاً کمترین حالت اکسیداسیون نامیده می شود. همه بقیه متوسط هستند. بنابراین، برای گوگرد، بالاترین حالت اکسیداسیون 6+، کمترین آن 2- و متوسط آن 4+ است.
تغییر در حالت اکسیداسیون عناصر توسط گروه های سیستم تناوبی نشان دهنده تناوب تغییرات در خواص شیمیایی آنها با افزایش شماره سریال است.
مفهوم حالت اکسیداسیون عناصر در طبقه بندی مواد، توصیف خواص آنها، فرمولاسیون ترکیبات و نام های بین المللی آنها استفاده می شود. اما به طور گسترده ای در مطالعه واکنش های ردوکس استفاده می شود. مفهوم "وضعیت اکسیداسیون" اغلب در شیمی معدنی به جای مفهوم "ظرفیت" استفاده می شود (نگاه کنید به.
برای مشخص کردن توانایی ردوکس ذرات، مفهومی مانند درجه اکسیداسیون مهم است. حالت اکسیداسیون باری است که یک اتم در یک مولکول یا یون می تواند داشته باشد اگر تمام پیوندهای آن با اتم های دیگر شکسته شود و جفت الکترون های رایج با عناصر الکترونگاتیو بیشتری باقی بمانند.
برخلاف بارهای واقعی یون ها، حالت اکسیداسیون فقط بار شرطی یک اتم را در یک مولکول نشان می دهد. می تواند منفی، مثبت یا صفر باشد. به عنوان مثال، حالت اکسیداسیون اتم ها در مواد ساده "0" است (، 
,
,
). در ترکیبات شیمیایی، اتم ها می توانند حالت اکسیداسیون ثابت یا متغیری داشته باشند. برای فلزات زیرگروه های اصلی I، II و III از گروه های سیستم تناوبی در ترکیبات شیمیایی، حالت اکسیداسیون معمولاً ثابت و به ترتیب برابر با Me +1، Me +2 و Me +3 است (Li +، Ca +2 ، Al +3). اتم فلوئور همیشه 1- دارد. کلر در ترکیبات با فلزات همیشه 1- دارد. در اکثریت قریب به اتفاق ترکیبات، اکسیژن حالت اکسیداسیون 2- (به جز پراکسیدها که حالت اکسیداسیون آن 1- است) و هیدروژن +1 (به جز هیدریدهای فلزی که حالت اکسیداسیون آن 1- است) دارد.
مجموع جبری حالت های اکسیداسیون همه اتم ها در یک مولکول خنثی برابر با صفر و در یک یون برابر با بار یون است. این رابطه امکان محاسبه حالت های اکسیداسیون اتم ها در ترکیبات پیچیده را فراهم می کند.
در مولکول اسید سولفوریک H 2 SO 4، اتم هیدروژن حالت اکسیداسیون 1+ دارد و اتم اکسیژن 2- است. از آنجایی که دو اتم هیدروژن و چهار اتم اکسیژن وجود دارد، دو "+" و هشت "-" داریم. شش "+" برای بی طرفی وجود ندارد. این عدد است که حالت اکسیداسیون گوگرد است - 
. مولکول دی کرومات پتاسیم K 2 Cr 2 O 7 از دو اتم پتاسیم، دو اتم کروم و هفت اتم اکسیژن تشکیل شده است. پتاسیم دارای حالت اکسیداسیون 1+ و اکسیژن دارای 2- است. بنابراین ما دو "+" و چهارده "-" داریم. دوازده "+" باقی مانده روی دو اتم کروم می افتند که هر کدام دارای حالت اکسیداسیون +6 هستند. 
).
عوامل اکسید کننده و کاهنده معمولی
از تعریف فرآیندهای احیا و اکسیداسیون چنین برمی‌آید که اصولاً مواد ساده و پیچیده حاوی اتم‌هایی که در پایین‌ترین حالت اکسیداسیون نیستند و بنابراین می‌توانند حالت اکسیداسیون خود را کاهش دهند، می‌توانند به عنوان عوامل اکسید کننده عمل کنند. به همین ترتیب، مواد ساده و پیچیده حاوی اتم هایی که در بالاترین حالت اکسیداسیون نیستند و بنابراین می توانند حالت اکسیداسیون خود را افزایش دهند، می توانند به عنوان عوامل کاهنده عمل کنند.
