Yhdisteiden alkuaineiden tilan karakterisoimiseksi on otettu käyttöön hapetusasteen käsite.
MÄÄRITELMÄ
Tietyn alkuaineen atomista tai tietyn alkuaineen atomiin siirtyneiden elektronien lukumäärä yhdisteessä on ns. hapetustila.
Positiivinen hapetustila osoittaa elektronien lukumäärän, jotka ovat siirtyneet tietystä atomista, ja negatiivinen hapetustila osoittaa elektronien lukumäärän, jotka ovat siirtyneet tiettyä atomia kohti.
Tästä määritelmästä seuraa, että yhdisteissä, joissa on ei-polaarisia sidoksia, alkuaineiden hapetusaste on nolla. Molekyylit, jotka koostuvat identtisistä atomeista (N2, H2, Cl2), voivat toimia esimerkkeinä tällaisista yhdisteistä.
Metallien hapetusaste alkuainetilassa on nolla, koska elektronitiheysjakauma niissä on tasainen.
Yksinkertaisissa ioniyhdisteissä niiden alkuaineiden hapetusaste on yhtä suuri kuin sähkövaraus, koska näiden yhdisteiden muodostumisen aikana tapahtuu lähes täydellinen elektronien siirto atomista toiseen: Na +1 I -1, Mg +2 Cl-12, Al+3F-13, Zr+4Br-14.
Määritettäessä alkuaineiden hapetusastetta yhdisteissä, joissa on polaarisia kovalenttisia sidoksia, niiden elektronegatiivisuuden arvoja verrataan. Koska kemiallisen sidoksen muodostumisen aikana elektronit siirtyvät elektronegatiivisempien alkuaineiden atomeihin, jälkimmäisillä on negatiivinen hapetustila yhdisteissä.
Korkein hapetusaste
Alkuaineille, joilla on erilaiset hapetustilat yhdisteissään, on käsitteet korkeammista (maksimipositiivinen) ja alhaisemmista (minimi negatiivisista) hapettumisasteista. Kemiallisen alkuaineen korkein hapetusaste on yleensä numeerisesti sama kuin D. I. Mendelejevin jaksollisen järjestelmän ryhmänumero. Poikkeuksia ovat fluori (hapetusaste on -1 ja alkuaine sijaitsee ryhmässä VIIA), happi (hapetusaste on +2 ja alkuaine sijaitsee ryhmässä VIA), helium, neon, argon (hapetusaste) on 0, ja alkuaineet sijaitsevat ryhmän VIII ryhmässä), samoin kuin koboltin ja nikkelin alaryhmien alkuaineet (hapetusaste on +2 ja alkuaineet sijaitsevat ryhmässä VIII), joille ilmaistaan korkein hapetusaste numerolla, jonka arvo on pienempi kuin sen ryhmän numero, johon ne kuuluvat. Kuparialaryhmän alkuaineilla on päinvastoin suurempi hapetusaste kuin yksi, vaikka ne kuuluvat ryhmään I (kuparin ja hopean maksimi positiivinen hapetusaste on +2, kullan +3).
Esimerkkejä ongelmanratkaisusta
ESIMERKKI 1
- Rikkivetyssä rikin hapetusaste on (-2) ja yksinkertaisessa aineessa - rikki - 0:
Muutos rikin hapetustilassa: -2 → 0, ts. kuudes vastaus.
- Yksinkertaisessa aineessa - rikissä - rikin hapetusaste on 0 ja SO 3:ssa - (+6):
Muutos rikin hapetustilassa: 0 → +6, ts. neljäs vastaus.
- Rikkihapossa rikin hapetusaste on (+4) ja yksinkertaisessa aineessa - rikki - 0:
1×2 +x+ 3×(-2) =0;
Muutos rikin hapetustilassa: +4 → 0, ts. kolmas vastaus.
