هنگام مطالعه پیوندهای شیمیایی قطبی یونی و کووالانسی، با مواد پیچیده متشکل از دو عنصر شیمیایی آشنا شدید. چنین موادی باینری (از لاتین bi - two) یا دو عنصری نامیده می شوند.

اجازه دهید ترکیبات دوتایی معمولی را که به عنوان مثال ذکر کردیم برای در نظر گرفتن مکانیسم های تشکیل پیوندهای شیمیایی قطبی یونی و کووالانسی به یاد بیاوریم: NaCl - کلرید سدیم و HCl - کلرید هیدروژن.

در حالت اول، پیوند یونی است: اتم سدیم الکترون بیرونی خود را به اتم کلر منتقل کرده و به یونی با بار 1+ تبدیل می‌شود و اتم کلر یک الکترون را پذیرفته و به یونی با بار - تبدیل می‌شود. 1. به طور شماتیک، فرآیند تبدیل اتم ها به یون ها را می توان به صورت زیر نشان داد:

در مولکول هیدروژن کلرید HC1، یک پیوند شیمیایی به دلیل جفت شدن الکترون های خارجی جفت نشده و تشکیل یک جفت الکترونی مشترک از اتم های هیدروژن و کلر تشکیل می شود:

درست تر است که تشکیل یک پیوند کووالانسی در یک مولکول کلرید هیدروژن را به عنوان همپوشانی ابر s یک الکترونی یک اتم هیدروژن با یک ابر p یک الکترونی اتم کلر نشان دهیم:

در طول برهمکنش شیمیایی، جفت الکترون مشترک به سمت اتم کلر الکترونگاتیو تر منتقل می شود: یعنی، الکترون به طور کامل از اتم هیدروژن به اتم کلر منتقل نمی شود، اما تا حدی باعث ایجاد بار جزئی اتم 5 می شود (نگاه کنید به بند 12). ): . اگر تصور کنیم که در مولکول HCl و همچنین در کلرید سدیم NaCl، الکترون به طور کامل از اتم هیدروژن به اتم کلر منتقل می شود، آنگاه بارهای +1 و -1 دریافت می کنند. چنین بارهای شرطی حالت اکسیداسیون نامیده می شود. هنگام تعریف این مفهوم، به طور مشروط فرض می شود که در ترکیبات قطبی کووالانسی، الکترون های اتصال به طور کامل به یک اتم الکترونگاتیو تر منتقل شده اند و بنابراین ترکیبات فقط از یون های دارای بار مثبت و منفی تشکیل شده اند.

حالت اکسیداسیون می تواند یک مقدار منفی، مثبت یا صفر داشته باشد که معمولاً بالای نماد عنصر در بالا قرار می گیرد، به عنوان مثال:

آن دسته از اتم هایی که از اتم های دیگر الکترون دریافت کرده اند یا جفت های الکترون مشترک به آنها جابه جا شده اند، یعنی اتم های عناصر الکترونگاتیو بیشتر، حالت اکسیداسیون منفی دارند. فلوئور همیشه در همه ترکیبات حالت اکسیداسیون 1- دارد. اکسیژن، دومین عنصر الکترونگاتیو بعد از فلوئور، تقریباً همیشه حالت اکسیداسیون 2- دارد، به جز ترکیبات حاوی فلوئور، برای مثال:

آن دسته از اتم هایی که الکترون های خود را به اتم های دیگر اهدا می کنند یا از آنها جفت الکترون های مشترک گرفته می شود، یعنی اتم های عناصر الکترونگاتیو کمتر، حالت اکسیداسیون مثبت دارند. فلزات موجود در ترکیبات همیشه حالت اکسیداسیون مثبت دارند. برای فلزات زیر گروه های اصلی: گروه I (گروه IA) در همه ترکیبات، حالت اکسیداسیون +1 است، گروه II (گروه IIA) +2 است، گروه III (گروه IIIA) - +3، به عنوان مثال:

اما در ترکیبات با فلزات، هیدروژن حالت اکسیداسیون 1- دارد:

مقدار صفر حالت اکسیداسیون دارای اتم ها در مولکول های مواد ساده و اتم ها در حالت آزاد است، به عنوان مثال:

نزدیک به مفهوم "وضعیت اکسیداسیون" مفهوم "ظرفیت" است که هنگام در نظر گرفتن پیوند شیمیایی کووالانسی با آن آشنا شدید. با این حال، آنها یکسان نیستند.

