Kun tutkit ionisia ja kovalenttisia polaarisia kemiallisia sidoksia, tutustuit monimutkaisiin aineisiin, jotka koostuvat kahdesta kemiallisesta alkuaineesta. Tällaisia ​​aineita kutsutaan binäärisiksi (latinasta bi - kaksi) tai kaksielementeiksi.

Muistakaamme tyypilliset binääriset yhdisteet, jotka mainitsimme esimerkkinä pohtiaksemme ionisten ja kovalenttisten polaaristen kemiallisten sidosten muodostumismekanismeja: NaCl - natriumkloridi ja HCl - kloorivety.

Ensimmäisessä tapauksessa sidos on ioninen: natriumatomi siirsi ulomman elektroninsa klooriatomiin ja muuttui ioniksi, jonka varaus on +1, ja klooriatomi hyväksyi elektronin ja muuttui ioniksi, jonka varaus on - 1. Kaavamaisesti atomien muuntumisprosessi ioneiksi voidaan kuvata seuraavasti:

HC1-vetykloridimolekyylissä muodostuu kemiallinen sidos pariutumattomien ulkoisten elektronien parin muodostumisen ja vety- ja klooriatomien yhteisen elektroniparin muodostumisen vuoksi:

On oikeampaa esittää kovalenttisen sidoksen muodostuminen vetykloridimolekyylissä vetyatomin yhden elektronin s-pilven päällekkäisyytenä klooriatomin yhden elektronin p-pilven kanssa:

Kemiallisen vuorovaikutuksen aikana yhteinen elektronipari siirtyy elektronegatiivisempaa klooriatomia kohti: eli elektroni ei siirry kokonaan vetyatomista klooriatomiin, vaan osittain, aiheuttaen siten atomien 5 osittaisen varauksen (ks. § 12). ): . Jos kuvittelemme, että HCl-molekyylissä, samoin kuin natriumkloridissa NaCl, elektroni siirtyi kokonaan vetyatomista klooriatomiin, ne saisivat varaukset +1 ja -1: . Tällaisia ​​ehdollisia varauksia kutsutaan hapetustilaksi. Tätä käsitettä määriteltäessä oletetaan ehdollisesti, että kovalenttisissa polaarisissa yhdisteissä sitoutuvat elektronit ovat siirtyneet kokonaan elektronegatiivisempaan atomiin, ja siksi yhdisteet koostuvat vain positiivisesti ja negatiivisesti varautuneista ioneista.

Hapetusasteella voi olla negatiivinen, positiivinen tai nolla arvo, joka yleensä sijoitetaan yläosassa olevan elementtimerkin yläpuolelle, esimerkiksi:

Ne atomit, jotka ovat vastaanottaneet elektroneja muista atomeista tai joihin yhteiset elektroniparit ovat siirtyneet, eli elektronegatiivisempien alkuaineiden atomit, ovat negatiivisessa hapetustilassa. Fluorin hapetusaste on aina -1 kaikissa yhdisteissä. Hapen, toiseksi elektronegatiivisin alkuaineen fluorin jälkeen, hapetusaste on melkein aina -2, paitsi fluoria sisältävät yhdisteet, esimerkiksi:

Niillä atomeilla, jotka luovuttavat elektroninsa muille atomeille tai joista muodostuu yhteisiä elektronipareja, eli vähemmän elektronegatiivisten alkuaineiden atomeja, on positiivinen hapetusaste. Metalleilla yhdisteissä on aina positiivinen hapetusaste. Pääalaryhmien metalleille: ryhmä I (ryhmä IA) kaikissa yhdisteissä, hapetusaste on +1, ryhmä II (ryhmä IIA) on +2, ryhmä III (ryhmä IIIA) - +3, esimerkiksi:

mutta metalliyhdisteissä vedyn hapetusaste on -1:

Hapetustilan nolla-arvolla on atomeja yksinkertaisten aineiden molekyyleissä ja atomeja vapaassa tilassa, esimerkiksi:

Lähellä "hapetustilan" käsitettä on käsite "valenssi", jonka tapasit tarkastellessasi kovalenttista kemiallista sidosta. Ne eivät kuitenkaan ole sama asia.