ESIMERKKI 2
| Harjoittele | Valenssi III ja hapetusaste (-3) typpi osoittaa yhdisteessä: a) N 2 H 4; b) NH3; c) NH4CI; d) N205 |
| Ratkaisu | Oikean vastauksen antamiseksi esitettyyn kysymykseen määritämme vuorotellen typen valenssin ja hapettumistilan ehdotetuissa yhdisteissä. a) vedyn valenssi on aina yhtä suuri kuin I. Vedyn valenssiyksiköiden kokonaismäärä on 4 (1 × 4 = 4). Jaa saatu arvo molekyylin typpiatomien lukumäärällä: 4/2 \u003d 2, joten typen valenssi on II. Tämä vastaus on väärä. b) vedyn valenssi on aina yhtä suuri kuin I. Vedyn valenssiyksiköiden kokonaismäärä on 3 (1 × 3 = 3). Jaamme saadun arvon molekyylin typpiatomien lukumäärällä: 3/1 \u003d 2, joten typen valenssi on III. Typen hapetusaste ammoniakissa on (-3): Tämä on oikea vastaus. |
| Vastaus | Vaihtoehto (b) |
Elektronegatiivisuus (EO) on atomien kyky vetää puoleensa elektroneja, kun ne sitoutuvat muihin atomeihin .
Elektronegatiivisuus riippuu ytimen ja valenssielektronien välisestä etäisyydestä ja siitä, kuinka lähellä valenssikuori on valmiiksi. Mitä pienempi atomin säde on ja mitä enemmän valenssielektroneja, sitä suurempi sen EC.
Fluori on elektronegatiivisin alkuaine. Ensinnäkin sen valenssikuoressa on 7 elektronia (vain 1 elektroni puuttuu ennen oktettia) ja toiseksi tämä valenssikuori (…2s 2 2p 5) sijaitsee lähellä ydintä.
Vähiten elektronegatiivisia atomeja ovat alkali- ja maa-alkalimetallit. Niillä on suuret säteet ja niiden ulommat elektronikuoret eivät ole läheskään täydellisiä. Heidän on paljon helpompaa antaa valenssielektroninsa toiselle atomille (silloin pre-ulkokuori tulee valmiiksi) kuin "saada" elektroneja.
Elektronegatiivisuus voidaan ilmaista kvantitatiivisesti ja asettaa elementit nousevaan järjestykseen. Yleisimmin käytetään amerikkalaisen kemistin L. Paulingin ehdottamaa elektronegatiivisuusasteikkoa.
Ero yhdisteen alkuaineiden elektronegatiivisuudessa ( ΔX) antaa meille mahdollisuuden arvioida kemiallisen sidoksen tyyppiä. Jos arvo ∆ X= 0 - yhteys kovalenttinen ei-polaarinen.
Kun elektronegatiivisuusero on enintään 2,0, sidosta kutsutaan kovalenttinen polaarinen esimerkiksi: H-F-sidos HF-vetyfluoridimolekyylissä: Δ X \u003d (3,98 - 2,20) \u003d 1,78
Huomioon otetaan sidokset, joiden elektronegatiivisuusero on suurempi kuin 2,0 ioninen. Esimerkiksi: Na-Cl-sidos NaCl-yhdisteessä: Δ X \u003d (3,16 - 0,93) \u003d 2,23.
Hapetustila
Hapetustila (CO) on molekyylissä olevan atomin ehdollinen varaus, joka lasketaan olettaen, että molekyyli koostuu ioneista ja on yleensä sähköisesti neutraali.
Kun muodostuu ionisidos, elektroni siirtyy vähemmän elektronegatiivisesta atomista elektronegatiivisempaan, atomit menettävät sähköisen neutraaliuutensa ja muuttuvat ioneiksi. on kokonaislukumaksuja. Kun muodostuu kovalenttinen polaarinen sidos, elektroni ei siirry kokonaan, vaan osittain, jolloin syntyy osavarauksia (alla kuvassa HCl). Kuvitellaan, että elektroni siirtyi kokonaan vetyatomista klooriksi ja vedylle ilmestyi kokonaisena positiivinen varaus +1 ja kloorille -1. tällaisia ehdollisia varauksia kutsutaan hapetustilaksi.
Tämä kuva näyttää ensimmäisille 20 alkuaineelle ominaiset hapettumistilat.
Huomautus. Suurin SD on yleensä yhtä suuri kuin jaksollisen taulukon ryhmän numero. Pääalaryhmien metalleilla on yksi ominaisuus CO, ei-metalleilla on pääsääntöisesti CO:n leviäminen. Siksi epämetallit muodostavat suuren määrän yhdisteitä ja niillä on "monimuotoisempia" ominaisuuksia verrattuna metalleihin.
Esimerkkejä hapetusasteen määrittämisestä
Määritetään kloorin hapetustilat yhdisteissä:
Tarkastelemamme säännöt eivät aina salli kaikkien alkuaineiden CO:n laskemista, kuten esimerkiksi tietyssä aminopropaanimolekyylissä.