مفهوم «ظرفیت» برای موادی که ساختار مولکولی دارند قابل استفاده است. اکثریت قریب به اتفاق مواد آلی که در درجه 10 با آنها آشنا خواهید شد دقیقاً چنین ساختاری دارند. در دوره ابتدایی شما شیمی معدنی می خوانید که موضوع آن مواد مولکولی و غیر مولکولی مثلاً ساختار یونی است. بنابراین، استفاده از مفهوم "وضعیت اکسیداسیون" ترجیح داده می شود.

تفاوت بین ظرفیت و حالت اکسیداسیون چیست؟

اغلب ظرفیت و حالت اکسیداسیون از نظر عددی یکسان هستند، اما ظرفیت علامت بار ندارد و حالت اکسیداسیون دارد. به عنوان مثال، هیدروژن یک ظرفیتی دارای حالت های اکسیداسیون زیر در مواد مختلف است:

به نظر می رسد فلوئور تک ظرفیتی - الکترونگاتیوترین عنصر - باید همزمانی کاملی با مقادیر حالت اکسیداسیون و ظرفیت داشته باشد. از این گذشته، اتم آن قادر به تشکیل تنها یک پیوند کووالانسی است، زیرا تا تکمیل لایه الکترونیکی بیرونی فاقد یک الکترون است. با این حال، در اینجا نیز یک تفاوت وجود دارد:

ظرفیت و حالت اکسیداسیون اگر از نظر عددی منطبق نباشند حتی بیشتر متفاوت است. مثلا:

در ترکیبات، حالت کل اکسیداسیون همیشه صفر است. با دانستن این موضوع و وضعیت اکسیداسیون یکی از عناصر، می توانید وضعیت اکسیداسیون عنصر دیگری را با فرمول، به عنوان مثال، یک ترکیب دوتایی پیدا کنید. بنابراین، بیایید حالت اکسیداسیون کلر را در ترکیب C1 2 O 7 پیدا کنیم.

درجه اکسیداسیون اکسیژن را نشان می دهیم: . بنابراین، هفت اتم اکسیژن دارای بار منفی کل (-2) × 7 = -14 خواهند بود. سپس بار کل دو اتم کلر +14 و یک اتم کلر خواهد بود: (+14) : 2 = +7. بنابراین، حالت اکسیداسیون کلر است.

به همین ترتیب، با دانستن حالت‌های اکسیداسیون عناصر، می‌توان فرمول یک ترکیب، به عنوان مثال، کاربید آلومینیوم (ترکیبی از آلومینیوم و کربن) را فرموله کرد.

به راحتی می توان فهمید که وقتی فرمول یک ترکیب کووالانسی را استخراج کردید یا ظرفیت یک عنصر را با فرمول ترکیب آن تعیین کردید، با مفهوم "ظرفیت" مشابه کار کردید.

نام ترکیبات دوتایی از دو کلمه تشکیل شده است - نام عناصر شیمیایی تشکیل دهنده آنها. کلمه اول قسمت الکترونگاتیو ترکیب - غیر فلزی را نشان می دهد، نام لاتین آن با پسوند -id همیشه در حالت اسمی است. کلمه دوم نشان دهنده قسمت الکترومثبت است - یک فلز یا یک عنصر کمتر الکترونگاتیو، نام آن همیشه در حالت جنسی است:

به عنوان مثال: NaCl - کلرید سدیم، MgS - سولفید منیزیم، KH - هیدرید پتاسیم، CaO - اکسید کلسیم. اگر عنصر الکترومثبت درجات مختلفی از اکسیداسیون را نشان دهد، این در نام منعکس می شود، که نشان دهنده درجه اکسیداسیون با یک عدد رومی است، که در انتهای نام قرار می گیرد، به عنوان مثال: - اکسید آهن (II) (بخوانید " اکسید آهن دو")، - اکسید آهن (III) (به عنوان خوانده شده "اکسید آهن سه").

اگر ترکیب از دو عنصر غیرفلزی تشکیل شده باشد، پسوند -id به نام الکترونگاتیوتر آنها اضافه می شود، جزء دوم بعد از آن در حالت جنسی قرار می گیرد. به عنوان مثال: - فلوراید اکسیژن (II)، - اکسید گوگرد (IV) و - اکسید گوگرد (VI).