Käsite "valenssi" koskee aineita, joilla on molekyylirakenne. Suurin osa orgaanisista aineista, joihin tutustut luokalla 10, on juuri tällainen rakenne. Peruskoulun aikana opiskelet epäorgaanista kemiaa, jonka aiheena ovat sekä molekyyli- että ei-molekyylirakenteiset, esimerkiksi ionirakenteiset aineet. Siksi on edullista käyttää käsitettä "hapetustila".

Mitä eroa on valenssin ja hapetustilan välillä?

Usein valenssi ja hapetusaste ovat numeerisesti samat, mutta valenssilla ei ole varausmerkkiä, ja hapettumisasteella on. Esimerkiksi yksiarvoisella vedyllä on seuraavat hapetustilat eri aineissa:

Vaikuttaa siltä, ​​​​että yksiarvoisella fluorilla - elektronegatiivisimmalla elementillä - pitäisi olla täydellinen yhteensopivuus hapetustilan ja valenssin arvojen kanssa. Loppujen lopuksi sen atomi pystyy muodostamaan vain yhden kovalenttisen sidoksen, koska siitä puuttuu yksi elektroni ulomman elektronikerroksen valmistumiseen asti. Tässäkin on kuitenkin ero:

Valenssi ja hapetustila eroavat vielä enemmän, jos ne eivät vastaa numeerisesti. Esimerkiksi:

Yhdisteissä kokonaishapetusaste on aina nolla. Kun tiedät tämän ja yhden alkuaineen hapetustilan, voit löytää toisen alkuaineen hapetusasteen kaavalla, esimerkiksi binääriyhdiste. Joten, selvitetään kloorin hapetustila yhdisteestä C1 2 O 7.

Merkitään hapen hapetusaste: . Siksi seitsemän happiatomin negatiivinen kokonaisvaraus on (-2) × 7 = -14. Tällöin kahden klooriatomin kokonaisvaraus on +14 ja yhden klooriatomin: (+14) : 2 = +7. Siksi kloorin hapetusaste on.

Vastaavasti alkuaineiden hapetusasteet tuntemalla voidaan formuloida yhdisteen kaava, esimerkiksi alumiinikarbidi (alumiinin ja hiilen yhdiste).

On helppo nähdä, että olet työskennellyt samalla tavalla "valenssin" käsitteen kanssa, kun johdit kovalenttisen yhdisteen kaavan tai määritit elementin valenssin sen yhdisteen kaavalla.

Binääriyhdisteiden nimet muodostuvat kahdesta sanasta - niiden kemiallisten alkuaineiden nimistä. Ensimmäinen sana merkitsee yhdisteen elektronegatiivista osaa - ei-metallia, sen latinankielinen nimi jälkiliitteellä -id on aina nominatiivissa. Toinen sana tarkoittaa sähköpositiivista osaa - metallia tai vähemmän elektronegatiivista elementtiä, sen nimi on aina genitiivissä:

Esimerkiksi: NaCl - natriumkloridi, MgS - magnesiumsulfidi, KH - kaliumhydridi, CaO - kalsiumoksidi. Jos sähköpositiivisella elementillä on erilaisia ​​hapetusasteita, tämä näkyy nimessä, joka osoittaa hapetusasteen roomalaisella numerolla, joka sijoitetaan nimen loppuun, esimerkiksi: - rautaoksidi (II) (lue " rautaoksidi kaksi"), - rautaoksidi (III) (lue "rautaoksidi kolme").

Jos yhdiste koostuu kahdesta ei-metallisesta alkuaineesta, niin niistä elektronegatiivisemman nimeen lisätään suffiksi -id, toinen komponentti sijoitetaan sen jälkeen genitiiviin. Esimerkiksi: - happifluoridi (II), - rikkioksidi (IV) ja - rikkioksidi (VI).