قوی ترین عوامل اکسید کننده عبارتند از:
1) مواد ساده ای که توسط اتم های دارای الکترونگاتیوی بزرگ تشکیل شده اند، به عنوان مثال. غیر فلزات معمولی واقع در زیر گروه های اصلی گروه های ششم و هفتم سیستم تناوبی: F, O, Cl, S (به ترتیب F 2 , O 2 , Cl 2 , S).
2) مواد حاوی عناصر بالاتر و متوسط
حالت های اکسیداسیون مثبت، از جمله به شکل یون ها، هر دو ساده، عنصری (Fe 3 +) و حاوی اکسیژن، اکسوآنیون ها (یون پرمنگنات - MnO 4 -).
3) ترکیبات پراکسید.
مواد خاصی که در عمل به عنوان اکسید کننده استفاده می شوند عبارتند از: اکسیژن و ازن، کلر، برم، پرمنگنات ها، دی کرومات ها، اسیدهای اکسی کلر و نمک های آنها (به عنوان مثال، 
,
,
)، اسید نیتریک ( 
، اسید سولفوریک غلیظ ( 
دی اکسید منگنز ( 
، پراکسید هیدروژن و پراکسیدهای فلزی ( 
,
).
قوی ترین عوامل کاهنده عبارتند از:
1) مواد ساده ای که اتم های آنها الکترونگاتیوی پایینی دارند ("فلزات فعال").
2) کاتیون های فلزی در حالت های اکسیداسیون کم (Fe 2 +).
3) آنیون های عنصری ساده، به عنوان مثال، یون سولفید S 2- ;
4) آنیون های حاوی اکسیژن (اکسوآنیون ها) مربوط به کمترین حالت اکسیداسیون مثبت عنصر (نیتریت) 
، سولفیت 
).
مواد خاصی که در عمل به عنوان عوامل کاهنده استفاده می شوند عبارتند از، به عنوان مثال، فلزات قلیایی و قلیایی خاکی، سولفیدها، سولفیت ها، هالیدهای هیدروژن (به استثنای HF)، مواد آلی - الکل ها، آلدئیدها، فرمالدئید، گلوکز، اسید اگزالیک، و همچنین هیدروژن، کربن. مونوکسید کربن ( 
) و آلومینیوم در دماهای بالا.
در اصل، اگر یک ماده حاوی عنصری در حالت اکسیداسیون متوسط باشد، این مواد می توانند هم خاصیت اکسید کنندگی و هم خاصیت کاهنده را از خود نشان دهند. این همه بستگی دارد
"شریک" در واکنش: با یک عامل اکسید کننده به اندازه کافی قوی، می تواند به عنوان یک عامل کاهنده، و با یک عامل کاهنده به اندازه کافی قوی، به عنوان یک عامل اکسید کننده واکنش نشان دهد. بنابراین، به عنوان مثال، یون نیتریت NO 2 - در یک محیط اسیدی به عنوان یک عامل اکسید کننده نسبت به یون I عمل می کند:
2
+
2
+ 4HCl→ 
+
2
+ 4KCl + 2H 2 O
و به عنوان یک عامل کاهنده در رابطه با یون پرمنگنات MnO 4 -
5
+
2
+ 3H 2 SO 4 → 2 
+
5
+ K 2 SO 4 + 3H 2 O
در فرآیندهای شیمیایی، نقش اصلی را اتم ها و مولکول ها ایفا می کنند که ویژگی های آنها نتیجه واکنش های شیمیایی را تعیین می کند. یکی از ویژگی های مهم یک اتم عدد اکسیداسیون است که روش در نظر گرفتن انتقال الکترون در یک ذره را ساده می کند. چگونه می توان حالت اکسیداسیون یا بار رسمی یک ذره را تعیین کرد و برای این کار چه قوانینی باید بدانید؟
تعریف
هر واکنش شیمیایی به دلیل برهمکنش اتم های مواد مختلف است. فرآیند واکنش و نتیجه آن به ویژگی های کوچکترین ذرات بستگی دارد.