Tässä on kätevää käyttää seuraavaa menetelmää:
1) Kuvaamme molekyylin rakennekaavan, viiva on sidos, elektronipari.
2) Muutamme viivan nuoleksi, joka on suunnattu enemmän EO-atomiin. Tämä nuoli symboloi elektronin siirtymistä atomiksi. Jos kaksi identtistä atomia on yhdistetty, jätämme linjan sellaisena kuin se on - elektronien siirtoa ei tapahdu.
3) Laskemme kuinka monta elektronia "tuli" ja "lähti".
Harkitse esimerkiksi ensimmäisen hiiliatomin varausta. Kolme nuolta on suunnattu kohti atomia, mikä tarkoittaa, että 3 elektronia on saapunut, varaus on -3.
Toinen hiiliatomi: vety antoi sille elektronin ja typpi yhden elektronin. Maksu ei ole muuttunut, se on yhtä suuri kuin nolla. Jne.
Valenssi
Valenssi(latinan kielestä valēns "jolla on voimaa") - atomien kyky muodostaa tietty määrä kemiallisia sidoksia muiden alkuaineiden atomien kanssa.
Pohjimmiltaan valenssi tarkoittaa atomien kyky muodostaa tietty määrä kovalenttisia sidoksia. Jos atomilla on n parittomia elektroneja ja m Yksittäisiä elektronipareja, tämä atomi voi muodostua n+m kovalenttiset sidokset muiden atomien kanssa, ts. sen valenssi tulee olemaan n+m. Maksimivalenssia arvioitaessa tulee edetä "herätetyn" tilan elektronisesta konfiguraatiosta. Esimerkiksi beryllium-, boori- ja typpiatomin maksimivalenssi on 4 (esimerkiksi Be (OH) 4 2-, BF 4 - ja NH 4 +), fosfori - 5 (PCl 5), rikki - 6 (H 2SO 4), kloori - 7 (Cl 2O 7).
Joissakin tapauksissa valenssi voi olla numeerisesti yhteneväinen hapetusasteen kanssa, mutta ne eivät ole millään tavalla identtisiä keskenään. Esimerkiksi N2- ja CO-molekyyleissä kolmoissidos toteutuu (eli kunkin atomin valenssi on 3), mutta typen hapetusaste on 0, hiili +2, happi -2.
Typpihapossa typen hapetusaste on +5, kun taas typen valenssi ei voi olla suurempi kuin 4, koska sillä on vain 4 kiertorataa ulkotasolla (ja sidosta voidaan pitää päällekkäisinä kiertoradoina). Ja yleensä minkään toisen jakson elementin valenssi ei voi samasta syystä olla suurempi kuin 4.
Muutama "hankalempi" kysymys, joissa usein tehdään virheitä.
Pöytä. Kemiallisten alkuaineiden hapetusasteet.
Pöytä. Kemiallisten alkuaineiden hapetusasteet.
Hapetustila on yhdisteen kemiallisen alkuaineen atomien ehdollinen varaus, joka on laskettu olettaen, että kaikki sidokset ovat ionityyppisiä. Hapetusasteilla voi olla positiivinen, negatiivinen tai nolla-arvo, joten molekyylin alkuaineiden hapetustilojen algebrallinen summa niiden atomien lukumäärä huomioon ottaen on 0 ja ionissa - ionin varaus.
|
Taulukko: Alkuaineet, joilla on vakiohapetusaste. |
|
Pöytä. Kemiallisten alkuaineiden hapetustilat aakkosjärjestyksessä.
|
Pöytä. Kemiallisten alkuaineiden hapetustilat lukumäärän mukaan.
|
Artikkelin luokitus:
Kemiallisissa prosesseissa päärooli on atomeilla ja molekyyleillä, joiden ominaisuudet määräävät kemiallisten reaktioiden lopputuloksen. Yksi atomin tärkeistä ominaisuuksista on hapetusluku, joka yksinkertaistaa menetelmää ottaa huomioon elektronien siirtyminen hiukkasessa. Kuinka määrittää hiukkasen hapetusaste tai muodollinen varaus ja mitä sääntöjä sinun on tiedettävä tätä varten?