Joissakin tapauksissa alkuaineiden atomien lukumäärä ilmoitetaan kreikankielisten numeroiden nimillä - mono, di, three, tetra, penta, heksa jne. Esimerkiksi: - hiilimonoksidi tai hiilimonoksidi (II), - hiilimonoksidi dioksidi tai oksidihiili (IV), - lyijytetrakloridi tai lyijy(IV)kloridi.

Jotta eri maiden kemistit ymmärtäisivät toisiaan, oli tarpeen luoda yhtenäinen terminologia ja aineiden nimikkeistö. Kemiallisen nimikkeistön periaatteet kehittivät ensimmäisen kerran ranskalaiset kemistit A. Lavoisier, A. Fourcroix, L. Giton de Mervaux ja C. Berthollet vuonna 1785. Tällä hetkellä Kansainvälinen puhtaan ja sovelletun kemian liitto (IUPAC) koordinoi tutkijoiden toimintaa eri maissa ja antaa suosituksia kemian aineiden nimikkeistöstä ja terminologiasta.

Avainsanat ja lauseet

1. Binääri- tai kaksialkuaineyhdisteet.
2. Hapettumisaste.
3. Kemiallinen nimikkeistö.
4. Alkuaineiden hapetusasteiden määritys kaavalla.
5. Binääriyhdisteiden kaavojen laatiminen alkuaineiden hapetusasteiden mukaan.

Työskentele tietokoneen kanssa

1. Katso sähköinen hakemus. Tutustu oppitunnin materiaaliin ja suorita ehdotetut tehtävät.
2. Etsi Internetistä sähköpostiosoitteita, jotka voivat toimia lisälähteinä, jotka paljastavat kappaleen avainsanojen ja lauseiden sisällön. Tarjoa opettajalle apuasi uuden oppitunnin valmistelussa - tee raportti seuraavan kappaleen avainsanoista ja lauseista.

Kysymyksiä ja tehtäviä

1. Kirjoita muistiin typen oksidien (II), (V), (I), (III), (IV) kaavat.
2. Anna nimet binääriyhdisteille, joiden kaavat ovat: a) С1 2 0 7 , С1 2 O, С1O 2 ; b) FeCl2, FeCl3; c) MnS, Mn02, MnF4, MnO, MnCl4; r) Cu20, Mg2Si, SiCl4, Na3N, FeS.
3. Etsi hakuteoista ja sanakirjoista kaikenlaisia ​​aineiden nimiä kaavoilla: a) CO 2 ja CO; b) SO 2 ja SO 3. Selitä niiden etymologia. Anna näille aineille kaksi nimeä kansainvälisen nimikkeistön mukaisesti kappaleessa esitettyjen sääntöjen mukaisesti.
4. Mikä muu nimi voidaan antaa ammoniakille H 3 N?
5. Etsi tilavuus, joka niillä on kohdassa n. y. 17 g rikkivetyä.
6. Kuinka monta molekyyliä tämä tilavuus sisältää?
7. Laske 33,6 m3:n metaanin CH 2 massa pisteessä n. y. ja määrittää tämän tilavuuden sisältämien molekyylien lukumäärän.
8. Määritä hiilen hapetusaste ja kirjoita seuraavien aineiden rakennekaavat tietäen, että orgaanisissa yhdisteissä oleva hiili on aina neliarvoista: metaani CH 4, hiilitetrakloridi CC1 4, etaani C 2 H 4, asetyleeni C 2 H 2.

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?

Määritelmä

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 lisää, hankinnan tapauksessa reaktiota kutsutaan "pelkistymiseksi".