در برخی موارد، تعداد اتم های عناصر با استفاده از نام اعداد در یونانی نشان داده می شود - مونو، دی، سه، تترا، پنتا، هگزا، و غیره. به عنوان مثال: - مونوکسید کربن، یا مونوکسید کربن (II)، - کربن دی اکسید، یا کربن اکسید (IV)، - تتراکلرید سرب، یا کلرید سرب (IV).

برای اینکه شیمیدانان کشورهای مختلف یکدیگر را درک کنند، لازم بود یک اصطلاح و نامگذاری یکپارچه مواد ایجاد شود. اصول نامگذاری شیمیایی برای اولین بار توسط شیمیدانان فرانسوی A. Lavoisier، A. Fourcroix، L. Giton de Mervaux و C. Berthollet در سال 1785 ایجاد شد. در حال حاضر، اتحادیه بین المللی شیمی محض و کاربردی (IUPAC) فعالیت های دانشمندانی را هماهنگ می کند. کشورهای مختلف و ارائه توصیه هایی در مورد نامگذاری مواد و اصطلاحات مورد استفاده در شیمی.

کلمات کلیدی و عبارات

1. ترکیبات باینری یا دو عنصری.
2. درجه اکسیداسیون
3. نامگذاری شیمیایی
4. تعیین حالت اکسیداسیون عناصر با فرمول.
5. ترسیم فرمول ترکیبات دوتایی با توجه به حالت اکسیداسیون عناصر.

با کامپیوتر کار کنید

1. به برنامه الکترونیکی مراجعه کنید. مطالب درسی را مطالعه کنید و وظایف پیشنهادی را تکمیل کنید.
2. در اینترنت به دنبال آدرس‌های ایمیلی بگردید که می‌توانند به‌عنوان منابع اضافی که محتوای کلمات کلیدی و عبارات پاراگراف را نشان می‌دهند، عمل کنند. در تهیه یک درس جدید به معلم کمک کنید - از کلمات و عبارات کلیدی پاراگراف بعدی گزارش تهیه کنید.

سوالات و وظایف

1. فرمول اکسیدهای نیتروژن (II)، (V)، (I)، (III)، (IV) را بنویسید.
2. نام ترکیبات دوتایی را که فرمول آنها عبارتند از: الف) С1 2 0 7 , С1 2 O, С1O 2 . ب) FeCl 2، FeCl 3. ج) MnS، MnO2، MnF4، MnO، MnCl4. r) Cu 2 O، Mg 2 Si، SiCl 4، Na 3 N، FeS.
3. در کتاب های مرجع و فرهنگ لغت انواع نام های مواد را با فرمول های زیر بیابید: الف) CO 2 و CO. ب) SO 2 و SO 3. ریشه شناسی آنها را توضیح دهید. دو نام از این مواد را با توجه به نامگذاری بین المللی مطابق با قوانین مندرج در بند ذکر کنید.
4. چه نام دیگری می توان به آمونیاک H 3 N داد؟
5. حجمی که در n دارند را پیدا کنید. y 17 گرم سولفید هیدروژن.
6. در این حجم چند مولکول وجود دارد؟
7. جرم 33.6 متر مکعب متان CH 2 را در n محاسبه کنید. y و تعداد مولکول های آن را در این حجم مشخص کنید.
8. وضعیت اکسیداسیون کربن را تعیین کنید و فرمول ساختاری مواد زیر را بنویسید، با دانستن اینکه کربن در ترکیبات آلی همیشه چهار ظرفیتی است: متان CH 4، تتراکلرید کربن CC1 4، اتان C 2 H 4، استیلن C 2 H 2.

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 چه قوانینی را برای این کار 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 معنی واکنشی است که طی آن گروهی از اتم ها یا یکی از آنها الکترون از دست می دهند یا به دست می آورند، در صورت اکتساب، واکنش را «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 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 اکسایش می تواند دارای مقادیر مثبت و منفی 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 به خاطر سپردن 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:

1. حداکثر مثبت تعداد گروهی است که عنصر در آن قرار دارد.
2. 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:

1. 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.
2. تعیین کنید که آیا ماده مورد نظر از یون تشکیل شده است یا خیر. اگر بله، درجه اکسیداسیون برابر با بار آنها خواهد بود.
3. اگر ماده مورد نظر فلز است، به شاخص های سایر مواد در فرمول نگاه کنید و قرائت فلز را با حساب محاسبه کنید.
4. 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.
5. 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:

1. 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).
2. 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:

1. عناصر شناخته شده را پیدا کنید، قوانین سنتی و استثنائات را در ذهن داشته باشید.
2. یون Na = +1 و هر اکسیژن = -2.
3. تعداد ذرات هر ماده را در الکترون های آن ضرب کنید و حالت اکسیداسیون همه اتم ها را به جز یک اتم بدست آورید.
4. Na2SO4 از 2 سدیم و 4 اکسیژن تشکیل شده است، وقتی ضرب شود معلوم می شود: 2 X +1 \u003d 2 تعداد اکسید کننده همه ذرات سدیم و 4 X -2 \u003d -8 - اکسیژن است.
5. نتایج را اضافه کنید 2+(-8) = -6 - این بار کل ترکیب بدون ذره گوگرد است.
6. نماد شیمیایی را به صورت یک معادله بیان کنید: مجموع داده های شناخته شده + عدد مجهول = بار کل.
7. 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.

یک عنصر شیمیایی در یک ترکیب که با این فرض محاسبه می شود که همه پیوندها 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.

1. حالت اکسیداسیون فلزات در ترکیبات همیشه مثبت است.

2. بالاترین حالت اکسیداسیون مربوط به شماره گروه سیستم تناوبی است که این عنصر در آن قرار دارد (به استثنای: Au+3(گروه من) مس + 2(II)، از گروه VIII، حالت اکسیداسیون +8 فقط می تواند در اسمیم باشد Osو روتنیم Ru.

3. حالت های اکسیداسیون غیر فلزات بستگی به این دارد که به کدام اتم متصل است:

• اگر با یک اتم فلز باشد، حالت اکسیداسیون منفی است.
• اگر با یک اتم غیر فلزی باشد، حالت اکسیداسیون می تواند هم مثبت و هم منفی باشد. بستگی به الکترونگاتیوی اتم های عناصر دارد.

4. بالاترین حالت اکسیداسیون منفی غیر فلزات را می توان با کم کردن از 8 تعداد گروهی که این عنصر در آن قرار دارد تعیین کرد. بالاترین حالت اکسیداسیون مثبت برابر با تعداد الکترون های لایه بیرونی است که با عدد گروه مطابقت دارد.

5. حالات اکسیداسیون مواد ساده بدون توجه به فلز یا غیرفلز بودن 0 است.

عناصر با حالت اکسیداسیون ثابت.