اصطلاح اکسیداسیون (اکسیداسیون) در شیمی به معنای واکنشی است که طی آن گروهی از اتم ها یا یکی از آنها الکترون از دست می دهند یا به دست می آورند که در صورت اکتساب به آن واکنش «کاهش» می گویند.
حالت اکسیداسیون کمیتی است که به صورت کمی اندازه گیری می شود و الکترون های توزیع شده را در طی واکنش مشخص می کند. آن ها در فرآیند اکسیداسیون، الکترون‌های موجود در اتم کاهش یا افزایش می‌یابند و بین دیگر ذرات برهم کنش توزیع می‌شوند و سطح اکسیداسیون دقیقاً نحوه سازماندهی مجدد آنها را نشان می‌دهد. این مفهوم ارتباط نزدیکی با الکترونگاتیوی ذرات دارد - توانایی آنها در جذب و دفع یون های آزاد از خودشان.
تعیین سطح اکسیداسیون به ویژگی ها و خواص یک ماده خاص بستگی دارد، بنابراین روش محاسبه را نمی توان بدون تردید آسان یا پیچیده نامید، اما نتایج آن به ثبت مشروط فرآیندهای واکنش های ردوکس کمک می کند. باید فهمید که نتیجه محاسبات حاصل در نظر گرفتن انتقال الکترون است و معنای فیزیکی ندارد و بار واقعی هسته نیست.
مهم دانستن است! شیمی معدنی اغلب از عبارت ظرفیت به جای حالت اکسیداسیون عناصر استفاده می کند، این اشتباه نیست، اما باید در نظر داشت که مفهوم دوم جهانی تر است.
مفاهیم و قوانین محاسبه حرکت الکترون ها مبنایی برای طبقه بندی مواد شیمیایی (نامگذاری)، توصیف خواص آنها و تدوین فرمول های ارتباطی است. اما اغلب این مفهوم برای توصیف و کار با واکنش های ردوکس استفاده می شود.
قوانین تعیین درجه اکسیداسیون
چگونه درجه اکسیداسیون را بفهمیم؟ هنگام کار با واکنش‌های ردوکس، مهم است که بدانید بار رسمی یک ذره همیشه برابر با بزرگی الکترون است که به صورت عددی بیان می‌شود. این ویژگی با این فرض مرتبط است که جفت‌های الکترونی که یک پیوند را تشکیل می‌دهند، همیشه به طور کامل به سمت ذرات منفی‌تر جابه‌جا می‌شوند. باید فهمید که ما در مورد پیوندهای یونی صحبت می کنیم و در صورت واکنش در , الکترون ها به طور مساوی بین ذرات یکسان تقسیم می شوند.
عدد اکسیداسیون می تواند هم مقادیر مثبت و هم منفی داشته باشد. موضوع این است که در طول واکنش، اتم باید خنثی شود و برای این کار باید یا تعداد مشخصی الکترون را به یون متصل کنید، اگر مثبت است، یا اگر منفی است آنها را بردارید. برای تعیین این مفهوم، هنگام نوشتن فرمول ها، معمولاً یک عدد عربی با علامت مربوطه در بالای علامت عنصر نوشته می شود. مثلا یا غیره
باید بدانید که بار رسمی فلزات همیشه مثبت خواهد بود و در بیشتر موارد می توانید از جدول تناوبی برای تعیین آن استفاده کنید. تعدادی ویژگی وجود دارد که برای تعیین صحیح شاخص ها باید در نظر گرفته شوند.