Hapetusaste on määrä, joka mitataan kvantitatiivisesti ja joka luonnehtii reaktion aikana jakautuneita elektroneja. Nuo. hapettumisprosessissa atomin elektronit pienenevät tai lisääntyvät, jakaantuvat uudelleen muiden vuorovaikutuksessa olevien hiukkasten kesken, ja hapettumisen taso osoittaa tarkalleen, kuinka ne järjestetään uudelleen. Tämä käsite liittyy läheisesti hiukkasten elektronegatiivisuuteen - niiden kykyyn vetää puoleensa ja torjua vapaita ioneja itsestään.

Hapetustason määrittäminen riippuu tietyn aineen ominaisuuksista ja ominaisuuksista, joten laskentamenettelyä ei voida yksiselitteisesti kutsua helpoksi tai monimutkaiseksi, mutta sen tulokset auttavat ehdollisesti 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 laskemisen 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:

1. Suurin positiivinen on sen ryhmän numero, jossa elementti sijaitsee.
2. Suurin negatiivinen hapetusaste on positiivisen enimmäisrajan ja luvun 8 välinen ero.

Näin ollen riittää, että yksinkertaisesti selvitetään elementin muodollisen varauksen äärirajat. Tällainen toimenpide 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:

1. Selvitä, onko tietty aine alkuaine ja onko se poissa sidoksesta. Jos kyllä, sen hapetusluku on 0 riippumatta aineen koostumuksesta (yksittäiset atomit tai monitasoiset atomiyhdisteet).
2. Selvitä, koostuuko kyseinen aine ioneista. Jos kyllä, hapetusaste on yhtä suuri kuin niiden varaus.
3. Jos kyseessä oleva aine on metalli, katso kaavassa muiden aineiden indikaattoreita ja laske metallilukemat aritmeettisesti.
4. 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.
5. 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:

1. Etsi hiukkasdataa, jolle ei ole tiukkoja sääntöjä ja joiden elektronien tarkkaa lukumäärää ei tunneta (mahdollista eliminoimalla).
2. 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:

1. Löydä tunnettuja elementtejä pitäen perinteiset säännöt ja poikkeukset mielessä.
2. Na-ioni = +1 ja jokainen happi = -2.
3. Kerro kunkin aineen hiukkasten lukumäärä niiden elektroneilla ja saa kaikkien atomien hapetustilat yhtä lukuun ottamatta.
4. Na2SO4 koostuu 2 natriumista ja 4 hapesta, kerrottuna käy ilmi: 2 X +1 \u003d 2 on kaikkien natriumhiukkasten ja 4 X -2 \u003d -8 - hapen hapetusluku.
5. Lisää tulokset 2+(-8) = -6 - tämä on yhdisteen kokonaisvaraus ilman rikkihiukkasta.
6. Ilmaise kemiallinen merkintä yhtälönä: tunnetun tiedon summa + tuntematon luku = kokonaisvaraus.
7. Na2S04 esitetään seuraavasti: -6 + S = 0, S = 0 + 6, S = 6.

Siten toisen menetelmän käyttämiseksi riittää, että tunnet yksinkertaiset aritmeettiset lait.

Yhdisteen kemiallinen alkuaine, joka on laskettu olettaen, että kaikki sidokset ovat ionisia.

Hapetusasteilla voi olla positiivinen, negatiivinen tai nolla, joten molekyylin alkuaineiden hapetustilojen algebrallinen summa niiden atomien lukumäärä huomioon ottaen on 0 ja ionissa - ionin varaus.

1. Metallien hapetustilat yhdisteissä ovat aina positiivisia.

2. Korkein hapetusaste vastaa jaksollisen järjestelmän ryhmänumeroa, jossa tämä elementti sijaitsee (poikkeus on: Au+3(I ryhmä), Cu+2(II), ryhmästä VIII, hapetusaste +8 voi olla vain osmiumissa Os ja ruteeni Ru.

3. Epämetallien hapetustilat riippuvat siitä, mihin atomiin ne on kytketty:

• jos metalliatomilla, hapetustila on negatiivinen;
• jos ei-metalliatomilla, hapetustila voi olla sekä positiivinen että negatiivinen. Se riippuu alkuaineiden atomien elektronegatiivisuudesta.