Mikä tahansa kemiallinen reaktio johtuu eri aineiden atomien vuorovaikutuksesta. Reaktioprosessi ja sen tulos riippuvat pienimpien hiukkasten ominaisuuksista.
Termi hapetus (hapetus) tarkoittaa kemiassa reaktiota, jonka aikana ryhmä atomeja tai yksi niistä menettää elektroneja tai saa, hankinnan tapauksessa reaktiota kutsutaan "pelkistymiseksi".
Hapetusaste on kvantitatiivisesti mitattu määrä, joka luonnehtii uudelleen jakautuneita elektroneja reaktion aikana. Nuo. hapettumisprosessissa atomin elektronit pienenevät tai lisääntyvät ja jakautuvat uudelleen muiden vuorovaikutuksessa olevien hiukkasten kesken, ja hapettumisen taso osoittaa tarkalleen, kuinka ne on järjestetty uudelleen. Tämä käsite liittyy läheisesti hiukkasten elektronegatiivisuuteen - niiden kykyyn houkutella ja torjua vapaita ioneja itsestään.
Hapettumisasteen määrittäminen riippuu tietyn aineen ominaisuuksista ja ominaisuuksista, joten laskentamenettelyä ei voida yksiselitteisesti kutsua helpoksi tai monimutkaiseksi, mutta sen tulokset auttavat tavanomaisesti kirjaamaan redox-reaktioiden prosessit. On ymmärrettävä, että saatu laskelmien tulos on tulos elektronien siirron huomioon ottamisesta, eikä sillä ole fyysistä merkitystä, eikä se ole ytimen todellinen varaus.
On tärkeää tietää! Epäorgaanisessa kemiassa käytetään usein termiä valenssi alkuaineiden hapetustilan sijaan, tämä ei ole virhe, mutta on pidettävä mielessä, että toinen käsite on universaali.
Elektronien liikkeen laskemista koskevat käsitteet ja säännöt ovat perustana kemikaalien luokittelulle (nimikkeistö), niiden ominaisuuksien kuvaamiselle ja kommunikaatiokaavojen laatimiselle. Mutta useimmiten tätä käsitettä käytetään kuvaamaan redox-reaktioita ja työskentelemään niiden kanssa.
Säännöt hapetusasteen määrittämiseksi
Kuinka selvittää hapettumisaste? Redox-reaktioiden kanssa työskennellessä on tärkeää tietää, että hiukkasen muodollinen varaus on aina yhtä suuri kuin elektronin suuruus ilmaistuna numeerisena arvona. Tämä ominaisuus liittyy oletukseen, että sidoksen muodostavat elektroniparit ovat aina täysin siirtyneet kohti negatiivisempia hiukkasia. On ymmärrettävä, että puhumme ionisidoksista, ja reaktion tapauksessa elektronit jakautuvat tasan identtisten hiukkasten kesken.
Hapetusluvulla voi olla sekä positiivisia että negatiivisia arvoja. Asia on, että reaktion aikana atomista tulee neutraali, ja tätä varten sinun on joko kiinnitettävä tietty määrä elektroneja ioniin, jos se on positiivinen, tai otettava ne pois, jos se on negatiivinen. Tämän käsitteen osoittamiseksi kaavoja kirjoitettaessa elementin nimen yläpuolelle kirjoitetaan yleensä arabialainen numero vastaavalla merkillä. Esimerkiksi tai jne.
Sinun pitäisi tietää, että metallien muodollinen varaus on aina positiivinen, ja useimmissa tapauksissa voit määrittää sen jaksollisen taulukon avulla. On olemassa useita ominaisuuksia, jotka on otettava huomioon indikaattoreiden määrittämiseksi oikein.
Hapettumisaste:
Kun nämä ominaisuudet on muistettu, on melko yksinkertaista määrittää alkuaineiden hapetusluku riippumatta monimutkaisuudesta ja atomitasojen lukumäärästä.
Hyödyllinen video: hapetusasteen määrittäminen
Mendelejevin jaksollinen taulukko sisältää melkein kaikki tarvittavat tiedot kemiallisten alkuaineiden kanssa työskentelemiseen. Esimerkiksi koululaiset käyttävät sitä vain kuvaamaan kemiallisia reaktioita. Joten hapetusluvun positiivisten ja negatiivisten enimmäisarvojen määrittämiseksi on tarpeen tarkistaa kemiallisen alkuaineen nimitys taulukosta:
- Suurin positiivinen on sen ryhmän numero, jossa elementti sijaitsee.