درجه اکسیداسیون:
با یادآوری این ویژگی ها، تعیین تعداد اکسیداسیون عناصر، صرف نظر از پیچیدگی و تعداد سطوح اتمی، بسیار ساده خواهد بود.
فیلم مفید: تعیین درجه اکسیداسیون
جدول تناوبی مندلیف شامل تقریباً تمام اطلاعات لازم برای کار با عناصر شیمیایی است. به عنوان مثال، دانش آموزان مدرسه فقط از آن برای توصیف واکنش های شیمیایی استفاده می کنند. بنابراین، برای تعیین حداکثر مقادیر مثبت و منفی عدد اکسیداسیون، لازم است که تعیین عنصر شیمیایی در جدول را بررسی کنید:
- حداکثر مثبت تعداد گروهی است که عنصر در آن قرار دارد.
- حداکثر حالت اکسیداسیون منفی تفاوت بین حداکثر حد مثبت و عدد 8 است.
بنابراین، کافی است به سادگی مرزهای شدید بار رسمی یک عنصر را دریابیم. چنین عملی را می توان با استفاده از محاسبات مبتنی بر جدول تناوبی انجام داد.
مهم دانستن است! یک عنصر می تواند همزمان چندین شاخص اکسیداسیون مختلف داشته باشد.
دو روش اصلی برای تعیین سطح اکسیداسیون وجود دارد که نمونه هایی از آنها در زیر ارائه شده است. اولین مورد روشی است که برای به کارگیری قوانین شیمی به دانش و مهارت نیاز دارد. چگونه با استفاده از این روش حالت های اکسیداسیون را ترتیب دهیم؟
قانون تعیین حالت های اکسیداسیون
برای این شما نیاز دارید:
- تعیین کنید که آیا یک ماده معین عنصری است و آیا خارج از پیوند است. اگر بله، بدون توجه به ترکیب ماده (اتم های منفرد یا ترکیبات اتمی چند سطحی) عدد اکسیداسیون آن برابر با 0 خواهد بود.
- تعیین کنید که آیا ماده مورد نظر از یون تشکیل شده است یا خیر. اگر بله، درجه اکسیداسیون برابر با بار آنها خواهد بود.
- اگر ماده مورد نظر فلز است، به شاخص های سایر مواد در فرمول نگاه کنید و قرائت فلز را با حساب محاسبه کنید.
- اگر کل ترکیب یک بار داشته باشد (در واقع، این مجموع تمام ذرات عناصر ارائه شده است)، کافی است شاخص های مواد ساده را تعیین کنید، سپس آنها را از مقدار کل کم کنید و داده های فلزی را به دست آورید.
- اگر رابطه خنثی است، مجموع باید صفر باشد.
به عنوان مثال، ترکیب با یک یون آلومینیوم را در نظر بگیرید که بار کل آن صفر است. قوانین شیمی این واقعیت را تأیید می کند که یون کلر دارای عدد اکسیداسیون -1 است و در این مورد سه مورد از آنها در ترکیب وجود دارد. بنابراین یون Al باید 3+ باشد تا کل ترکیب خنثی شود.
این روش بسیار خوب است، زیرا صحت محلول را همیشه می توان با اضافه کردن تمام سطوح اکسیداسیون با هم بررسی کرد.
روش دوم را می توان بدون آگاهی از قوانین شیمیایی به کار برد:
- داده های ذرات را پیدا کنید که قوانین دقیقی برای آنها وجود ندارد و تعداد دقیق الکترون های آنها ناشناخته است (ممکن است با حذف).
- نشانگر تمام ذرات دیگر را پیدا کنید و سپس از مقدار کل با تفریق ذره مورد نظر را پیدا کنید.
اجازه دهید روش دوم را با استفاده از ماده Na2SO4 به عنوان مثال در نظر بگیریم، که در آن اتم گوگرد S تعریف نشده است، فقط می‌دانیم که غیر صفر است.
برای پیدا کردن اینکه همه حالت های اکسیداسیون برابر هستند:
- عناصر شناخته شده را پیدا کنید، قوانین سنتی و استثنائات را در ذهن داشته باشید.