4. Epämetallien korkein negatiivinen hapetusaste voidaan määrittää vähentämällä 8:sta sen ryhmän numero, jossa tämä alkuaine sijaitsee, ts. korkein positiivinen hapetusaste on yhtä suuri kuin elektronien lukumäärä ulkokerroksessa, mikä vastaa ryhmänumeroa.

5. Yksinkertaisten aineiden hapetusaste on 0 riippumatta siitä, onko kyseessä metalli vai ei-metalli.

Alkuaineet, joilla on vakio hapetusaste.

Elementti	Tyypillinen hapetustila	Poikkeukset
		Metallihydridit: LIH-1
		hapetustila kutsutaan hiukkasen ehdolliseksi varaukseksi olettaen, että sidos on täysin katkennut (sillä on ioninen luonne). H- Cl = H + + Cl - , Suolahapossa oleva sidos on kovalenttinen polaarinen. Elektronipari on vinoutunut enemmän atomiin Cl - , koska se on elektronegatiivisempi kokonaisuus. Kuinka määrittää hapettumisaste? Elektronegatiivisuus on atomien kyky vetää puoleensa elektroneja muista alkuaineista. Hapetustila ilmoitetaan elementin yläpuolella: Br 2 0 , Na 0 , O +2 F 2 -1 ,K + Cl - jne. Se voi olla negatiivinen ja positiivinen. Yksinkertaisen aineen hapetusaste (sitoutumaton, vapaa tila) on nolla. Hapen hapetusaste useimmissa yhdisteissä on -2 (poikkeus on peroksidit H 2 O 2, jossa se on -1 ja yhdisteet fluorin kanssa - O +2 F 2 -1 , O 2 +1 F 2 -1 ). - Hapetustila yksinkertainen monoatominen ioni on yhtä suuri kuin sen varaus: Na + , Ca +2 . Sen yhdisteissä olevan vedyn hapetusaste on +1 (poikkeuksia ovat hydridit - Na + H - ja tyyppiliitännät C +4 H 4 -1 ). Metalli-ei-metallisidoksissa atomilla, jolla on suurin elektronegatiivisuus, on negatiivinen hapetusaste (elektronegatiivisuustiedot on annettu Paulingin asteikolla): H + F - , Cu + Br - , Ca +2 (EI 3 ) - jne. Säännöt kemiallisten yhdisteiden hapetusasteen määrittämiseksi. Otetaan yhteys KMnO 4 , on tarpeen määrittää mangaaniatomin hapetusaste. Perustelut: Kalium on jaksollisen järjestelmän ryhmän I alkalimetalli, ja siksi sillä on vain positiivinen hapetusaste +1. Hapen hapetusasteen tiedetään olevan -2 useimmissa yhdisteissään. Tämä aine ei ole peroksidi, mikä tarkoittaa, että se ei ole poikkeus. Tekee yhtälön: K+MnXO 4 -2 Anna olla X- meille tuntematon mangaanin hapettumisaste. Kaliumatomien lukumäärä on 1, mangaani - 1, happi - 4. On todistettu, että molekyyli kokonaisuudessaan on sähköisesti neutraali, joten sen kokonaisvarauksen tulee olla nolla. 1*(+1) + 1*(X) + 4(-2) = 0, X = +7, Siten mangaanin hapetusaste kaliumpermanganaatissa = +7. Otetaan toinen esimerkki oksidista Fe2O3. On tarpeen määrittää rautaatomin hapetusaste. Perustelut: Rauta on metalli, happi ei-metalli, mikä tarkoittaa, että se on happi, joka on hapettava aine ja jolla on negatiivinen varaus. Tiedämme, että hapen hapetusaste on -2. Otamme huomioon atomien lukumäärän: rauta - 2 atomia, happi - 3. Teemme yhtälön missä X- rautaatomin hapetusaste: 2*(X) + 3*(-2) = 0, Johtopäätös: raudan hapetusaste tässä oksidissa on +3. Esimerkkejä. Määritä molekyylin kaikkien atomien hapetusaste. 1. K2Cr2O7. Hapetustila K+1, happi O-2. Annetut indeksit: O=(-2)×7=(-14), K=(+1)×2=(+2). Koska molekyylin alkuaineiden hapetustilojen algebrallinen summa niiden atomien lukumäärä huomioon ottaen on 0, jolloin positiivisten hapetustilojen lukumäärä on yhtä suuri kuin negatiivisten. Hapetustilat K+O=(-14)+(+2)=(-12). Tästä seuraa, että kromiatomin positiivisten potenssien lukumäärä on 12, mutta molekyylissä on 2 atomia, mikä tarkoittaa, että atomia kohti on (+12):2=(+6). Vastaus: K 2 + Cr 2 + 6 O 7 -2. 2.(As04) 3-. Tällöin hapetustilojen summa ei ole enää nolla, vaan ionin varaus, ts. - 3. Tehdään yhtälö: x+4×(- 2)= - 3 . Vastaus: (As +504-2) 3-.