- Suurin negatiivinen hapetusaste on positiivisen enimmäisrajan ja luvun 8 välinen ero.
Näin ollen riittää, että yksinkertaisesti selvitetään elementin muodollisen varauksen äärirajat. Tällainen toiminto voidaan suorittaa käyttämällä jaksolliseen taulukkoon perustuvia laskelmia.
On tärkeää tietää! Yhdellä alkuaineella voi olla useita erilaisia hapetusindeksejä samanaikaisesti.
Hapettumistason määrittämiseen on kaksi päätapaa, joista on esimerkkejä alla. Ensimmäinen näistä on menetelmä, joka vaatii tietoa ja taitoja soveltaa kemian lakeja. Kuinka järjestää hapetustilat tällä menetelmällä?
Sääntö hapetusasteiden määrittämiseksi
Tätä varten tarvitset:
- Selvitä, onko tietty aine alkuaine ja onko se poissa sidoksesta. Jos kyllä, sen hapetusluku on 0 riippumatta aineen koostumuksesta (yksittäiset atomit tai monitasoiset atomiyhdisteet).
- Selvitä, koostuuko kyseinen aine ioneista. Jos kyllä, hapetusaste on yhtä suuri kuin niiden varaus.
- Jos kyseessä oleva aine on metalli, katso kaavassa muiden aineiden indikaattoreita ja laske metallilukemat aritmeettisesti.
- Jos koko yhdisteellä on yksi varaus (itse asiassa tämä on kaikkien esitettyjen alkuaineiden hiukkasten summa), niin riittää, että määritetään yksinkertaisten aineiden indikaattorit, vähennetään ne sitten kokonaismäärästä ja saadaan metallitiedot.
- Jos suhde on neutraali, summan on oltava nolla.
Harkitse esimerkiksi yhdistämistä alumiini-ionin kanssa, jonka kokonaisvaraus on nolla. Kemialliset säännöt vahvistavat sen tosiasian, että Cl-ionin hapetusluku on -1, ja tässä tapauksessa niitä on yhdisteessä kolme. Joten Al-ionin on oltava +3, jotta koko yhdiste olisi neutraali.
Tämä menetelmä on varsin hyvä, koska liuoksen oikeellisuus voidaan aina tarkistaa laskemalla yhteen kaikki hapettumisasteet.
Toista menetelmää voidaan soveltaa tietämättä kemiallisia lakeja:
- Etsi hiukkasdataa, jolle ei ole tiukkoja sääntöjä ja joiden elektronien tarkkaa lukumäärää ei tunneta (mahdollista eliminoimalla).
- Selvitä kaikkien muiden hiukkasten indikaattorit ja etsi sitten kokonaismäärästä vähentämällä haluamasi hiukkanen.
Tarkastellaan toista Na2SO4-ainetta esimerkkinä käyttävää menetelmää, jossa rikkiatomia S ei ole määritelty, tiedetään vain, että se on nollasta poikkeava.
Saadaksesi selville, mitä kaikki hapetustilat vastaavat:
- Etsi tunnettuja elementtejä pitäen perinteiset säännöt ja poikkeukset mielessä.
- Na-ioni = +1 ja jokainen happi = -2.
- Kerro kunkin aineen hiukkasten lukumäärä niiden elektroneilla ja saa kaikkien atomien hapetustilat yhtä lukuun ottamatta.
- Na2SO4 koostuu 2 natriumista ja 4 hapesta, kerrottuna osoittautuu: 2 X +1 \u003d 2 on kaikkien natriumhiukkasten ja 4 X -2 \u003d -8 - hapen hapetusluku.
- Lisää tulokset 2+(-8) = -6 - tämä on yhdisteen kokonaisvaraus ilman rikkihiukkasta.
- Ilmaise kemiallinen merkintä yhtälönä: tunnettujen tietojen summa + tuntematon luku = kokonaisvaraus.
- Na2S04 esitetään seuraavasti: -6 + S = 0, S = 0 + 6, S = 6.
Siten toisen menetelmän käyttämiseksi riittää, että tunnet yksinkertaiset aritmeettiset lait.