- یون Na = +1 و هر اکسیژن = -2.
- تعداد ذرات هر ماده را در الکترون های آن ضرب کنید و حالت اکسیداسیون همه اتم ها را به جز یک اتم بدست آورید.
- Na2SO4 از 2 سدیم و 4 اکسیژن تشکیل شده است، وقتی ضرب شود معلوم می شود: 2 X +1 \u003d 2 تعداد اکسید کننده تمام ذرات سدیم و 4 X -2 \u003d -8 - اکسیژن است.
- نتایج را اضافه کنید 2+(-8) = -6 - این بار کل ترکیب بدون ذره گوگرد است.
- نماد شیمیایی را به صورت یک معادله بیان کنید: مجموع داده های شناخته شده + عدد مجهول = بار کل.
- Na2SO4 به صورت زیر نشان داده می شود: -6 + S = 0، S = 0 + 6، S = 6.
بنابراین، برای استفاده از روش دوم، دانستن قوانین ساده حساب کافی است.
حالت اکسیداسیون بار شرطی اتم های یک عنصر شیمیایی در یک ترکیب است که با این فرض محاسبه می شود که همه پیوندها از نوع یونی هستند. حالت های اکسیداسیون می توانند مقدار مثبت، منفی یا صفر داشته باشند، بنابراین مجموع جبری حالت های اکسیداسیون عناصر در یک مولکول، با در نظر گرفتن تعداد اتم های آنها، 0 است و در یک یون - بار یون است.
این فهرست از حالت های اکسیداسیون، تمام حالت های اکسیداسیون شناخته شده عناصر شیمیایی جدول تناوبی مندلیف را نشان می دهد. این لیست بر اساس جدول گرین وود با تمام موارد اضافه شده است. در خطوطی که با رنگ مشخص شده اند گازهای بی اثری وارد می شوند که حالت اکسیداسیون آنها صفر است.
| 1 | −1 | اچ | +1 | ||||||||||
| 2 | او | ||||||||||||
| 3 | لی | +1 | |||||||||||
| 4 | -3 | بودن | +1 | +2 | |||||||||
| 5 | −1 | ب | +1 | +2 | +3 | ||||||||
| 6 | −4 | −3 | −2 | −1 | سی | +1 | +2 | +3 | +4 | ||||
| 7 | −3 | −2 | −1 | ن | +1 | +2 | +3 | +4 | +5 | ||||
| 8 | −2 | −1 | O | +1 | +2 | ||||||||
| 9 | −1 | اف | +1 | ||||||||||
| 10 | Ne | ||||||||||||
| 11 | −1 | Na | +1 | ||||||||||
| 12 | میلی گرم | +1 | +2 | ||||||||||
| 13 | ال | +3 | |||||||||||
| 14 | −4 | −3 | −2 | −1 | سی | +1 | +2 | +3 | +4 | ||||
| 15 | −3 | −2 | −1 | پ | +1 | +2 | +3 | +4 | +5 | ||||
| 16 | −2 | −1 | اس | +1 | +2 | +3 | +4 | +5 | +6 | ||||
| 17 | −1 | Cl | +1 | +2 | +3 | +4 | +5 | +6 | +7 | ||||
| 18 | آر | ||||||||||||
| 19 | ک | +1 | |||||||||||
| 20 | حدود | +2 | |||||||||||
| 21 | sc | +1 | +2 | +3 | |||||||||
| 22 | −1 | Ti | +2 | +3 | +4 | ||||||||
| 23 | −1 | V | +1 | +2 | +3 | +4 | +5 | ||||||
| 24 | −2 | −1 | Cr | +1 | +2 | +3 | +4 | +5 | +6 | ||||
| 25 | −3 | −2 | −1 | منگنز | +1 | +2 | +3 | +4 | +5 | +6 | +7 | ||
| 26 | −2 | −1 | Fe | +1 | +2 | +3 | +4 | +5 | +6 | ||||