عنصر	حالت اکسیداسیون مشخصه	استثناها
		هیدریدهای فلزی: LIH-1
		حالت اکسیداسیونبار مشروط ذره را با این فرض که پیوند کاملاً شکسته شده است (یک ویژگی یونی دارد) نامیده می شود. اچ- Cl = اچ + + Cl - , پیوند موجود در اسید هیدروکلریک از نوع قطبی کووالانسی است. جفت الکترون بیشتر به سمت اتم گرایش دارد Cl - ، زیرا این عنصر کل الکترونگاتیو تر است. چگونه درجه اکسیداسیون را تعیین کنیم؟ الکترونگاتیویتوانایی اتم ها برای جذب الکترون از عناصر دیگر است. حالت اکسیداسیون در بالای عنصر نشان داده شده است: برادر 2 0 , Na 0 , O +2 F 2 -1 ,ک + Cl - و غیره. می تواند منفی و مثبت باشد. حالت اکسیداسیون یک ماده ساده (بی بند، حالت آزاد) صفر است. حالت اکسیداسیون اکسیژن در اکثر ترکیبات 2- است (به استثنای پراکسیدها H 2 O 2، که در آن -1 است و ترکیبات با فلوئور - O +2 اف 2 -1 , O 2 +1 اف 2 -1 ). - حالت اکسیداسیونیک یون تک اتمی ساده برابر با بار آن است: Na + , حدود +2 . هیدروژن در ترکیبات آن حالت اکسیداسیون 1+ دارد (استثناء هیدریدها هستند - Na + اچ - و اتصالات را تایپ کنید سی +4 اچ 4 -1 ). در پیوندهای فلزی-غیر فلزی، اتمی که دارای بیشترین الکترونگاتیوی است، حالت اکسیداسیون منفی دارد (داده های الکترونگاتیوی در مقیاس پالینگ آورده شده است): اچ + اف - , مس + برادر - , حدود +2 (نه 3 ) - و غیره. قوانین تعیین درجه اکسیداسیون در ترکیبات شیمیایی. بیایید یک ارتباط برقرار کنیم KMnO 4 , تعیین وضعیت اکسیداسیون اتم منگنز ضروری است. استدلال: پتاسیم یک فلز قلیایی در گروه I جدول تناوبی است و بنابراین فقط حالت اکسیداسیون مثبت 1+ دارد. اکسیژن در اکثر ترکیبات خود دارای حالت اکسیداسیون 2- است. این ماده یک پراکسید نیست، یعنی از این قاعده مستثنی نیست. معادله می سازد: K+MnXO 4 -2 بگذار باشد ایکس- درجه اکسیداسیون منگنز برای ما ناشناخته است. تعداد اتم های پتاسیم 1، منگنز - 1، اکسیژن - 4 است. ثابت شده است که مولکول به عنوان یک کل از نظر الکتریکی خنثی است، بنابراین بار کل آن باید برابر با صفر باشد. 1*(+1) + 1*(ایکس) + 4(-2) = 0, X = +7، از این رو، حالت اکسیداسیون منگنز در پرمنگنات پتاسیم = +7 است. بیایید مثال دیگری از یک اکسید را در نظر بگیریم Fe2O3. تعیین وضعیت اکسیداسیون اتم آهن ضروری است. استدلال: آهن یک فلز است، اکسیژن یک غیر فلز است، به این معنی که این اکسیژن است که یک عامل اکسید کننده خواهد بود و دارای بار منفی است. می دانیم که اکسیژن حالت اکسیداسیون 2- دارد. ما تعداد اتم ها را در نظر می گیریم: آهن - 2 اتم، اکسیژن - 3. معادله ای می سازیم که در آن ایکس- حالت اکسیداسیون اتم آهن: 2*(X) + 3*(-2) = 0، نتیجه گیری: حالت اکسیداسیون آهن در این اکسید 3+ است. مثال ها.حالت های اکسیداسیون تمام اتم های مولکول را تعیین کنید. 1. K2Cr2O7. حالت اکسیداسیون K+1، اکسیژن O -2. شاخص های داده شده: O=(-2)×7=(-14)، K=(+1)×2=(+2). زیرا مجموع جبری حالت های اکسیداسیون عناصر در یک مولکول با در نظر گرفتن تعداد اتم های آنها 0 است، سپس تعداد حالت های اکسیداسیون مثبت برابر با تعداد منفی است. حالت های اکسیداسیون K+O=(-14)+(+2)=(-12). از این نتیجه می شود که تعداد توان های مثبت اتم کروم 12 است، اما 2 اتم در مولکول وجود دارد، به این معنی که در هر اتم (+12):2=(+6) وجود دارد. پاسخ: K 2 + Cr 2 + 6 O 7 -2. 2.(AsO 4) 3-. در این حالت، مجموع حالت های اکسیداسیون دیگر برابر با صفر نخواهد بود، بلکه برابر با بار یون خواهد بود، یعنی. - 3. بیایید یک معادله بسازیم: x+4×(- 2)= - 3 . پاسخ: (As +5 O 4 -2) 3-.

تعریف

حالت اکسیداسیونارزیابی کمی از وضعیت یک اتم یک عنصر شیمیایی در یک ترکیب، بر اساس الکترونگاتیوی آن است.

هر دو ارزش مثبت و منفی را می گیرد. برای نشان دادن وضعیت اکسیداسیون یک عنصر در یک ترکیب، باید یک عدد عربی با علامت مربوطه ("+" یا "-") در بالای نماد آن قرار دهید.

باید به خاطر داشت که درجه اکسیداسیون کمیتی است که معنای فیزیکی ندارد، زیرا بار واقعی اتم را منعکس نمی کند. با این حال، این مفهوم بسیار گسترده در شیمی استفاده می شود.

جدول وضعیت اکسیداسیون عناصر شیمیایی

حداکثر حالت اکسیداسیون مثبت و حداقل منفی را می توان با استفاده از جدول تناوبی D.I تعیین کرد. مندلیف آنها به ترتیب برابر با تعداد گروهی هستند که عنصر در آن قرار دارد و تفاوت بین مقدار "بالاترین" حالت اکسیداسیون و عدد 8 است.

اگر ترکیبات شیمیایی را بطور خاص در نظر بگیریم، در موادی با پیوندهای غیر قطبی، حالت اکسیداسیون عناصر صفر است (N 2، H 2، Cl 2).