Kemiassa termit "hapetus" ja "pelkistys" tarkoittavat reaktioita, joissa atomi tai atomiryhmä menettää tai vastaavasti saa elektroneja. Hapetustila on yhdelle tai useammalle atomille annettu numeerinen arvo, joka luonnehtii uudelleen jakautuneiden elektronien lukumäärää ja osoittaa kuinka nämä elektronit jakautuvat atomien välillä reaktion aikana. Tämän suuren määrittäminen voi olla sekä yksinkertainen että melko monimutkainen toimenpide atomeista ja niistä koostuvista molekyyleistä riippuen. Lisäksi joidenkin alkuaineiden atomeilla voi olla useita hapetustiloja. Onneksi hapetusasteen määrittämiseen on olemassa yksinkertaisia yksiselitteisiä sääntöjä, joiden varmaa käyttöä varten riittää kemian ja algebran perusteiden tunteminen.
Askeleet
Osa 1
Hapetusasteen määritys kemian lakien mukaan- Esimerkiksi Al(s) ja Cl2:n hapetusaste on 0, koska molemmat ovat kemiallisesti yhdistämättömässä alkuainetilassa.
- Huomaa, että rikin S 8 eli oktarikin allotrooppiselle muodolle on ominaista sen epätyypillisestä rakenteesta huolimatta myös nollahapetustila.
-
Selvitä, koostuuko kyseinen aine ioneista. Ionien hapetusaste on yhtä suuri kuin niiden varaus. Tämä koskee sekä vapaita ioneja että niitä, jotka ovat osa kemiallisia yhdisteitä.
- Esimerkiksi Cl-ionin hapetusaste on -1.
- Kemiallisen yhdisteen NaCl Cl-ionin hapetusaste on myös -1. Koska Na-ionin määritelmän mukaan varaus on +1, päättelemme, että Cl-ionin varaus on -1 ja siten sen hapetusaste on -1.
-
Huomaa, että metalli-ioneilla voi olla useita hapetustiloja. Monien metallisten alkuaineiden atomit voidaan ionisoida eri määrin. Esimerkiksi metallin, kuten raudan (Fe) ionien varaus on +2 tai +3. Metalli-ionien varaus (ja niiden hapetusaste) voidaan määrittää muiden alkuaineiden ionien varauksilla, joiden kanssa tämä metalli on osa kemiallista yhdistettä; tekstissä tämä varaus on osoitettu roomalaisilla numeroilla: esimerkiksi raudan (III) hapetusaste on +3.
- Harkitse esimerkkinä yhdistettä, joka sisältää alumiini-ionin. AlCl3-yhdisteen kokonaisvaraus on nolla. Koska tiedämme, että Cl --ionien varaus on -1 ja yhdiste sisältää 3 tällaista ionia, kyseessä olevan aineen kokonaisneutraaliuden saavuttamiseksi Al-ionin varauksen tulee olla +3. Näin ollen tässä tapauksessa alumiinin hapetusaste on +3.
-
Hapen hapetusaste on -2 (joitakin poikkeuksia lukuun ottamatta). Melkein kaikissa tapauksissa happiatomien hapetusaste on -2. Tästä säännöstä on useita poikkeuksia:
- Jos happi on alkuainetilassa (O 2 ), sen hapetusaste on 0, kuten muillakin alkuaineilla.
- Jos mukana on happea peroksidit, sen hapetusaste on -1. Peroksidit ovat ryhmä yhdisteitä, jotka sisältävät yhden happi-happisidoksen (eli peroksidianionin O 2 -2). Esimerkiksi H 2 O 2 -molekyylin (vetyperoksidi) koostumuksessa hapen varaus ja hapetusaste on -1.
- Yhdessä fluorin kanssa hapen hapetusaste on +2, katso fluorin sääntö alla.
-
Vedyn hapetusaste on +1 muutamaa poikkeusta lukuun ottamatta. Kuten hapen kohdalla, on myös poikkeuksia. Vedyn hapetusaste on pääsääntöisesti +1 (ellei se ole alkuainetilassa H 2). Kuitenkin yhdisteissä, joita kutsutaan hydrideiksi, vedyn hapetusaste on -1.
- Esimerkiksi H 2O:ssa vedyn hapetusaste on +1, koska happiatomin varaus on -2, ja kokonaisneutraaliuteen tarvitaan kaksi +1 varausta. Natriumhydridin koostumuksessa vedyn hapetusaste on kuitenkin jo -1, koska Na-ionin varaus on +1, ja täydellisen sähköneutraaliuden saavuttamiseksi vetyatomin varauksen (ja siten sen hapetustilan) on oltava -1.