| 27 | −1 | شرکت | +1 | +2 | +3 | +4 | +5 | ||||||
| 28 | −1 | نی | +1 | +2 | +3 | +4 | |||||||
| 29 | مس | +1 | +2 | +3 | +4 | ||||||||
| 30 | روی | +2 | |||||||||||
| 31 | GA | +1 | +2 | +3 | |||||||||
| 32 | −4 | GE | +1 | +2 | +3 | +4 | |||||||
| 33 | −3 | مانند | +2 | +3 | +5 | ||||||||
| 34 | −2 | ببینید | +2 | +4 | +6 | ||||||||
| 35 | −1 | برادر | +1 | +3 | +4 | +5 | +7 | ||||||
| 36 | kr | +2 | |||||||||||
| 37 | Rb | +1 | |||||||||||
| 38 | پدر | +2 | |||||||||||
| 39 | Y | +1 | +2 | +3 | |||||||||
| 40 | Zr | +1 | +2 | +3 | +4 | ||||||||
| 41 | −1 | Nb | +2 | +3 | +4 | +5 | |||||||
| 42 | −2 | −1 | مو | +1 | +2 | +3 | +4 | +5 | +6 | ||||
| 43 | −3 | −1 | تی سی | +1 | +2 | +3 | +4 | +5 | +6 | +7 | |||
| 44 | −2 | Ru | +1 | +2 | +3 | +4 | +5 | +6 | +7 | +8 | |||
| 45 | −1 | Rh | +1 | +2 | +3 | +4 | +5 | +6 | |||||
| 46 | Pd | +2 | +4 | ||||||||||
| 47 | Ag | +1 | +2 | +3 | |||||||||
| 48 | سی دی | +2 | |||||||||||
| 49 | که در | +1 | +2 | +3 | |||||||||
| 50 | −4 | sn | +2 | +4 | |||||||||
| 51 | −3 | Sb | +3 | +5 | |||||||||
| 52 | −2 | Te | +2 | +4 | +5 | +6 | |||||||
| 53 | −1 | من | +1 | +3 | +5 | +7 | |||||||
| 54 | Xe | +2 | +4 | +6 | +8 | ||||||||
| 55 | Cs | +1 | |||||||||||
| 56 | با | +2 | |||||||||||
| 57 | لا | +2 | +3 | ||||||||||
| 58 | CE | +2 | +3 | +4 | |||||||||
| 59 | Pr | +2 | +3 | +4 | |||||||||
| 60 | Nd | +2 | +3 | ||||||||||
| 61 | بعد از ظهر | +3 | |||||||||||
| 62 | اس ام | +2 | +3 | ||||||||||
| 63 | Eu | +2 | +3 | ||||||||||
| 64 | Gd | +1 | +2 | +3 | |||||||||
| 65 | Tb | +1 | +3 | +4 | |||||||||
| 66 | دی | +2 | +3 | ||||||||||
| 67 | هو | +3 | |||||||||||
| 68 | اره | +3 | |||||||||||
| 69 | Tm | +2 | +3 | ||||||||||
| 70 | Yb | +2 | +3 | ||||||||||
| 71 | لو | +3 | |||||||||||
| 72 | hf | +2 | +3 | +4 | |||||||||
| 73 | −1 | تا | +2 | +3 | +4 | +5 | |||||||
| 74 | −2 | −1 | دبلیو | +1 | +2 | +3 | +4 | +5 | +6 | ||||
| 75 | −3 | −1 | Re | +1 | +2 | +3 | +4 | +5 | +6 | +7 | |||
| 76 | −2 | −1 | Os | +1 | +2 | +3 | +4 | +5 | +6 | +7 | +8 | ||
| 77 | −3 | −1 | Ir | +1 | +2 | +3 | +4 | +5 | +6 | ||||
| 78 | Pt | +2 | +4 | +5 | +6 | ||||||||
| 79 | −1 | طلا | +1 | +2 | +3 | +5 | |||||||
| 80 | HG | +1 | +2 | +4 | |||||||||
| 81 | Tl | +1 | +3 | ||||||||||
| 82 | −4 | سرب | +2 | +4 | |||||||||
| 83 | −3 | بی | +3 | +5 | |||||||||