حالت اکسیداسیون فلزات در حالت اولیه صفر است، زیرا توزیع چگالی الکترون در آنها یکنواخت است.

در ترکیبات یونی ساده، حالت اکسیداسیون عناصر تشکیل دهنده آنها برابر با بار الکتریکی است، زیرا در طول تشکیل این ترکیبات، انتقال تقریباً کامل الکترون ها از یک اتم به اتم دیگر اتفاق می افتد: Na +1 I -1، Mg +2. Cl -1 2، Al +3 F - 1 3، Zr +4 Br -1 4.

هنگام تعیین درجه اکسیداسیون عناصر در ترکیبات با پیوندهای کووالانسی قطبی، مقادیر الکترونگاتیوی آنها مقایسه می شود. از آنجایی که در طول تشکیل یک پیوند شیمیایی، الکترون‌ها به اتم‌های عناصر الکترونگاتیو بیشتری جابه‌جا می‌شوند، دومی در ترکیبات حالت اکسیداسیون منفی دارند.

عناصری وجود دارند که تنها یک مقدار از حالت اکسیداسیون برای آنها مشخص است (فلورین، فلزات گروه های IA و IIA و غیره). فلوئور که با بالاترین الکترونگاتیوی مشخص می شود، همیشه یک حالت اکسیداسیون منفی ثابت (-1) در ترکیبات دارد.

عناصر قلیایی و قلیایی خاکی که با مقدار نسبتاً پایین الکترونگاتیوی مشخص می شوند، همیشه دارای حالت اکسیداسیون مثبت به ترتیب برابر با (1+) و (+2) هستند.

با این حال، چنین عناصر شیمیایی نیز وجود دارد که با مقادیر مختلفی از درجه اکسیداسیون (گوگرد - (-2)، 0، (+2)، (+4)، (+6، و غیره) مشخص می شود. .

به منظور سهولت به خاطر سپردن چند و چند حالت اکسیداسیون مشخصه یک عنصر شیمیایی خاص، از جداول حالت های اکسیداسیون عناصر شیمیایی استفاده می شود که به شکل زیر است:

شماره سریال	روسی / انگلیسی عنوان	نماد شیمیایی	حالت اکسیداسیون
	هیدروژن
	هلیوم / هلیوم
	لیتیوم / لیتیوم
	بریلیم / بریلیم
			(-1), 0, (+1), (+2), (+3)
	کربن / کربن		(-4), (-3), (-2), (-1), 0, (+2), (+4)
	نیتروژن / نیتروژن		(-3), (-2), (-1), 0, (+1), (+2), (+3), (+4), (+5)
	اکسیژن / اکسیژن		(-2), (-1), 0, (+1), (+2)
	فلوئور / فلوئور
	سدیم
	منیزیم / منیزیم
	آلومینیوم
	سیلیکون / سیلیکون		(-4), 0, (+2), (+4)
	فسفر / فسفر		(-3), 0, (+3), (+5)
	گوگرد		(-2), 0, (+4), (+6)
	کلر / کلر		(-1)، 0، (+1)، (+3)، (+5)، (+7)، به ندرت (+2) و (+4)
	آرگون / آرگون
	پتاسیم / پتاسیم
	کلسیم / کلسیم
	اسکاندیم / اسکاندیم
	تیتانیوم / تیتانیوم		(+2), (+3), (+4)
	وانادیوم / وانادیوم		(+2), (+3), (+4), (+5)
	کروم / کروم		(+2), (+3), (+6)
	منگنز / منگنز		(+2), (+3), (+4), (+6), (+7)
	آهن / آهن		(+2)، (+3)، به ندرت (+4) و (+6)
	کبالت / کبالت		(+2)، (+3)، به ندرت (+4)
	نیکل / نیکل		(+2)، به ندرت (+1)، (+3) و (+4)
	مس		+1، +2، نادر (+3)
	گالیوم / گالیوم		(+3)، نادر (+2)
	ژرمانیوم / ژرمانیوم		(-4), (+2), (+4)
	آرسنیک / آرسنیک		(-3)، (+3)، (+5)، به ندرت (+2)
	سلنیوم / سلنیوم		(-2)، (+4)، (+6)، به ندرت (+2)
	برم / برم		(-1)، (+1)، (+5)، به ندرت (+3)، (+4)
	کریپتون / کریپتون
	روبیدیوم / روبیدیوم
	استرانسیوم / استرانسیوم
	ایتریوم / ایتریوم
	زیرکونیوم / زیرکونیوم		(+4)، به ندرت (+2) و (+3)
	نیوبیوم / نیوبیوم		(+3)، (+5)، به ندرت (+2) و (+4)
	مولیبدن / مولیبدن		(+3)، (+6)، به ندرت (+2)، (+3) و (+5)
	تکنتیوم / تکنتیوم
	روتنیوم / روتنیوم		(+3)، (+4)، (+8)، به ندرت (+2)، (+6) و (+7)
	رودیوم		(+4)، به ندرت (+2)، (+3) و (+6)
	پالادیوم / پالادیوم		(+2)، (+4)، به ندرت (+6)
	نقره / نقره		(+1)، به ندرت (+2) و (+3)
	کادمیوم / کادمیوم		(+2)، نادر (+1)
	ایندیوم / ایندیوم		(+3)، به ندرت (+1) و (+2)
	تن تن		(+2), (+4)
	آنتیموان / آنتیموان		(-3)، (+3)، (+5)، به ندرت (+4)
	تلوریوم / تلوریوم		(-2)، (+4)، (+6)، به ندرت (+2)
			(-1)، (+1)، (+5)، (+7)، به ندرت (+3)، (+4)
	زنون / زنون
	سزیم / سزیم
	باریم / باریم
	لانتانیم / لانتانیم
	سریم / سریم		(+3), (+4)
	پراسئودیمیوم / Praseodymium
	نئودیمیم / نئودیمیم		(+3), (+4)
	پرومتیم / پرومتیم
	ساماریا / ساماریوم		(+3)، نادر (+2)
	یوروپیوم / یوروپیوم		(+3)، نادر (+2)
	گادولینیوم / Gadolinium
	تربیوم / تربیوم		(+3), (+4)
	دیسپروزیم / Dysprosium
	هولمیوم / هولمیوم
	اربیوم / اربیوم
	تولیوم / تولیوم		(+3)، نادر (+2)
	ایتربیوم / ایتربیوم		(+3)، نادر (+2)
	لوتتیوم / لوتتیوم
	هافنیوم / هافنیوم
	تانتالیم / تانتالیم		(+5)، به ندرت (+3)، (+4)
	تنگستن / تنگستن		(+6)، نادر (+2)، (+3)، (+4) و (+5)
	رنیوم / رنیوم		(+2)، (+4)، (+6)، (+7)، به ندرت (-1)، (+1)، (+3)، (+5)
	اوسمیوم / اوسمیوم		(+3)، (+4)، (+6)، (+8)، به ندرت (+2)
	ایریدیوم / ایریدیوم		(+3)، (+4)، (+6)، به ندرت (+1) و (+2)
	پلاتین / پلاتین		(+2)، (+4)، (+6)، به ندرت (+1) و (+3)
	طلا / طلا		(+1)، (+3)، به ندرت (+2)
	تیر / عطارد		(+1), (+2)
	کمر / تالیوم		(+1)، (+3)، به ندرت (+2)
	سرب / سرب		(+2), (+4)
	بیسموت / بیسموت		(+3)، به ندرت (+3)، (+2)، (+4) و (+5)
	پولونیوم / پولونیوم		(+2)، (+4)، به ندرت (2-) و (+6)
	استاتین / استاتین
	رادون / رادون
	فرانسیوم / فرانسیوم
	رادیوم / رادیوم
	اکتینیوم / اکتینیم
	توریم / توریم
	پرواکتینیم / پرواکتینیم
	اورانوس / اورانیوم		(+3)، (+4)، (+6)، به ندرت (+2) و (+5)

نمونه هایی از حل مسئله

مثال 1

پاسخ ما به طور متناوب درجه اکسیداسیون فسفر را در هر یک از طرح های تبدیل پیشنهادی تعیین می کنیم و سپس پاسخ صحیح را انتخاب می کنیم.