MÄÄRITELMÄ

Hapetustila on kvantitatiivinen arvio yhdisteen kemiallisen alkuaineen atomin tilasta sen elektronegatiivisuuden perusteella.

Se vaatii sekä positiivisia että negatiivisia arvoja. Yhdisteen alkuaineen hapetusasteen ilmaisemiseksi sinun on asetettava arabialainen numero vastaavalla merkillä ("+" tai "-") sen symbolin yläpuolelle.

On muistettava, että hapettumisaste on määrä, jolla ei ole fyysistä merkitystä, koska se ei heijasta atomin todellista varausta. Tätä käsitettä käytetään kuitenkin hyvin laajasti kemiassa.

Taulukko kemiallisten alkuaineiden hapetusasteesta

Suurin positiivinen ja pienin negatiivinen hapetustila voidaan määrittää käyttämällä D.I.:n jaksollista taulukkoa. Mendelejev. Ne ovat yhtä suuria kuin sen ryhmän numero, jossa elementti sijaitsee, ja vastaavasti "korkeimman" hapetusasteen arvon ja luvun 8 välinen erotus.

Jos tarkastelemme kemiallisia yhdisteitä tarkemmin, niin aineissa, joissa on ei-polaarisia sidoksia, alkuaineiden hapetusaste on nolla (N 2, H 2, Cl 2).

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.

On alkuaineita, joille vain yksi hapetusasteen arvo on ominaista (fluori, IA- ja IIA-ryhmien metallit jne.). Fluorilla, jolle on tunnusomaista suurin elektronegatiivisuus, yhdisteissä on aina vakio negatiivinen hapetusaste (-1).

Alkali- ja maa-alkalielementeillä, joille on ominaista suhteellisen alhainen elektronegatiivisuuden arvo, on aina positiivinen hapetusaste, vastaavasti (+1) ja (+2).

On kuitenkin olemassa myös sellaisia ​​kemiallisia alkuaineita, joille on tunnusomaista useat hapetusasteen arvot (rikki - (-2), 0, (+2), (+4), (+6) jne.) .

Jotta olisi helpompi muistaa, kuinka monta ja mitä hapetusastetta tietylle kemialliselle alkuaineelle on ominaista, käytetään kemiallisten alkuaineiden hapetusastetaulukoita, jotka näyttävät tältä:

Sarjanumero	venäjä / englanti otsikko	kemiallinen symboli	Hapetustila
	Vety
	Helium / helium
	Litium / Litium
	Beryllium / Beryllium
			(-1), 0, (+1), (+2), (+3)
	Hiili / hiili		(-4), (-3), (-2), (-1), 0, (+2), (+4)
	Typpi / typpi		(-3), (-2), (-1), 0, (+1), (+2), (+3), (+4), (+5)
	Happi / happi		(-2), (-1), 0, (+1), (+2)
	Fluori / fluori
	Natrium
	Magnesium / Magnesium
	Alumiini
	Silicon / Silicon		(-4), 0, (+2), (+4)
	Fosfori / Fosfori		(-3), 0, (+3), (+5)
	Rikki		(-2), 0, (+4), (+6)
	Kloori / Kloori		(-1), 0, (+1), (+3), (+5), (+7), harvoin (+2) ja (+4)
	Argon / Argon
	Kalium / kalium
	Kalsium / kalsium
	Scandium / Scandium
	Titaani / Titaani		(+2), (+3), (+4)
	Vanadiini / Vanadiini		(+2), (+3), (+4), (+5)
	Kromi / kromi		(+2), (+3), (+6)
	Mangaani / mangaani		(+2), (+3), (+4), (+6), (+7)
	Rauta / rauta		(+2), (+3), harvoin (+4) ja (+6)
	Koboltti / koboltti		(+2), (+3), harvoin (+4)
	Nikkeli / Nikkeli		(+2), harvoin (+1), (+3) ja (+4)
	Kupari		+1, +2, harvinainen (+3)
	Gallium / Gallium		(+3), harvinainen (+2)
	germanium / germanium		(-4), (+2), (+4)
	Arseeni / Arseeni		(-3), (+3), (+5), harvoin (+2)
	Seleeni / Seleeni		(-2), (+4), (+6), harvoin (+2)
	Bromi / bromi		(-1), (+1), (+5), harvoin (+3), (+4)
	Kryptoni / kryptoni
	Rubidium / Rubidium
	Strontium / Strontium
	yttrium / yttrium
	Zirkonium / Zirkonium		(+4), harvoin (+2) ja (+3)
	Niobium / Niobium		(+3), (+5), harvoin (+2) ja (+4)
	Molybdeeni / Molybdeeni		(+3), (+6), harvoin (+2), (+3) ja (+5)
	Teknetium / teknetium
	Rutenium / ruteeni		(+3), (+4), (+8), harvoin (+2), (+6) ja (+7)
	Rodium		(+4), harvoin (+2), (+3) ja (+6)
	Palladium / Palladium		(+2), (+4), harvoin (+6)
	Hopea / hopea		(+1), harvoin (+2) ja (+3)
	Kadmium / kadmium		(+2), harvinainen (+1)
	Indium / Indium		(+3), harvoin (+1) ja (+2)
	Tina / Tina		(+2), (+4)
	Antimoni / Antimoni		(-3), (+3), (+5), harvoin (+4)
	Telluuri / Telluuri		(-2), (+4), (+6), harvoin (+2)
			(-1), (+1), (+5), (+7), harvoin (+3), (+4)
	Xenon / Xenon
	Cesium / Cesium
	Barium / Barium
	Lantaani / Lantaani
	Cerium / Cerium		(+3), (+4)
	Praseodyymi / Praseodyymi
	Neodyymi / Neodyymi		(+3), (+4)
	Promethium / Promethium
	Samaria / Samarium		(+3), harvinainen (+2)
	Europium / Europium		(+3), harvinainen (+2)
	Gadolinium / Gadolinium
	Terbium / Terbium		(+3), (+4)
	Dysprosium / Dysprosium
	Holmium / Holmium
	Erbium / Erbium
	Thulium / Thulium		(+3), harvinainen (+2)
	Ytterbium / Ytterbium		(+3), harvinainen (+2)
	Lutetium / Lutetium
	Hafnium / Hafnium
	Tantaali / Tantaali		(+5), harvoin (+3), (+4)
	Volframi / volframi		(+6), harvinainen (+2), (+3), (+4) ja (+5)
	Renium / Renium		(+2), (+4), (+6), (+7), harvinainen (-1), (+1), (+3), (+5)
	Osmium / Osmium		(+3), (+4), (+6), (+8), harvoin (+2)
	Iridium / Iridium		(+3), (+4), (+6), harvoin (+1) ja (+2)
	Platina / Platina		(+2), (+4), (+6), harvoin (+1) ja (+3)
	Kulta / Kulta		(+1), (+3), harvoin (+2)
	Mercury / Mercury		(+1), (+2)
	Vyötärö / tallium		(+1), (+3), harvoin (+2)
	Johda / Johda		(+2), (+4)
	Vismutti / Vismutti		(+3), harvoin (+3), (+2), (+4) ja (+5)
	Polonium / Polonium		(+2), (+4), harvoin (-2) ja (+6)
	Astatiini / Astatiini
	Radon / Radon
	Francium / Francium
	Radium / Radium
	Actinium / Actinium
	Torium / Thorium
	Proactinium / Protactinium
	Uraani / Uraani		(+3), (+4), (+6), harvoin (+2) ja (+5)