| 84 | −2 | پو | +2 | +4 | +6 | ||||||||
| 85 | −1 | در | +1 | +3 | +5 | ||||||||
| 86 | Rn | +2 | +4 | +6 | |||||||||
| 87 | Fr | +1 | |||||||||||
| 88 | Ra | +2 | |||||||||||
| 89 | AC | +3 | |||||||||||
| 90 | Th | +2 | +3 | +4 | |||||||||
| 91 | پا | +3 | +4 | +5 | |||||||||
| 92 | U | +3 | +4 | +5 | +6 | ||||||||
| 93 | Np | +3 | +4 | +5 | +6 | +7 | |||||||
| 94 | پلوتونیم | +3 | +4 | +5 | +6 | +7 | |||||||
| 95 | صبح | +2 | +3 | +4 | +5 | +6 | |||||||
| 96 | سانتی متر | +3 | +4 | ||||||||||
| 97 | bk | +3 | +4 | ||||||||||
| 98 | رجوع کنید به | +2 | +3 | +4 | |||||||||
| 99 | Es | +2 | +3 | ||||||||||
| 100 | fm | +2 | +3 | ||||||||||
| 101 | md | +2 | +3 | ||||||||||
| 102 | نه | +2 | +3 | ||||||||||
| 103 | lr | +3 | |||||||||||
| 104 | RF | +4 | |||||||||||
| 105 | دی بی | +5 | |||||||||||
| 106 | Sg | +6 | |||||||||||
| 107 | bh | +7 | |||||||||||
| 108 | hs | +8 |
بالاترین حالت اکسیداسیون یک عنصر مربوط به شماره گروه سیستم تناوبی است که این عنصر در آن قرار دارد (استثناها عبارتند از: Au + 3 (گروه I)، Cu + 2 (II)، از گروه VIII، حالت اکسیداسیون +8 فقط می تواند در Osmium Os و Ruthenium Ru باشد.
حالت های اکسیداسیون فلزات در ترکیبات
حالت اکسیداسیون فلزات در ترکیبات همیشه مثبت است، اما اگر در مورد غیر فلزات صحبت کنیم، وضعیت اکسیداسیون آنها بستگی به این دارد که کدام اتم به عنصر متصل است:
- اگر با یک اتم غیر فلزی باشد، حالت اکسیداسیون می تواند هم مثبت و هم منفی باشد. این بستگی به الکترونگاتیوی اتم های عناصر دارد.
- اگر با یک اتم فلز باشد، حالت اکسیداسیون منفی است.
وضعیت اکسیداسیون منفی غیر فلزات
بالاترین حالت اکسیداسیون منفی غیر فلزات را می توان با کم کردن از 8 تعداد گروهی که عنصر شیمیایی داده شده در آن قرار دارد تعیین کرد. بالاترین حالت اکسیداسیون مثبت برابر با تعداد الکترون های لایه بیرونی است که با عدد گروه مطابقت دارد.
لطفاً توجه داشته باشید که حالت اکسیداسیون مواد ساده بدون توجه به فلز یا غیرفلز بودن آنها صفر است.
منابع:
- گرین وود، نورمن ن. Earnshaw، A. Chemistry of the Elements - 2nd ed. - آکسفورد: Butterworth-Heinemann، 1997
- ترکیبات منیزیم (I) پایدار سبز با پیوندهای Mg-Mg / جونز سی. Stasch A.. - مجله علوم، 2007. - دسامبر (شماره 318 (شماره 5857)
- مجله علوم، 1970. - شماره. 3929. - شماره 168. - س 362.
- مجله انجمن شیمی، ارتباطات شیمیایی، 1975. - صفحات 760b-761.
- ایروینگ لانگمویر آرایش الکترون ها در اتم ها و مولکول ها. - مجله J. Am. شیمی. Soc., 1919. - شماره. 41.