• حالت اکسیداسیون فسفر در فسفین (3-) و در اسید فسفریک - (5+) است. تغییر در حالت اکسیداسیون فسفر: +3 → +5، یعنی. اولین پاسخ
• حالت اکسیداسیون یک عنصر شیمیایی در یک ماده ساده صفر است. حالت اکسیداسیون فسفر در ترکیب اکسید P 2 O 5 برابر است با (+5). تغییر در حالت اکسیداسیون فسفر: 0 → +5، یعنی. پاسخ سوم
• حالت اکسیداسیون فسفر در اسید با ترکیب HPO 3 (+5) و H 3 PO 2 (+1) است. تغییر در حالت اکسیداسیون فسفر: +5 → +1، یعنی. پاسخ پنجم

مثال 2

ورزش	حالت اکسیداسیون (-3) کربن در ترکیب دارد: a) CH 3 Cl; ب) C 2 H 2 ; ج) HCOH; د) C 2 H 6 .
تصمیم گیری	به منظور پاسخ صحیح به سوال مطرح شده، به طور متناوب درجه اکسیداسیون کربن را در هر یک از ترکیبات پیشنهادی تعیین می کنیم. الف) حالت اکسیداسیون هیدروژن (+1) و کلر - (-1) است. درجه اکسیداسیون کربن را برای "x" در نظر می گیریم: x + 3×1 + (-1) =0; پاسخ نادرست است. ب) حالت اکسیداسیون هیدروژن (+1) است. درجه اکسیداسیون کربن را برای "y" در نظر می گیریم: 2×y + 2×1 = 0; پاسخ نادرست است. ج) حالت اکسیداسیون هیدروژن (+1) و اکسیژن - (-2) است. بیایید برای "z" حالت اکسیداسیون کربن را در نظر بگیریم: 1 + z + (-2) +1 = 0: پاسخ نادرست است. د) حالت اکسیداسیون هیدروژن (+1) است. بیایید حالت اکسیداسیون کربن را برای "a" در نظر بگیریم: 2×a + 6×1 = 0; پاسخ صحیح.
پاسخ	گزینه (د)

برای توصیف وضعیت عناصر در ترکیبات، مفهوم درجه اکسیداسیون معرفی شده است.

تعریف

به تعداد الکترونهای جابجا شده از یک اتم یک عنصر معین یا به یک اتم عنصر معین در یک ترکیب گفته می شود. حالت اکسیداسیون.

حالت اکسیداسیون مثبت تعداد الکترون هایی را نشان می دهد که از یک اتم معین جابجا شده اند و حالت اکسیداسیون منفی نشان دهنده تعداد الکترون هایی است که به سمت یک اتم معین جابجا شده اند.

از این تعریف چنین بر می آید که در ترکیبات دارای پیوند غیرقطبی، حالت اکسیداسیون عناصر صفر است. مولکول های متشکل از اتم های یکسان (N 2 , H 2 , Cl 2 ) می توانند به عنوان نمونه هایی از این ترکیبات عمل کنند.

حالت اکسیداسیون فلزات در حالت اولیه صفر است، زیرا توزیع چگالی الکترون در آنها یکنواخت است.

در ترکیبات یونی ساده، حالت اکسیداسیون عناصر تشکیل دهنده آنها برابر با بار الکتریکی است، زیرا در طول تشکیل این ترکیبات، انتقال تقریباً کامل الکترون ها از یک اتم به اتم دیگر اتفاق می افتد: Na +1 I -1، Mg +2. Cl -1 2، Al +3 F - 1 3، Zr +4 Br -1 4.

هنگام تعیین درجه اکسیداسیون عناصر در ترکیبات با پیوندهای کووالانسی قطبی، مقادیر الکترونگاتیوی آنها مقایسه می شود. از آنجایی که در طول تشکیل یک پیوند شیمیایی، الکترون‌ها به اتم‌های عناصر الکترونگاتیو بیشتری جابه‌جا می‌شوند، دومی در ترکیبات حالت اکسیداسیون منفی دارند.

کمترین حالت اکسیداسیون

برای عناصری که حالت های اکسیداسیون متفاوتی را در ترکیبات خود نشان می دهند، مفاهیم حالت های اکسیداسیون بالاتر (حداکثر مثبت) و پایین تر (حداقل منفی) وجود دارد. کمترین حالت اکسیداسیون یک عنصر شیمیایی معمولاً از نظر عددی برابر است با تفاوت بین عدد گروه در سیستم تناوبی D.I. Mendeleev که عنصر شیمیایی در آن قرار دارد و عدد 8. مثلاً نیتروژن در گروه VA قرار دارد. یعنی کمترین حالت اکسیداسیون آن (-3) است: V-VIII = -3. گوگرد در گروه VIA قرار دارد، بنابراین کمترین حالت اکسیداسیون آن (-2) است: VI-VIII = -2 و غیره.

نمونه هایی از حل مسئله

مثال 1