Esimerkkejä ongelmanratkaisusta

ESIMERKKI 1

Vastaus Määritämme vuorotellen fosforin hapettumisasteen kussakin ehdotetuissa muunnoskaavioissa ja valitsemme sitten oikean vastauksen.

• Fosforin hapetusaste fosfiinissa on (-3) ja fosforihapossa - (+5). Muutos fosforin hapetustilassa: +3 → +5, ts. ensimmäinen vastaus.
• Kemiallisen alkuaineen hapetusaste yksinkertaisessa aineessa on nolla. Fosforin hapetusaste oksidikoostumuksessa P 2 O 5 on yhtä suuri kuin (+5). Muutos fosforin hapetustilassa: 0 → +5, ts. kolmas vastaus.
• Fosforin hapetusaste hapossa, jonka koostumus on HPO 3, on (+5) ja H3PO2 on (+1). Muutos fosforin hapetustilassa: +5 → +1, ts. viides vastaus.

ESIMERKKI 2

Harjoittele	Hapetusaste (-3) hiilellä on yhdisteessä: a) CH3Cl; b) C2H2; c) HCOH; d) C2H6.
Päätös	Jotta voimme antaa oikean vastauksen esitettyyn kysymykseen, määritämme vuorotellen hiilen hapettumisasteen kussakin ehdotetussa yhdisteessä. a) vedyn hapetusaste on (+1) ja kloorin - (-1). Otamme "x":ksi hiilen hapetusasteen: x + 3 × 1 + (-1) = 0; Vastaus on väärä. b) vedyn hapetusaste on (+1). Otamme "y":ksi hiilen hapetusasteen: 2×y + 2×1 = 0; Vastaus on väärä. c) vedyn hapetusaste on (+1) ja hapen - (-2). Otetaan "z":ksi hiilen hapetusaste: 1 + z + (-2) +1 = 0: Vastaus on väärä. d) vedyn hapetusaste on (+1). Otetaan "a":ksi hiilen hapetustila: 2×a + 6×1 = 0; Oikea vastaus.
Vastaus	Vaihtoehto (d)

Yhdisteiden alkuaineiden tilan karakterisoimiseksi on otettu käyttöön hapetusasteen käsite.

MÄÄRITELMÄ

Tietyn alkuaineen atomista tai tietyn alkuaineen atomiin yhdisteessä siirtyneiden elektronien lukumäärää kutsutaan 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.

Alin hapetusaste

Alkuaineille, joilla on erilaiset hapetustilat yhdisteissään, on olemassa käsitteitä korkeammasta (maksimipositiivinen) ja alemmasta (minimi negatiivisesta) hapetusasteesta. Alkuaineen alhaisin hapetusaste on yleensä numeerisesti yhtä suuri kuin D. I. Mendelejevin jaksollisen järjestelmän ryhmänumeron, jossa kemiallinen alkuaine sijaitsee, ja luvun 8 välinen erotus. Esimerkiksi typpi on VA-ryhmässä, mikä tarkoittaa, että sen alin hapetusaste on (-3): V-VIII = -3; rikki on ryhmässä VIA, joten sen alin hapetusaste on (-2): VI-VIII = -2 jne.

Esimerkkejä ongelmanratkaisusta

ESIMERKKI 1