-
Fluori Aina sen hapetusaste on -1. Kuten jo todettiin, joidenkin alkuaineiden (metalli-ionien, happiatomien peroksideissa ja niin edelleen) hapettumisaste voi vaihdella useiden tekijöiden mukaan. Fluorin hapetusaste on kuitenkin aina -1. Tämä selittyy sillä, että tällä elementillä on korkein elektronegatiivisuus - toisin sanoen fluoriatomit ovat vähiten halukkaita eroamaan omista elektroneistaan ja houkuttelevat aktiivisimmin muiden ihmisten elektroneja. Näin ollen niiden maksu pysyy ennallaan.
-
Yhdisteen hapetustilojen summa on yhtä suuri kuin sen varaus. Kaikkien kemiallisen yhdisteen muodostavien atomien hapetustilojen yhteensä pitäisi antaa tämän yhdisteen varaus. Esimerkiksi, jos yhdiste on neutraali, kaikkien sen atomien hapetustilojen summan on oltava nolla; jos yhdiste on polyatominen ioni, jonka varaus on -1, hapetustilojen summa on -1 ja niin edelleen.
- Tämä on hyvä tapa tarkistaa - jos hapetustilojen summa ei ole yhtä suuri kuin yhdisteen kokonaisvaraus, olet jossain väärässä.
Osa 2
Hapetustilan määrittäminen ilman kemian lakeja-
Etsi atomeja, joilla ei ole tiukkoja hapetusastetta koskevia sääntöjä. Joidenkin alkuaineiden osalta ei ole olemassa vakiintuneita sääntöjä hapetusasteen määrittämiseksi. Jos atomi ei kuulu minkään yllä luetelluista säännöistä, etkä tiedä sen varausta (esimerkiksi atomi on osa kompleksia, eikä sen varausta ole ilmoitettu), voit määrittää tällaisen hapetusasteen. atomi eliminoimalla. Määritä ensin yhdisteen kaikkien muiden atomien varaus ja laske sitten yhdisteen tunnetusta kokonaisvarauksesta tämän atomin hapetusaste.
- Esimerkiksi Na 2 SO 4 -yhdisteessä rikkiatomin (S) varaus on tuntematon - tiedämme vain, että se ei ole nolla, koska rikki ei ole alkuainetilassa. Tämä yhdiste toimii hyvänä esimerkkinä havainnollistamaan algebrallista menetelmää hapetustilan määrittämiseksi.
-
Etsi yhdisteen muiden alkuaineiden hapetustilat. Määritä yhdisteen jäljellä olevien atomien hapetustilat yllä kuvattujen sääntöjen avulla. Älä unohda poikkeuksia sääntöön O:n, H:n ja niin edelleen tapauksessa.
- Na 2 SO 4 :n kohdalla havaitsemme sääntöjämme käyttäen, että Na-ionin varaus (ja siten hapetustila) on +1 ja jokaiselle happiatomille se on -2.
- Yhdisteissä kaikkien hapetustilojen summan tulee olla yhtä suuri kuin varaus. Jos yhdiste on esimerkiksi kaksiatominen ioni, atomien hapetustilojen summan on oltava yhtä suuri kuin ionivaraus.
- On erittäin hyödyllistä osata käyttää Mendelejevin jaksollista taulukkoa ja tietää missä metalliset ja ei-metalliset alkuaineet siinä sijaitsevat.
- Alkuainemuodossa olevien atomien hapetusaste on aina nolla. Yhden ionin hapetusaste on yhtä suuri kuin sen varaus. Jaksollisen järjestelmän ryhmän 1A elementtien, kuten vety, litium, natrium, alkuainemuodossa hapettumisaste on +1; ryhmän 2A metallien, kuten magnesiumin ja kalsiumin, hapetusaste alkuainemuodossaan on +2. Kemiallisen sidoksen tyypistä riippuen hapella ja vedyllä voi olla 2 eri hapetustilaa.
Selvitä, onko kyseinen aine alkuaine. Kemiallisen yhdisteen ulkopuolella olevien atomien hapetusaste on nolla. Tämä sääntö pätee sekä yksittäisistä vapaista atomeista muodostuville aineille että aineille, jotka koostuvat yhden alkuaineen kahdesta tai moniatomisesta molekyyleistä.
